2014-2015学年北京第四中学高二下期期末考试物理卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

下面有关光的说法正确的是(  )

A．雨后马路上的油渍呈现彩色条纹是光的干涉现象

B．天空出现彩虹是白光的色散现象

C．光是一种电磁波，能发生干涉、衍射等现象，没有动量和能量

D．在折射率越大的介质中，光的传播速度越快

2. 难度：简单

下列说法正确的是(  )

A．物质是由大量分子组成的，分子直径的数量级为10 ¹⁰m

B．布朗运动就是液体分子的无规则运动

C．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力

D．两个分子从相距较远的位置相互靠近直到不能再靠近的过程中，分子力总是做负功

3. 难度：简单

在下列核反应方程式中，X代表质子的方程有(    )

A．①③         B．②④        C．②③       D．①④

4. 难度：中等

下列说法正确的是(    )

A. 物体放出热量，其内能一定减小

B. 物体对外做功，其内能一定减小

C. 物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加

D. 物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变

5. 难度：困难

手电筒中的干电池的电动势为1．5V，用它给某小灯泡供电时，电流为0．3A，在某次接通开关的10s时间内，下列说法正确的是(    )

A．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强

B．干电池在10s内将4．5J的化学能转化为电能

C．电路中每通过1C的电量，电源把1．5J的化学能转化为电能

D．该干电池外接电阻越大，输出功率越大

6. 难度：中等

为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（测量记录仪未画出）。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面向里（如图乙），则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为 (    )

A. 始终逆时针方向

B. 先逆时针，再顺时针方向

C. 先顺时针，再逆时针方向

D. 始终顺时针方向

7. 难度：简单

如图，a是一细束由两种不同频率的可见光组成的复色光，射向半圆玻璃砖的圆心O，折射后分为两束b、c，则下列说法中正确的是(  )

A．c光的偏转较b光大，因而玻璃对c光的折射率比玻璃对b光的折射率大

B．c光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度大

C．b光在真空中的波长比c光在真空中的波长小

D．若b、c两种单色光由玻璃射向空气时发生全反射，其临界角分别为θ_b、θ_c，则有θ_b>θ_c

8. 难度：中等

如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能量级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当他们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有(    )

A．电子轨道半径减小，动能要增大

B．氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线

C．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小

D．金属钾的逸出功为2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条

9. 难度：简单

如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器Ro的滑动端向下滑动的过程中(    )

A．电压表与电流表的示数都减小

B．电压表的示数减小，电流表的示数增大

C．电阻R₁消耗的电功率增大

D．电源内阻消耗的功率减小

10. 难度：简单

在光电效应实验中，某同学用同一种金属材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线甲、乙、丙，如图所示。则由图线可判断出(  )

A．甲光光子能量大于乙光光子能量

B．甲光折射率大于丙光折射率

C．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

D．若通过同一装置发生单缝衍射，乙光中央亮条纹的宽度大于丙光中央亮条纹的宽度

11. 难度：中等

如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。现将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离，则(  )

A．带点油滴将沿竖直方向向上运动

B．P点的电势将降低

C．电容器所带电荷量将减少

D．平行板电容器的电容将变大

12. 难度：简单

如图所示，abcd是一个边长为L的正方形，它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线。一带电粒子从ab边的中点O垂直于磁场方向射入其速度方向与ad边成θ=30^o。角，如图。已知该带电粒子所带电荷量为+q质量为m，重力不计，若要保证带电粒子从ad边射出，则(    )

A．粒子轨道半径最大值为

B．粒子轨道半径最大值为

C．该带电粒子在磁场中飞行的时间为

D．则该带电粒子入射时的最大速度为

13. 难度：简单

如图所示，甲图中为一理想变压器，乙图是副线圈输出电压U₂的图象，已知变压器原、副线圈的匝数比为10:1，电流表的示数为2.0A，则()

    

A．电压表V₁的示数为220V

B.变压器原线圈中电流方向在1s内改变100次

C.电阻R实际消耗功率为40W

D.若改用比R大的电阻，原线圈中的电流会变大

14. 难度：简单

(6分）某同学为了探究老师课上讲的自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象。

①你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（   ）

A.线圈电阻偏大

B.小灯泡电阻偏大

C.电源的内阻偏大

D.线圈的自感系数偏大

②t₁时刻断开开关，断开开关前后流经小灯泡的电流i随时间t变化的图象是(    )

