2017-2018学年北京市西城区高二第二学期期末考试物理试题（Word版)

2017-2018学年北京市西城区高二第二学期期末考试物理试题（Word版)

北京市西城区2017 — 2018学年度第二学期期末试卷 ‎ 高二物理 2018.7‎ ‎ 本试卷共8页，共120分。考试时长100分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在 试卷上作答无效。‎ ‎ A卷（物理3-2、3-3、3-4）满分100分 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）‎ ‎1．首先发现电磁感应现象的物理学家是 ‎ A．法拉第 B．库仑 C．牛顿 D．爱因斯坦 ‎2．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 ‎ A．任何电场都会产生磁场 B．任何磁场都会产生电场 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在 D．电磁波是纵波，可以在真空中传播 介质b 介质a ‎3．如图所示，一束光从介质a 斜射向介质b，在两种介质的分界面上发生了全反射，下列判断正确的是 ‎ A．a是光疏介质，b是光密介质 B．光的入射角必须大于或等于临界角 C．光在介质a中的速度大于在介质b中的速度 D．该光束一定是单色光 O a b c ‎4．如图所示，a 是由红、紫两种单色光组成的一束复色光，射向半圆形玻璃砖，折射后分成了光束b和光束c，下列判断正确的是 ‎ A．b是红光，c是紫光 B．b和c在玻璃中的传播速度相等 C．在真空中b的波长小于c的波长 D．在真空中b的波长等于c的波长 ‎5．关于布朗运动，下列说法正确的是 ‎ A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．布朗运动说明了组成小颗粒的分子在做无规则运动 C．温度越低布朗运动越激烈 D．布朗运动间接说明了液体分子在做无规则运动 t/s x/cm ‎10‎ ‎0.2‎ ‎-10‎ ‎0‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ ‎1.0‎ ‎6．如图所示为某物体做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是 ‎ A．0.3s时刻与0.5 s时刻物体的动能相同 B．0.3s时刻与0.5 s时刻物体的速度相同 C．0.1s时刻与0.3 s时刻物体的回复力方向相同 D．0.1s时刻与0.3 s时刻物体的回复力大小不同 ‎7．如图所示，导线AB 与CD 平行。当开关 S闭合与断开时，关于导线CD 中感应电流的方向，下列判断正确的是 ‎ A．S闭合时方向向左，S断开时方向向左 B．S闭合时方向向右，S断开时方向向左 C．S闭合时方向向左，S断开时方向向右 D．S闭合时方向向右，S断开时方向向右 x y ‎0‎ A ‎-A P ‎8．某一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点。下列判断正确的是 ‎ A．此时刻质点P的速度沿x轴正方向 B．此时刻质点P的加速度沿y轴负方向 C．再过半个周期，质点P的位移方向沿y轴正方向 D．再过一个周期，质点P的位移方向沿y轴负方向 ‎~‎ Ⅰ Ⅱ ‎ Ⅲ L1‎ L2‎ L3‎ ‎9．如图所示，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3分别与虚线框Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联，再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同。若保持电路两端电压有效值不变，将交变电流的频率增大，观察到灯L1变暗，灯L2变亮，灯L3亮度不变，则这三种元件可能是 　　　　　　　　‎ A．Ⅰ为电阻，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电感器 ‎ B．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电阻，Ⅲ为电容器 ‎ C．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电阻 A1‎ A2‎ V1‎ V2‎ V3‎ ‎~‎ R R0‎ ‎ D．Ⅰ为电容器，Ⅱ为电感器，Ⅲ为电阻 ‎10．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0‎ 表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的阻值减小（滑动片向下移）。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时 ‎ A．A1、A2读数均增大 B．A1、A2读数均减小 C．V2、V3读数均增大 D．V2、V3读数均减小 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分。）‎ ‎11．对一定质量的气体，下列措施可以使气体压强增大的是 A．保持体积不变，使气体的温度升高 ‎ B．保持体积不变，使气体的温度降低 C．保持温度不变，使气体的体积增大 ‎ D．保持温度不变，使气体的体积减小 ‎12．图甲、图乙是交流发电机示意图，线圈ABCD在磁场中匀速转动。下列说法正确的是 ‎ A．图甲中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大 B．图乙中穿过线圈的磁通量为零，电路中的感应电流最大 C．图甲中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零 图甲 图乙 D．图乙中穿过线圈的磁通量变化率最大，电路中的感应电流为零 ‎13．火车鸣笛，当观察者听到鸣笛声的音调比声源发出来的音调降低时，下列判断可能正确的是 ‎ A．观察者静止，火车向他驶来 B．