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北京师大附中2013-2014学年下学期高二年级期中考试物理试卷


北京师大附中 2013-2014 学年下学期高二年级期中考试物理试卷
试卷说明:本试卷分为 A 卷、B 卷两部分。其中 A 卷为选修 3-2 以及 3-4 模块考试,满 分 100 分,B 卷为能力测试,满分 50 分,全卷满分 150 分,考试时间 100 分钟.

A卷 一、单项选择题(每小题 3 分,共 60 分) 1.如图,P 是一偏振片,P 的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向。下列四 种入射光束分别照射 P 时,不能在 P 的另一侧观察到透射光的是

A.太阳光 C.沿水平方向振动的光

B.沿竖直方向振动的光 D.沿与竖直方向成 45°角振动的光

2.如图所示,三只完全相同的灯泡 a、b、c 分别与电阻 R、电感 L、电容 C 串联,再将 三者并联,接在 220V、50Hz 的交变电压两端,三只灯泡亮度相同。若接在 220V、60Hz 的 交变电压两端,则

A.三只灯泡亮度都不变 C.a 亮度不变,b 变亮,c 变暗

B.三只灯泡都将变亮 D.a 亮度不变,b 变暗,c 变亮

3.如图所示,关于有关实验过程描述正确的是

A.当 S 接通后,通过线圈 L 的电流方向是 a 到 b B.当 S 接通后,通过小灯泡的电流方向是 a 到 b C.在 S 断开的瞬间,通过线圈 L 的电流方向是 b 到 a D.在 S 断开的瞬间,通过小灯泡的电流方向是 b 到 a 4.位移传感器的工作原理如图所示,物体 M 在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑 杆 p,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小 x。假设电压表是理想的,则说法正

1

确的是

A.物体 M 运动时,电源内的电流会发生变化 B.物体 M 运动时,电压表的示数会发生变化 C.物体 M 不动时,电路中没有电流 D.物体 M 不动时,电压表示数为 0 5.图(a)左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中 R=55Ω ,A、V 为理想电流 表和电压表,若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压,电压表的示数为 110 V,下列 表述正确的是

A.电流表的示数 2 2 A C.电压表的示数为电压的最大值

B.原、副线圈匝数比为 2:1 D.原线圈中交变电压的频率为 100 Hz

6.如图所示电路中的变压器为理想变压器,S 为单刀双掷开关,P 是滑动变阻器 R 的滑 动触头,原线圈两端接交变电流,输入电压不变,则

A.保持 P 的位置不变,S 由 b 切换到 a,能使原线圈的输入功率变大 B.保持 P 的位置不变,S 由 a 切换到 b,能使原线圈的输入功率变大 C.S 掷于 b 位置不动,P 向上滑动,能使原线圈的输入功率减小 D.S 由 a 切换到 b,同时将 P 向下滑动,一定能使原线圈的输入功率变大 7.我们日常生活用电的交变电压是 e ? 220 2 sin100? t V,它是由矩形线圈在匀强磁场 中匀速转动产生的,①交流电的频率是 50 Hz②交流电压的有效值是 220 V③当 t=0 时,线
2

圈平面恰好与中性面垂直④当 t ? 将其中正确说法全都选对的是 A.③④⑤

1 s 时, e 有最大值 220 2 V⑤电流每秒方向改变 100 次, 50
C.①②③ D.②③④

B.①②⑤

8. 如图所示, 在磁感应强度 B=0.5T 的匀强磁场中, 让导体 PQ 在 U 型导轨上以速度 v=10m/s 向右匀速滑动,两导轨间距离 L=0.8m,则产生的感生电动势的大小和 PQ 中的电流方向分 别是

A.4V,由 P 向 Q C.4V,由 Q 向 P

B.0.4V,由 Q 向 P D.0.4V,由 P 向 Q

9. 有一个 200 匝的线圈放在匀强磁场中, 磁场方向垂直于线圈平面, 线圈的面积为 50cm2。 当 t1=0.2s 时,B1=0.2T;当 t2=0.4s 时,B2=0.6T(磁场方向不变),在 tl~t2 这段时间内,线 圈中的产生的平均电动势为 A.1.0V B.2.0V C.100V D.2.0× 104V

