1.下列說法正確的是( )
A. 光是一種電磁波B. 光需要介質(zhì)才能傳播
C. 聲波只能在空氣中傳播D. 在空氣中傳播的聲波是橫波
2.圓形鐵絲圈蘸一些肥皂液后會形成肥皂膜，將鐵絲圈豎直放置，在自然光照射下，肥皂膜呈現(xiàn)出彩色條紋。下列說法正確的是( )
A. 這是光的偏振現(xiàn)象B. 這是光的衍射現(xiàn)象 C. 彩色條紋為橫紋D. 彩色條紋為豎紋
3.關(guān)于盧瑟福α粒子散射實驗現(xiàn)象及分析，下列說法正確的是( )
A. 絕大多數(shù)α粒子在實驗中幾乎不偏轉(zhuǎn)，主要原因是原子內(nèi)部十分“空曠”
B. 絕大多數(shù)α粒子在實驗中幾乎不偏轉(zhuǎn)，是因為原子核質(zhì)量很大
C. 使α粒子產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力，是電子對α粒子的庫侖力
D. 使α粒子產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力，是原子核對α粒子的萬有引力
4.夏天由于氣溫升高，汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變大，更容易造成爆胎。假設(shè)輪胎不漏氣且氣體可視為理想氣體，與冬天相比，夏天輪胎內(nèi)的氣體( )
A. 分子間斥力更大B. 分子的平均動能更大
C. 所有分子的運動速率都更大D. 氣體內(nèi)能更小
5.下列四幅圖分別對應(yīng)四種說法，其中正確的是( )
A. 甲圖是分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖象，B點對應(yīng)的距離分子間相互作用表現(xiàn)為引力
B. 乙圖是模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生機(jī)理的實驗，實驗中要保證每顆豆粒與臺秤碰撞時的速率相等
C. 丙圖是顯微鏡下某微粒運動每隔30s的位置連線，這就是微粒的運動軌跡
D. 丁圖是氧氣分子分別在0℃和100℃時的速率分布情況，實線對應(yīng)的是100℃
6.在如圖所示的電路中，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個相同的小燈泡。下列說法正確的是( )
A. 閉合開關(guān)S后，兩燈始終一樣亮
B. 閉合開關(guān)S后，燈泡P中電流從右向左
C. 當(dāng)斷開開關(guān)S時，兩燈同時熄滅
D. 當(dāng)斷開開關(guān)S時，燈泡P中電流從右向左
7.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷三個過程，沿直線先后到達(dá)狀態(tài)B和C，最終回到狀態(tài)A。下列說法正確的是( )
A. 從A到B，氣體內(nèi)能減小B. 從B到C，氣體從外界吸熱
C. A、C兩狀態(tài)，氣體溫度相同D. B、C兩狀態(tài)，氣體溫度相同
8.位于坐標(biāo)原點處的波源發(fā)出一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波。t=0時波源開始振動，經(jīng)過一個周期T時的波形圖如圖所示，則波源振動的位移y隨時間t變化的關(guān)系式為( )
A. y=Asin(2πTt)
B. y=?Asin(2πTt)
C. y=Acs(2πTt)
D. y=?Acs(2πTt)
9.手機(jī)防窺屏的原理圖如圖所示，防窺屏可視為某種透明介質(zhì)，在屏中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于手機(jī)屏幕。手機(jī)上發(fā)光像素單元緊貼防窺屏的下表面，可視為點光源，位于相鄰兩屏障的正中間。防窺屏可實現(xiàn)對發(fā)光像素單元可視角度θ的控制。下列說法正確的是( )
A. 防窺屏的厚度H越大，可視角度θ越小B. 透明介質(zhì)的折射率越小，可視角度θ越小
C. 屏障的寬度L越大，可視角θ越小D. 屏障的高度d越大，可視角度θ越大
10.如圖所示，一個理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，原線圈兩端a、b接正弦式交流電源。在原線圈前串聯(lián)一個規(guī)格為“熔斷電流0.2A、電阻5Q”的保險絲，與原線圈并聯(lián)的電壓表的示數(shù)穩(wěn)定為220V，電壓表為理想電表，若電路可以長時間正常工作，下列說法正確的是( )
