北京高二物理下学期期末考试试题

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北京高二物理下学期期末考试试题

1 / 12 北京 101 中学 2016-2017 学年下学期高二年级期末考试物理试卷 一、单项选择题(本题共 14 小题,每小题 2 分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题意的。请在答题卡上作答 ........ 。选对得 2 分,错选该小题不得分) 1. 关于一定质量的气体,下列叙述正确的是( ) A. 气体体积增大时,其内能一定减少 B. 外界对气体做功,气体内能一定增加 C. 气体从外界吸收热量,其内能一定增加 D. 气体温度升高,其分子平均动能一定增加 2. 如图 1 所示,一导热性能良好 ..... 的金属气缸静放在水平面上,活塞与气缸壁间的摩擦 不计。气缸内封闭了一定质量的气体,气体分子间的相互作用不计。现缓慢地逐渐向活 塞上倒一定质量的沙土 ,忽略环境温度的变化,在此过程中( ) A. 气体的内能增大 B. 气缸内分子的平均动能增大 C. 单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数一定增多 D. 因为外界对气体做了功,所以气体的温度是升高的 3. 由于分子间存在着分子力,而分子力做功与路径无关,因此分子间存在与其相对距离 有关的分子势能。如图 2 所示为分子势能 Ep 随分子间距离 r 变化的图象,取 r 趋近于无穷 大时 Ep 为零。通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息,则下列说法 正确的是( ) A. 假设将两个分子从 r = r 2 处释放,它们将开始振动 B. 假设将两个分子从 r =r 2 处释放,它们将相互靠近 C. 假设将两个分子从 r =r 1 处释放,它们的加速度先增大后减小 D. 假设将两个分子从 r =r 1 处释放,当 r =r 2 时它们的速度最大 4. a、b 两种单色光以相同的入射角从空气斜射向某种玻璃中,光路如图 3 所示。关于 a、 2 / 12 b 两种单色光,下列说法中正确的是( ) A. 该种玻璃对 a 光的折射率较大 B. b 光在该玻璃中传播时的速度较小 C. 两种单色光从该玻璃中射入空气发生全反射时, a 光的临界角较小 D. 在同样的条件下,分别用这两种单色光做双缝干涉实验, b 光的干涉 图样的相邻条 纹间距较大 5. 如图 4 所示,一验电器与锌板用导线相连,现用一紫外线灯照射锌板,关灯之后,验 电器指针保持一定的偏角( ) A. 锌板带正电,验电器带负电 B. 将一带负电的金属小球与锌板接触,则验电器指针将不动 C. 使验电器指针回到零,改用强度更大的紫外线灯照射锌板,验电器的指针偏角将增 大 D. 使验电器指针回到零,改用强度更大的红外线灯照射锌板,验电器的指针一定偏转 6. 在光电效应实验中,先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。若实验 a 中的光强大于实验 b 中的光强, 实验所得光电流 I 与光电管两端所加电压 U间的关系曲线 分别以 a、b 表示,则下列 4 图中可能正确的是( ) 7. 下列现象中,与原子核内部 变化有关的是( ) A. 粒子散射现象 B. 天然放射现象 C. 光电效应 现象 D. 原子发光现象 3 / 12 8. 目前核电站利用的核反应是( ) A. 裂变,核燃料为铀 B. 聚变,核燃料为铀 C. 裂变,核燃料为氘 D. 聚变,核燃料为氘 9. 以下说法中符合事实的是( ) A. 汤姆孙发现电子并提出了原子核式结构模型 B. 玻尔发现电子并提出了原子核式结构模型 C. 卢瑟福做了 α 粒子散射实验并提出了原子核式结构模型 D. 密里根做了 α 粒子散射实验并提出了原子核式结构模型 10. 对下列各原子核变化的方程,表述正确的是( ) A. H H He n 是核聚变反应 B. H H He n 是 α 衰变 C. Se Kr+ e 是核裂变反应 D. U n Xe Sr+ n 是 β 衰变 11. 下列表述正确的是( ) A. He N O+X, X 表示 He B. H H He n 是重核裂变的核反应方程 C. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态无关 D. β 衰变中放出的 β 射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 12. 一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个 光子。已知质子、中子、 氘核的质量分别为 m1、m2、m3,普朗克常量为 h,真空中的光速为 c,下列说法不正确 ...的是 ( ) A. 