北京市朝阳区2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷

关于分子动理论，下列说法正确的是（       ）

以下现象能显著说明光具有波动性的是（       ）

如图所示为氢原子能级示意图。现有大量氢原子处于能级上，已知可见光的光子能量范围是 ， 下列说法正确的是（       ）

在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图所示。下列说法正确的是（　　）

如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，先后经历等容、等温、等压三个过程，经过状态b和c，再回到状态a。下列说法正确的是（       ）

如图所示是主动降噪耳机的工作原理图。在耳机内设有麦克风，用来收集环境中的噪声信号，在此基础上，耳机的处理器产生与环境噪声相位相反的反噪声波来抵消噪声。下列说法正确的是（       ）

如图所示，由甲、乙两种单色光组成的一束光，从一根长直的光纤端面以射入，两种单色光均在侧面发生全反射，则可以准确判断出（       ）

如图甲所示，一单摆做小角度摆动。从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，画出它的振动图像如图乙所示。忽略空气阻力，g取。下列说法正确的是（　　）

在运用动量定理处理二维运动时，可以在相互垂直的两个方向上分别研究。某同学某次练习乒乓球削球时，乒乓球与竖直方向成落下，在与球拍接触时，球拍保持水平且向右运动，如图所示。已知球与球拍接触时间极短，接触前后球竖直方向速度大小不变，球与球拍之间的动摩擦因数为0.25，。球可视为质点，不计空气阻力及球的重力。则球离开球拍时速度与竖直方向夹角的正切值为（       ）

可变差动变压器（LVDT）是一种常用的直线位移传感器，简化模型如图所示。它内部主要结构包括一个初级线圈和一对匝数相等的次级线圈，初级线圈位于中间，次级线圈则沿相反方向串联，对称缠绕在初级线圈的两侧；导磁铁芯可以在空心管（图中未画出）中移动，连接到要测量位移的物体上，初始时铁芯恰好位于空心管的中央，运动中铁芯始终有一端在副线圈中。在ab端输入有效值为的正弦式交变电压，cd端输出电压的有效值记为 ， 则（       ）

蹦极是一项深受年轻人喜爱的极限运动，某游客身系弹性绳从高空P点自由下落，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，如图所示。从弹性绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，若忽略空气阻力影响，下列说法正确的是（       ）

如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈与滑动变阻器R相连，原、副线圈匝数之比为4：1，此时滑动变阻器滑片处于中间位置且接入电路的阻值为。若交流电压表、电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

如图甲所示，某同学手持细棒抖动彩带的端点O使其在竖直方向上做简谐运动，在彩带上形成的波可以看成沿x轴正方向传播的简谐波。在和处的两个质点O、P的振动图像如图乙所示，则（       ）

在“测量玻璃的折射率”实验中：

某研究小组用图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度”的实验。

如图所示，某小型交流发电机内的矩形金属线圈ABCD的面积 ， 匝数 ， 线圈的总电阻 ， 线圈所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小。线圈通过滑环和电刷与阻值的定值电阻连接。现使线圈绕轴匀速转动，角速度为。

（1）从中性面开始计时，写出线圈中电流瞬时值的表达式；

（2）求线圈转动过程中电阻R上产生的热量Q；

（3）求线圈从中性面位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量q。

在同一竖直平面内，两个大小相同的小球A，B悬挂于同一高度；静止时小球恰能接触且悬线平行，如图所示。现将A球从最低点拉起高度h并由静止释放，在最低点与B球发生正碰。已知A球的质量为m，重力加速度为g，不计小球半径和空气阻力。

（1）若B球的质量也为m且将左侧涂胶，A、B两球碰后粘在一起。求：

a．碰后瞬间两球的速度大小v；

b．碰撞过程中损失的机械能。

（2）若将B球换成质量不同的小钢球，重复上述实验，两球发生弹性碰撞且碰后两球上升的最大高度相同，求B球的质量。

简谐运动是最简单、最基本的振动，复杂的振动往往可以看作多个简谐运动的叠加。

（1）如图1所示，固定在竖直圆盘上的小球A随着圆盘以角速度ω沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动。用竖直向下的平行光照射小球A，在圆盘下方的屏上可以观察到小球A在x方向上的“影子”的运动，开始计时时小球A在圆盘最上端。请根据简谐运动的运动学特征（即做简谐运动的物体的位移x与运动时间t满足正弦函数规律），证明：小球A的“影子”以圆盘圆心在屏上的投影点O为平衡位置做简谐运动。

（2）科幻小说《地心游记》中假想凿通一条贯穿地心的极窄且光滑的隧道，人可以通过该隧道直通地球彼岸。为简化研究，质量为M、半径为R的地球视为质量分布均匀的球体，已知质量均匀分布的球壳内的质点所受万有引力的合力为零，万有引力常量为G。不计空气阻力。

a．如图2所示，以地心O为原点，沿隧道方向建立x轴，请根据简谐运动的动力学特征（即做简谐运动的物体所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小成正比，并总是指向平衡位置）证明：质量为m的质点从静止开始落入隧道后在隧道内做简谐运动；

b．根据（1）中关于匀速圆周运动与简谐运动的关系，计算a问中质点通过隧道所用的时间t₀。

碰撞、反冲是十分普遍的现象，通过对这些现象的研究能了解微观粒子的结构与性质。

（1）在物理学史上，用粒子散射实验估测了原子核的半径。如图1所示，一个从很远处以速度运动的粒子与金原子核发生正碰，可认为金原子核始终静止，粒子离金原子核最近的距离等于金原子核的半径。已知粒子的质量为m，电荷量为2e，金原子核的质量为M，电荷量为79e，取无穷远电势为零，两点电荷、相距为r时的电势能表达式为。估算金原子核的半径。

（2）从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对器壁的碰撞引起的。如图2所示，正方体容器内密封着一定质量的理想气体。每个气体分子的质量为m，单位体积内分子数量n为恒量，已知该理想气体分子平均动能（T为热力学温度）。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略，速率均为v且与器壁各面碰撞的机会均等，气体分子与器壁垂直碰撞且无能量损失。证明：该理想气体的压强。

（3）根据玻尔原子理论，一个静止氢原子从能级向基态跃迁的过程中会辐射出一个光子，它的频率满足：。某同学提出质疑：向外辐射的光子具有动量 ， 根据动量守恒定律，氢原子会发生反冲而具有动能，因此需对求解的频率进行修正。已知氢原子质量为m且 ， 请结合数据推导说明“在氢原子辐射问题中忽略原子动能”的合理性。