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北京四中2013-2014学年高二下学期期末考试物理试题 Word版含答案

时间:2014-09-19


北京四中 2013-2014 年高二下学期期末物理考试
(试卷满分为 100 分,考试时间为 100 分钟) 一.选择题(本大题共 15 小题;每小题 3 分,共 45 分。在每小题给出的四 个选项中,有一个选项或多个选项正确。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.下面有关光的说法正确的是( ) A.阳光下肥皂膜呈现彩色是光的干涉现象 B.泊松亮斑是光的干涉现象 C.光照下大头针针尖的影子轮廓模糊不清是光的衍射现象 D.照相机镜头玻璃的颜色是由于光的衍射造成的 2.下列说法正确的是( ) A.物体的温度升高时,其内部每个分子的动能一定都增大 B.外界对气体做正功,气体的内能可能增加 C.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动 D. 气体的压强增大, 气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞冲量一定 增大 3.如图是双缝干涉实验装置的示意图,S 为单缝,S1、S2 为双缝,P 为光屏。 用绿光从左边照射单缝 S 时,可在光屏 P 上观察到干涉条纹。下列说法正确的是 ( ) P A.减小双缝间的距离,干涉条纹间的距离减小 ァ S1 B.增大双缝到屏的距离,干涉条纹间的距离增大 左 S 右 ァ S2 C.将绿光换为红光,干涉条纹间的距离减小 ァ ァ ァ ァ D.将绿光换为紫光,干涉条纹间的距离增大 4.如图所示,一平面线圈用细杆悬于 P 点,开始细杆处于水平位置,释放 后它在图示的匀强磁场中运动。 已知线圈平面始终与纸面垂直。当线圈第一次通 过位置 I 和位置 II 时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向依次为( ) A.位置 I 位置 II 均为逆时针方向 P B.位置 I 逆时针方向,位置 II 顺时针方向 C.位置 I 位置 II 均为顺时针方向 B D.位置 I 顺时针方向,位置 II 逆时针方向 Ⅰ


5.假如全世界 60 亿人同时数 1g 水中的分子个数,每人每小时可以数 5000 个,不间断地数,已知水的摩尔质量为 18g/mol,阿伏加德罗常数为 6×1023, 则完成任务所需的时间最接近于( ) A.1 年 B.1 千年 C.10 万年 D.1 千万年

6.如图所示是一种延时开关,当 S1 闭合时,电磁铁 F 将衔铁 D 吸下,C 线路 接通;当 S1 断开时,由于电磁感应作用,D 将延迟一段时间才被释放,则( ) A.由于 A 线圈的电磁感应作用,才产生延时释放 D 的作用 D B.由于 B 线圈的电磁感应作用,才产生延时释放 D F 的作用 C S1 A C.如果断开 B 线圈的电键 S2,延时作用仍很明显 S2 D.如果断开 B 线圈的电键 S2,延时作用将明显减弱 B
218 7. 222 86 Rn (氡 222)衰变为 84 Po (钋 218)的规 律如图所示。纵坐标表示氡 222 的质量 m 与 t = 0 时 氡 222 的质量 m0 的比值。则下列说法正确的是( ) 218 A. 222 86 Rn 衰变为 84 Po 是 ? 衰变 B.由图可知氡 222 的半衰期是 3.8 天 C.每经过 3.8 天会有相同数目的氡核发生衰变 D.若升高温度,氡 222 的半衰期将变长

8. 如图所示, 水面下的光源 S 向水面 A 点发射一束光线, a 反射光线为 c,折射光线分成 a、b 两束,则( ) b A A.在水中 a 光的速度比 b 光的速度小 B.由于色散现象,经水面反射的光线 c 也可能分为两束 C.用同一双缝干涉实验装置分别以 a、b 光做实验,a S c 光的干涉条纹间距大于 b 光的干涉条纹间距 D.若保持入射点 A 位置不变,将入射光线顺时针旋转,则从水面上方观察, a 光将先消失 9.先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电(如图 1)。第 一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化,如图 2 甲所示; 第二次灯泡两端的电压变化规律如图 2 乙所示。若甲、乙图中 的 U0、T 所表示的电压、周期值是相同的,则以下说法正确的 ( )