该核反应方程是 2 1 3 1 0 1H n H γ B. 聚变反应中的质量亏损是 m=m1+m2-m3 C. 辐射出的 光子的能量 E=(m1+m2-m3)c2 D. 光子的波长 1 2 3( ) h m m m c 13. 氢原子能级的示意图如图 6 所示, 大量氢原子从 n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时辐射 出可见光 a,n=3 的能级向 n=2 的能级跃迁时辐射出可见光 b,则( ) A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出 射线 4 / 12 B. 氢原子从 n=4 的能级向 n=3 的能级跃迁时会辐射出紫外线 C. 在水中传播时, a 光较 b 光的速度小 D. 氢原子在 n=2 的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 14. 实验观察到,静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生 β 衰变,衰变产生的新核与电子 恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图 7。则( ) 图 7 A. 轨迹 1 是电子的,磁场方向垂直纸面向外 B. 轨迹 2 是电子的,磁场方向垂直纸面向外 C. 轨迹 1 是新核的,磁场方向垂直纸面向里 D. 轨迹 2 是新核的,磁场方向垂直纸面向里 二、不定项选择题:本题共 4 小题,每小题 3 分,共 12 分。全部选对的得 3 分,选对但不 全的得 2 分,有选错或不答的得0分。 请在答题卡上作答........ 。 15. 在匀强磁场中, 一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动, 如图 8 所示, 产生 的交变电动势的图象如图 9 所示,则( ) A. t =0.005s 时线框的磁通量为零 B. t =0.01s 时线框平面与中性面重合 C. 线框产生的交变电动势有效值为 311V D. 线框产生的交变电动势的频率为 50Hz 16. 图 10 是通过变压器降压给用户供电的示意图。变压器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,输电线的电阻用 R0 表示, 开关 S闭合后,相当于接入电路中工作的用电器增加。 如果变压器上的能量损失可 以忽略,则关于开关 S 闭合后,以下说法正确的是( ) 5 / 12 A. 电表 V1 示数不变, V2 示数减小 B. 电表 A1、A2 示数均增大 C. 原线圈输入功率减小 D. 电阻 R1 两端的电压减小 17. 如图 11 所示, E 为电池, L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈, D1、D2 是两 个规格相同的灯泡, S是控制电路的开关。对于这个电路,下列说法中正确的是( ) A. 刚闭合 S 的瞬间,通过 D1、D2 的电流大小相等 B. 刚闭合 S 的瞬间,通过 D1、D2 的电流大小不等 C. 闭合 S 待电路达到稳定后, D1 熄灭, D2 比 S 刚闭合时亮 D. 闭合 S 待电路达到稳定后,再将 S 断开的瞬间, D1 不立即熄灭, D2 立即熄灭 18. 平行板电容器 C 与三个可变电阻器 R1、 R2、 R3 以及电源连成如图 12 所示的电路。闭 合开关 S 待电路稳定后, 电容器 C两极板带有一定的电荷。 要使电容器所带电荷量增加, 以 下方法中可行的是( ) A. 只增大 R1,其他不变 B. 只增大 R2,其他不变 C. 只减小 R3 ,其他不变 D. 只减小 a、b 两极板间的距离,其他不变 三、填空、实验题(本题共 27 分) 19. 某同学在进行电阻测量时,需要将一块满偏电流为 50μA、阻值为 800Ω 的小量程电 流表 G改装成量程为 3V 的电压表, 则需要选择一个阻值为 ________Ω 的电阻与这一电流表 6 / 12 _______(选填“串”、“并”)联。 20. 仪器仪表读数 (1)有一游标卡尺,主尺的最小分度是 1 mm,游标上有 20 个小的等分刻度。用它测 量一小球的直径,如图 13 甲所示的读数是 _____________ mm。 (2)如图 13 乙,用螺旋测微器测量一根金属丝的直径, 如图所示的读数是 ____mm。 (3)按照有效数字规则读出图 14 电表盘的测量值。 接 0~3 V 量程时读数为 ______ V。 接 0~15 V 量程时读数为 ______ V 。 接 0~0.6 A 量程时读数为 _________A。 21. 