北京市某知名中学高二物理下学期期中试题含解析2

1、北京101中学2017-2018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。在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合题意的。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【答案】d【解析】试题分析：法拉第发现了电磁感应定律，奥斯特发现了电流的磁效应，麦克斯韦建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在，赫兹证实了电磁波的存在，d正确；考点：考查了物理学史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

2、增加d. 物体放出热量，其内能一定减少【答案】b【解析】试题分析：随着物体温度的升高，物体内分子的平均速率、平均动能增大，但是不是每一个分子的热运动速率都增大，故a 错误b 正确；物体的内能变化是与物体吸热或放热有关，还与做功有关，因此只有吸热或放热，没有说明做功情况，无法判断内能变化，故c、d 均错误。考点：温度的含义，热力学第一定律。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【答案】c【解析】分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离

3、的增加而减小，如果分子间表现为引力，则距离增大，分子力做负功，分子势能增大，ad错误；布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，液体中的悬浮微粒越小，布朗运动越明显，b错误c正确4. 已知油酸的摩尔质量为m，密度为，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. m=nam b. m=mna c. v0=mna d. v0=nam【答案】b【解析】分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，则有：m=mna，a错误b正确；由于油酸分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有v0=vmolna=m

4、na=mna，cd错误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【答案】d【解析】横波的振动方向与传播方向垂直，纵波的振动方向与波的传播方向在同一条直线上，当横波穿过偏振片时，透射光线的强度和偏振片的透振方向有关，说明光是横波，而干涉与衍射说明光是一种波，对于光的色散与全反射，是光的折射现象，d正确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

5、光的干涉现象【答案】a【解析】光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象，a正确；标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，b错误；面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，c错误；泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象，因此属于光的衍射现象，d错误7. 如图所示，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（ ）a. b. c. d. 【答案】b【解析】当光由空气射入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，所以a可能发生，b这种情况不可能发生；当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，c是可能发生的；当光由半圆

6、形玻璃砖射入空气时，若入射角大于临界角，会发生全反射，光线就不能进入空气，这种情况是可能发生的，d可能发生【点睛】当光从一种介质斜射入另一种介质时，要发生反射和折射现象，若光从光密介质进入光疏介质折射时可能发生全反射。光从光疏介质进入光密介质折射时，折射角一定小于入射。根据这些知识进行分析8. 如图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（ ）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

7、是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短【答案】a【解析】乙图中条纹的间距比甲图大，根据双缝干涉的条纹间距公式x=ld知，乙图中光的波长较长，且比绿光的波长长。红光的波长比绿光长，紫光的波长比绿光短，a正确9. 如图甲所示，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的变化关系如图乙所示，则（ ）a. 该交流电的频率为100hzb. 该交流电电动势的有效值为311vc. 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【答案】d【解析】试题分析：该交流电的周期为0.02s，则频率为，选项a错误；该交流电电动势的最

8、大值为311v，选项b错误；t=0.01s时，感应电动势为零，穿过线框的磁通量的变化率为零，穿过线框的磁通量最大，选项c错误，d正确；故选d.考点：交流电的产生及变化规律.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（ ）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

9、线圈a改接在学生电源直流输出端【答案】b11. 如图所示，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变化的规律如图所示。以图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，则图中能正确表示线圈中感应电流i随时间t变化规律的是（ ）a. b. c. d. 【答案】c【解析】由感应定律和欧姆定律得：i=er=rt=sr×bt，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度b随t的变化率，而b-t图像中的斜率表示bt，故在23s感应电流的值是01s的2倍。再由b-t可知，01时间内，b增大，增大，感应磁场与原磁场方向相反（

10、感应磁场的磁感应强度的方向向外），由楞次定律，则感应电流是逆时针的，因而是负值。所以可判断01s为负的恒值；12s为零；23s为正的恒值，c正确【点睛】此类问题不必非要求得电动势的大小，应根据楞次定律判断电路中电流的方向，结合电动势的变化情况即可得出正确结果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（）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【答案】b【解析】由题意知，电熨斗

11、由熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，就是要求电熨斗在低温易断开，因双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，使双金属片向下弯曲，上下触点脱离，电路断开，因此，应向上调节调温旋钮，双金属片受热时，易使触点分离，所以选b.点睛：了解电熨斗的工作原理，就明白了如何调温度的问题。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

12、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【答案】d【解析】试题分析：由于水的温度在升高，故水分子的平均动能增大，所以a、b是不对的；吸收热量的一部分使水分子之间的结构发生了变化，而变化时是需要一定能量的，用来克服原来分子间原来的结合力而做功，故d的说法是正确的。考点：温度的含义，内能的增加，克服分子间的作用力。

13、二、多项选择题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【答案】acd【解析】气体的压强是气体分子频繁撞击容器壁产生的，而不是由于分子间的斥力产生的，a正确b错误；气体的温度不变则单个分子对器壁的撞击力不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多，c正确；热力学温度t与摄氏温度t的关系是t=t+273.15k，d正确15. 如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相

14、分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知（）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【答案】ad【解析】由光路图可知，c光的偏转程度最大，则c光的折射率最大，频率最大，根据=cf知，c光的波长最小，a正确；c光的折射率最大，根据v=cn知，c光在玻璃中传播的速度最小，b错误；根据sinc=1n知，c光的折射率最大，则c光发生全反射的临界角最小，c错误；c光的频率最大，则波长最小，根据x=ld知，c光干涉条纹之间的距离最小，d正确【

