2021-2022学年北京市首师大附中高二（下）期末物理试卷

一、选择题（本大题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题所列出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）

• 1．下列说法正确的是（　　）

  A．爱因斯坦提出的光电效应理论，成功解释了光电效应现象

  B．玻尔理论成功的解释了氢原子光谱

  C．卢瑟福通过α粒子的散射实验发现了质子并预言了中子的存在

  D．汤姆孙发现了电子并提出了原子核式结构模型
  组卷：17引用：1难度：0.9

  解析

• 2．一束光线从折射率为1.5的玻璃射向空气，入射角为45°．下列四幅光路图中正确的是（　　）

  A．

  B．

  C．

  D．
  组卷：100引用：3难度：0.9

  解析

• 3．如图所示，一束可见光a从玻璃砖射向空气，分成b、c两束单色光。单色光b和c相比较，下列说法正确的是（　　）

  A．在相同条件下进行双缝干涉实验，b光的干涉条纹间距较大

  B．真空中b光的波长较小

  C．玻璃砖中b光的速度较小

  D．从玻璃射向空气发生全反射时，b光的临界角较小
  组卷：123引用：3难度：0.7

  解析

• 4．用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量间的关系。电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的变化如图乙所示，则（　　）

  A．通过电流计G的电流方向由d到c

  B．电压U增大，光电流I一定增大

  C．用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关

  D．光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应
  组卷：265引用：5难度：0.7

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• 5．关于玻尔建立的氢原子模型，下列说法正确的是（　　）

  A．氢原子处于基态时，电子的轨道半径最大

  B．氢原子在不同能量态之间跃迁时可以吸收任意频率的光子

  C．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子的动能减小

  D．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，系统的电势能减小
  组卷：616引用：4难度：0.9

  解析

• 6．下列说法正确的是（　　）

  A．放射性元素的半衰期与外界压强有关

  B．天然放射现象说明原子具有核式结构

  C．原子核放出γ射线说明原子核内有光子

  D．β衰变的本质是原子核内的1个中子转化为1个质子和1个电子
  组卷：80引用：2难度：0.6

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• 7．核反应方程

  235

  92

  U+

  1

  0

  n→

  X

  56

  Ba+

  89

  36

  Kr+

  3

  1

  0

  n表示中子轰击

  235

  92

  U原子核可能发生的一种核反应，该核反应释放出的核能为ΔE．关于这个核反应，下列说法中正确的是（　　）

  A．该反应属于核聚变

  B． X 56 Ba中的X为146

  C． X 56 Ba中含有56个中子

  D．该反应的质量亏损为 ΔE c 2
  组卷：257引用：4难度：0.9

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三、计算论述题（本题共44分。要求写出解题过程，重要公式，文字说明等。只有公式和结果不得分）

• 20．能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用。
  卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子。
  （1）为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用α粒子轰击一系列元素进行实验。当他用α粒子（

  4

  2

  He）轰击铍原子核（

  9

  4

  Be）时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测。请你完成此核反应方程为

  4

  2

  He+

  9

  4

  Be→

  +

  1

  0

  n。
  （2）为了测定中子的质量m_n，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰。实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是v_N=

  1

  7

  v_H．已知氮核质量与氢核质量的关系是m_N=14m_H，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞。请你根据以上数据计算中子质量m_n与氢核质量m_H的比值。
  （3）以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速。在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子。以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由。
  组卷：203引用：4难度：0.3

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• 21．光子不仅具有能量，也具有动量。照到物体表面的光子被物体吸收或被反射都会对物体产生一定的压强，这就是光压。光压的产生机理与气体压强产生的机理类似：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力变现为气体的压强。体积为V的正方形密闭容器中有大量的光子，如图所示。为简化问题，我们做如下假定：每个光子的频率均为ν，光子与器壁各面碰撞的机会均等，光子与器壁碰撞为弹性碰撞，且碰撞前后瞬间，光子动量方向都与器壁垂直，不考虑器壁发出的光子数和对光子的吸收，光子的总数保持不变，且单位体积内光子个数为n；光子之间无相互作用。已知：单个光子的能量ϵ和动量p间存在关系ϵ=pc（其中c为光速），普朗克常数为h。
  （1）①写出单个光子的动量p的表达式（结果用c、h和ν表示）
  ②写出光压的表达式（结果用n、h、ν表示）
  （2）类比理想气体，我们将题目所述的大量光子的集合称为光子气体，把容器中所有光子的能量称为光子气体的内能。
  ①求出容器内光子气体内能U的表达式（结果用V和光压I表示）
  ②为V的容器内存在质量为m、单位体积内气体分子个数为n’的理想气体，分子速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，光子动量方向都与器壁垂直，且速率不变。求气体内能U′与体积V和压强p_气的关系；并从能量和动量之间关系的角度说明光子气体内能表达式与气体内能表达式不同的原因。
  组卷：139引用：3难度：0.4

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