北京四中08-09学年下学期高二物理期末试卷

北京四中2008～2009学年度第二学期期末高二年级物理试卷I卷（满分100分）一、选择题（共12小题；每小题5分，共60分。每小题至少有一个正确答案）1．如图，a是由两种不同频率的可见光组成的细光束，射向半圆玻璃砖的圆心O，折射后分为两束b、c，则下列说法中正确的是（）A．玻璃对c光的折射率比玻璃对b光的折射率大B．玻璃对c光的折射率比玻璃对b光的折射率小C．c光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度大，D．c光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度小2．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3．用一束频率一定的光照射某种确定的金属表面，有光电子逸出。则下面有关光电效应的规律正确的是（）A．只增大入射光强度，则饱和光电流增大B．只增大入射光强度，则单位时间内发射的光电子数不变C．只增大入射光频率，则遏止电压不变D．只增大入射光频率，则光电子的最大初动能变大4．关于波粒二象性，下列说法中正确的是（）A．光在传播过程中往往表现出波动性，光与物质相互作用时往往表现出粒子性B．频率越高的光，粒子性越明显；频率越低的光，波动性越明显C．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性D．实物粒子的动量越大，其德布罗意波长越长5．如图为氢原子能级示意图。现有大量处于n=4的激发态能级的氢原子，当它们向低能级跃迁时能辐射出若干不同频率的光。下列说法正确的是（）A．频率最高的光是由n=4能级跃迁到n=l能级产生的B．频率最高的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用由n=2能级跃迁到n=l能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属能发生光电效应6．（氡222）衰变为（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（）A．衰变为是衰变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7．在下列核反应方程中，X代表质子的方程有（）①②③④A．①③B．②④C．②③D．①④8．下面说法中错误的有（）A．核子之间存在的核力是一种电磁相互作用B．核子结合成原子核要释放能量C．比结合能越大的原子核越稳定D．聚变和裂变反应中释放的能量可以用ΔE=Δmc2进行计算9．天然放射线中的三种射线的电离作用和贯穿本领从强到弱的排列顺序分别是（）A．αβγ，αβγB．γβα，γβαC．αβγ，γβαD．γβα，αβγ10．某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为和，则（）A．EP＞EQ，＞B．EP＞EQ，＜C．EP＜EQ，＞D．EP＜EQ，＜11．在赤道上空，沿东西方向水平放置一根直导线，通以由西向东的电流，则此导线所受的地磁场的作用力的方向是（）A．竖直向下B．竖直向上C．由南向北D．由北向南12．为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（测量记录仪未画出）。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面，磁场垂直地面向里（如图乙），则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为（）A．从P到QB．先从P到Q，再从Q到PC．先从Q到P，再从P到QD．从Q到P二、填空题（共2小题；第13题4分，第14题6分，共10分）13．801年，英国物理学家托马斯·杨通过杨氏双缝干涉实验观察到了明暗相间的等距干涉条纹。增大条纹间距的办法有________________（至少写两种）14．某同学用如图所示电路研究自感现象。L是自感系数很大的线圈，线圈内阻可忽略不计；A和B是两个相同的小灯泡。开始时电键S断开．（1）从开关S闭合到电路达到稳定，可观察到的现象是：A灯：________________；B灯：________________；（2）将开关S再次断开，可观察到的现象是：A灯：________________；B灯：________________；三、简答题（共3小题，共30分。要求有必要的文字说明和演算步骤，有数值计算的题必须明确写出数值与单位。）15．如图，abcd为矩形匀强磁场区域，边长分别是ab=H，，某带电粒子以速度v从a点沿ad方向射入磁场，恰好从c点射出磁场。求：（1）带电粒子做圆周运动的半径R；（2）带电粒子在场中运动的时间t．16．如图所示，厚度为办、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A＇之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．设图中电流是由电子的定向移动形成的，电流强度为I，电量为－e，导体板单位体积内自由电子的个数为n。则：（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势________下侧面A＇的电势（填＝、＞、＜）（2）求达到稳定状态时上下侧面间电势差大小U．17．如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上有一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。若杆受到水平向右的拉力F．（1）导体杆做速度v=10m／s的匀速直线运动，求F。（2）导体杆从静止开始做加速度a=2m／s2的匀加速直线运动，求F随时间t的变化关系。II卷（满分50分）说明：第18题5分，答案写在答题纸上；简答题共3小题，共45分。要求有必要的文字说明和演算步骤，有数值计算的题必须明确写出数值与单位．