河北省衡水市枣强县2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

第=page99页，共=sectionpages1414页河北省衡水市枣强县2024-2025学年高二（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.α粒子散射实验装置如图所示。关于该实验现象及得出的结论，下列说法正确的是(

)A.该实验证实了汤姆孙的“枣糕模型”是正确的

B.大多数α粒子穿过金箔后，其运动方向受到较大的影响

C.占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围内

D.原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在其中2.如图所示是弹簧振子做简谐运动的振动图像。从t=0时刻开始计时，下列说法正确的是(

)A.弹簧振子的振动周期为2s B.10秒内，弹簧振子运动的路程为10cm

C.t=2s时，振子的加速度最大 D.t=4s时，振子的速度为03.如图所示，“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，倒些清水在盆中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。下列关于“洗”的说法正确的是(

)A.“洗”发出的声音在空气中传播时，介质振动方向与声音传播方向始终垂直

B.手掌摩擦越快发出的声音越大，水花溅得越高

C.盆内水花及盆体的振动频率可能大于手掌的摩擦频率

D.当双手以某一特定频率摩擦时，盆耳发出的嗡嗡声特别响，水花溅得特别高，这是共振现象

4.如图四幅图中有关光的相关知识说法正确的是(

)

A.图甲中，位于水中气泡看上去特别明亮是由于光的折射

B.图乙中，增加单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹宽度也增加

C.图丙中，若两板间的薄片向左移动少许，则干涉条纹的间距增大

D.图丁中，通过3D眼镜看电脑显示屏，两镜片一明一暗是因为两侧镜片为透振方向不同的偏振片5.如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是(

)A.一群氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，能产生3种不同频率的光

B.氢原子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，其能量增大

C.氢原子可以吸收能量为2.60eV的光子发生跃迁

D.从氢原子的能级图可知，氢原子发射光子的频率是不连续的

6.一个圆环翡翠(透明玻璃体)内侧的半径为R1，外侧的半径为R2，现让一红色光束对准点A(A与圆心O同一水平线)，以入射角θ1射入翡翠，光束恰好切过圆环内侧从外侧的B点射出，出射角为θ2，下列说法正确的是A.出射角θ2比入射角θ1大

B.翡翠对红色光折射率n=R2sinθ1R1

C.7.用如图甲所示的实验装置研究光电效应，电路中电源的正负极可以对调，用一定强度、频率为ν的激光照射阴极K时，得到的光电流i与光电管两端电压U的关系图像如图乙所示。已知光电子的质量为m，所带的电荷量为-e，普朗克常量为h，下列说法不正确的是(

)A.阴极K的逸出功为hν-eU0 B.光电子的最大初速度为2eU0m

C.阴极K的截止频率为ν+二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.如图所示，在O点用长为L的细绳系着一小球(可视为质点)，O点正下方A点处有一固定的光滑钉子，OA=34L。小球在B点由静止释放，运动至右侧最高点C点的时间为t，OB、AC与竖直方向夹角均足够小，重力加速度为g，不计空气阻力，则t可能的值为(

)A.94πLg

B.3π29.如图甲所示是一列简谐横波在t=0.3s时刻的波形图，如图乙所示是x=4m处的质点的振动图像，则下列说法正确的是(

)

A.该波的传播方向沿x轴的正方向

B.该波的传播速度为8m/s

C.在t=0时刻，质点A的加速度为零

D.质点A的振动方程为y=-0.4sin5πt(m)10.如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.8m/s，波源的振幅均为4cm。图为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动，质点M、N两点的平衡位置处于x=0.4m和x=0.5m处。下列说法正确的是(

)

A.t=0.75s时，两列波在M点相遇 B.两列波在相遇后会发生干涉现象

C.t=1.75s时，M运动的路程为0.44m D.t=1.25s时，N运动的路程为0.08m三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.在“用插针法测定玻璃砖折射率”的实验中。

(1)实验过程如图甲所示，下列说法正确的是______(填正确答案标号)。

A.为了减小作图误差，P3和P4的距离应尽可能取小些

B.如果光在界面aa'的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖

C.不论光以什么角度从界面aa'射入，经一次折射后到达界面bb'都能射出

(2)小张同学确认所有操作步骤都正确后，根据测得的入射角和折射角的正弦值作出的图像如图乙所示，由图像可求得玻璃砖的折射率为______。

(3)小杨同学在画界面时，不小心将界面bb'画的比玻璃砖宽了一些，其余操作均正确，如图丙所示，则他测得的折射率______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。12.某物理兴趣小组的同学利用如图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，如图乙所示是红光产生的干涉条纹。