10. 如图所示, 开始时矩形线圈与磁场垂直, 且一半在匀强磁场中, 另一半在匀强磁场外。 进行下列操作却无法产生感应电流的是

A.将线圈向左平移一小段距离 C.以 ab 为轴转动(小于 60°)

B.将线圈向上平移 D.以 ad 为轴转动(小于 90°)

11. 如图所示, 线圈两端与电阻相连构成闭合回路, 在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁, 磁铁的 S 极朝下,在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中

3

A.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b,线圈与磁铁相互排斥 B.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b,线圈与磁铁相互吸引 C.通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a,线圈与磁铁相互排斥 D.通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a,线圈与磁铁相互吸引 12.如图所示,某种透明介质和空气的分界面为一水平面,图中的虚线与水平面垂直,并 且已经画出了一条入射光线和它的折射光线。由此判断该种介质的折射率为

A.

sin ?1 sin ? 2

B.

sin ? 2 cos ?1

C.

cos ?1 sin ? 2

D.

sin ? 2 sin ?1

13.下列关于全反射的说法中,错误的是 A.水中的气泡看起来格外明亮,是由于全反射造成的 B.使用光导纤维来传输图像信号,利用了全反射的原理 C.当光从玻璃向空气中入射时,并不一定会产生全反射现象 D.水中的筷子看起来向上折了,可以用全反射的原理来解释 14.在观察双缝干涉实验的现象时,要增大屏上条纹的宽度,可以采取的措施是 A.减小双缝到光屏的距离 C.增大双缝间的距离 15.下列说法中正确的是 A.在照相机的光学镜头上涂一层厚度适当的透明薄膜,利用了光的衍射原理 B.著名的泊松亮斑是由光的衍射造成的 C.阳光下,茂密树荫中地面上的圆形亮斑是由于衍射造成的 D.发生明显光的衍射现象时,光的波长比障碍物或孔的尺寸小的多。 16.如图所示,一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上,经折射后交于光屏上 的 M 点,若用 n1 和 n2 分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,说法中正确的是 B.增大入射光的频率 D.原来用绿光,现在改用红光来完成实验

A.n1< n2,a 为红光,b 为蓝光 B.n1< n2,a 为蓝光,b 为红光 C.n1> n2,a 为红光,b 为蓝光
4

D.n1> n2,a 为蓝光,b 为红光 17.关于电磁波以及麦克斯韦的电磁波理论有一些说法,其中正确的是 A.电磁波在任何介质中的传播速度都一样 B.变化的电场一定能够产生变化的磁场 C.恒定的磁场周围可以产生恒定的电场 D.麦克斯韦的电磁波理论是由赫兹首先通过实验证实的 18.两种单色光 a 和 b,a 光照射某金属时有光电子逸出,b 光照射该金属时没有光电子 逸出,则 A.在真空中,a 光的传播速度较大 C.在水中,b 光光子的能量较大 B.在真空中,a 光的传播速度较小 D.在水中,b 光的折射率较小

19.现代物理学认为,光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是 A.一定频率的光照射到锌板上,光的强度越大,单位时间内锌板上发射的光电子就越 多 B.肥皂液是无色的,吹出的肥皂泡却是彩色的,这是干涉的结果 C.质量为 10-3kg.速度为 10-2m/s 的小球,其德布罗意波长约为 l0-28m,不过我们能清 晰地观测到小球运动的轨迹 D.康普顿效应揭示了光子不仅有能量,还具有动量 20.如图所示,固定在水平面上的三角形导线框 PQS 顶角为θ ,处于垂直于纸面向里的 匀强磁场中。一根用与导线框同样材料制作的导线棒 MN 放在导线框上,保持 MN⊥QS,用 水平力 F 拉 MN 向右匀速运动,MN 与导轨间的接触电阻和摩擦都忽略不计。则下列说法中 正确的是

A.回路中的感应电流方向不变,大小逐渐增大 B.回路中的感应电流方向不变,大小逐渐减小 C.回路中的感应电流方向和大小都保持不变 D.水平力 F 的大小保持不变

B卷 四、综合部分单选题(每题 4 分,共 32 分) 21. 已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线 l 所

5

示.现用某单色光照射金属甲的表面,产生光电子的最大初动能为 E1,若用同样的单色光 照射乙表面,产生的光电子的最大初动能为 E2,如图所示,则金属乙发生光电效应时产生 光电子的最大初动能跟入射光的频率关系图应是

