内容正文:
高中二年级第二学期期末试题
物理
本试卷共6页;全卷共100分;考试时间75分钟.
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码贴在答题卡上对应的虚线框内.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号.回答非选择题时,用0.5 mm黑色墨水签字笔将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,监考人只将答题卡收回.
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求.
1.光学作为一门高精密度的学科应用于各个领域,下列关于光学现象的说法正确的是( )
A.观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜,此过程利用了光的偏振现象,光的偏振现象说明光是横波
B.剃须刀片影子边缘模糊不清,这是光的双缝干涉现象
C.玻璃中的气泡看起来格外明亮是光的折射现象
D.肥皂泡上的彩色条纹是由于光发生了全反射现象
2.下列四幅图片涉及的物理现象,说法正确的是( )
A.图甲中,小炭粒在水中的运动位置连线图说明了小炭粒分子在做无规则运动
B.图乙中,在一杯热水中滴入红墨水,热水很快变红,这是扩散现象
C.图丙中,细管竖直插入水中的情景图证明了水浸润图中细管
D.图丁中,肥皂泡呈球形,是因为受到重力作用
3.图甲为一个收听广播电台节目的收音机(简笔画),其内部的振荡电路及其电流随时间变化的图像如图乙所示,使用时需要调节其固有频率与要接收的电磁波频率相同,使接收到的信号最强.收音机的调频旋钮实质为可调电容器,其原理简化图如图丙所示,两个半圆形铜片中心通过塑料转轴连接,其中一片是定片,另一片是动片,旋动调频旋钮改变两个铜片的正对面积,从而改变其电容,若收音机收听新闻频道(调频103.5 MHz)的节目,下列说法正确的是( )
A.不同频率的电磁波在相同介质中的传播速率相同
B.图乙中段时间内,回路的磁场能不断增大,电容器处于充电过程
C.图乙中段时间内,回路的电场能不断减小,电容器所带电荷量不断减少
D.若要调台,改听某音乐频道(调频98.8 MHz),则需要将图丙中的动片逆时针旋转
4.如图甲所示为氢原子能级示意图,图乙为探究光电效应的电路图,现有大量处于能级的氢原子自发地向低能级跃迁,辐射出的光照射光电管的阴极,通过实验只能得到图丙所示的2条光电流随电压变化的图线,则下列说法正确的是( )
A.这些氢原子跃迁过程中最多可辐射出4种频率的光子
B.能级的氢原子电离至少需要吸收的能量
C.图丙中与的差值为
D.光照射阴极产生的光电子的最大初动能大于光
5.如图甲所示为某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻(光照越强,电阻越小)、为定值电阻,、接监控装置.如图乙所示为该小区内某感温式火灾报警器的简化电路图,理想变压器原线圈接入的正弦交流电,副线圈连接报警系统,为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,为定值电阻,滑动变阻器用于设定报警温度,当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警.关于以上两种控制电路,下列说法正确的是( )
A.图甲中,当有人通过而遮住光线时,、之间电压增大
B.图甲中,仅减小的阻值时,可增大、之间的电压
C.图乙中,出现火情时,原线圈输入功率减小
D.图乙中,的滑片下移一点可以降低报警温度,从而提高火灾报警器的灵敏度
6.如图甲所示,空间中有一平行于纸面固定的正方形线框,以其对角线所在直线为界,左侧存在着方向垂直于纸面的磁场,其磁感应强度随时间周期性变化的规律如图乙所示,以垂直纸面向里为正方向,磁场的变化周期.已知正方形线框的边长,总电阻.下列说法正确的是( )
A.内线框中的感应电流方向为顺时针方向
B.内线框中产生的感应电流大小为
C.线框中产生感应电流的有效值为
D.时线框受到的安培力大小为
7.如图所示,水平面内固定有相距为的两光滑平行金属轨道,其在、处有一个小断口,小断口填充了绝缘材料.左侧两轨道之间有一电容为、电压为的带电电容器和定值电阻,右侧两轨道之间有一自感系数为的电感线圈,磁感应强度为的匀强磁场与轨道平面垂直.质量为的金属棒垂直放在左侧导轨上,某时刻闭合开关,随着电容器放电,金属棒开始加速,无能量损失越过后最远能够到达位置.已知金属棒运动过程中经过位置时速度已达到最大值,金属棒从到所用时间为,线圈的自感电动势为,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,除定值电阻外所有电阻均不计.不考虑电磁辐射造成的能量损失,下列说法正确的是( )
A.金属棒最大速度的大小为
B.金属棒最大加速度的大小为
C.金属棒从第一次运动到与的中间位置的时间为
D.与之间的距离为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
8.我国自行设计、研制的世界第一套全超导托卡马克核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.已知,“人造太阳”的核反应方程是,设可控热核实验反应物的质量分别为、,生成物的质量分别为、,光速为,关于原子核反应下列说法正确的是( )
A.由核反应过程质量守恒可知
B.由知,核反应过程中会发生质量亏损,即
C.这种装置与我国大亚湾核电站所使用装置的核反应原理相同
D.可控热核反应目前还不能用于核电站实现发电
