学年北京101中学高二年级下学期期中考试物理试题Word版Word下载.docx
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5.下列现象中可以说明光是横波的是( )
A.光的干涉和衍射现象B.光的色散现象
C.光的全反射现象D.光的偏振现象
6.下列说法中正确的是()
A.光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象
B.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的衍射现象
C.照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象
D.泊松亮斑是光的干涉现象
7.如图1所示,将一个半圆形玻璃砖置于空气中,当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时,下列情况不可能发生的是()
图1
8.如图2所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样,甲图为绿光进行实验的图样,乙为换用另一种单色光进行实验的图样,则以下说法中正确的是()
图2
A.乙图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.乙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.乙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.乙图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
9.如图3甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动产生交流电,电动势e随时间t的变化关系如图3乙所示,则()
甲乙
图3
A.该交流电的频率为100Hz
B.该交流电电动势的有效值为311V
C.t=0.01s时,穿过线框的磁通量为零
D.t=0.01s时,穿过线框的磁通量的变化率为零
10.在探究变压器的两个线圈的电压关系时,某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上,如图4所示。
线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端,线圈b接小灯泡。
他所用的线圈电阻忽略不计。
当闭合学生电源的开关时,他发现电源过载(电流过大,超过学生电源允许的最大值)。
如果仅从解决电源过载问题的角度考虑,下列采取的措施中,最可能有效的是()
图4
A.适当增加线圈b的匝数
B.适当增加原线圈a的匝数
C.换一个电阻更小的灯泡
D.将线圈a改接在学生电源直流输出端
11.如图5所示,矩形线圈abcd位于匀强磁场中,磁场方向垂直线圈所在平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图6所示。
以图5中箭头所示方向为线圈中感应电流i的正方向,以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B的正方向,则图7中能正确表示线圈中感应电流i随时间t变化规律的是()
12.电熨斗能自动控制温度,在熨烫不同的织物时,设定的温度可以不同,图8为电熨斗的结构图,电熨斗内部装有双金属片,双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属,若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物,则如何调节调温旋钮( )
图8
织物材料
尼龙
合成纤维
丝绸
羊毛
棉麻
熨烫温度
低
高
A.向下B.向上C.保持原状D.不能确定
13.给一定质量、温度为0℃的水加热,在水的温度由0℃上升到4℃的过程中,水的体积随着温度升高反而减小,我们称之为“反常膨胀”。
某研究小组通过查阅资料知道:
水分子之间存在一种结合力,这种结合力可以形成多分子结构,在这种结构中,水分子之间也存在相互作用的势能。
在水反常膨胀的过程中,体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化,但所有水分子间的总势能是增大的。
关于这个问题的下列说法中正确的是()
A.水分子的平均动能减小,吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
B.水分子的平均动能减小,吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
C.水分子的平均动能增大,吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
D.水分子的平均动能增大,吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
二、多项选择题:
本题共3小题,每小题3分,共9分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确,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。
14.下列说法正确的是()
A.气体的压强是气体分子频繁撞击容器壁产生的
B.气体压强是由于分子间的斥力产生的
C.一定质量的气体温度不变时,体积减小,压强增大,说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多
D.热力学温度T与摄氏温度t的关系是T=t+273.15K
15.如图9所示,一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。
比较a、b、c三束光,可知()
图9
A.当它们在真空中传播时,c光的波长最短
B.当它们在玻璃中传播时,c光的速度最大
C.若它们都从玻璃射向空气,c光发生全反射的临界角最大
D.对同一双缝干涉装置,c光干涉条纹之间的距离最小
16.如图10所示,水平放置的光滑平行金属导轨MN、PQ处于竖直向下的足够大的匀强磁场中,导轨间距为L,导轨的右端接有阻值为R的电阻。
一根质量为m,电阻为r的金属棒垂直导轨放置,并与导轨接触良好。
现使金属棒以一定初速度向左运动,它先后通过位置a、b后,到达位置c处刚好静止。
已知磁场的磁感应强度为B,金属棒通过a、b处的速度分别为va、vb,a、b间的距离等于b、c间的距离,导轨的电阻忽略不计。
下列说法中正确的是()
图10
A.金属棒运动到a处时的加速度大小为
B.金属棒运动到b处时通过电阻的电流方向由Q指向N
C.金属棒在a→b过程与b→c过程中通过电阻的电荷量相等
D.金属棒在a处的速度va是其在b处速度vb的
倍
三、实验题:
本题共3小题,共16分。
17.在做“用油膜法估测分子大小”的实验中,已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A,N滴溶液的总体积为V。
在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图11所示),测得油膜占有的正方形小格个数为X。
图11
(1)从图中数得X=____________。
(2)用以上字母表示油酸分子的大小d=_____________。
18.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12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。
