河北省定州中学学年高二下学期期末考试物理试题 Word版含答案.docx
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河北省定州中学学年高二下学期期末考试物理试题Word版含答案
河北定州中学2017-2018学年度第二学期
高二期末考试物理试题
第I卷(选择题44分)
一.选择题(共44分,本大题共11小题,每小题4分,在每小题给出的四个选项中,第1至7题只有一项符合题目要求,第8至11题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.
2.下图是一个1/4圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=5/3,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线()
A.不能从圆孤NF1射出B.只能从圆孤NG1射出
C.能从圆孤G1H1射出D.能从圆孤H1M射出
3.如图所示,位于介质I和II分界面上的波源S,产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。
若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2,则()
A.f1=2f2,v1=v2
B.f1=f2,v1=0.5v2
C.f1=f2,v1=2v2
D.f1=0.5f2,v1=v2
4.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5s,b和c之间的距离是5m,则此列波的波长和频率应分别为()
A、5m,1HzB、10m,2HzC、5m,2HzD、10m,1Hz
5.光的偏振现象说明光是横波,下列现象中不能反映光的偏振特性的是()
A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光强度发生变化
B.立体电影是利用了光的偏振现象
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰
D.光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
6.光导纤维的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播。
以下关于光导纤维的说法正确的是()
A、内芯的折射率比外套大,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
B、内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
C、内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生折射
D、内芯的折射率与外套相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用
7.类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率。
在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处。
某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中不正确的是()
A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播
D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波
8.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象。
从该时刻起()
A.经过0.35s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
B.经过0.25s时,质点Q的加速度大于质点P的加速度
C.经过0.15s,波沿x轴的正方向传播了3m
D.经过0.1s时,质点Q的运动方向沿y轴正方向
9.如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=600,AO=L,在O点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子,已知粒子的比荷为,发射速度大小都为.设粒子发射方向与OC边界的夹角为,不计粒子间相互作用及重力,对于粒子进入磁场后的运动,下列说法正确的是()
A.当=45°时,粒子将从AC边射出
B.所有从OA边射出的粒子在磁场中运动时间相等
C.随着角的增大,粒子在磁场中运动的时间先变大后变小
D.在AC边界上只有一半区域有粒子射出
10.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象.当用某单色光照射光电管的阴极K时,会发生光电效应现象.闭合开关S,在阳极A和阴极K之间加上反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压,直至电流计中电流恰为零,此电压表的电压值U称为遏止电压,根据遏止电压,可以计算出光电子的最大初动能Ekm.现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极,测量到遏止电压分别为U1和U2,设电子质量为m,电荷量为e,则下列关系式中正确的是()
A.用频率为ν1的光照射时,光电子的最大初速度v=
B.阴极K金属的逸出功W0=hν1-eU1
C.阴极K金属的极限频率νc=
D.普朗克常数
11.如图所示,变压器输入有效值恒定的电压,副线圈匝数可调,输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器),R表示输电线的电阻,则()
A.用电器增加时,变压器输出电压增大
B.要提高用户的电压,滑动触头P应向上滑
C.用电器增加时,输电线的热损耗减少
D.用电器增加时,变压器的输入功率增加
第Ⅱ卷(非选择题,共66分)
二、计算题:
共4题每题20分共80分
12.如图所示,在坐标xoy平面内存在B=2.0T的匀强磁场,OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA满足曲线方程,C为导轨的最右端,导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1和R2,其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω。
现有一足够长、质量m=0.10kg的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下,以v=3.0m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻R1、R2外其余电阻不计,g取10m/s2,求:
(1)金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒MN滑过导轨OC段,整个回路产生的热量。
13.如图所示,光滑斜面的倾角=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长L1=1m,bc边的边长L2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框与绝缘细线相连,现用F=20N的恒力通过定滑轮向下拉细线并带动线框移动(如图所示),斜面上ef线(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间做匀速运动,ef和gh的距离s=18.6m,取g=10m/s2,求:
(1)线框进入磁场前的加速度和线框进入磁场时做匀速运动的速度v;
(2)简要分析线框在整个过程中的运动情况并求出ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t;
(3)ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热.
