2017-2018学年北京市西城区高二第二学期期末考试物理试题（Word版)

2017-2018学年北京市西城区高二第二学期期末考试物理试题（Word版)

1 北京市西城区 2017 — 2018学年度第二学期期末试卷 高二物理 2018.7 本试卷共 8页，共 120分。考试时长 100分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在 试卷上作答无效。 A卷（物理 3-2、3-3、3-4）满分 100分 一、单项选择题（本题共 10小题，每小题 3分，共 30分。在每小题给出的四个选项中， 只有一个选项是符合题意的。） 1．首先发现电磁感应现象的物理学家是 A．法拉第 B．库仑 C．牛顿 D．爱因斯坦 2．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 A．任何电场都会产生磁场 B．任何磁场都会产生电场 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在 D．电磁波是纵波，可以在真空中传播 3．如图所示，一束光从介质 a 斜射向介质 b，在两种介质的分界面上发生了全反射，下列 判断正确的是 A．a是光疏介质，b是光密介质 B．光的入射角必须大于或等于临界角 C．光在介质 a中的速度大于在介质 b中的速度 D．该光束一定是单色光 4．如图所示，a 是由红、紫两种单色光组成的一束复色光，射向半圆形玻璃砖，折射后分 成了光束 b和光束 c，下列判断正确的是 A．b是红光，c是紫光 B．b和 c在玻璃中的传播速度相等 C．在真空中 b的波长小于 c的波长 D．在真空中 b的波长等于 c的波长 5．关于布朗运动，下列说法正确的是 A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．布朗运动说明了组成小颗粒的分子在做无规则运动 C．温度越低布朗运动越激烈 D．布朗运动间接说明了液体分子在做无规则运动 介质 b 介质 a O a b c 2 6．如图所示为某物体做简谐运动的振动图像，下列说 法正确的是 A．0.3s时刻与 0.5 s时刻物体的动能相同 B．0.3s时刻与 0.5 s时刻物体的速度相同 C．0.1s时刻与 0.3 s时刻物体的回复力方向相同 D．0.1s时刻与 0.3 s时刻物体的回复力大小不同 7．如图所示，导线 AB 与 CD 平行。当开关 S闭合与断开时，关于导线 CD 中感应电流 的方向，下列判断正确的是 A．S闭合时方向向左，S断开时方向向左 B．S闭合时方向向右，S断开时方向向左 C．S闭合时方向向左，S断开时方向向右 D．S闭合时方向向右，S断开时方向向右 8．某一简谐横波沿 x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点。下 列判断正确的是 A．此时刻质点 P的速度沿 x轴正方向 B．此时刻质点 P的加速度沿 y轴负方向 C．再过半个周期，质点 P的位移方向沿 y轴正方向 D．再过一个周期，质点 P的位移方向沿 y轴负方向 9．如图所示，三只完全相同的灯泡 L1、L2、L3分别与虚线框Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联， 再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同。若保持电路两端电压有效值 不变，将交变电流的频率增大，观察到灯 L1变暗，灯 L2变亮，灯 L3亮度不变，则这三 种元件可能是 A．Ⅰ为电阻，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电感器 B．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电阻，Ⅲ为电容器 C．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电阻 D．Ⅰ为电容器，Ⅱ为电感器，Ⅲ为电阻 10．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意 图。变压器的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，两条输电线的总电阻用 R0表 t/s x/cm 10 0.2 -10 0 0.4 0.6 0.8 1.0 x y 0 A -A P ~ Ⅰ Ⅱ Ⅲ L1 L2 L3 A1 A2 V1 V2 V3~ R R0 3 示，变阻器 R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于 R的阻值减小（滑 动片向下移）。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时 A．A1、A2读数均增大 B．A1、A2读数均减小 C．V2、V3读数均增大 D．V2、V3读数均减小 二、多项选择题（本题共 5小题，每小题 4分，共 20分。在每小题给出的四个选项中，有 一个或多个选项是符合题意的，全部选对得 4分，选对但不全得 2分，错选不得分。） 11．对一定质量的气体，下列措施可以使气体压强增大的是 A．保持体积不变，使气体的温度升高 B．保持体积不变，使气体的温度降低 C．保持温度不变，使气体的体积增大 D．保持温度不变，使气体的体积减小 12．图甲、图乙是交流发电机示意图，线圈 ABCD在磁场中匀速转动。下列说法正确的是 A．图甲中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大 B．图乙中穿过线圈的磁通量为零，电路中的感应电流最大 C．图甲中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零 D．图乙中穿过线圈的磁通量变化率最大，电路中的感应电流为零 13．火车鸣笛，当观察者听到鸣笛声的音调比声源发出来的音调降低时，下列判断可能正 确的是 A．观察者静止，火车向他驶来 B．观察者静止，火车离他远去 C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动 D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 14．关于光的下列说法正确的是 图甲 图乙 4 A．一切光都可以发生干涉和衍射现象 B．