(1)下列说法正确的是______(填正确答案标号)。

A.实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝，使单缝和双缝相互平行

B.实验中还需测出单缝到光屏的距离

C.将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距将变大

D.若将红色滤光片换成绿色滤光片，则相邻两亮条纹中心的距离将减小

(2)转动测量头的手轮，先将测量头的分划板中心刻线与A条纹的中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示，xA=______mm。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与B条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丁所示。则相邻两亮条纹的间距Δx=______mm。

(3)已知双缝到光屏的距离l=50.0cm，双缝间距d=0.240mm，相邻两亮条纹中心间距为Δx，可得波长的表达式λ=______(用题中字母表示)，求得所测红光波长约为______nm。四、计算题：本大题共3小题，共38分。13.厚度可忽略的球形罐体的半径为R，球心为O，罐体内装了一半的某种透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示。一细束单色光从罐体上的P点沿PO方向射入，折射光线恰好从OQ方向射出，Q点在罐体上且Q点到液面的距离为7R4，PO与法线的夹角α=30°，光在真空中的传播速度为c。求：

(1)液体的折射率n；

(2)单色光从P点传播到O点所用的时间t。14.如图所示中实线是一列简谐横波在某一时刻的波形曲线。经过0.25s后，其波形如图中虚线所示。

(1)若该波是沿x轴负方向传播的，求该波的周期；

(2)若该波的周期T大于0.25s，求该波的波速；

(3)若该波的波速大小为2.16m/s，求该波的传播方向。15.光纤通信有传输容量大，传输衰减小、抗干扰性强及保密性强等多方面的优点。现有一可用于光纤通信的圆柱体长玻璃丝，其外界为真空，左端面打磨为半球形。如图所示为该玻璃丝的截面示意图，其左端半圆的圆心为O，半径为R，直线部分AE=4R。单色光线从与O等高的B点入射，当入射角为α时，折射光线恰好在D点发生全反射。已知AD=R，光在真空中传播速度为c。

(1)求该单色光线入射角α；

(2)若光线从半球面上沿半径入射，入射方向与BD平行，求光线从入射点传播到EF界面所用的时间。

答案和解析1.【答案】C

【解析】A.该实验证实了汤姆孙的“枣糕模型”是错误的，提出了原子的核式结构模型，故A错误；

B.大多数α粒子穿过金箔后，其运动方向没有受到较大的影响，故B错误；

C.占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围内，故C正确；

D.原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在其中，这是汤姆生提出的原子模型，被该实验否定了，故D错误。

故选：C。

2.【答案】B

【解析】A、振子的周期是振子完成一个周期性变化所用的时间，由图直接读出其周期T=4s；故A错误；

B、由图可知振子的振幅为1cm，经过t=10s=2.5T，振子的路程s=4A×2.5=4×1×2.5cm=10cm，故B正确；

C、由图乙知在t=2s时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，所以振子的加速度也为零，故C错误；

D、在t=4s时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，速度最大，故D错误。

故选：B。

3.【答案】D

【解析】A、“洗”发出的声音在空气中传播时，属于纵波，介质振动方向与声音传播方向平行，而不是垂直，故A错误；

BD、只有双手摩擦的频率越接近盆体和水花固有振动频率时，盆耳发出的嗡嗡声才会特别响，水花才会溅得特别高，这是共振现象的体现，故B错误，D正确；

C、盆内水花和盆体均做受迫振动，频率与驱动力的频率相等，故C错误。

故选：D。

4.【答案】D

【解析】A.位于水中的气泡看上去特别明亮，是因为光从水中射向气泡中的空气中时，属于光从光密介质射向了光疏介质，在界面处发生了全反射，故A错误；

B.光在通过单缝时会发生衍射现象，而发生明显衍射现象的条件是：缝的宽度或孔径的尺寸、障碍物的大小跟光的波长接近或比光的波长更小，因此，图乙中，若增加单缝的宽度，则衍射现象越不明显，屏上的中央亮条纹将变窄变暗，故B错误；

C.图丙中，若两板间的薄片向左移动少许，则空气薄膜的倾角增加，长度减小，而膜的最厚处厚度不变，根据两列反射光波的路程差等于光波半波长的偶数倍时为明条纹，可知明条纹的数量不变，空气膜长度减小，所以明暗条纹变密集，则条纹间距变窄，故C错误；