15、点睛】光的波长越长，频率越小，折射率越小，这个逻辑关系要掌握，另外需要灵活掌握公式v=cn、sinc=1n、x=ld16. 如图所示，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（）a. 金属棒运动到a处时的加速度大小为b2l2vamrb. 金属棒运

16、动到b处时通过电阻的电流方向由q指向nc. 金属棒在ab过程与bc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2倍【答案】bc【解析】金属棒运动到a处时，有e=blva，i=er+r，安培力f=bil=b2l2var+r，由牛顿第二定律得加速度：a=fm=b2l2vamr+r，a错误；金属棒运动到b处时，由右手定则判断知，通过电阻的电流方向由q指向n，b正确；金属棒在ab过程中，通过电阻的电荷量q1=it=er+rt=1r+r，同理，在bc的过程中，通过电阻的电荷量q1=it=er+rt=2r+r，由于1=2，可得q1=q2，c正确；在bc的过程中，对金属棒运用动

17、量定理得b2l2vr+r=0mvb，而vt=lbc，解得：vb=b2l2lbcmr+r，同理，在ac的过程中，对金属棒运用动量定理得b2l2v'r+r=0mva，而vt'=lac，解得va=b2l2lacmr+r，因lac=2lbc，因此va=2vb，d错误【点睛】如图所示，在电磁感应中，电量q与安培力的冲量之间的关系，如图所示，以电量为桥梁，直接把图中左右两边的物理量联系起来，如把导体棒的位移 和速度联系起来，但由于这类问题导体棒的运动一般都不是匀变速直线运动，无法直接使用匀变速直线运动的运动学公式进行求解，所以这种方法就显得十分巧妙，这种题型难度最大。三、实验题17. 在做

18、“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（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为x。（1）从图中数得x=_。（2）用以上字母表示油酸分子的大小d=_。【答案】 (1). 57-63 (2). vanxa2【解析】（1）在围成的方格中，不足半个舍去，多于半个的算一个，从图中数得油膜占有的小正方形个数为x=62；（2）由题意可知，一滴这种纯油酸的体积为v0=avn，油膜的面积为s=xa2，由于形成单分子油膜，则油膜的厚度

19、即为油酸分子的直径为d=v0s=avnxa218. 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。（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1和折射角2；（2）该玻璃砖的折射率可表示为n_。（用1和2表示）【答案】 (1

20、). (2). sin1sin2【解析】（1）由于p3挡住p1、p2的像，p4挡住p3和p1、p2的像，故通过p1、p2的光线折射后通过p3、p4，作出光路图，如图所示：根据折射定律，玻璃砖的折射率为n=sin1sin2；19. “用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示。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。（1）如图乙所示，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。（2）已知双缝与

21、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=_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。【答案】 (1). x1=1.700mm (2). =560nm (3). 增大l (4). 减小d【解析】（1）螺旋测微器的读数为x1=1.5mm+20.0×0.01mm=1.700mm；（2）根据公式x=x2x13=ld，解得=x2x1d3l=6.7401.700×103×0.3×1033×0.9=560nm；（3）根据x=ld知为增加相邻亮纹间的距离，可采取减小双缝间距离d，或增大双缝到屏的

22、距离l四、计算题：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. 如图所示，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=10，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=90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oo以角速度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：（1）线圈中感应电流的最大值；（2）线圈转动过程中电阻

23、r的发热功率；（3）从线圈经过图示位置开始计时，经过14周期时间通过电阻r的电荷量。【答案】（1）im=3.0a（2）p=405w（3）7.5×10-3c【解析】试题分析：（1）线圈产生感应电动势的最大值：em=nbab×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：im=emr+r解得：im=3.0a。（2）通过电阻r的电流的有效值 ：i=im2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：e=nt=nbst根据闭合电路欧姆定律有：i=er+r=nbs(r+r)t解得：q=it=7.5×103c

24、。考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的图象和三角函数表达式【名师点睛】本题关键是要能够区分交流的有效值、瞬时值、最大值和平均值，求解电表读数用有效值，求解电量用平均值。21. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kw，输出电压为400v，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2kv高压输电，最后用户得到“220v，9.5kw”的电能，求：（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1n2；（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n3n4。【答案】（1）15（2）20 （3）9511【解析】试题分析：（1）升压变压器的原副线圈的匝数比为：u1u2

25、=n1n2=4002000=15。（2）输电线上的电流为：i=pu2=100002000=5a，输电线电阻：r=p损i2=50025=20。（3）降压变压器原线圈电压：u3=u2ir=20005×20=1900v，故降压变压器原副线圈的匝数比为：n3n4=u3u4=1900220=9511。考点：远距离输电【名师点睛】本题关键是明确远距离输电的原理，然后根据变压器的变压比公式和功率表达式列式分析。22. 如图所示，两根足够长平行金属导轨mn、pq固定在倾角=37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值r=3的定值电阻，下端开口，轨道间距l=1m。整个装置处于磁感应强度b=4t的匀强磁

26、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=1，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=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。（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。【答案】（1）0.5m/s（2）0.75w（3）

27、2.125c【解析】（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。有mgsinmgcos+f安=0，f安=bil，i=er+r，e=blvm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pr=i2r，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mgxsin=mgxcos+qr+qr+12mvm2；根据焦耳定律qrqr=rr根据q=it=er+rt=blxr+r，解得q=2.125c。【点睛】释放金属棒后，金属棒受到重力、支持力、安培力、滑动摩擦力四个力作用，由于棒的速度增大，导致感应电流增大，从而阻碍导体运动的安培力也增大，所以加速度减小当加速度减小为零时，棒的速度达到最