光的偏振现象说明光是一种横波 C．红外线比可见光的能量大，可以灭菌消毒 D．紫外线比可见光的波长大，更容易发生明显的衍射现象 15．如图所示，几位同学在学校的操场上做“摇绳发电”实验：把一条较长电线的两端连 在一个灵敏电流计上的两个接线柱上，形成闭合回路。两个同学分别沿东西方向站立， 他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线。假设图中所在位置地磁场方向与地面平行，由 南指向北。下列说法正确的是 A．当电线到最高点时，感应电流最大 B．当电线向下运动时，b点电势高于 a点电势 C．当电线向下运动时，通过灵敏电流计的电流是从 b流向 a D．两个同学沿南北方向站立时，电路中能产生更大的感应电流 三、填空题（本题共 5小题，每小题 4 分，共 20分。） 16．某同学利用游标卡尺观察教室内日光灯的衍射现象。他将游标卡尺的两个测量脚 逐渐靠近，将眼睛紧贴着狭缝观察日光灯，并让狭缝与日光灯管平行。当游标卡尺之间的 狭缝足够小的时候，他观察到了光的衍射现象，此时游标卡尺如下图。 （1）请读出此时游标卡尺的读数 。 （2）请描述他看到的现象： 。 17．从发电站输出的功率为某一定值 P，输电线的总电阻为 R保持不变，分别用 110 V 和 11 kV 两种电压输电。忽略变压器损失的电能，则这两种情况下输电线上由电阻造成的 电压损失之比为 ，输电线上由电阻造成的功率损失之比为 。 18．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了 900 J 的功，同时汽缸向外散热 210 J，汽 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 cm0 100 0 10 cm 东西 a b 5 缸里空气的内能 （填“增加”或“减少”）了 J。 19．如图甲、图乙所示，在“用插针法测定玻璃的折射率”的实验中，当光线 AO以 一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线 AO对应的出射光线 O′B，从而确定折射光线 OO′。 （1）如图甲，测出入射角 i和折射角 r，则玻璃的折射率 n = 。 （2）如图乙，以 O为圆心，作圆与 OA、OO′分别交于 P、Q两点，过 P、Q两点分 别作法线 NN′的垂线，垂足分别为 P′、Q′，则玻璃的折射率可以表示为 n = 。 20．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中， 某同学用 1mL油酸配成 500mL的油酸酒精溶液，又 用滴管测得每 100滴这种溶液的总体积为 1mL。将 一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描 出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为 1cm 的正方形小格的纸上，如图所示。 （1）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 mL； （2）数出油膜所占的面积，则可估算出每个油 酸分子的直径约为 m。（结果取 1位有效数字） 四、论述、计算题（本题共 3小题，共 30分。写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和 答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单 位。） 图甲 a P1 O i a' b'b r P2 P3 P4 O' N' NA B 图乙 a P1 a' b'b P2 P3 P4 O' P' Q' A N O N' P Q B 6 21．（8分）图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经过 0.5 s 后，其波形 如图中虚线所示。设该波的周期 T 大于 0.5 s。 （1）如果波是沿 x轴负方向传播的，波的速度和周期分别是多大？ （2）如果波是沿 x轴正方向传播的，波的速度和周期分别是多大？ 22．（10分）如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕 OO′ 轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为 B。 线圈的电阻为 r，长为 l1，宽为 l2，转动角速度为ω。线圈两端 外接阻值为 R的电阻和一个理想交流电流表。 （1）请推导证明：线圈转至图示位置时，线圈中的感应电 动势为 E＝B l1 l2ω； （2）从图示位置开始计时，请写出线圈中感应电动势 e随 时间 t变化的表达式； （3）电流表的读数是多少？ 23．（12分）如图所示，电阻不计的光滑 U形导轨水平放置，导轨间距 l＝0.5m， 导轨一端接有 R＝4.0Ω的电阻。有一质量 m＝0.1kg、电阻 r＝1.0Ω的金属棒 ab与导轨垂 直放置。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度 B＝0.2T。现用 F＝5N 的水平恒力垂直拉动金属棒 ab，使它由静止开始向右加速运动，当金属棒向右运动的距离 为 x＝2m时速度达到 v＝10m/s。设导轨足够长。求： （1）此时金属棒 ab中电流 I的大小和方向； （2）此时金属棒 ab两端的电压 U； （3）金属棒在向右运动 2m的过程中，电阻 R 产生的焦耳热 QR。 B卷（学期综合）满分 20分 一、填空题（本题共 2小题，每空 2分，共 12分） x/cm y/cm 12O 24 36 48 O B O′ A R l2 l1 R B a b F 7 1．某同学用单摆测量重力加速度。 （1）将细线穿过球上的小孔，打个结，制成一个单摆。将做好的单摆用铁夹固定在铁 架台的横杆上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂。用游标 卡尺测出小球的直径 d；再用刻度尺测出从悬点至小球上端的悬线长 l′，则摆长 l = ； （2）把单摆从平衡位置拉开一个小角度，使单摆在竖直面内摆动。用秒表测量单摆完 成 n次全振动所用的时间 t，如图所示，秒表的读数为 s； （3）根据以上测量量（d、l′、n、t），写出当地重力加速度的表达式 g = 。 2．