北京高二物理下学期期末考试试题 12页

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