18．电熨斗利用双金属片作为自动控温传感器，结构示意图如下。则下列有关说法正确的是（）A．常温下，电熨斗的上下触点是接触的B．当温度超过预设温度时，双金属片向下弯曲使触点分开C．熨烫衣物需要设定较高的温度时，应该将升降螺丝向上调节D．熨烫衣物需要设定较高的温度时，应该将升降螺丝向下调节19．真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）。现将该小球从该电场中的某点以初速度v0竖直向上抛出．（1）求小球受到的电场力大小及方向；（2）求小球从抛出到运动到最高点的过程中，电势能的变化量．20．将边长为a、质量为m、电阻为R、匝数为N的正方形导线框ABCD以速度v0竖直向上抛出，在AB边上方h处有一个宽度为b的有界磁场，a＜b，如图所示，磁感应强度大小为B。已知当线框的CD边再次进入磁场时，线框恰好能做匀速直线运动，不计空气阻力，线框运动过程中不会发生转动。求：（1）线框CD边向上离开磁场时的速度；（2）线框向上进入磁场过程中，通过线框截面的电量；（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热．21．如图所示，在某一范围足够大的真空室中有三个区域I、II、III。I区没有任何场；II区宽度为d，有一电场强度大小为E、方向沿y轴负方向的匀强电场；III区有一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在坐标原点O处有一镭核（），某时刻镭核由静止水平向右放出一个质量为m、电量为q的粒子（）而衰变成质量为M、电量为Q的氡（Rn）核．设粒子与氡核分离后它们之间的作用力、以及它们的重力忽略不计。涉及动量问题时，亏损的质量可不计。（1）写出镭核衰变为氡核的核反应方程；（2）经过一段时间粒子刚好到达y轴上的A点时，测得。求此时氡核的速度．北京四中2008～2009学年度第二学期期末高二年级物理试题答案及分析I卷一、选择题123456789101112ADACADABCADABCACABB1.由图可知，相同入射角的情况下，c光折射角小，由n=可知，AD正确2.泊松亮斑为光的衍射现象，照相机镜头玻璃的颜色是增透膜，即光的薄膜干涉造成的，AC正确3.由光电效应方程有：=Uce可知，入射光频率增大，光电子最大初动能增加，遏止电压增大；光强度增加，单位时间内光子数增多，光电子数增多，饱和光电流增大，AD正确4.略5.由玻尔理论可知，当原子在能级之间跃迁时，吸收或辐射的能量满足原子从n=4往低能级跃迁最多可辐射出6种波长的光原子从n=2往n=1跃迁辐射出的能量为10.2eV，所以照射逸出功为6.3eV的金属能发生光电效应AD正确6.原子核的半衰期只由核本身决定，与其物理性质和化学性质无关AB正确7.略8.核子间的核力为强相互作用，A正确9.略10.电场线的疏密反映场强的大小，沿着电场线的方向电势逐渐降低A正确11.由左手定则可判定B正确12.由右手定则可判定B正确二、填空题13．增大条纹间距的办法有①换波长更大的光照射；②增大双缝间距；③拉大缝、屏间距（至少写两种）分析：双缝干涉中条文间距满足：Dx=，可知增大条纹间距的办法有①换波长更大的光照射；②增大双缝间距；③拉大缝、屏间距（至少写两种）14．（1）从开关S闭合到电路达到稳定，可观察到的现象是：A灯：立即变亮，再逐渐变得更亮；B灯：立即变亮，再逐渐变暗，直至熄灭；（2）将开关S再次断开，可观察到的现象是：A灯：立即熄灭；B灯：闪亮一下再逐渐变暗，直至熄灭；（1）分析：线圈的自感作用只在线圈中电流发生变化时体现，当电流不变时，线圈相当于电阻。由于本题中线圈电阻忽略不计，稳定时线圈相当于导线，因此：从开关S闭合到电路达到稳定，可观察到的现象是：A灯：立即变亮，再逐渐变得更亮；B灯：立即变亮，再逐渐变暗，直至熄灭；（2）将开关S再次断开，可观察到的现象是：A灯：立即熄灭；B灯：闪亮一下再逐渐变暗，直至熄灭；三、简答题15．（1）2H（2）分析：（1）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，从a点到c点的轨迹如图所示：由几何关系有：R2=(R–H)2+(H)2可求得：R=2H（2）由几何关系可知，粒子做圆周运动的圆心角q=60°，则粒子在磁场中的运动时间为t===本题考察学生对带电粒子在有界矩形磁场中做圆周运动的分析，带电粒子在有界的匀强磁场中的运动轨迹为一段圆弧，关键是找到圆弧的圆心（圆心在垂直于初速度的直线上，也在垂直于末初速度的直线上，两条线的交点即为圆心。）和几何关系。16.（1）＜（2）分析：（1）由左手定则可知，电子所受洛伦兹力方向向上，可知，电子将向A板偏转，所以A板将带负电而电势降低，A＇板带正电而电势升高（2）稳定时，电子所受电场力与洛伦兹力平衡，设电子运动速度为v，有Ee=Bev板间形成匀强电场，场强与板间电压间满足：U=Eh电子定向运动形成电流，由电流的微观表达式有I=nesv=nehdv三式联立可求得17．（1）0.2N(2)F=0.2+0.04t(N)分析：（1）导体切割磁感线，产生的感应电动势E=BLv由闭合回路欧姆定律有，回路中的电流I=电流在磁场中受到的安培力FA=BIL导体杆做匀速直线运动，合力为零，有F=FA几式联立有F===0.2(N)(2)导体杆做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有：F-FA=ma导体所受安培力满足FA=导体由静止开始运动，瞬时速度v=at可解得F=ma+=0.1×2+→F=0.2+0.04t(N)本题考查学生对法拉第电磁感应定律与力和运动的分析的理解，随着金属杆速度的变化，安培力也变化II卷18．ABD分析：电熨斗中最主要的部分是双金属片，上层金属的膨胀系数大于下层金属，当温度较低时，双金属片与触点接触，电路接通，电热丝加热。随着温度升高，双金属片向下层弯曲，当达到预定温度时，与触点断开，加热停止。向下调节升降螺丝，将使双金属片与触点接触更紧密，则双金属片需弯曲更厉害才能断开，由此需加热到更高的温度才能实现。ABD正确19．（1）3mg/4（2）分析：（1）小球在运动中受到两个力的作用，水平向右