9.周末,小华在家里观察新安装的某品牌净水器,其压力桶内部结构如图所示.压力桶分为储水室和气室,气室内密封有一定质量的理想气体.当净水器开始制水时,纯净水迅速进入储水室,压缩气室内的气体——由于过程很快,气体与外界几乎来不及发生热交换;当小华打开水龙头用水时,气室内的气体缓慢膨胀,将储水室内的水推出,此过程中气体温度始终与室内环境温度相同,保持不变.根据以上情境,下列说法正确的是( )
A.制水过程中,气体温度增加
B.制水过程中,单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少
C.用水过程中,气体膨胀对外做功,从外界吸收热量
D.用水过程中,气体分子的平均动能减小
10.暑假里,小明来到当地的发电厂参观学习,工程师向他展示了一个模拟输电的电路模型,如图所示:发电机通过升压变压器进行高压输电,接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电.图中所有的变压器均为理想变压器,所有电表均为理想交流电表.发电机输出的电压保持恒定不变,两条输电线的总电阻用表示,用户用电器的总电阻(视为纯电阻)用一个滑动变阻器来模拟,其余电阻均不计.关于此模型下列说法正确的是( )
A.减小,电压表、的读数均不变,电流表、的读数均减小
B.若降压变压器原副线圈的匝数为、,则当时,用户端的功率达到最大值
C.调节时,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为
D.用电高峰期,当用户端电器增加时,相当于滑动变阻器滑片上移
三、非选择题:本题共5小题,共54分.其中第13-15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位.
11.(6分)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图1所示.
(1)该同学想要增大观察到的条纹间距,正确的做法是__________;
A.减小单缝与光源间的距离 B.减小双缝之间的距离
C.增大凸透镜与单缝间的距离 D.增大双缝与测量头间的距离
(2)转动手轮时,观察到初、末两个视场,符合实际的是图2中的__________(填“甲”或“乙”);
(3)在某次测量中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图3所示,其示数为__________.
12.(10分)某物理兴趣小组利用图示的装置“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”,图中变压器为可拆式变压器,并且其铁芯是不完全闭合的(不能视为理想变压器),在原线圈或副线圈中,接0和1时,接入匝数为,接0和2时,接入匝数为,依次类推.
(1)关于实验器材和实验过程,下列说法正确的是__________;
A.变压器正常工作后,电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈
B.变压器的铁芯可以用整块金属
C.保持原线圈电压及匝数不变,可通过改变副线圈的匝数,研究副线圈的匝数对输出电压的影响
D.因为实验原线圈的输入电压较低,在通电情况下可用手接触裸露的接线柱
(2)某次实验中,变压器的原线圈接0和8接线柱,副线圈接0和1接线柱,则此变压器为__________(选填“升”或“降”)压变压器;若副线圈所接电表的示数为,则所接电源电压可能为__________;
A. B. C. D.
(3)实验时,某同学听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声,他做出如下猜想,正确的是__________;
A.“嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出的
B.交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用,使铁芯振动发声
C.“嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音
D.若去掉铁芯,“嗡嗡”声马上消失,也能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验
(4)该同学找到了一只标有“”的变压器,其上有、、、四个引出线头,且、引线比、引线粗,如图(b)所示.使用时,应该把引线__________接交流“”(选填“、”或“、”).
13.(10分)盐灯作为一款时尚灯饰,由具有较好透光性的水晶盐制成,能够发出温暖柔和的光芒.如图所示,某长方体盐灯底部是不透光木质底座,上、下表面是边长为的正方形,高,黄色点光源位于长方体的几何中心.已知该水晶盐介质均匀,黄光在盐灯中的折射率,在空气中的折射率取1,光在真空中的传播速度,不考虑光经过分界面的反射问题,也不考虑光刚好射到棱上的情况.
(1)求黄光在盐灯中的传播速度以及传播的最短时间(计算结果保留2位有效数字);
(2)请判断盐灯外表面被照亮区域的最大面积位于其上表面还是某一侧面,并求出最大面积(计算结果保留).
14.(12分)某科研探究小组为高温操作室设计了一个自动温度报警装置,其原理如图所示.由导热性良好的材料制成的固定汽缸开口向上,用质量、横截面积、厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体;劲度系数、原长的轻质弹簧上端与警报器(力传感器,刚出现压力时显示蓝色,压力大小为、分别显示橙色、红色,其他压力值时仅显示数字)相连.当高温操作室内的热力学温度时,活塞与汽缸底部的距离,与弹簧自由端的距离.已知高温操作室内的空气压强,活塞与汽缸壁之间摩擦可忽略,汽缸的气密性良好,取.
(1)求使力传感器从显示蓝色到显示红色的热力学温度的范围;
(2)若由于某种原因,汽缸内一部分气体漏出,使得本应使力传感器显示红色的温度仅显示橙色,求剩余气体质量与原有气体质量之比.