在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下: 待测金属丝: Rx(阻值约 4 Ω,额定电流约 0.5 A ); 电压表: V(量程 3 V ,内阻约 3 k Ω); 电流表: A1(量程 0.6 A ,内阻约 0.2 Ω); A2(量程 3 A ,内阻约 0.05 Ω); 电源: E1(电动势 3 V ,内阻不计) ; E2(电动势 12 V ,内阻不计); 滑动变阻器: R(最大阻值约 20 Ω); 螺旋测微器;毫米刻度尺;开关 S;导线。 (1)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选 ________、电源应 选________(均填器材代号) ,在虚线框内完成电路原 理图。 7 / 12 (2)按照你所连接的电路测量电阻值比真实值 (填“大”或“小”) 产生这 种 误差的原因是 。 22. 有一个小电珠上标有“ 2.5V,1.5W”的字样,现在要用伏安法描绘这个小电珠的 I - U 图线。有下列器材供选用: A. 电压表( 0~3 V ,内阻 10 k Ω) B. 电压表( 0~15 V ,内阻 20 k Ω) C. 电流表( 0~3 A ,内阻 1 Ω) D. 电流表( 0~0.6 A,内阻 0. 4 Ω) E. 滑动变阻器( 5 Ω, 1 A) F. 滑动变阻器( 500 Ω, 0.2 A ) (1)实验中电压表应选用 __________,电流表应选用 ____________。为使实验误差尽 量减小, 要求电压表从零开始变化且多取几组数据, 滑动变阻器应选用 ________(用序号字 母表示) 。 (2)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图 15 中的实验电路图连接完整。 (3)开关 S 闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于 ________。(选填“A 端”“B 端”或“ AB 之间”) ( 4)另一位同学测得某小电珠的伏安特性曲线如图 16 所示,某次测量时,电流表读 数为 0.40 A,此时小电珠的实际功率为 _____________W。若已知小电珠灯丝在 27 ℃时电阻 值约为 2.5 Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比,试估算该小电珠在此次测量时 工作灯丝的温度约为 ________℃。(均保留三位有效数字) 8 / 12 (5)某同学发现小电珠的伏安特性曲线并不是直线,说明小灯泡的电阻是变化的,产 生这种变化的原因是 。 23. 某中学生课外科技活动小组利用铜片、 锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池, 他们 测量这种电池的电动势 E 和内阻 r ,并探究电极间距对 E 和 r 的影响。实验器材如图 17 所 示。 图 17 (1)测量 E 和 r 的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压 U和流过电源 的电流 I ,依据公式 ,利用测量数据作出 UI 图象,得出 E 和 r 。 (2)电压表的内阻很大,所以本实验要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请 在图 17 中用笔画线代替导线完成连接电路。 (3)实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的 U- I 图象如图 18 中 a、b、c、d 所示,由此可知: 在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势 ________(填“增大”“减小”或“不 变”) ,电源内阻 ________(填“增大”“减小”或“不变”) 。 曲线 c 对应的电源电动势 E=________V,内阻 r =________Ω, (均保留三位有效数 字) 9 / 12 图 18 (4)由于系统误差的存在,本实验测得的电动势 真实值(填“大于”或“小 于”) 四、论述、计算题(本题共 4 小题,共 33 分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步 骤。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位) 24. (7 分)图 19 所示的电路中,输入电压 U恒为 12V,灯泡 L 上标有“ 6V 12W”字样, 电动机线圈的电阻 RM=0.50 Ω。若灯泡恰能正常发光,求: ( 1)电动机的输入功率; ( 2)电动机的效率。 25. ( 9 分)如图 20 所示为一交流发电机的原理示意图,其中矩形线圈 abcd 的边长 ab=cd=50cm,bc=ad=20cm,匝数 n=100,线圈的总电阻 r =0.20Ω, 线圈在磁感强度 B=0.050T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴 OOˊ匀速转动,角速度 ω=100π rad/s 。