D.通过3D眼镜看电脑显示屏，两镜片一明一暗是因为两侧镜片为透振方向不同的偏振片，故D正确。

故选：D。

5.【答案】D

【解析】A.一群氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，能产生6种不同频率的光，故A错误；

B.氢原子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，会向外辐射能量，其能量减小，故B错误；

C.没有两个能级之间的能量差为2.60eV，则氢原子不可以吸收能量为2.60eV的光子发生跃迁，故C错误；

D.从氢原子的能级图可知，氢原子发射光子的频率是不连续的，故D正确。

故选：D。

6.【答案】B

【解析】A、由几何关系可知从A点入射的折射角等于从B点出射的入射角，根据折射定律可知出射角θ2与入射角θ1相等，故A错误；

B、根据几何关系可知A点入射的折射角满足sinγ=R1R2，根据折射定律有n=sinθ1sinγ，解得n=R2sinθ1R1，故B正确；

C、调大θ1【解析】AB、根据爱因斯坦光电效应方程得

Ek=hν-W0

由动能定理得

eU0=Ek=12mvm2

解得阴极K的逸出功与光电子的最大初速度分别为

W0=hν-eU0

vm=2eU0m

故AB正确；

C、逸出功与截止频率的关系为

W0=hνc

解得阴极K的截止频率为【解析】依据单摆周期计算公式

T=2πLg

结合题意有，小球摆动过程的摆长为L时，其周期为

T1=2πLg

小球摆长为L4时，其周期为

T2=2πL4g=πLg

小球在B点由静止释放，摆动的周期为

T=12T1+12T2=πLg+π2Lg=3π2Lg【解析】A、由振动图可知x=4m处的质点，在0.3s时的振动方向为：y轴正方向，结合波形图即可知该波的传播方向为：x轴负方向，故A错误；

B、根据波形图可知波长为：λ=4m，振幅A=0.4m，结合振动图可知周期为：T=0.4s，综合可得波速：v=λT，解得：v=10m/s，故B错误；

C、由振动的周期性，可知质点在t=0时的振动情况，与t=0.4s时的振动情况相同，结合波形图和周期，即可知t=0.4s时质点A的加速度为0，即t=0时刻质点A的加速度为0，故C正确；

D、由周期可得ω=2πT，结合振幅A=0.4m，根据C选项分析可知：t=0时刻质点A的振动方向为：y轴负方向，位移为0，

可得质点A的振动方程为：y=0.4sin(5πt+π)(m)=-0.4sin(5πt)(m)，故D正确。

故选：CD。

【解析】A、两列波间隔距离为：Δx=0.8m-0.2m=0.6m，故相遇时间为：Δt=0.60.8+0.8s=0.375s，故A错误；

B、两列波波速和波长相同，根据f=vλ可得，两列波频率相同，相位差恒定，故两列波在相遇后会发生干涉现象，故B正确；

C、根据A项两列波到达M点的时间为0.375s，两列波同时到达M点，且引起质点振动的方向均为y轴负向，故M点为振动加强点，故M点振幅为8cm；

根据T=λv=0.40.8s=0.5s，可得质点M振动时间t=1.75s-0.375s=1.375s=234T，故M运动的路程为s=234×4×0.08m=0.88m，故C正确；

D、根据图像可得，当左边波波谷到达N点时，右边波的波峰到达N点，故N点为振动减弱点，故N点处于平衡位置，故【解析】(1)A.两点确定一条直线，在确定一条直线时，两点间的距离应该适当的大一些，所以P3和P4的距离应适当取大些，这样做出的折射光线的方向更加准确，故A错误；

B.发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，因此，即使光在界面aa'的入射角大于临界角，光也不会发生全反射，而一定会折射进入玻璃，故B错误；

C.光在aa'的入射角为θ1，根据折射定律有n=sinθ1sinθ2

由几何关系可得，界面bb'的入射角等于θ2，因此无论光以什么角度从aa'射入，经以此折射后到达界面bb'时的入射角都会小于全反射的临界角，所以光都能从界面bb'射出，故C正确。

故选：C。

(2)根据折射定律可得玻璃砖的折射率为n=sinθ1sinθ2=0.60.4=1.5

(3)如图所示，小杨同学测定折射率时，实验所得的折射光线为212.【答案】AD；

0.642、1.4mm；

dL×Δx、【解析】(1)A、为了使干涉条纹与竖直方向平行，实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝，使单缝和双缝相互平行，故A正确；

B、单缝的作用是产生相位相同的相干光源，并不需要测单缝到屏的距离，故B错误；

C、根据双缝干涉条纹间距公式Δx=1dλ可知，条纹间距与单缝和双缝之间的距离无关，也不需要测出单缝到光屏的距离，故C错误；

D、根据双缝干涉条纹间距公式Δx=1dλ可知，若将红色滤光片换成绿色滤光片，则相邻两亮条纹中心的距离将减小，故D正确。

故选：AD。

(2)螺旋测微器的精度为0.01mm，但可动刻度必须估读，所以图乙的示数为：x1=0.5mm+14.2×0.01mm=0.642mm

图丁的示数为：x7=9mm+4.2×0.01mm=9.042mm

相邻亮条纹之间的距离：Δx=xn-x1n-1=9.042-0.6427-1mm=1.4mm

(3)根据双缝干涉条纹间距公式：Δx=1dλ变形后得波长：λ=dL×Δx=0.240×10-350×10-2×1.4×10-3m=6.72×10-7m=672nm

故答