15.(16分)如图所示,间距为的平行固定金属导轨、与水平面间夹角,、两金属杆居分界线两侧紧靠放置,上侧导轨光滑,下侧导轨与金属杆之间动摩擦因数.已知两金属杆质量,,电阻值,,整个区域有垂直于导轨平面向下的匀强磁场.初始时杆处于锁定状态,给杆沿导轨向上的初速度,杆向上运动的最大距离为,当杆再次回到初始位置前已做匀速运动.金属杆始终垂直于导轨且接触良好,忽略两金属杆之间的相互作用,导轨电阻不计,重力加速度取,设滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求:
(1)杆向上运动过程中通过杆的电荷量;
(2)杆从开始运动到回到初始位置的时间;
(3)若杆回到初始位置时,立即解除杆的锁定,同时给杆沿导轨向上的速度,、两杆在处发生弹性碰撞后,杆沿导轨向上运动的最大距离为,求两杆碰后到杆第一次速度为0的过程中杆产生的焦耳热.
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高中二年级第二学期期末试题
物理参考答案及评分意见
一、单项选择题(本题共7小题,共28分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
A
B
D
C
D
C
A
二、多项选择题(本题共3小题,共18分)
题号
8
9
10
答案
BD
AC
BC
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(1)BD;(2)乙;(3)2.320(每空2分,共6分)
12.(1)C;(2)降,A;(3)B;(4)c、d(每空2分,共10分).
13.(10分)
解:(1)由题意可知:
①(2分)
解得:
②(1分)
光在盐灯中的传播距离越小传播时间越短,由题意可知:
③(1分)
④(1分)
(2)设临界角为,由题意得:
⑤(1分)
解得:
⑥
设光源到盐灯表面的距离为,盐灯表面被照亮面积的半径为,由几何关系可得:
⑦(1分)
由于,,且,则被照亮部分的最大面积在上表面 ⑧(1分)
对上表面被照亮的面积,由几何关系可得:
⑨(1分)
联立解得:
⑩(1分)
14.(12分)
解:(1)从题中初态至力传感器刚显示蓝色时,气缸内气体可视为等压变化,设力传感器刚显示蓝色时,缸内气体温度为,根据盖-吕萨克定律可得:
①(1分)
解得:
②(0.5分)
力传感器刚显示蓝色时,设缸内气体压强为,活塞由受力平衡,有:
③(1分)
解得
④
力传感器显示红色时,设缸内气体压强为,弹簧压缩量为,对活塞由受力平衡,有:
⑤(1分)
根据胡克定律,由题意可得:
⑥(1分)
联立解得:
, ⑦
根据理想气体状态方程,则有
⑧(1分)
联立解得:
⑨(0.5分)
则热力学温度的范围是: ⑩(1分)
(2)力传感器显示橙色时,设缸内气体压强为,弹簧压缩量为,对活塞由受力平衡,有:
⑪(1分)
根据胡克定律,由题意可得:
⑫(1分)
力传感器显示红色变为橙色,原缸内气体可以看成等温变化,若未发生漏气,设缸内气体高度为,根据玻意耳定律有:
⑬(1分)
设剩余气体质量与原有气体质量之比为,由题意可得:
⑭(1分)
联立解得:
⑮(1分)
15.(16分)
解:(1)对于杆向上运动过程中回路产生的平均电动势,根据法拉第电磁感应定律,有:
①(1分)
对于该过程变化的磁通量,根据磁通量定义式,有:
②(1分)
对于该过程的平均电流,根据欧姆定律,有:
③(1分)
对于该过程通过杆的电荷量,根据电流定义式,有:
④(1分)
联立解得:
⑤(1分)
(2)杆回到初始位置前,匀速向下运动,设回到时杆速度大小为,杆受力平衡,有:
⑥(1分)
解得:
⑦
对杆从出发到回到全程,取沿斜面向上为正方向,根据动量定理,有:
⑧(1分)
对杆从出发到回到全程,根据冲量定义式,有:
⑨(1分)
⑩
⑪
由,联立解得:
⑫(1分)
(3)取沿斜面向上为正,碰撞前、两杆速度分别为,,设、两杆的碰后速度为,,该碰撞过程中,由题意有:
⑬(1分)
⑭(1分)
联立解得:
, ⑮
碰撞后对两杆组成的系统受力分析,有:
⑯(1分)
合外力为0,则系统动量守恒,有:
⑰(0.5分)
当杆沿导轨向上运动的最大距离为时,由⑱式可知,两杆速度均为0,设此时杆位移为,有:
⑱(0.5分)
由⑱可知,该过程中两杆构成的系统重力势能不变,在该过程中,设两杆系统产生的焦耳热为,由能量转化与守恒,有:
⑲(1分)
对杆产生的焦耳热,有:
⑳(1分)
联立解得:
㉑(1分)
(所有计算题不同的合理解法均给分,各小问分值与参考答案保持一致)
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