图1
2U0 u



2 U0 2 3 B.第二次灯泡两端的电压有效值是 U 0 2 C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是 2:9 D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是 1:5
A.第一次灯泡两端的电压有效值是

u U0
O

T

2T t

O

T

2T t

-U0


-U0


图2

10.在如图所示的电路中,自感线圈 L 的直流电阻小 于灯泡 A 的电阻。开关 S 闭合后,灯泡正常发光。现断 开开关 S,以下说法正确的是( )

L C E D

A S

A.断开 S 的瞬间,灯泡立即熄灭 B.断开 S 的瞬间,通过灯泡的电流方向为从 C 到 D C.断开 S 后,灯泡先变亮,再逐渐变暗 D.断开 S 后,灯泡在原来亮度基础上逐渐变暗

11.如图所示为氢原子的能级示意图,一群氢原子处 于 n=3 的激发态,原子在向较低能级跃迁的过程中向外 发出光子。若用这些光照射逸出功为 2.49 eV 的金属钠, 则下列说法正确的是( ) A. 这群氢原子能发出三种频率不同的光, 其中从 n=3 跃迁到 n=2 所发出的光波长最短 B. 这群氢原子能发出两种频率不同的光, 其中从 n=3 跃迁到 n=1 所发出的光频率最高 C.金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为 11. 11 eV D.金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为 9. 60 eV

12.材料、粗细相同,长度不同的电阻丝做成 ab、cd、ef 三种形状的导线, 分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上,并与导轨垂直,匀强磁场方向垂直导轨 平面向内。 现施加外力使导线水平向右做匀速运动,且每次外力所做功的功率相 同,已知三根导线在导轨间的长度关系是 Lab < Lcd < Lef,则( ) a A.ab 运动速度最大 c e B.ef 运动速度最大 C.因三根导线切割磁感线的有效长度相同,故它们产生的 感应电动势相同 D.三根导线中的电流相同
b d f

13.用同一光电管研究 a、b 两种单色光产生的光电效应,得到光电流 I 与光 电管两极间所加电压 U 的关系如图。则这两种光( ) I A.照射该光电管时 a 光使其逸出的光电子最大初动能大 a B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a 光的临界角大 b C.通过同一装置发生双缝干涉,a 光的相邻条纹间距大 D.通过同一玻璃三棱镜时,a 光的偏折程度大 U 2 U1 O U 14.如右图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小 均为 B,方向分别垂直于光滑 水平桌面向下和向上的匀强 .. 磁场,磁场宽度均为 L,边长为 L 的正方形框 abcd 的 bc 边紧靠磁场边缘置于桌面上。 使线框从静止开始沿 x 轴正 方向匀加速通过磁场区域, 若以逆时针方向为电流的正方 向,能反映线框中感应电流变化规律的是( )
I I0 O -2I0 I0 O -2I0 I I0 O -2I0 I I0 O -2I0

a d

b B c O L 2L x

I

t1

t2 t3 t

t1 t2 t3 t

L

2L

3L x

L

2L

3L x

A

B

C

D

15.如图所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电 . 阻不计 。质量、长度均相同的导体棒 c、d,置于边界水平的 ... 匀强磁场上方同一高度 h 处。磁场宽 3h,方向与导轨平面垂 直。先由静止 释放 c,c 刚进入磁场即匀速运动,此时再由静 .. . 止 释放 d , 两导体棒与导轨始终保持良好接触。用 a 表示 c 的加 c . 速度,Ekd 表示 d 的动能,xc、xd 分别表示 c、d 相对释放点的位 移。下列图象中正确的是( )
ac ac Ekd

c、d

h 3h

Ekd

O

h 2h 3h 4h 5h

xc

O

h 2h 3h 4h 5h

xc

O

h 2h 3h 4h 5h

xd

O

h 2h 3h 4h 5h

xd

A

B

C

D

二.填空题(本大题共 3 小题,共 20 分。把答案填在答题纸的横线上) 16 .如图是交流发电机的结构示意图,面积为 0.1m2、匝数 N = 100 的线圈 ABCD 在 B=0.1T 的匀强 磁场中匀速逆时针转动,角速度 ? ? 100 rad/s。线圈 电阻 r ? 1? , 外接电阻 R ? 4? 。 从图示位置开始计时, 此时感应电流的方向为 (请用线圈的四个 端点字母表示) ,线圈转动产生电动势的瞬时值表达 式 e= V;电键闭合后,电压表的示数约为 R V。(计算结果保留两位 有效数字 ) R .. 17.如图所示,理想变压器初级线圈的匝数为 n1,次 级线圈的匝数为 n2,初级线圈的两端 a、b 接正弦交流电 源,电压表 V 的示数为 220 V,负载电 阻 R=44 Ω,电流表 A1 的示数为 0.20 A 。则初级线圈和次级线圈的匝数比 为 ,电流表 A2 的读数为 A。
a V b A1 A2 R

