北京市101中学2020学年高二物理下学期期中试题

北京市101中学2020学年高二物理下学期期中试题

北京101中学2020学年下学期高二年级期中考试物理试卷 ‎ 一、单项选择题：本题共13小题，每题3分，共39分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合题意的，选对的得3分，有选错或不答的得0分。‎ ‎1. 建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是（ ）‎ A. 法拉第 B. 奥斯特 C. 赫兹 D. 麦克斯韦 ‎2. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体的温度升高，物体内所有分子热运动的速率都增大 B. 物体的温度升高，物体内分子的平均动能增大 C. 物体吸收热量，其内能一定增加 D. 物体放出热量，其内能一定减少 ‎3. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 分子之间的引力和斥力大小都随分子间距离的增加而增大 B. 布朗运动是液体分子的无规则运动 C. 液体中的悬浮微粒越小，布朗运动越明显 D. 当分子间距离增大时，分子势能一定增大 ‎4. 已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA。若用m表示一个油酸分子的质量，用V0表示一个油酸分子的体积，则下列表达式中正确的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎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。‎ 图13‎ ‎（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10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2 kV高压输电，最后用户得到“220 V，9.5 kW”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=‎1 m。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 B D A B A D B C B D 二、多项选择题 ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ACD AD BC 三、实验题：本题共3小题，共16分 ‎17.（1）X =57-63 （2）d=‎ ‎18.（1）见下图 图12‎ ‎（2）n＝（用θ1和θ2表示）‎ ‎19.（1）x1=1.700mm；（2）λ=560nm。‎ ‎（3）增大L 或 减小d 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.（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=400 V　U2=2 kV=2 000 V所以　n1∶n2= U1∶U2=400∶2000=1∶5‎ ‎（2）由P1= U1I1　得I1= P1/U1=10×103/400 A=25 A，而　I1∶I2= n2∶n1，所以　I2= n1I1/ n2=5 A。 因为P损=P1-P4=10 000-9 500=500 W，而P损= I22R所以：R=P损/ I22=500/25=20 Ω。 ‎（3）由P3=U3I3， I3=I2，得　U3= P3/I3=9 500/5 V=1 900 V，n3∶n4=U3∶U4=1 900∶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         解得  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。‎