A. 通過電阻R的最大瞬時電流為2AB. 電阻R增大時，流經(jīng)保險絲的電流也增大
C. 保證保險絲不斷的電阻R的最小值為11ΩD. 變壓器的輸出功率最大值為44 2W
11.如圖所示，光電倍增管是提高光電管靈敏度的光電轉(zhuǎn)換器件。管內(nèi)除光電陰極和陽極外，兩極間還放置四個倍增電極1、2、3、4。使用時相鄰兩倍增電極間均加有電壓，以此來加速電子。光電陰極受光照后釋放出光電子，在電場作用下射向第一倍增電極，引起電子的二次發(fā)射，激發(fā)出更多的電子，然后在電場作用下射向下一個倍增電極，又激發(fā)出更多的電子，如此電子數(shù)不斷倍增，使得光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來檢測微弱光信號。下列說法正確的是( )
A. 光電倍增管正常工作時，每個倍增電極上都發(fā)生了光電效應(yīng)
B. 光電倍增管內(nèi)陽極接收電子的能量全部來源于照射光
C. 圖中標(biāo)號為偶數(shù)的倍增電極電勢要高于標(biāo)號為奇數(shù)的電極電勢
D. 適當(dāng)增大倍增電極間的電壓有利于探測更微弱的光信號
12.北京時間2024年5月5日19時54分，太陽爆發(fā)了一次X射線耀斑，X射線耀斑的級別劃定通常以地球同步軌道衛(wèi)星觀測到的X射線流量來表征。射線流量指在單位時間、單位面積上接收到的射線能量。若太陽均勻地向各個方向輻射X射線，設(shè)波長為λ，太陽輻射X射線的總功率為P。同步衛(wèi)星探測儀正對太陽的面積為S，衛(wèi)星離太陽中心的距離為R，普朗克常量為?，光速為c，則同步衛(wèi)星探測儀探測到的X射線流量中的光子數(shù)為( )
A. pλ4π?cR2B. Pλπ?cR2C. PSλ4π?cR2D. 3PSλ4π?cR3
13.如圖所示，彈性小球A和B疊放在一起，從距地面高度為?處自由落下，落地瞬間，B先與地面碰撞，后與A碰撞，?遠(yuǎn)大于兩小球直徑，小球B的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小球A質(zhì)量。假設(shè)所有的碰撞均為豎直方向內(nèi)彈性碰撞，且碰撞時間均可忽略不計，不考慮空氣阻力，則下列判斷中正確的是( )
A. 下落過程中A與B之間存在相互作用
B. 小球B與地面碰撞后，小球B的速度為零
C. A與B第一次碰后小球A彈起的最大高度約為4?
D. A與B第一次碰后小球A彈起的最大高度約為9?
14.如圖甲所示，通過電流加熱，熱陰極中的電子克服逸出功離開陰極，之后被加速電場加速撞擊陽極，在撞擊陽極原子的過程中，電子以極大的加速度減速，損失的能量則以X射線的形式輻射出去。大部分電子經(jīng)歷多次碰撞而減速，因此輻射的能譜是連續(xù)譜，圖乙為不同加速電壓下測量到的X射線能譜，橫軸為X射線波長，縱軸為相應(yīng)波長的X射線強(qiáng)度。電子從陰極逸出時的速度忽略不計，下列推斷不正確的是( )
A. 隨加速電壓增大，X射線強(qiáng)度的極大值向頻率更高的方向移動
B. 當(dāng)電子撞擊陽極被瞬間減速到0時，輻射的X射線波長最短
C. 只改變陽極材料，X射線的最短波長也會隨之變化
D. 若用60kV加速電壓加速電子，產(chǎn)生的X射線的最短波長約為20pm
二、實驗題：本大題共2小題，共18分。
15.某小組做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗。

(1)將實驗儀器按要求安裝在光具座上，如圖甲所示，則在甲圖中1、2、3處分別應(yīng)該安裝的器材是______。
A.單縫、濾光片、雙縫
B.單縫、雙縫、濾光片
C.濾光片、單縫、雙縫
D.雙縫、濾光片、單縫
(2)如圖乙所示，測量頭中分劃板上的刻度線先后處于x1、x2位置，x1位置的讀數(shù)為1.690mm，x2位置的示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)為______mm；根據(jù)x1、x2位置讀數(shù)，得到相鄰亮條紋的間距Δx= ______mm(結(jié)果保留三位小數(shù))；已知雙縫間距為d，雙縫到毛玻璃屏的距離為L，此單色光波長的表達(dá)式λ= ______(用L、d、x1、x2表示)。
16.兩個實驗小組做“探究氣體等溫變化規(guī)律”實驗。

(1)一組同學(xué)利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實驗，注射器中密封了一定質(zhì)量的空氣。通過刻度尺讀取空氣柱的長度1，從與注射器內(nèi)空氣柱相連的壓力表讀出空氣柱的壓強(qiáng)p。