现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就 是利用感生电场使电子加速的设备。 它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁 极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电 磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加 速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看， 电子沿逆时针方向运动。已知电子的电荷量为 e，电子做圆周运 动的轨道半径为 r，因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化 率为 B k t    （k为一定值）。 （1）为使电子加速，感生电场的方向应该沿 方 向（填“顺时针”或“逆时针”）； 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 14451647 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6789 10 11 3 4 5 12 13 14 39 10 0 1 2 3 8 （2）为使电子加速，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该 （填“增大”或“减小”）； （3）电子在圆形轨道中加速一周的过程中，感生电场对电子所做的功为 。 二、论述、计算题（8分。写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。解题过程中 需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。） 3．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在 联系，从而更加深刻地理解其物理本质。 在正方体密闭容器中有大量某种气体的分子，每个分子质量为 m，单位体积内分子数 量 n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；分子速率均为 v，且与器壁各 面碰撞的机会均等；分子与器壁碰撞前后瞬间，速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 （1）求一个气体分子与器壁碰撞一次给器壁的冲量 I的大小； （2）每个分子与器壁各面碰撞的机会均等，则正方体的每个面有六分之一的几率。 请计算在Δt时间内，与面积为 S的器壁发生碰撞的分子个数 N； （3）大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。对在Δt时间内， 与面积为 S的器壁发生碰撞的分子进行分析，结合第（1）（2）两问的结论，推导出气体 分子对器壁的压强 p与 m、n和 v的关系式。 北京市西城区 2017 — 2018学年度第二学期期末试卷 9 高二物理参考答案及评分标准 2018.7 A 卷（100 分） 一、单项选择题（每小题 3分，共 30分。） 1．A 2．C 3．B 4．C 5．D 6．A 7．C 8．B 9．C 10．A 二、多项选择题（每小题 4分，共 20分） 11．AD 12．BC 13．BD 14．AB 15．BC 三、填空题（本题共 5小题，每小题 4 分，共 20分。） 16．0.1mm，彩色直条纹。（第二空，只答有“彩色”给 1分，只答有“条纹”给 1分） 17．100:1，10000:1 18．增加，690 19． sin sin i r ， ' ' PP QQ 20．2×10-5，1×10-9 四、论述、计算题（本题共 3小题，共 30分。） 21．（8分）解： （1）如果波沿 x轴负方向传播，波形移动了 6cm 由此可求出波速的大小 0.12xv t    m/s （2分） 波的周期为 2.0T v    s （2分） （2）如果波沿 x轴正方向传播，波形移动了 18cm 由此可求出波速的大小 0.36xv t    m/s （2分） 波的周期为 0.67T v    s （2分） 22．（10分）解： （1）在图示位置电动势有最大值 Em = 2Bl1v （2分） 由 2 2 lv  （1分） 联立以上两式解得 Em = Bωl1l2 （1分） （2）感应电动势 2 2 cos( )e B l l t  （2分） （3）根据全电路欧姆定律，电流的最大值 m m EI R r   （1分） 电流表读数为有效值 I，根据 m 2I I （1分） 解得 1 22 2 B l lI R r    （2分） 23．（12分）解： （1）感应电动势大小 E Blv （1分） 根据全电路欧姆定律 EI R r   （1分） 代入数据解得电流 I = 0.2A （1分） 电流方向由 b指向 a （1分） （2） 金属棒 ab两端的电压即为电阻 R两端电压 根据部分电路欧姆定律得 U IR （2分） 代入数据解得 U = 0.8V （1分） （3）设电路中产生的焦耳热为 Q 根据功和能的关系有 21 2 Fx mv Q  （2分） 根据焦耳定律有 2 ( )Q I R r t  （1分） 10 电阻 R产生的焦耳热 R RQ Q R r   （1分） 联立以上各式解得 R 4JQ  （1分） B卷（20分） 一、填空题（本题共 2小题，每空 2分，共 12分） 1．（1） ' 2 dl  （2）99.8 （3） 2 2 2 2 (2 ' )n l d t   2．（1）顺时针 （2）增大 （3） 2ke r 二、论述、计算题（8分） 3．（1）以气体分子为研究对象，以分子碰撞器壁时的速度方向为正方向 根据动量定理 2I mv mv mv      由牛顿第三定律可知，分子受到的冲量与分子给器壁的冲量大小相等方向相反 所以，一个分子与器壁碰撞一次给器壁的冲量为 2I mv （2分） （2）如图所示，以器壁的面积 S为底，以 vΔt为高构成柱体，由 题设条件可知，柱体内的分子在Δt时间内有 1/6与器壁 S发 生碰撞，碰撞分子总数为 1 6 N n Sv t   （2分） （3）在Δt时间内，设 N个分子对面积为 S的器壁产生的作用力为 F N个分子对器壁产生的冲量 F t NI  （2分） 根据压强的定义 Fp S  解得气体分子对器壁的压强 21 3 p nmv （2分） v△t