18.在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时,某同学调整手轮后,从测量 头的目镜看去,当分划板中心刻度线对齐 A 条纹中心时(如图 1 所示) ,游标卡 尺的示数如图 2 所示; 接着转动手轮, 当分划板中心刻度线对齐 B 条纹中心时 (如 图 3 所示) ,游标卡尺的示数如图 4 所示。已知双缝间距 d = 0.5mm,从双缝到屏 的距离 L = 1m。
1 2 3

cm
0
? (1) 图 1 ?

10
(3)

图2
3

1

2

cm
0
? (2) ?

10
(4)

图3

图4

①图 2 中游标卡尺的示数 x1= mm; ②图 4 游标卡尺的示数 x2= mm; ③实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是 ,计算波长的公式? = (用已知量和直接测量量的符号 表示) ; 所测光的波长?= m 。 (计 .. 算结果保留两位 有效数字) .. 三.简答题(本大题共 3 小题,共 35 分。解答应写出必要的文字说明、方程式 和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须 明确写出数值和单位。 ) 19. 如图 1 所示,一个匝数 n=100 的圆形线圈,面积 S1=0.4m2,电阻 r=1Ω。 在线圈中存在面积 S2=0.3m2、垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域,磁感 应强度 B 随时间 t 变化的关系如图 2 所示。将其两端 a、b 与一个 R=2Ω 的电阻 相连接,b 端接地。试分析求解: (1)圆形线圈中产生的感应电动势 E; B/ T (2)电阻 R 消耗的电功率; 0.6 (3)a 端的电势 φa。
R a b B 0.3 t/s 0 图1 2 图2 4 6

20. 如图所示, 在坐标原点 O 处有一镭核 ( 226 88 Ra ),
4 某时刻镭核由静止水平向右放出一个 α 粒子( 2 He )

y

B

而衰变成氡核( 222 86 Rn ) 设 ? 粒子与氡核分离后它们之间的作用力、以及

O

x

它们的重力忽略不计。涉及动量问题时,质量亏损可不计。 (1)若整个空间存在垂直纸面向里的磁场, 请在图中画出 ? 粒子和氡核的运动 .. 轨迹,标出 轨迹对应的粒子和环绕方向,并求出 ? 粒子和氡核的半径之比。 .. (2) 用如图装置研究该核 反应产生的?粒子。?粒子从 1 y M 点沿 x 轴正向进入场区, 当电场、磁场都存在时,能 沿直线从 N 点离开场区;已 知电场强度大小为 E, 磁感应 x M N O1 O 强度大小为 B,方向垂直 xoy 平面向里, MN 刚好是磁场圆 2 的直径,也等于平行板板长 l。在距场右边界一定距离处 有一接收屏,不考虑边缘效应。 I.请指出极板 1、2 所带电荷电性,并求出?粒子的速度。 II.若已知?粒子的比荷为 k,去掉电场,保留磁场,求?粒子经过磁场后的 速度偏转角。 21.如图甲所示,表面绝缘、倾角?=30?的斜面固定在水平地面上,斜面的 顶端固定有弹性挡板,挡板垂直于斜面,并与斜面底边平行。斜面所在空间有一 宽度 D=0.40m 的匀强磁场区域,其边界与斜面底边平行,磁场方向垂直斜面向 上,磁场上边界到挡板的距离 s=0.55m。一个质量 m=0.10kg、总电阻 R=0.25?的 单匝矩形闭合金属框 abcd,放在斜面的底端,其中 ab 边与斜面底边重合,ab 边长 L=0.50m。 从 t=0 时刻开始, 线框 . -1 挡板 v/m s 在垂直 cd 边沿斜面向上大小恒定的 2.0 拉力作用下,从静止开始运动,当线 B D 框的 ab 边离开磁场区域时撤去拉力, d c ? 线框继续向上运动,并与挡板发生碰 a b L 0 t/s 0.4 撞,碰撞过程的时间可忽略不计,且 甲 乙 没有机械能损失。线框向上运动过程 中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面, 且保持 ab 边与斜面底边平行,线框与斜面之间的动摩擦因数?= 3 /3,重力加速 度 g 取 10 m/s2。 (1)求线框受到的拉力 F 的大小; (2)求匀强磁场的磁感应强度 B 的大小; (3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度 v 随位移 x 的变化规律 B 2 L2 x (式中 v0 为线框向下运动 ab 边刚进入磁场时的速度大小,x 满足 v=v0mR 为线框 ab 边进入磁场后对磁场上边界的位移大小) , 求线框在斜面上运动的整个 过程中产生的焦耳热 Q。

