北京市2016-2017高二下学期期中考试物理试卷

一、多选题

1. 难度：中等

将的电阻接入如图所示的交流电路中，电源内阻不计，则可判断（    ）

A. 此交流电压的有效值为

B. 此交流电的频率为

C. 线圈在磁场中转动的角速度为

D. 在一个周期内电阻上产生的热量是

二、单选题

2. 难度：中等

如图所示电路为演示自感现象的电路图，其中为定值电阻，电源电动势为、内阻为，小灯泡的灯丝电阻为（可视为不变），电感线圈的自感系数为、电阻为．电路接通并达到稳定状态后，断开开关，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，然后才逐渐熄灭．为了观察到断开开关时灯泡比开关断开前有更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是（    ）

A. 撤去电感线圈中的铁芯，使减小

B. 更换电感线圈中的铁芯，使增大

C. 更换电感线圈，保持不变，使增大

D. 更换电感线圈，保持不变，使减小

三、多选题

3. 难度：中等

如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数分别为匝和匝，将原线圈接在输出电压的交流电源两端．副线圈上只接有一个电阻，与原线圈串联的理想交流电流表的示数为．下列说法中正确的是（    ）

A. 变压器副线圈中电流的有效值为

B. 电阻两端压力的有效值为

C. 电阻的电功率为

D. 穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为

四、单选题

4. 难度：中等

图示为一直角棱镜的横截面， ， ．一平行细光束从点沿垂直于面的方向射入棱镜．已知棱镜材料的折射率，若不考虑原入射光在面上的反射光，则有光线（    ）

A. 从面射出

B. 从面射出

C. 从面射出，且与面斜交

D. 从面射出，且与面垂直

5. 难度：中等

如图甲所示， 匝的线圈两端、与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化．下列说法正确的是（    ）

图甲	图乙

A. 线圈中产生的感生电场沿逆时针方向

B. 电压表的正接线柱接线圈的端

C. 线圈中磁通量的变化率为

D. 电压表的读数为

6. 难度：中等

图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置．当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙，在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲线．已知木板被水平拉动的速度为，图乙所示的一段木板的长度为，则这次实验沙摆的摆长大约为（取）（    ）

   

A.     B.     C.     D.

7. 难度：中等

一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．下列说法正确的是（    ）

A. 若波沿轴正方向传播，则图乙表示的是质点的振动图象

B. 若波沿轴负方向传播，则图乙表示的是质点的振动图象

C. 若图乙表示的是质点的振动图象，则波沿轴正方向传播

D. 若图乙表示的是质点的振动图象，则波沿轴负方向传播

8. 难度：中等

在如图所示的电路中， 、、是三盏相同的灯泡．当、两端接交流时，三盏灯的发光情况相同．若将、两端接直流时，稳定后观察到的现象是（    ）

A. 三盏灯的亮度相同    B. 不亮， 、的亮度相同

C. 不亮， 比亮    D. 不亮， 比亮

9. 难度：中等

如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个形支架在竖直方向振动， 形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统．圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示．圆盘匀速转动时，小球做受迫振动．小球振动稳定时．下列说法正确的是（    ）

A. 小球振动的固有频率是

B. 小球做受迫振动时周期一定是

C. 圆盘转动周期在附近时，小球振幅显著增大

D. 圆盘转动周期在附近时，小球振幅显著减小

10. 难度：困难

光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（    ）

A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象

B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象

C. 在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象

D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象

五、多选题

11. 难度：中等

一列简谐横波沿轴正方向传播，传播速度为．当波传到处的质点时，波形如图所示．则以下判断正确的是（    ）

A. 这列波的周期为

B. 再经过，质点第一次回到平衡位置

C. 再经过， 处的质点到达波峰处

D. 质点到达波峰时，质点恰好到达平衡位置而且向上振．

六、单选题

12. 难度：中等

一根自由长度为的轻弹簧，下端固定，上端连一个质量为的物块P．在上再放一个质量也是的物块．系统静止后，系统静止后，弹簧长度为，如图所示．如果迅速向上移去．物块将在竖直方向做简谐运动．此后，弹簧的最大长度是（    ）

A.     B.     C.     D.

七、实验题

13. 难度：中等

如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离．然后，接通电源使光源正常工作．

①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为__________ ；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐，测得到条纹间的距离为．利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长__________ （保留2位有效数字）．

②另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好．若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加．以下改动可能实现这个效果的是__________．