二、实验题

15. 难度：中等

（10分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V，1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。现有如下器材：

直流电源（电动势3.0V，内阻不计）

电流表A₁（量程3A，内阻约0.1Ω）  电流表A₂（量程600mA，内阻约5Ω）

电压表V₁（量程3V，内阻约3kΩ）   电压表V₂(量程15V，内阻约200kΩ)

滑动变阻器R₁（阻值0 10Ω，额定电流1A）

滑动变阻器R₂（阻值0 1kΩ，额定电流300mA）

①该实验中，电流表应选择      （填“A₁”或“A2”），电压表应选择     （填“V₁”或“V₂”），滑动变阻器应选择       （填“R₁”或“R₂”）。

②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在方框中完成实验的电路图。

③ 下表是学习小组在实验中测出的6组数据，某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点，请你画出第4组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲线。

	U(V)	I(A)
1	0	0
2	0.5	0.17
3	1.0	0.30
4	1.5	0.39
5	2.0	0.45
6	2.5	0.49

④ 若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P=        W（保留两位有效数字）。（若需作图，可直接画在第③小题图中）

三、计算题

16. 难度：中等

（6分）一小型交流发电机产生正弦式交变电流，其电压“随时间t变化的规律如图所示。发电机线圈电阻为5Ω，当发电机输出端仅接入一个95Ω的纯电阻用电器时，用电器恰能正常工作。求：

(1)通过该用电器的电流值；

(2)该用电器的额定功率是多少。

17. 难度：中等

（10分）如图所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l=0.50m，上端接有阻值R=0.80Ω的定值电阻，导轨的电阻可忽略不计。导轨处于磁感应强度5=0.40T、方向垂直于金属导轨平面向外的有界匀强磁场中，磁场的上边界如图中虚线所示，虚线下方的磁场范围足够大。一根质量m=4.0x10 ²kg、电阻r=0.20Ω的金属杆从距磁场上边界h=0.20m高处，由静止开始沿着金属导轨下落。已知金属杆下落过程中始终与两导轨垂直且接触良好，重力加速度g=10m/S²,不计空气阻力。

(1)求金属杆刚进入磁场时切割磁感线产生的感应电动势大小；

(2)求金属杆刚进入磁场时的加速度大小；

(3)若金属杆进入磁场区域一段时间后开始做匀速直线运动，则金属杆在匀速下落过程中其所受重力对它做功的功率为多大？

18. 难度：困难

(10分）汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子经加速电压加速后，穿过A’中心的小孔沿中心线(O₁O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P’间的区域，极板间距为d。当P和P’极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；当P和P’极板间加上偏转电压U后,亮点偏离到O’点；此时，在P和P’间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点。不计电子的初速度、所受重力和电子间的相互作用。

(1)求电子经加速电场加速后的速度大小；

(2)若不知道加速电压值，但己知P和P’极板水平方向的长度为L₁，它们的右端到荧光屏中心O点的水平距离为L₂，（O于O’点的竖直距离为h，(O'与0点水平距离可忽略不计），求电子的比荷。

19. 难度：压轴

（10分）(1)从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。

例如，玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m，电荷为e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为r₁。

(1)氢原予处于基态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值。

(2)在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。

a．己知光在真空中的速度为c，氢原子在不同能级之间跃迁时，跃迁前后可认为质量不变，均为m。设氢原子处于基态时的能量为E₁(E₁<O)，当原子处于第一激发态时的能量为E₁/4，求原子从第一激发态跃迁到基态时，放出光子的能量和氢原子的反冲速度。

b．在轻核聚变的核反应中，两个氘核()以相同的动能E_o=0.35MeV做对心碰撞，假设该反应中释放的核能全部转化为氦核()和中子（）的动能。已知氘核的质量m_D=2.0141u，中子的质量m_n=1.0087u，氦核的质量M_He=3.0160u，其中1u相当于931MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV（结果保留1位有效数字）?