物理试题答题纸
班级 学号 姓名 一、选择题(填答题卡) 二.填空(本大题共 3 小题,共 20 分。把答案填在答题纸的横线上) 16._____________;_____________ ;_____________ ; 17._____________;_____________; 18.○ 1 _____________;○ 2 _____________; 3 _________________________;_____________;_____________; ○ 三.计算题(本大题共 3 小题,共 35 分。解答应写出必要的文字说明、方程式 和重要的演算步骤,并画出相应的受力图。只写出最后答案的不能得分。有数值 计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 19. 本题扣分:

20. (1)

本题扣分:

y

B

O

x

(2)

21.

本题扣分:

参考答案
一、选择题 题 1 2 号 答 AC BD 案 3 B 4 B 5 C 6 BD 7 AB 8 C 9 AD 10 C 11 D 12 B 13 BC 14 AC 15 B

二.填空(本大题共 3 小题,共 20 分。把答案填在答题纸的横线上) 16. ABCD,100cos(100?t),57 17.5:1.1A
18. ①11.4 ②16.7 ③减小测量误差(或提高测量的精确度) ; 6.6×10-7

三.计算题(本大题共 3 小题,共 35 分。解答应写出必要的文字说明、方程式 和重要的演算步骤。 并画出相应的受力图只写出最后答案的不能得分。有数值计 算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
19.(1)穿过圆形线圈的磁通量发生变化 E = n 产生的感应电动势 E = 4.5V (2)4.5W (3)-3V 20. (1)

?B S ?t 2

rα 43 ; ? rRn 1
k?B E ;2arctan 2E B
2

(2) 上极板带正电,下极板带负电; v ?

21.解: (1)由 v-t 图象可知,在 0~0.4s 时间内线框做匀加速直线运动,进入磁场时 ?v 的速度为 v1=2.0m/s,所以在此过程中的加速度 a= =5.0m/s2 ?t
由牛顿第二定律 F-mgsin? -? mgcos?=ma 解得 F=1.5 N (2)由 v-t 图象可知,线框进入磁场区域后以速度 v1 做匀速直线运动, 产生的感应电动势 E=BLv1 通过线框的电流 I=

E BLv1 = R R

线框所受安培力

B 2 L2v1 F 安=BIL= R B 2 L2v1 R

对于线框匀速运动的过程,由力的平衡条件,有 F=mgsin?+μmgcos?+ 解得 B=0.50T

(3)由 v-t 图象可知,线框进入磁场区域后做匀速直线运动,并以速度 v1 匀速穿出磁 场,说明线框的宽度等于磁场的宽度 D=0.40m 线框 ab 边离开磁场后做匀减速直线运动,到达档板时的位移为 s-D=0.15m 设线框与挡板碰撞前的速度为 v2 由动能定理,有 解得
2

-mg(s-D)sin?-μmg(s-D)cos?=

1 1 2 2 mv 2 ? mv1 2 2

v2= v1 ? 2 g ( s ? D)(sin ? ? ? cos ? ) =1.0 m/s

线框碰档板后速度大小仍为 v2, 线框下滑过程中, 由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩 擦力大小相等,即 mgsinθ=μmgcosθ=0.50N,因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动,ab 边 刚进入磁场时的速度为 v2=1.0 m/s;进入磁场后因为又受到安培力作用而减速,做加速度逐 渐变小的减速运动,设线框全部离开磁场区域时的速度为 v3 由 v=v0-

B 2 L2 2 B 2 L2 D x 得 v3= v2 =-1.0 m/s, mR mR

因 v3<0,说明线框在离开磁场前速度已经减为零,这时安培力消失,线框受力平衡,所 以线框将静止在磁场中某位置。 线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热 Q1=I2Rt= 线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热 Q2= 所以Q= Q1+ Q2=0.45 J…

2 B 2 L2 Dv1 =0.40 J R
1 2 mv 2 =0.05 J 2


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