北京市东城区学年下学期高二年级期末考试物理试题含答案解析.docx

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北京市东城区学年下学期高二年级期末考试物理试题含答案解析

北京市东城区【最新】下学期高二年级期末考试物理试题

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、单选题

1．一质点做简谐运动的图象如图所示，质点速度与加速度方向相同的时间段是

A．0～0.3sB．0.3～0.6sC．0.6～0.9sD．0.6～1.2s

2．下列四种现象中与光的干涉有关的是

A．雨后空中出现彩虹B．肥皂泡的表面呈现彩色

C．拍照时在镜头前加偏振片D．用门镜扩大观察视野

3．3．关于核反应下列说法正确的是

A．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变

B．核反应堆产生的能量来自轻核聚变

C．所有放射性元素衰变时一定同时释放出α、β、γ三种射线

D．把放射性元素置于大量水中不能使放射性衰变减缓

4．矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交变电动势E随时间t变化的情况如图所示。

下列说法中正确的是

A．此交流电的频率为0.2Hz

B．此交流电动势的有效值为1V

C．t＝0.1s时，线圈平面与磁场方向平行

D．t＝0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最大

5．有一束波长为6×10－7m的单色光从空气射入某种透明介质，入射角为45°，折射角为30°，则

A．介质的折射率是

B．这束光在介质中传播的速度是1.5×108m／s

C．这束光的频率是5×1014Hz

D．这束光发生全反射的临界角是30°

6．一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2．当R增大时（）

A．I1减小，P1增大

B．I1减小，P1减小

C．I2增大，P2减小

D．I2增大，P2增大

7．如图所示，甲图为一沿x轴负向传播的简谐波在t＝0时刻的波形图，a、b、c、d是这列波上的四个质点．则乙图是哪个质点的振动图象？

A．aB．bC．cD．d

8．8．如图是三种射线在匀强磁场中的偏转情况的示意图，下列选项正确的是

A．a是α射线，它的速度接近光速

B．b是γ射线，它能穿过几厘米厚的铅板

C．c是一种频率很高的电磁波，它的电离本领很强

D．a和c是从原子核放射出来的，b是核外电子辐射出来的

9．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离分别记为△x1和△x2，已知△x1>△x2。

另将两单色光在真空中的波长分别用

、

，在同种均匀介质中传播的速度分别用v1、v2，光子能量分别用E1、E2，在同种介质中的折射率分别用n1、n2表示。

则下列关系正确的是

A．

B．

C．

D．

10．卢瑟福提出原子的核式结构学说的主要根据是：

在用α粒子轰击金箔的实验中，发现α粒子

A．全部穿过或发生很小的偏转

B．绝大多数发生很大的偏转，甚至被弹回，只有少数穿过

C．绝大多数穿过，只有少数发生很大偏转，极少数被弹回

D．全都发生很大的偏转

11．某种金属逸出光电子的最大初动能

与入射光频率

的关系如图所示，下列说法正确的是

A．当

时，会逸出光电子

B．如换用其它的金属，其图线必过（

，0）这一点

C．如换用其它的金属，其图线不一定与此图线平行

D．图中直线的斜率与普朗克常量有关

12．有些荧光物质在紫外线照射下会发出可见光，大额钞票的荧光防伪标志就是一例，下列说法正确的是

A．改用红外线照射荧光物质也可以发出可见光

B．荧光物质发出的可见光的频率比红外线的频率低

C．荧光物质中的电子吸收了紫外线光子的能量

D．荧光物质发出可见光的过程是电子从低能级跃迁到高能级时产生的

13．某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A（有铁芯）、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路．在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏．由此可以判断，在保持开关闭合的状态下，下列说法正确的是（）

A．当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向右偏

B．当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向左偏

C．当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转

D．当滑动变阻器的滑片向N端滑动时，灵敏电流计的指针向左偏

二、填空题

14．蜘蛛虽有8只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，它的腿能敏捷地感觉到丝网的振动，如图所示为丝网做受迫振动的振幅－频率关系图象．由图可知，落在网上的昆虫翅膀振动的频率为_________Hz左右时，蜘蛛感到网振动最为强烈，这种现象称为____________．