a.實驗過程中，下列操作正確的是______。(填選項前字母)
A.在柱塞上涂抹潤滑油可以提高裝置的氣密性
B.應(yīng)快速推拉柱塞并迅速讀數(shù)，以避免氣體與外界發(fā)生熱交換
C.推拉柱塞時，手不可以握住整個注射器
b.一組同學(xué)在不同溫度下用同一空氣柱進(jìn)行實驗，測出兩條等溫線，如圖1所示，則T1 ______T2(填寫“>”或“λ0。
(3)太陽帆受到的光壓P光的表達(dá)式P光=(1+K)P0c。
【解析】(1)根據(jù)能量與質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)合光子能量與頻率的關(guān)系以及動量的表達(dá)式推導(dǎo)單色光光子的動量p=?λ；
(2)①粒子碰撞前后系統(tǒng)的動量守恒，據(jù)此可求解；
②光子與靜止得電子發(fā)生碰撞后，光子把一部分能量傳遞給了電子，即碰撞后光子的能量減小了。
(3)根據(jù)一小段時間Δt內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)，結(jié)合動量定理和壓強(qiáng)公式求出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式。
考查光子的能量與動量區(qū)別與聯(lián)系，掌握動量定理的應(yīng)用，注意建立正確的模型是解題的關(guān)鍵。
20.解：(1)當(dāng)Q板受到頻率為ν的單色光持續(xù)照射后，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程
Ek=?ν?W0
遏止電壓為Uc，則
eUc=Ek=?ν?W0
解得
W0=?ν?eUc
(2)由于單位時間內(nèi)從鋅薄膜中逸出的光電子數(shù)為n，則有
Im=qΔt=neΔtΔt=ne
當(dāng)Q板中心的圓形鋅金屬薄膜邊緣部分的射出的以平行于極板的最大速度射出的光電子恰好到達(dá)P板邊緣時，所有光電子均能夠達(dá)到P板，對該光電子，根據(jù)類平拋規(guī)律有
R1?R2=vmt
d=12at2
根據(jù)牛頓第二定律有
a=eUmmd
其中，根據(jù)動能定理
eUc=Ek=12mvm2
解得
Um=4d2Uc(R1?R2)2
(3)某普通光源，光子的能量為
E1=?ν0
在1s內(nèi)垂直照射到原子上的光的能量約為
E2=E0S
其中
S=πr2
則1s內(nèi)照射到一個原子范圍的光子個數(shù)
n′=E2E1
假設(shè)光子流密度均勻，相鄰兩個光子到達(dá)同一個原子范圍內(nèi)的時間為
t=1n′
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立，解得
t≈1.26×10?3s?t0=10?8s
即原子將能量釋放給周圍原子而恢復(fù)到原狀態(tài)時下一個光子還未到達(dá)，所以，在發(fā)生光電效應(yīng)時，一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收一個光子。
答：(1)鋅薄膜的逸出功?ν?eUc；
(2)微安表示數(shù)最大值ne，電壓值4d2Uc(R1?R2)2；
(3)見解析。
【解析】(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程結(jié)合遏止電壓的意義可解得鋅薄膜的逸出功W0；
(2)根據(jù)電流的定義式可解得微安表示數(shù)最大值Im，當(dāng)Q板中心的圓形鋅金屬薄膜邊緣部分的射出的以平行于極板的最大速度射出的光電子恰好到達(dá)P板邊緣時，所有光電子均能夠達(dá)到P板，對該光電子，根據(jù)類平拋規(guī)律、牛頓第二定律以及動能定理可以求解電壓值Um；
(3)用在1s內(nèi)垂直照射到原子上的光的能量除以某普通光源一個光子的能量可以求解1s內(nèi)照射到一個原子范圍的光子個數(shù)，進(jìn)一步可以求解相鄰兩個光子到達(dá)同一個原子范圍內(nèi)的時間，與t0=10?8s比較，進(jìn)而解釋在發(fā)生光電效應(yīng)時，一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收一個光子。
本題考查光電效應(yīng)方程，解題關(guān)鍵理解題意，注意光子能量的計算方式。

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