图12
(1)请画出玻璃砖中的折射光线,并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ1和折射角θ2;
(2)该玻璃砖的折射率可表示为n=________。
(用θ1和θ2表示)
19.“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图13甲所示。
测量头由分划板、目镜、手轮等构成,已知双缝与屏的距离为L,双缝间距为d。
图13
(1)如图13乙所示,移动测量头上的手轮,使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心,此时手轮上螺旋测微器的读数如图13丙所示,x1=。
转动测量头,使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心,此时手轮上螺旋测微器的读数x2为6.740mm。
(2)已知双缝与屏的距离为L=0.9m,双缝间距为d=0.3mm。
利用测量数据,计算出波长λ=_________nm;
(3)对于某种单色光,为增加相邻亮纹间的距离,可采取______________或_________________的方法。
四、计算题:
本题共4小题,共36分。
解答要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,直接写出最后答案的不得分。
20.(9分)如图14所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=10Ω,线圈位于磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向平行。
线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。
现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以角速度ω=400rad/s匀速转动。
电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。
求:
图14
(1)线圈中感应电流的最大值;
(2)线圈转动过程中电阻R的发热功率;
(3)从线圈经过图示位置开始计时,经过
周期时间通过电阻R的电荷量。
21.(9分)如图15所示,某小型水电站发电机的输出功率为10kW,输出电压为400V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损耗,使用2kV高压输电,最后用户得到“220V,9.5kW”的电能,求:
图15
(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比
;
(2)输电线路导线电阻R;
(3)用户降压变压器原、副线圈匝数比
。
22.(9分)如图16所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°
的绝缘斜面上,顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻,下端开口,轨道间距L=1m。
整个装置处于磁感应强度B=4T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。
质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上,ab在导轨之间的电阻r=1Ω,电路中其余电阻不计。
金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨,且与导轨接触良好。
不计空气阻力影响。
已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8,取g=10m/s2。
图16
(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm;
(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中,电阻R上的最大电功率PR;
(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中,电阻R上产生的焦耳热总共为1.5J,求流过电阻R的总电荷量q。
23.(9分)在长期的科学实践中,人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法,其中一种能量是势能。
势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能。
如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等。
如图17所示,a、b为某种物质的两个分子,以a为原点,沿两分子连线建立x轴。
如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零,则作出的两个分子之间的势能Ep与它们之间距离x的Ep-x关系图线如图18所示。
图18
(1)假设分子a固定不动,分子b只在ab间分子力的作用下运动(在x轴上)。
当两分子间距离为r0时,b分子的动能为Ek0(Ek0<
Ep0)。
求a、b分子间的最大势能Epm;
(2)利用图18,结合画图说明分子b在x轴上的运动范围。
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
D
B
C
A
二、多项选择题
14
15
16
ACD
AD
BC
本题共3小题,共16分
17.
(1)X=57-63
(2)d=
18.
(1)见下图
(2)n=
19.
(1)x1=1.700mm;
(2)λ=560nm。
(3)增大L或减小d
20.
(1)线圈产生感应电动势的最大值Em=nBωab×
bc=300V 根据闭合电路欧姆定律可知,线圈中感应电流的最大值
解得:
Im=3.0A
(2)通过电阻R的电流的有效值I=
,线圈转动过程中电阻R的热功率P=I2R 解得:
P=405W
(3)根据法拉第电磁感应定律有:
=n
=n
,根据闭合电路欧姆定律有:
解得:
=7.5×
10-3C
21.
(1)由题可知 U1=400V U2=2kV=2000V所以 n1∶n2=U1∶U2=400∶2000=1∶5
(2)由P1=U1I1 得I1=P1/U1=10×
103/400A=25A,而 I1∶I2=n2∶n1,所以 I2=n1I1/n2=5A。
因为P损=P1-P4=10000-9500=500W,而P损=I22R所以:
R=P损/I22=500/25=20Ω。
(3)由P3=U3I3,I3=I2,得 U3=P3/I3=9500/5V=1900V,n3∶n4=U3∶U4=1900∶220=95∶11。
22.
(1)金属棒由静止释放后,沿斜面做变加速运动,加速度不断减小,当加速度为零时有最大速度vm。
由牛顿第二定律
解得
vm=0.5m/s
(2)
金属棒以最大速度vm匀速运动时,电阻R上的电功率最大,此时
解得:
PR=0.75w
(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中,沿导轨下滑距离为x
由能量守恒定律:
根据
2.125C
23.
(1)当b分子速度为零时,此时两分子间势能最大,根据能量守恒,有Epm=Ek0-Ep0;
(2)由Ep-x图线可知,当两分子间势能为Epm时,
b分子对应x1和x2两个位置坐标,b分子的活动范围△x=x2-x1,如图所示。
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