14.如图所示,两根相距L1的平行粗糙金属导轨固定在水平面上,导轨上分布着n个宽度为d、间距为2d的匀强磁场区域,磁场方向垂直水平面向上。
在导轨的左端连接一个阻值为R的电阻,导轨的左端距离第一个磁场区域L2的位置放有一根质量为m,长为L1,阻值为r的金属棒,导轨电阻及金属棒与导轨间的接触电阻均不计。
某时刻起,金属棒在一水平向右的已知恒力F作用下由静止开始向右运动,已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
(1)若金属棒能够匀速通过每个匀强磁场区域,求金属棒离开第2个匀强磁场区域时的速度v2的大小;
(2)在满足第
(1)小题条件时,求第n个匀强磁场区域的磁感应强度Bn的大小;
(3)现保持恒力F不变,使每个磁场区域的磁感应强度均相同,发现金属棒通过每个磁场区域时电路中的电流变化规律完全相同,求金属棒从开始运动到通过第n个磁场区域的整个过程中左端电阻R上产生的焦耳热Q。
15.如图甲所示,宽为L,倾角为的平行金属导轨,下端垂直于导轨连接一阻值为R的定值电阻,导轨之间加垂直于轨道平面的磁场,其随时间变化规律如图乙所示.t=0时刻磁感应强度为B0,此时,在导轨上距电阻。
处放一质量为m,电阻为2R的金属杆,时刻前金属杆处于静止状态,当磁场即将减小到时,金属杆也即将开始下滑(金属杆所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力).
(1)求0—时间内通过定值电阻的电荷量;
(2)求金属杆与导轨间的最大静摩擦力;
(3)若金属杆沿导轨下滑后开始做匀速运动,求金属杆下滑过程中,电阻R产生的焦耳热.
16.如图所示,两条足够长的平行金属导轨固定在水平面上,导轨平面与水平面间的夹角为=37°,导轨间距为L=1m,与导轨垂直的两条边界线MN、PQ内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为,MN与PQ间的距离为d=2m,两个完全相同的金属棒ab、ef用长为d=2m的绝缘轻杆固定成“工”字型装置,开始时金属棒ab与MN重合,已知每根金属棒的质量为m=0.05kg,电阻为R=5Ω,导轨电阻不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,在t=0时,将“工”字型装置由静止释放,当ab边滑行至PQ处恰好开始做匀速运动,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度,求:
(1)“工”字型装置开始做匀速运动时的速度是多少?
(2)“工”字型装置从静止开始,直到ef离开PQ的过程中,金属棒ef上产生的焦耳热是多少?
(3)若将金属棒ab滑行至PQ处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度由开始逐渐增大,可使金属棒中不产生感应电流,则t=0.5s时磁感应强度B为多大?
17.如图甲所示,在坐标系xOy平面内,y轴的左侧有一个速度选择器,其中电场强度为E,磁感应强度为B0.粒子源不断地释放出沿x轴正方向运动,质量均为m、电量均为+q、速度大小不同的粒子.在y轴的右侧有一匀强磁场,磁感应强度大小恒为B,方向垂直于xOy平面,且随时间做周期性变化(不计其产生的电场对粒子的影响),规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正,如图乙所示.在离y轴足够远的地方有一个与y轴平行的荧光屏.假设带电粒子在y轴右侧运动的时间达到磁场的一个变化周期之后,失去电荷变为中性粒子.(粒子的重力忽略不计)
(1)从O点射入右侧磁场的粒子速度多大;
(2)如果磁场的变化周期恒定为T=πm/Bq,要使不同时刻从原点O进入变化磁场的粒子做曲线运动的时间等于磁场的一个变化周期,则荧光屏离开y轴的距离至少多大;
(3)荧光屏离开y轴的距离满足
(2)的前提下,如果磁场的变化周期T可以改变,试求从t=0时刻经过原点O的粒子打在荧光屏上的位置离x轴的距离与磁场变化周期T的关系.
参考答案
1.C
【解析】
试题分析:
闭合与断开开关S的瞬间,穿过线圈B的磁通量都不发生变化,电流表G中均无感应电流.故AB错误;闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流减小,则通过线圈B的磁通量减小了,根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向,再根据楞次定律可得:
电流表G中有b→a的感应电流.故C正确;闭合开关S后,匀速向右滑动滑动变阻器滑片,A中电流变大,穿过线圈B的磁通量变大,会产生感应电流,则电流表G指针会偏转,选项D错误;故选C.
考点:
楞次定律
【名师点睛】考查右手螺旋定则、楞次定律,知道右手大拇指向为线圈内部的磁场方向,并还理解“增反减同”的含义.同时注意开关的闭合不会改变穿过线圈的磁通量。
2.B
【解析】
试题分析:
由临界角公式得到.
设圆弧的半径为R,,则由题可知,当光线从G点入射到圆弧面G1点时,恰好发生全反射.当入射点在G1的右侧时,入射角大于临界角,将发生全反射,光线将不能从圆弧射出.当入射点在G1的左侧时,入射角小于临界角,不发生全反射,光线将从圆弧面射出.所以光线只能从圆孤NG1射出.故选B.
考点:
光的折射;全反射
【名师点睛】此题是对光的折射及全反射的考查;解题时要画出规范的光路图,要知道当光从介质射向界面时,要考虑光线在界面上是否发生全反射.本题比较容易。
3.C
【解析】
试题分析:
波的频率由波源决定,所以f1=f2;向正方向传播的波一个周期内波形传播的距离是,向负方向传播的波在一个周期内传播的距离是,两列波的周期相同,根据,v1:
v2=2:
1.故C正确
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