线圈两端通过 电刷 E、 F与阻值 R=4.8 Ω 的定值电阻连接。计算时 π 取 3。 (1)从线圈经过中性面开始计时,写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式; 10 / 12 (2)求此发电机在上述工作状态下的输出功率; (3)求从线圈经过中性面开始计时,经过 4 1 周期时间通过电阻 R的电荷量。 26. (9 分)交流发电机的输出电功率为 100kW,输出电压为 250V,欲向远处输电,若输 电线的电阻为 8.0 Ω,要求输电时输电线上损失的电功率不超过交流发电机输出电功率的 5%,并向用户输送 220V 的电压。 (1)请画出远距离输电的示意图; (2)求升压变压器原、副线圈的匝数比; (3)求降压变压器的原、副线圈的匝数比。 27. (8 分)光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有 能量, 后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。 由狭义相对论可知, 一定的质量 m与一 定的能量 E相对应: 2mcE ,其中 c 为真空中光速。 (1)已知某单色光的频率为 ν,波长为 λ,该单色光光子的能量 hνE ,其中 h为普 朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义:动量 =质量×速度,推导该单色光光子的 动量 λ hp 。 (2)光照射到物体表面时,如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样,将产生持续均 匀的压力,这种压力会对物体表面产生压强,这就是“光压”,用 I 表示。 一台发光功率为 P0 的激光器发出一束某频率的激光, 光束的横截面积为 S。当该激光束 垂照射到某物体表面时,假设光全部被吸收,试写出其在物体表面引起的光压的表达式。 11 / 12 参考答案 一、二选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D C D B C A B A C A 11 12 13 14 15 16 17 18 C A C D ABD BD AC BD 三、填空、实验题(本题共 27 分) 19. 阻值为 _59200_Ω 的电阻与这一电流表 ___串____(选填“串”、“并”)联。 20. 仪器仪表读数 (1)如图 13 甲所示的读数是 ____22.35_______ mm。(图略) (2)直径,如图所示的读数是 _0.680__ mm。 (3)接 0~ 3 V 量程时读数为 __2.15____ V 。接 0~15 V 量程时读数为 __10.7____ V 。 接 0~0.6 A 量程时读数为 ___0.43______A 。 21. (1)电流表应选 ____A1____、电源应选 __E1______(均填器材代号) ,在虚线框内完成 电路原理图。 (2)电阻值比真实值小(填“大”或“小”)原因是电压表的分流。 22. (1)电压表应选用 __A___,电流表应选用 __D____。滑动变阻器应选用 __E_(用序号 字母表示) 。 (2)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图 15 中的实验电路图连接完整。 (图略) (3)滑片应该置于 ___A_____。(选填“A 端”“B 端”或“ AB 之间”) (4)实际功率为 ____2.40___W。灯丝的温度约为 _1527_ ℃。 (保留三位有效数字) (5)原因是灯丝的电阻率随温度的升高而增大。 23. (1)依据公式 U=E-Ir ,利用测量数据作出 UI 图象,得出 E 和 r 。 (2)连接电路。 (3)电源电动势 _不变 ___(填“增大”“减小”或“不变”) ,电源内阻 __增大 ___(填 12 / 12 “增大”“减小”或“不变”) 。 E=__0.975___V ,内阻 r =__468_____Ω, (均保留三位有效数字) (4)由于系统误差的存在, 本实验测得的电动势小于真实值 (填“大于”或“小于”) 四、论述、计算题(本题共 4 小题,共 33 分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步 骤。有数值计算的 题,答案必须明确写出数值和单位) 24. (1)12W (2)83.3% 25. (1)e=150sin300t (2)2160W (3)0.1C 26. (1)略 (2)1:16 (3)190:11 27. 略
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