2021-2022學年北京市首師大附中高二（下）期末物理試卷

一、選擇題（本大題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題所列出的四個選項中，有的小題只有一個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。）

• 1．下列說法正確的是（　　）

  A．愛因斯坦提出的光電效應理論，成功解釋了光電效應現象

  B．玻爾理論成功的解釋了氫原子光譜

  C．盧瑟福通過α粒子的散射實驗發現了質子并預言了中子的存在

  D．湯姆孫發現了電子并提出了原子核式結構模型
  組卷：16引用：1難度：0.9

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• 2．一束光線從折射率為1.5的玻璃射向空氣，入射角為45°．下列四幅光路圖中正確的是（　　）

  A．

  B．

  C．

  D．
  組卷：100引用：3難度：0.9

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• 3．如圖所示，一束可見光a從玻璃磚射向空氣，分成b、c兩束單色光。單色光b和c相比較，下列說法正確的是（　　）

  A．在相同條件下進行雙縫干涉實驗，b光的干涉條紋間距較大

  B．真空中b光的波長較小

  C．玻璃磚中b光的速度較小

  D．從玻璃射向空氣發生全反射時，b光的臨界角較小
  組卷：123引用：3難度：0.7

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• 4．用圖甲所示的電路研究光電效應中電子發射的情況與照射光的強弱、光的顏色（頻率）等物理量間的關系。電流計G測得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則（　　）

  A．通過電流計G的電流方向由d到c

  B．電壓U增大，光電流I一定增大

  C．用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動能與光的強弱無關

  D．光電管兩端電壓U為零時一定不發生光電效應
  組卷：262引用：5難度：0.7

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• 5．關于玻爾建立的氫原子模型，下列說法正確的是（　　）

  A．氫原子處于基態時，電子的軌道半徑最大

  B．氫原子在不同能量態之間躍遷時可以吸收任意頻率的光子

  C．氫原子從基態向較高能量態躍遷時，電子的動能減小

  D．氫原子從基態向較高能量態躍遷時，系統的電勢能減小
  組卷：613引用：4難度：0.9

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• 6．下列說法正確的是（　　）

  A．放射性元素的半衰期與外界壓強有關

  B．天然放射現象說明原子具有核式結構

  C．原子核放出γ射線說明原子核內有光子

  D．β衰變的本質是原子核內的1個中子轉化為1個質子和1個電子
  組卷：73引用：2難度：0.6

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• 7．核反應方程

  235

  92

  U+

  1

  0

  n→

  X

  56

  Ba+

  89

  36

  Kr+

  3

  1

  0

  n表示中子轟擊

  235

  92

  U原子核可能發生的一種核反應，該核反應釋放出的核能為ΔE．關于這個核反應，下列說法中正確的是（　　）

  A．該反應屬于核聚變

  B． X 56 Ba中的X為146

  C． X 56 Ba中含有56個中子

  D．該反應的質量虧損為 ΔE c 2
  組卷：255引用：4難度：0.9

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三、計算論述題（本題共44分。要求寫出解題過程，重要公式，文字說明等。只有公式和結果不得分）

• 20．能量守恒定律、動量守恒定律、電荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的規律，在微觀粒子的相互作用過程中也同樣適用。
  盧瑟福發現質子之后，他猜測：原子核內可能還存在一種不帶電的粒子。
  （1）為尋找這種不帶電的粒子，他的學生查德威克用α粒子轟擊一系列元素進行實驗。當他用α粒子（

  4

  2

  He）轟擊鈹原子核（

  9

  4

  Be）時發現了一種未知射線，并經過實驗確定這就是中子，從而證實了盧瑟福的猜測。請你完成此核反應方程為

  4

  2

  He+

  9

  4

  Be→

  +

  1

  0

  n。
  （2）為了測定中子的質量m_n，查德威克用初速度相同的中子分別與靜止的氫核與靜止的氮核發生彈性正碰。實驗中他測得碰撞后氮核的速率與氫核的速率關系是v_N=

  1

  7

  v_H．已知氮核質量與氫核質量的關系是m_N=14m_H，將中子與氫核、氮核的碰撞視為完全彈性碰撞。請你根據以上數據計算中子質量m_n與氫核質量m_H的比值。
  （3）以鈾235為裂變燃料的“慢中子”核反應堆中，裂變時放出的中子有的速度很大，不易被鈾235俘獲，需要使其減速。在討論如何使中子減速的問題時，有人設計了一種方案：讓快中子與靜止的粒子發生碰撞，他選擇了三種粒子：鉛核、氫核、電子。以彈性正碰為例，僅從力學角度分析，哪一種粒子使中子減速效果最好，請說出你的觀點并說明理由。
  組卷：195引用：4難度：0.3

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• 21．光子不僅具有能量，也具有動量。照到物體表面的光子被物體吸收或被反射都會對物體產生一定的壓強，這就是光壓。光壓的產生機理與氣體壓強產生的機理類似：大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞產生持續均勻的壓力，器壁在單位面積上受到的壓力變現為氣體的壓強。體積為V的正方形密閉容器中有大量的光子，如圖所示。為簡化問題，我們做如下假定：每個光子的頻率均為ν，光子與器壁各面碰撞的機會均等，光子與器壁碰撞為彈性碰撞，且碰撞前后瞬間，光子動量方向都與器壁垂直，不考慮器壁發出的光子數和對光子的吸收，光子的總數保持不變，且單位體積內光子個數為n；光子之間無相互作用。已知：單個光子的能量?和動量p間存在關系?=pc（其中c為光速），普朗克常數為h。
  （1）①寫出單個光子的動量p的表達式（結果用c、h和ν表示）
  ②寫出光壓的表達式（結果用n、h、ν表示）
  （2）類比理想氣體，我們將題目所述的大量光子的集合稱為光子氣體，把容器中所有光子的能量稱為光子氣體的內能。
  ①求出容器內光子氣體內能U的表達式（結果用V和光壓I表示）
  ②為V的容器內存在質量為m、單位體積內氣體分子個數為n’的理想氣體，分子速率均為v,且與器壁各面碰撞的機會均等；與器壁碰撞前后瞬間，光子動量方向都與器壁垂直，且速率不變。求氣體內能U′與體積V和壓強p_氣的關系；并從能量和動量之間關系的角度說明光子氣體內能表達式與氣體內能表達式不同的原因。
  組卷：132引用：3難度：0.4

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