三、多选题

15．用某种频率的光照射锌板时，与锌板相连的静电计的指针张开了一定角度。

下列说法正确的是_________．（请将正确的选项对应的字母填在横线上）

A．锌板带负电

B．验电器的金属球带正电

C．用波长更长的入射光照射锌板，验电器的指针也会张开

D．用频率更高的入射光照射锌板，验电器的指针也会张开

四、实验题

16．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。

正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。

（1）此玻璃砖的折射率计算式为n＝________（用图中的

、

表示）；

（2）P1、P2及P3、P4之间的距离适当_________（填“大”或“小”）些，可以提高准确度。

五、解答题

17．如图所示，理想变压器的原线圈两端接在

（V）的交流电源上，副线圈两端接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：

1，电流表、电压表均为理想电表．求：

（1）电压表的读数；

（2）电流表的读数．

18．如图，物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止。

从发射器（图中未画出）射出的物块B沿水平方向与A相撞，碰撞前B的速度大小为v，碰撞后两者粘连在一起运动。

已知A和B的质量分别M和m，重力加速度大小为g，不计空气阻力，求：

（1）碰撞后A、B的共同速度v＇的大小；

（2）碰撞后A、B一起上升的最大高度h。

19．图甲为波源的振动图象，图乙是该波源产生的横波在某时刻t的波形图，已知波沿x轴正向传播，乙图中的O点表示波源．求：

（1）这列波的波速；

（2）从时刻t开始，到图乙中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P经过的路程．

20．如图，可视为质点的小球在光滑的圆弧面上振动，圆弧面所在圆周的半径远远大于圆弧的长度，试证明小球的运动可以视为简谐运动。

21．如图甲所示，两根平行金属导轨MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上，顶部接有一阻值为R的定值电阻，下端开口，轨道间距为L，图甲中虚线所示边长为L的正方形区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁场与导轨重合的两边界的中点分别为a、b，在t＝0时刻将质量为m的金属棒无初速度放置于导轨上与ab连线重合的位置（电路中除电阻R外其余部分电阻不计，金属棒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，设在以下讨论的过程中金属棒始终在磁场区域内），请分别针对下列两种情况求解：

（1）若导轨光滑，磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示，求金属棒中电流的方向和金属棒在磁场中运动的最大速度

；

（2）若金属棒与导轨间动摩擦因数为

，磁感应强度B随时间t变化的图象如图丙所示，求t＝0时刻穿过回路MPba的磁通量

和金属棒开始运动时刻的磁感应强度B。

参考答案

1．B

【解析】0～0.3s内质点的速度沿x轴正向，加速度沿x轴负向；0.3～0.6s内质点的速度沿x轴负向，加速度沿x轴负向；0.6～0.9s内质点的速度沿x轴负向，加速度沿x轴正向；0.9～1.2s内质点的速度沿x轴正向，加速度沿x轴正向；质点速度与加速度方向相同的时间段是0.3～0.6s，故选B.

点睛：

判断振动图像中质点的振动方向，要看下一个时刻质点的位置；加速度的方向总是指向t轴.

2．B

【解析】雨后空中出现彩虹是光的色散，是折射现象；肥皂泡的表面呈现彩色是光的干涉现象；拍照时在镜头前加偏振片是光的偏振现象；用门镜扩大观察视野是光的折射现象；故选B.

