2016—2017 学年度下学期第一次阶段性考试 高二物理试卷

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2016—2017 学年度下学期第一次阶段性考试 高二物理试卷 一、选择题（1-6 为单选，7-12 为多选。每题 4 分，共 48 分。） 1.如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图， 荧光屏和显微镜一起分别放在图中的 A、B、C、D 四个位置时，观察 到的现象，下述说法中正确的是（ ） A．放在 A 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最少 B．放在 B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 C．放在 C 位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少 D．放在 D 位置时，屏上观察不到闪光 2.“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率 分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声 器，音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混和音频电流按 高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携 带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械 振动，下图 为 音箱的电路图，高、低频混和电流由 a、b 输入，L1 和 L2 是线圈，C1 和 C2 是电容器,下列说法正确的是（ ） A. 甲扬声器是高音扬声器 B. C2 的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器 C. L1 的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D. L2 的作用是减弱乙扬声器的低频电流 3.如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与 时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻， 则经过 1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比 W 甲∶W 乙为( ) A．1∶ 2 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶6 ～ L1 L2 C1 C2 甲 乙 a b 4.如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩 形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直于磁 场方向的固定轴 OO′匀速转动，线圈的两端经集流 环 和电刷与 R＝10 Ω的电阻连接，与电阻 R 并联的交流电压表为理想电表，示数是 10 V．图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间 t 变化的图象．则( ) A．电阻 R 上的热功率为 20 W B．0.02 s 时 R 两端的电压瞬时值为零 C．R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u＝14.1 cos100πt(V) D．通过 R 的电流 i 随时间 t 变化的规律是 i＝cos50πt(A) 5.如图所示，在 AB 间接入正弦交流电 U1=220V，通过理想变压器和二极管 D1、D2 给阻值 R=20Ω的纯 电阻负载供电，已知 D1、D2 为相同的理想二极管，正向电阻 为 0，反向电阻无穷大，变压器原线圈 n1=110 匝，副线圈 n2=20 匝，Q 为副线圈正中央抽头，为保证安全，二极管的反向耐压 值至少为 U0，设电阻 R 上消耗的热功率为 P，则有( ) A．U0=40 2 V，P=80W B．U0=40V，P=80W C．U0=40 2 V，P=20 W D．U0=40V，P=20 W 6.若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁 辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征 X 射线，内层空位的产生有多种机制，其中的 一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电 子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子称为内转换电子）．214Po 的原子核从某一激发 态回到基态时，可将能量 E0=1.416MeV 交给内层电子（如 K、L、M 层电子，K、L、M 标记原子中最 靠近核的三个电子层）使其电离．实验测得从 214Po 原子的 K、L、M 层电离出的电子的动能分别为 EK=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV，则可能发射的特征 X 射线的能量为（ ） A．0.004MeV B．0.017MeV C. 0.076MeV D．0.093MeV 7.量子理论是现代物理学两大支柱之一。量子理论的核心观念是“不连续”。关于量子理论，以下 说法正确的是（ ） A.普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念 B.爱因斯坦实际上是利用量子观念和能量守恒解释了光电效应 C.康普顿效应证明光具有动量，也说明光是不连续的 D.海森伯的不确定关系告诉我们电子的位置是不能准确测量的 8.供电系统由于气候原因遭到严重破坏。为此，某 小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副 线圈匝数可调的变压器组成，如图所示，图中 R 0 表示输电线的电阻。滑动触头 P 置于 a 处时，用 户的用电器恰好正常工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则 ( ) A．当发电机输出的电压发生波动使 V1 示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头 P 向上滑动 B．当发电机输出的电压发生波动使 V1 示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头 P 向下滑动 C．如果 V1 示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头 P 应向上滑 D．如果 V1 示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头 P 应向下滑 9.如图为氢原子的能级图，已知可见光的光子的能量范围为 1.62～ 3.11 eV，锌板的电子逸出功为 3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁 的过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的是（ ） A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板，一定不能产 生光电效应现象 B．用能量为 11.0 eV 的自由电子轰击，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 C．处于 n＝2 能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线 D．处于 n＝3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离 10.图是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是 （ ） A.当 RT 的温度升高时，RT 减小,A 端电势降低，Ｙ端电势升高，蜂鸣 器会发出报警声 B.当 RT 的温度升高时 ，RT 减小，A 端电势升高，Ｙ端电势降低，蜂 鸣器会发出报警声 C.