观察者静止，火车离他远去 C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动 D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 ‎14．关于光的下列说法正确的是 ‎ A．一切光都可以发生干涉和衍射现象 B．光的偏振现象说明光是一种横波 C．红外线比可见光的能量大，可以灭菌消毒 D．紫外线比可见光的波长大，更容易发生明显的衍射现象 东 西 a b ‎15．如图所示，几位同学在学校的操场上做“摇绳发电”实验：把一条较长电线的两端连在一个灵敏电流计上的两个接线柱上，形成闭合回路。两个同学分别沿东西方向站立，他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线。假设图中所在位置地磁场方向与地面平行，由南指向北。下列说法正确的是 A．当电线到最高点时，感应电流最大 B．当电线向下运动时，b点电势高于a点电势 C．当电线向下运动时，通过灵敏电流计的电流是从b流向a D．两个同学沿南北方向站立时，电路中能产生更大的感应电流 三、填空题（本题共5小题，每小题4 分，共20分。）‎ ‎16．某同学利用游标卡尺观察教室内日光灯的衍射现象。他将游标卡尺的两个测量脚 逐渐靠近，将眼睛紧贴着狭缝观察日光灯，并让狭缝与日光灯管平行。当游标卡尺之间的狭缝足够小的时候，他观察到了光的衍射现象，此时游标卡尺如下图。‎ ‎（1）请读出此时游标卡尺的读数 。‎ ‎（2）请描述他看到的现象： 。‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎1 cm ‎0‎ ‎10‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎10‎ cm ‎17．从发电站输出的功率为某一定值P，输电线的总电阻为R保持不变，分别用110 V 和11 kV 两种电压输电。忽略变压器损失的电能，则这两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为 ，输电线上由电阻造成的功率损失之比为 。‎ ‎18．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900 J 的功，同时汽缸向外散热210 J，汽 缸里空气的内能 （填“增加”或“减少”）了 J。‎ ‎19．如图甲、图乙所示，在“用插针法测定玻璃的折射率”的实验中，当光线AO以 一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而确定折射光线OO′。‎ ‎（1）如图甲，测出入射角i和折射角r，则玻璃的折射率 n = 。‎ 图甲 a P1‎ O i a'‎ b'‎ b r P2‎ P3‎ P4‎ O'‎ N'‎ N A B 图乙 a P1‎ a'‎ b'‎ b P2‎ P3‎ P4‎ O'‎ P'‎ Q'‎ A N O N'‎ P Q B ‎（2）如图乙，以O为圆心，作圆与OA、OO′分别交于P、Q两点，过P、Q两点分别作法线NN′的垂线，垂足分别为P′、Q′，则玻璃的折射率可以表示为 n = 。‎ ‎20．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，某同学用1mL油酸配成500mL的油酸酒精溶液，又用滴管测得每100滴这种溶液的总体积为1mL。将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示。‎ ‎（1）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 ‎ mL；‎ ‎（2）数出油膜所占的面积，则可估算出每个油 酸分子的直径约为 m。（结果取1位有效数字）‎ 四、论述、计算题（本题共3小题，共30分。写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。）‎ ‎21．（8分）图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期T 大于0.5 s。‎ ‎（1）如果波是沿x轴负方向传播的，波的速度和周期分别是多大？‎ x/cm y/cm ‎12‎ O ‎24‎ ‎36‎ ‎48‎ ‎（2）如果波是沿x轴正方向传播的，波的速度和周期分别是多大？‎ O B O′‎ A R l2‎ l1‎ ‎22．（10分）如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为B。线圈的电阻为r，长为l1，宽为l2，转动角速度为ω。线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表。‎ ‎（1）请推导证明：线圈转至图示位置时，线圈中的感应电动势为E＝B l1 l2ω；‎ ‎（2）从图示位置开始计时，请写出线圈中感应电动势e随时间t变化的表达式； ‎ ‎（3）电流表的读数是多少？‎ ‎23．（12分）如图所示，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距l＝0.5m，‎ 导轨一端接有R＝4.0Ω的电阻。有一质量m＝0.1kg、电阻r＝1.0Ω的金属棒ab与导轨垂 直放置。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.2T。现用F＝5N 的水平恒力垂直拉动金属棒ab，使它由静止开始向右加速运动，当金属棒向右运动的距离 R B a b F 为x＝2m时速度达到v＝10m/s。设导轨足够长。求：‎ ‎（1）此时金属棒ab中电流I的大小和方向；　‎ ‎（2）此时金属棒ab两端的电压U； ‎ ‎（3）金属棒在向右运动2m的过程中，电阻R 产生的焦耳热QR。‎ B卷（学期综合）满分20分 一、填空题（本题共2小题，每空2分，共12分）‎ ‎1．某同学用单摆测量重力加速度。‎ ‎（1）将细线穿过球上的小孔，打个结，制成一个单摆。将做好的单摆用铁夹固定在铁 架台的横杆上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂。用游标 卡尺测出小球的直径d；再用刻度尺测出从悬点至小球上端的悬线长l′，则摆长l = ；‎ ‎（2）把单摆从平衡位置拉开一个小角度，使单摆在竖直面内摆动。用秒表测量单摆完 成n次全振动所用的时间t，如图所示，秒表的读数为 s；‎ ‎（3）根据以上测量量（d、l′、n、t），写出当地重力加速度的表达式g = 。‎ ‎0‎ ‎31 ‎ ‎2‎ ‎33‎ ‎4‎ ‎35‎ ‎6‎ ‎37‎ ‎8 ‎ ‎39 ‎ ‎41 ‎ ‎10 ‎ ‎43 ‎ ‎12 ‎ ‎14 ‎ ‎45‎ ‎16‎ ‎47‎ ‎18‎ ‎49‎ ‎20‎ ‎51‎ ‎22‎ ‎53‎ ‎24‎ ‎26‎ ‎55‎ ‎57‎ ‎28‎ ‎59‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎39 ‎ ‎10‎ ‎0 ‎ ‎1‎ ‎2 ‎ ‎3 ‎ ‎2．现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就 是利用感生电场使电子加速的设备。 它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。 电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。已知电子的电荷量为e，电子做圆周运动的轨道半径为r，因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化率为（k为一定值）。‎ ‎（1）为使电子加速，感生电场的方向应该沿 方向（填“顺时针”或“逆时针”）；‎ ‎（2）为使电子加速，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该 ‎ （填“增大”或“减小”）；‎ ‎（3）电子在圆形轨道中加速一周的过程中，感生电场对电子所做的功为 。‎ 二、论述、计算题（8分。写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。）‎ ‎3．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。‎ 在正方体密闭容器中有大量某种气体的分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数 量n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；分子速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；分子与器壁碰撞前后瞬间，速度方向都与器壁垂直，且速率不变。‎ ‎（1）求一个气体分子与器壁碰撞一次给器壁的冲量I的大小；‎ ‎（2）每个分子与器壁各面碰撞的机会均等，则正方体的每个面有六分之一的几率。‎ 请计算在Δt时间内，与面积为S的器壁发生碰撞的分子个数N；‎ ‎（3）大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。对在Δt时间内，‎ 与面积为S的器壁发生碰撞的分子进行分析，结合第（1）（2）两问的结论，推导出气体 分子对器壁的压强p与m、n和v的关系式。‎ 北京市西城区2017 — 2018学年度第二学期期末试卷 ‎ 高二物理参考答案及评分标准 2018.7‎ A卷（100分）‎ 一、单项选择题（每小题3分，共30分。）‎ ‎1．A 2．C 3．B 4．C 5．D 6．A 7．C 8．B 9．C 10．A 二、多项选择题（每小题4分，共20分）‎ ‎11．AD 12．BC 13．BD 14．AB 15．BC 三、填空题（本题共5小题，每小题4 分，共20分。）‎ ‎16．0.1mm，彩色直条纹。（第二空，只答有“彩色”给1分，只答有“条纹”给1分）‎ ‎17．100:1，10000:1 18．增加，690 19．， 20．2×10-5，1×10-9‎ 四、论述、计算题（本题共3小题，共30分。）‎ ‎21．（8分）解：‎ ‎（1）如果波沿x轴负方向传播，波形移动了6cm 由此可求出波速的大小 m/s （2分）‎ ‎ 波的周期为 s （2分）‎ ‎（2）如果波沿x轴正方向传播，波形移动了18cm 由此可求出波速的大小 m/s （2分）‎ ‎ 波的周期为 s （2分）‎ ‎22．（10分）解：‎ ‎（1）在图示位置电动势有最大值 Em = 2Bl1v （2分）‎ ‎ 由 （1分）‎ 联立以上两式解得 Em = Bωl‎1l2 （1分）‎ ‎（2）感应电动势 （2分）‎ ‎（3）根据全电路欧姆定律，电流的最大值 （1分）‎ ‎ 电流表读数为有效值I，根据 （1分）‎ 解得 （2分）‎ ‎23．（12分）解：‎ ‎（1）感应电动势大小 （1分）‎ ‎ 根据全电路欧姆定律 （1分） ‎ 代入数据解得电流 I = 0.2A （1分）‎ 电流方向由b指向a （1分）‎ ‎（2） 金属棒ab两端的电压即为电阻R两端电压 ‎ 根据部分电路欧姆定律得 （2分）‎ 代入数据解得 U = 0.8V （1分）‎ ‎（3）设电路中产生的焦耳热为Q 根据功和能的关系有 （2分）‎ ‎ 根据焦耳定律有 （1分）‎ 电阻R产生的焦耳热 （1分） ‎ 联立以上各式解得 （1分）‎ B卷（20分）‎ 一、填空题（本题共2小题，每空2分，共12分）‎ ‎1．（1） （2）99.8 （3） ‎ ‎2．（1）顺时针 （2）增大 （3） ‎ 二、论述、计算题（8分）‎ ‎3．（1）以气体分子为研究对象，以分子碰撞器壁时的速度方向为正方向 ‎ 根据动量定理 ‎ 由牛顿第三定律可知，分子受到的冲量与分子给器壁的冲量大小相等方向相反 所以，一个分子与器壁碰撞一次给器壁的冲量为 （2分）‎ v△t ‎（2）如图所示，以器壁的面积S为底，以vΔt为高构成柱体，由题设条件可知，柱体内的分子在Δt时间内有1/6与器壁S发生碰撞，碰撞分子总数为 ‎ （2分） ‎ ‎（3）在Δt时间内，设N个分子对面积为S的器壁产生的作用力为F N个分子对器壁产生的冲量 （2分）‎ ‎ 根据压强的定义 ‎ 解得气体分子对器壁的压强 （2分）‎