3．D

【解析】太阳辐射的能量主要来源于轻核聚变，故A错误；核反应堆产生的能量来自重核裂变，B错误；元素衰变时，不一定同时释放处三种射线，比如

衰变只释放处

射线，C错误；放射性元素的半衰期和外界因素无关，只和本身的性质有关，D正确．

4．D

【解析】

由e-t图象得到周期为0.2s，故频率为：

，故A错误；由E-t图象得该交流电的最大值为

，有效值为

，故B错误；t=0.1s时，感应电动势为零，此时线圈处在中性面上，线圈平面与磁场方向垂直，通过线圈的磁通量最大，故C错误D正确．

5．C

【解析】该介质的折射率为

，A错误；光在介质中传播的速度是

，该束光的频率为

，B错误C正确；因为

，该束光的全反射临界角为45°，D错误．

6．B

【解析】

试题分析：

当副线圈上的电阻增大时，副线圈上的电流会变小，即I2变小，则引起消耗的电功率P2减小，则输入电功率P1也会减小，从而造成输入的电流I1变小，故选项B正确．

考点：

变压器．

7．D

【解析】

试题分析：

由振动图象读出质点在t=0时刻的位置和速度方向，再在波动图象找出与之情况相同的质点．

从图乙中可知质点t=0时刻在平衡位置向上振动，AC错误；波是向负方向传播的，故根据走坡法可知b点正向下振动，d点正向上振动，故D正确．

8．B

【解析】试题分析：

α射线带正电荷，β射线带负电荷，在磁场中根据左手定则判定偏转的方向；γ射线不带电，不偏转；α射线是氦原子核，β射线是电子流，γ射线是电阻跃迁产生的光子流；α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强，电离能力最弱．

由于磁场的方向向里，带正电的粒子向上运动，所以电流的方向就是向上的，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向左的，所以向左偏转的a带正电为

射线；b没有偏转，所以b不带电，为

射线；c偏转的方向与a相反，说明与a的电性相反，所以带负电，为

射线，α射线是氦原子核，β射线是电子流，γ射线是电子跃迁产生的光子流，α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强，电离能力最弱，ACD错误B正确．

9．C

【解析】根据双缝干涉的条纹间距△x=

λ可知对于同一个实验装置，波长越大，条纹间距越大，由△x1＞△x2可知甲光的波长一定大于乙光的波长．故A错误；由于不同的单色光频率小，折射率小，即甲光折射率小n1＜n2，根据n=c/n可知甲光的传播速度大即v1＞v2，故B错误，D错误；根据C=λγ可知甲光的频率小于乙光的频率，而光子的能量E=hγ，故甲光的光子能量一定小于乙光的光子能量，故C正确；故选C.

点睛：

双缝干涉的条纹间距满足公式△x=

λ；光速、波长和频率满足公式C=λγ，而光子的能量满足公式E=hγ；光的频率越小，在同一种介质中的折射率越小，结合公式n=c/n可求光在介质中的传播速度．

10．C

【解析】当

粒子穿过原子时，电子对

粒子影响很小，影响

粒子运动的主要是原子核，离核远则

粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小．只有当

粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以

粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，C正确

11．D

【解析】要有光电子逸出，则光电子的最大初动能Ekm＞0，即只有入射光的频率大于金属的极限频率，即γ＞γ0时才会有光电子逸出，故A错误．根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W，当光电子的最大初动能为零时，则入射光的能量，即为金属的逸出功，因此由图象可知，如换用其它的金属，其图线一定不过（v0，0）这一点．故B错误．根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W，可知h=

，如换用其它的金属，其图线一定与此图线平行，因直线的斜率与普朗克常量有关，故C错误，D正确．故选D．

点睛：

只要记住并理解了光电效应的特点，只要掌握了光电效应方程就能顺利解决此题，所以可以通过多看课本加强对基础知识的理解，同时要掌握图象的斜率与普朗克常量的关系．

12．C

【解析】因为红外线的频率低于紫外线的频率，所以改用红外线照射荧光物质不会发出可见光，A错误；可见光的频率不一定比红外线的频率低，B错误；荧光物质被紫外线照了之后，分子内一些电子会迁跃到更高能级，然后不再接收到紫外线时又会自主迁跃到低能级，前一过程吸收紫外线能量，后一过程以发光形势放出能量，而荧光物质分子较复杂，两个过程,不是简单的来回迁跃,而是涉及到很多能级间的迁跃，C正确D错误．

13．B

【解析】

当线圈A拔出，或线圈A中的铁芯拔出时，均导致磁通量减小，因此电流计指针向左偏，故A错误，B正确；当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈产生感应电流，电流计指针都要发生偏转，故C错误；当滑动变阻器的滑片向N端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路电流增大，穿过线圈的磁通量增大，因此灵敏电流计的指针向右偏，故D错误．所以B正确，ACD错误．

14．200共振

【解析】

由图可知，当在网上的昆虫翅膀振动的频率为200Hz左右时，丝网的振幅最大，蜘蛛感到网振动最为强烈；当策动力的频率等于物体的固有频率时，物体振动的振幅最大，这种情况倍称为共振．