当增大 R1 时，A 端电势升高，Ｙ端电势降低，蜂鸣器会发出报警 声 D.当增大 R1 时，A 端电势降低，Ｙ端电势升高，蜂鸣器会发出报警声 11.如图甲所示，变压器原副线圈的匝数比为 3:1，L1、L 2、L 3、L 4 为四只规格均为“9V，6W”的相 同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端 交变电压 u 的图象如图乙所示．则以下说法 中正确的是（ ） A．电压表的示数为 36V B．电流表的示数为 2A C．四只灯泡均能正常发光 D．变压器副线圈两端交变电流的频率为 50Hz 12.研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为 v 的光照射光电管阴极 K 时，有光电子产生．由 于光电管 K、A 间加的是反向电压，光电子从阴极 K 发射后将向阳极 A 作减速运动．光电流 i 由图 中电流计 G 测出，反向电压 U 由电压表 V 测出，当电流计的示数恰 好为零时，电压表的示数称为反向截止电压 U0．在下列表示光电效 应实验规律的图象中，正确的有（ ） A、 反向电压 U 和频率 v 一定时，光电流 i 与光强 I 的关系 B、 截止电压 U0 与频率 v 的关系 C、 光强 I 和频率 v 一定时，光电流 i 与反向电压 U 的关系 D、 光强 I 和频率 v 一定时，光电流 i 与产生光电子的时间的关系 二、填空题（每空 4 分，共 16 分。） 13.钳型表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线 圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转 角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为 50Hz 和 60Hz。现 用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为 10A；若用同一电表在 英国测量同样大小的电流，则读数将是 A。若此表在中国的测量值是准确的，且量程为 30A； 为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为 A． 14.广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化 而变化的特性工作的．在图甲中，电源的电动势 E=9.0V，内电阻不可忽略，G 为内阻不计的灵敏电 流表，R0 为保护电阻，R 为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的 R-t 图象所示．则热敏电阻 R 与摄氏温度 t 的关系为 R=______kΩ；闭合电键 S，当 R 的温度等于 40℃时，电流表示数 I1=2.25mA， 则当电流表的示数 I2=3.6mA 时，热敏 电阻 R 的温度是______摄氏度． 三、计算题（共 46 分。） 15.（10 分）如图所示，相距为 d 的两平行金属板 A、B 足够大，板间电压恒为 U，有一波长为λ的 细激光束照射到 B 板中央，使Ｂ板发生光电效应，已知普朗克常量为 h，光速为 c, 金属板Ｂ的逸出 功为Ｗ，电子质量为 m，电荷量为 e，求： （1）从 B 板运动到 A 板所需时间最短的光电子，到达 A 板时的动能. （2）光电子从 B 板运动到 A 板时所需的最长时间. 16.（10 分）有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示．E 是内阻不计、电动势为 6 V 的电源．R0 是一个阻值为 300 Ω的限流电阻．G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器．R 是一个压敏电阻， 其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示．C 是一个用来保护显示器的电容器．秤台的 重力忽略不计．试分析：(1)利用表中的数据写出电阻 R 随压力 F 变化的函数式．(2)如果把电流表 中电流的刻度变换成压力刻度，试通过寻求压力与电流表中电流的函数关系式，说明该测力显示器 的刻度是否均匀？ 17.（12 分）有一条河流，河水流量为 0.4m3/s，落差为 5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率 为 50％，发电机输出电压为 250V，输电线的电阻为 4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率 的 4％，而用户所需要电压为 220V，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比。变压器为 理想变压器，输电线路如图所示。（g 取 10 m/s2） 18.（14 分）光子具有能量，也具有动量。光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光 压”。光压的产生机理如同气体压强：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器 壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。设太阳光每个光子的平均能量为 E，太阳光垂直照射 地球表面时，在单位面积上的辐射功率为 P0。已知光速为 c，则光子的动量为 E/c。求： （1）若太阳光垂直照射在地球表面，则时间 t 内照射到地球表面上半径为 r 的圆形区域内太阳 光的光子个数是多少？ 压力 F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻 R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 … （2）若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为 r 的某圆形区域内被完全反射（即所有光子均被 反射，且被反射前后的能量变化可忽略不计），则太阳光在该区域表面产生的光压（用 I 表示光压） 是多少？ （3）有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况下，太阳 光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为ρ，则在物 体表面产生的光压是全反射时产生光压的 倍。设太阳帆的反射系数ρ=0.8，太阳帆为圆盘形， 其半径 r=15m，飞船的总质量 m=100kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率 P0=1.4kW，已知光速 c=3.0×108m/s。利用上述数据并结合第（2）问中的结论，求太阳帆飞船仅在 上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少?不考虑光子被反射前后的能量变化。（保留 2 位有 效数字） 2016—2017 学年度下学期第一次阶段性考试 高二物理试卷参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C D C C C C ABC AC BD BC BCD ACD 13. 12 25 14. 120 15.（1） （2） 16.（1）根据 R 的阻值随压力 F 的大小变化的图象可知压敏电阻 R 的阻值与压力 F 成一次函数关系， 设它们的关系式为 R=KF+b． 把 F=50N，R=280Ω和 F=100N，R=260Ω代入得①280=50K+b，②260=100K+b． ①②构成方程组 解得 K=-0.4，b=300， 所以它们的关系式为 R=-0.4F+300． （2）I= 把 R=-0.4F+300，U=6V，R0=400Ω代入上式 化简得 F=1750- 所以压力和电流不成一次函数关系，故该测力显示器的刻度是不均匀的． 17. 18.(1) (2) (3) 解析: （1）时间 t 内太阳光照射到面积为 S 的圆形区域上的总能量 解得 照射到此圆形区域的光子数 解得 （2）因光子的动量 则到达地球表面半径为 r 的圆形区域的光子总动量 因太阳光被完全反射，所以时间 t 内光子总动量的改变量 设太阳光对此圆形区域表面的压力为 F，依据动量定理 太阳光在圆形区域表面产生的光压 解得 （3）在太阳帆表面产生的光压 对太阳帆产生的压力 设飞船的加速度为 a，依据牛顿第二定律 解得