高二下学期期末考试物理试题

【解析】第一空．激光具有良好的相干性 第二空．激光具有良好的平行度 第三空．激光具有很高的亮度和能量

第四空．A．激光属于电磁波，电磁波为横波，故A错误；

B．频率相同的激光在不同介质中频率不变，但波速不同，由v??f知，波长也不同，真空中波长最长，其它介质中波长小于真空中波长，故B错误；

C． 波产生干涉的前提条件是频率相同，两束频率不同的激光不能产生干涉现象，故C错误；D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，故D正确；

22.已知铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol，铜的密度ρ=8.9×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1.试估算：(计算结果保留两位有效数字) (1)一个铜原子的质量__________．

(2)若每个铜原子可提供两个自由电子，则3.0×10-5m3的铜导体中有__________个自由电子 10-25 kg (2). 5.0×1024 【答案】 (1). 1.1×

M6.4?10?2??1.1?10?25kg。 【解析】第一空. 一个铜原子的质量：m?23NA6?10第二空. 铜块

摩尔体积：Vm?M??7.2?10?6m3/mol，所以铜的物质的量

n?V?4.17mol，所以自由电子的数量N?2n?6.0?1023?5.0?1024个。 Vm23.如图所示，是利用插针法测定玻璃砖折射率的实验，玻璃砖的入射面ab和出射面cd并不平行。某同学操作的主要步骤如下：

a．画入射面ab，放置玻璃砖，使玻璃砖上界面对准ab； b．用针沿玻璃砖下界面确定出射面cd上的两点； c．在ab面一侧插针P1、P2；

的

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d．在cd面一侧插针P3，使之挡住P1和P2； e．插针P4，使之挡住P3和P1、P2； f．移去针和玻璃砖。

（1）请写出上述步骤中有错误的步骤序号，并写出对应正确的操作。__________________________

（2）改正操作中的错误后，该同学正确完成实验，做好光路图，并测量相关物理量，计算出玻璃砖的折射率。他重新放上玻璃砖，发现玻璃砖的出射面实际应为c’d’，如图中虚线所示，c’d’∥ cd．则他计算出的折射率比真实值_____________（填“偏大”、“ 偏小”或“不影响结果” ）。

【答案】 (1). c．透过玻璃砖观察，在cd面一侧插针P3，使之挡住P1的像和P2的像 d．插针P4，使之挡住P1的像、P2的像和P3 (2). 偏大

【解析】(1)上述步骤中有错误的步骤序号，①d，② e；对应正确的操作为：d．在cd面一侧插针P3，使之挡住P1的像和P2的像；e．插针P4，使之挡住P3和P1的像、P2的像； (2) 重新放上玻璃砖，发现玻璃砖的出射面实际应为c’d’，由图可知折射角测量值比真实值要小，

由n?sini可知计算出的折射率比真实值偏大。 sin?24.现有毛玻璃屏 A、双缝 B、白光光源 C、单缝 D 和透红光的滤光片 E 等光学元件，要把它们放在图中所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。

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①将白光光源 C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序就C、_________、_________、_________、A。

②将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第 1 条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第6 条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数_________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为_________mm。

10-4m，③已知双缝间距d为 2.0×测得双缝到屏的距离 l为 0.700m，由计算式λ=_________，求得所测红光的波长为_________nm

【答案】(1). E (2). D (3). B (4). 13.870 (5). 2.310 (6).

d?x (7). 660 l【解析】第一空．为获取单色光源，需要白色光源发出的光通过单色滤光片，故为E； 第二空. 为获取相干光源，需要单色光通过单缝，过滤弱相干性光，故为D； 第三空. 为获取两列相干光源，需要通过双缝发生衍射将高相干光分成两束，故为B； 0.01mm，两者相加为第四空. 螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为37.0×13.870mm．图2的读数为：2.320mm。 第五空. ?x?13.870mm?2.320mm?2.310mm。

6?1第六空. 光的双缝干涉实验中，干涉光的波长λ、双缝间距d、相邻亮条纹之间的距离Δx、双缝到屏的距离l，之间的关系为：???x?d l2.0?10?4m?2.310?10?3m第七空. 代入数据得：???6.6?10?7m?660nm。

0.700m四、计算题（25 题 5 分，26 题 5 分，27 题 8 分，28 题 6 分）

25.潜水员在水中抬头仰望，由于光线在空气和水的界面发生全反射，他能看见河底的物体，如果水深为H，潜水员仰望时，眼睛到河底距离为h，水的折射率为n，则潜水员能较清楚地看到河底物体和潜水员的最短水平距离是多少？

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【答案】d?2H?hn2?1

【解析】设临界角为C，根据全反射定律，sinC?11，所以tanC?，根据几何关2n?1n2H?hn2?1。

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系最近距离：d?2(H?h)tanC?htanC，解得：d?1426.一个静止的氮核（7N）俘获一个中子生成复核A，中子的入射速度为

m/s，此

后A又衰变成两个新核C、B，设B、C的速度方向与中子的速度方向相同，B的质量数为11，速度为

6

m/s，B、C在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的半径比为rB:rC

，

此过程无光子产生。求： （1）C核的速度大小。 （2）写出核反应方程式。

61411515411【答案】（1）vC?3?10m/s（2）7N?0n?7N与7N?2He?5B

【解析】（1）根据电荷数守恒、质量数守恒得，B、C电荷数之和为7，因为B的质量数为11，则C的质量数为4，所以C为?粒子．根据动量守恒得：mnvn?mBvB?mCvC，代入

6数据：vC?3?10m/s。

1411515411（2）根据质量数守恒和电荷数守恒知：7N?0n?7A，所以7A?2He?5B，即：1471515411N?10n?7N与7N?2He?5B。

27.在研究原子物理时，科学家们经常借用宏观模型进行模拟。在玻尔原子模型中，完全可用卫星绕行星运动来模拟研究电子绕原子核的运动。当然这时的向心力不是粒子间的万有引力（可忽略不计），而是粒子间的静电力。设氢原子中，电子和原子核的带电量大小都是e=1.60×10-19C，电子在第一、二可能轨道运行时，其运动半径分别为r1、r2，且r2=4r1，其10-10m。据此试求： 中r1=0.53×

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