15．BD

【详解】

AB．用某种频率的光照射锌板时，发生光电效应，锌板失去电子带正电，则金属球带正电，故A错误，B正确；

C．用波长更长的入射光照射锌板，即光子能量越小，可能小于金属的逸出功，不会发生光电效应，验电器的指针可能不张开，故C错误；

D．用频率更高的入射光照射锌板，光子能量大于逸出功，一定能发生光电效应，验电器的指针也会张开，故D正确。

故选BD。

【点睛】

解决本题的关键知道光电效应的实质，以及知道光电效应的条件，即入射光的能量大于金属的逸出功。

16．

大

【解析】

（1）由图知，入射角为θ1、折射角为θ2．根据折射定律得：

此玻璃砖的折射率计算式为：

n=

．

（2）P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，测量时入射角和折射角的相对误差可减小些，可以提高准确度．

17．

（1）U2＝110V

（2）

【详解】

原线圈两端的电压为U1=220v

根据

可得副线圈两端的电压为：

U2=110V

即副线圈中电压表的示数是110V，副线圈的电流为

由

n1I1=n2I2

可得：

I1=1A

所以原线圈中电流表的示数为：

I1=1A

18．

（1）

（2）

【解析】

（1）物块B与A碰撞过程，取水平向右为正方向，对A、B组成的系统，由动量守恒定律得：

mv=（m+M）v'

解得：

（2）A、B碰后一起向上运动的过程，由机械能守恒得

（M+m）v2=（M+m）gh

联立解得：

．

点睛：

解决本题时要理清物块的运动过程，知道碰撞的基本规律是动量守恒定律，运用动量守恒定律时要选择正方向．

19．

（1）

（2）

【详解】

（1）由图象可知：

，波速

（2）由图乙知：

在t时刻，P的振动状态为到达平衡位置且向上运动

此振动状态由P传至Q的时间

由图知，振幅A=5cm，则质点P经过的路程

20．证明：

设小球质量为m，圆弧的半径为R，小球相对平衡位置的位移为x。

小球的重力沿切线方向的分力是使小球沿圆弧振动的回复力

当半径远远大于圆弧的长度时，θ很小，小球位移的大小与θ角所对的弧长及θ角

所对的弦都近似相等，因而

，

且位移方向与回复力方向相反，所以回复力为

所以小球的运动可以视为简谐运动。

【解析】证明：

设小球质量为m，圆弧的半径为R，小球相对平衡位置的位移为x。

小球的重力沿切线方向的分力是小球沿圆弧振动的回复力

当半径远远大于圆弧的长度时，θ很小，小球位移的大小与θ角所对的弧长及θ角所对的弦都近似相等，因而

，

且位移方向与回复力方向相反，所以回复力为

所以小球的运动可以视为简谐运动。

21．

（1）电流方向从b指向a，

（2）

【解析】

（1）当导轨光滑时，金属棒将沿导轨下滑，由右手定则可判断出电流方向从b指向a

当安培力等于重力向下的分力时，即：

mgsinθ=F安=

时达到最大速度vm，

整理得：

（2）由于金属棒与导轨间动摩擦因数µ＞tanθ，所以如果没有外加磁场时金属棒在重力、支持力、摩擦力的作用下满足：

mgsinθ＞μmgcosθ，将静止于导轨上．

t=0时刻，B=B0，穿过回路MPba的磁通量：

Φ=BS=

由法拉第电磁感应定律得：

E＝

通过回路的电流

  ①

金属棒受到的安培力方向沿斜面向上，大小为：

F安=BIL  ②

磁感应强度B随时间增大时，安培力随之增大，在这个过程中静摩擦力的方向先是沿斜面向上逐渐减小到零再反向增大到最大值，这个过程中金属棒都保持静止．

因此，当满足：

F安=mgsinθ+μmgcosθ  ③时，金属棒开始运动

将①②③式联立，解得金属棒开始运动时的磁感应强度：

点睛：

电磁感应常常与能量及受力结合，在分析此类问题时要注意分析物体的受力情况及运动情况，知道速度出现最大时满足的力的关系，灵活地选择物理规律求解．