A.a

B.b

C .c

D.a、b、c 都可能

22.用 a、b 两束单色光分别照射到同一双缝干涉装置上,在距双缝恒定距离的屏上得到 如图所示的干涉图样,其中图甲是 a 光照射时形成的图样,图乙是 b 光照射时形成的图样, 则关于 a、b 两束单色光,下列说法正确的是

A.在真空中,a 光传播的速度较大 B.若遇到相同的障碍物,b 光更容易发生衍射 C.若 a 光照在某金属上恰能发生光电效应,则 b 光照在该金属上肯定能发生光电效应 D.若把双缝中的一条缝遮上再分别用两束照射,都不会产生亮暗相间的条纹 23.利用金属晶格(大小约 10-l0m)作为障碍物观察电子的衍射图样,方法是让电子通过 电场加速,然后让电子束照射到金属晶格上,从而得到电子的衍射图样,如图.己知电子质 量为 m、电量为 e、初速度为零,加速电压为 U,普朗克常量为 h,则下列说法中错误的是

A.该实验说明电子具有波动性 B.实验中电子束的德布罗意波长为 ? ? h / 2meU C.加速电压 U 越大,电子的衍射现象越不明显 D.若用相同动能的质子代替电子,衍射现象将更加明显 24.把一个上为平面、下为球面的凸透镜平放在平行玻璃板上,如图,现用单色光垂直于 平面照射,在装置的上方向下观察,可以看到一系列的同心圆,下列说法正确的是
6

A.这是光的干涉现象,同心圆间隔均匀 B.这是光的干涉现象,同心圆间隔不均匀,中间密,边缘稀疏 C.这是光的干涉现象,同心圆间隔不均匀,中间稀疏,边缘密 D.这是光的衍射现象,同心圆间隔不均匀,中间稀疏,边缘密 25. 在用如图所示的光电管研究光电效应的实验中, 用某种频率的单色光 a 照射光电管阴 极 K,电流计 G 的指针发生偏转.而用另一频率的单色光 b 照射光电管阴极 K 时,电流计 G 的指针不发生偏转,那么

A.只增加 a 光的强度可使逸出的电子最大初动能变大 B.在同种介质中 a 的传播速度小于 b 的传播速度 C.a 光的波长一定大于 b 光的波长 D.若光从同种介质射向空气时,a 光发生全反射的临界角大于 b 光发生全反射的临界 角 26. 在光电效应实验中, 飞飞同学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(甲光、乙光、丙光),如图所示.则可判断出

A.甲光的频率大于乙光的频率 B.乙光的波长大于丙光的波长 C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 27.方向性很好的某一单色激光源,发射功率为 P,发出的激光波长为λ ,当激光束射到

7

折射率为 n 的介质中时,由于反射其能量减少了 10%,激光束的直径为 d,那么在介质中与 激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积上的光子数为 A.

3.6 P? ? d 2 hc

B.

3.6 P? n ? d 2 hc

C.

0.9 P? hc

D.

3.6 P? hc

28. 真空中有一平行板电容器,两极板分别有钾和铂(其极限波长分别为λ 1 和λ 2) 制成, 板面积为 S,间距为 d。现用波长为λ (λ 1>λ >λ 2)的单色光持续照射两板内表面,则电 容器的最终带电量 Q 正比于 A.

S ?1 ? ? ( ) d ??1

B.

d ?1 ? ? ( ) S ??1

C.

S ? ? ?2 d ? ? ?2 ( ) D. ( ) d ??2 S ??2

二、实验题(29 题 6 分,30 题 8 分,共 14 分) 29.在做“测定玻璃的折射率”的实验中,先在白纸上放好玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上 两枚大头针 P1 和 P2,然后在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针 P3、P4,使 P3 挡住 P1、 P2 的像,P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像。如图所示,aa' 和 bb' 分别是玻璃砖与空气的两个界面, 用“+”表示大头针的位置。图中 AO 表示经过大头针 P1 和 P2 的光线,该光线与界面 aa' 交 于 O 点,MN 表示法线。

(1) 请将光路图画完整, 并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ 1 和折 射角θ 2: (2)该玻璃砖的折射率可表示为 n=____________。(用θ 1 和θ 2 表示)

30. 如图所示, 是探究电磁感应现象的实验装置。 已知闭合电键瞬间电流表指针向右偏转。 那么,(选填“向左偏”、“向右偏”或“不偏转”)

8

(1)电键保持闭合,电流表指针将(

) ) )

(2)电键保持闭合,同时将滑动变阻器的滑动触头向右移动,电流表指针( (3)电键保持闭合,同时滑动变阻器的滑动触头向左移动时,电流表指针( (4)电键保持闭合,将 A 线圈从 B 线圈内抽出时,电流表指针( )

三、解答题(23 题 12 分,24 题 14 分,共 26 分) 31.发电厂的交流发电机输出电压恒为 200V,输出功率为 100kW。要将电能输送到远处 的工厂。设计输电线上的功率损失为 10%,输电线总电阻为 100Ω 。求: (1)发电厂输电时的输电电流; (2)输电所需升压变压器的匝数比(所用变压器看作理想变压器)。 32.如图所示,MN、PQ 是两根足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距为 d,导轨所在平 面与水平面成θ 角,M、P 间接阻值为 R 的电阻。匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直,磁 感应强度大小为 B。质量为 m、阻值为 r 的金属棒放在两导轨上,在平行于导轨的拉力作用 下,以速度 v 匀速向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触,重力加速度为 g。求: (1)金属棒产生的感应电动势 E; (2)通过电阻 R 的电流 I; (3)拉力 F 的大小。

四、综合部分解答题(8 分+10 分,共 18 分) 33.如图所示,两条平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内,导轨足够长且间距
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为 L,左端接有阻值为 R 的电阻,一质量为 m 的金属棒 MN 放置在导轨上,棒的电阻不计, 棒与导轨间的动摩擦因数为μ ,水平导轨处于竖直向上磁感应强度为 B 的匀强磁场中.棒 MN 与物块 P 用水平细绳跨过轻质滑轮相连,物块 P 的质量为 M,放在倾角为θ 的足够长 光滑固定斜面上,不计滑轮处摩擦.在细线的水平拉力作用下,棒由静止开始做加速运动, 经过距离 d 后导体棒的运动可近似视为匀速运动,已知重力加速度为 g.求: (1)导体棒匀速运动时的速度是多大? (2)在金属棒加速阶段,电阻 R 上产生的焦耳热是多少?

34. 如图 (甲) 所示, 金属 “U” 型导轨一部分固定在水平面上, 长为 L=1.5m、 宽为 d=2.0m, 另一部分与水平面夹角为θ =30°, 右端接有电阻 R=3Ω . 在水平导轨右侧 x=1.0m 范围内存 在垂直斜面向上的匀强磁场,且磁感应强度 B 随时间 t 变化规律如图(乙)所示.在 t=0 时 刻, 质量为 m=0.lkg 电阻为 r=1Ω 的导体棒以 v0=2m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动, 导体棒与水平导轨之间的动摩擦因数为μ =0.1,与倾斜导轨间的摩擦不计,取 g=10m/s2.

(l)在导体棒进入磁场时立即施加一沿斜面向上的拉力可以使它做匀速直线运动,这 个力应多大? (2)通过计算,在丙图上画出 2s 内回路电流随时间变化的图象; (3)从 t=0 时刻开始直到棒第一次离开磁场的过程中回路产生的总热量是多少?

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【试题答案】 题 答 题 答 29.① 1 C 15 B 2 D 16 B 3 C 17 D 4 B 18 D 5 B 19 B 6 A 20 C 7 B 21 A 8 C 22 C 9 B 23 D 10 B 24 C 11 C 25 B 12 B 26 B 13 D 27 A 14 D 28 A

②n ?

sin ?1 sin ? 2
(2)向右偏 (4)向左偏 (2)1:50 (2) I ?

30.(1)不偏转 (3)向左偏 31.(1)10A; 32.(1) E ? Bdv 33.(l) v ?

E Bdv ? R?r R?r

(3) F ? mg sin ? ?

B 2 d 2v R?r

( Mg sin ? ? ? mg ) R , B 2 L2

(2) Q ? Mgd sin ? ? ? mgd ? 34.(1) 0.66N

( M ? m)( Mg sin ? ? ? mg ) 2 R 2 2 B 4 L4
(3) 0.63J

(2)如图所示

11

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