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间    B．仅将单缝远离双缝移动少许

C．仅将单缝与双缝的位置互换        D．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片

14. 难度：中等

如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直边与重合．一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直射到圆心点上．使玻璃砖绕点逆时针缓慢地转过角度，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动．

①在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是__________；

A．折射光斑在弧形屏上沿方向移动

B．折射光斑的亮度逐渐变暗

C．折射角一定小于反射角

D．反射光线转过的角度为

②当玻璃砖转至时，恰好看不到折射光线．则此玻璃砖的折射率__________．

15. 难度：中等

实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验．

   

①用表示单摆的摆长，用表示单摆的周期，重力加速度__________．

②实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的__________（选填选项前的字母）．

A．长约的细线                B．长约的橡皮绳

C．直径约的均匀铁球         D．直径约的均匀木球

③选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图__________中所示的固定方式．

④将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是：__________（选填选项前的字母）．

A．测出摆线长作为单摆的摆长．

B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动．

C．在摆球经过平衡位置时开始计时．

D．用秒表测量单摆完成次全振动所用时间并作为单摆的周期．

⑤甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量．你认为横坐标所代表的物理量是__________（选填“”“ ”“”），若图线斜率为，则重力加速度__________（用表示）．

⑥乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是____________________（选填选项前的字母）．

A．开始摆动时振幅较小

B．开始计时时，过早按下秒表

C．测量周期时，误讲摆球次全振动的时间记为次全振动的时间．

⑦丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图像如图所示，则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值约为__________（结果保留一位有效数字）．

八、解答题

16. 难度：中等

如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长、，其匝数匝，总电阻，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环、（集流环）焊接在一起，并通过电刷和的定值电阻相连接．线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴匀速转动，角速度．求：

（）从图示位置开始计时，请写出上的电流的瞬时值表达式．

（）从线圈通过中性面（即线圈平面与磁场方向垂直的位置）开始计时，经过周期通过电阻的电荷量；

（）在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热．

17. 难度：中等

如图所示，由粗细相同的导线制成的正方形线框边长为，每条边的电阻均为，其中边材料的密度较大，其质量为，其余各边的质量均可忽略不计．线框可绕与边重合的水平轴自由转动，不计空气阻力及摩擦．若线框从水平位置由静止释放，经历时间到达竖直位置，此时边的速度为，若线框始终处在方向竖直向下、磁感强度为的匀强磁场中，重力加速度为．求：

（）线框在竖直位置时， 边两端的电压及其所受安培力的大小．

（）这一过程中，线框中感应电动势的有效值．

（）在这一过程中，通过线框导线横截面的电荷量．

18. 难度：中等

简谐运动是一种周期性运动，其周期与振动物体的质量的平方根成正比，与振动系统的振动系数的平方根成反比，而与振幅无关，即： ．

试论证分析如下问题：

（）如图甲，摆长为、摆球质量为的单摆在间做小角度的自由摆动，当地重力加速度为．

a．当摆球运动到点时，摆角为，画出摆球受力的示意图，并写出此时刻摆球受到的回复  大小；

b．请结合简谐运动的特点，证明单摆在小角度摆动时周期为．

（提示：用弧度制表示角度，当角很小时， ， 角对应的弧长与它所对的弦长也近似相等）

图甲	图乙	图丙

（）类比法、等效法等都是研究和学习物理过程中常用的重要方法．长为的轻质绝缘细线下端系着一个带电量为，质量为的小球．将该装置处于场强大小为的竖直向下的匀强电场中，如图乙所示；将该装置处于磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图丙所示．带电小球在乙、丙图中均做小角度的简谐运动．请分析求出带电小球在乙、丙两图中振动的周期．

19. 难度：中等

如图1所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体杆ab质量为m、电阻为r，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v₀，使杆向右运动。

（1）当ab杆刚好具有初速度v₀时，求此时ab杆两端的电压U，a、b两端哪端电势高；

（2）请在图2中定性画出通过电阻R的电流i随时间变化规律的图象；

（3）若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器，如图3所示。同样给ab杆一个初速度v₀，使杆向右运动。请分析说明ab杆的运动情况，并推导证明杆稳定后的速度为。

20. 难度：困难

麦克斯韦电磁理论认为：变化的磁场会在其周围空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，称为感生电场或涡旋电场，如图甲所示。

(1)若图甲中磁场B随时间t按B＝B₀+kt（B₀、k均为正常数）规律变化，形成涡旋电场的电场线是一系列同心圆，单个圆上形成的电场场强大小处处相等。将一个半径为r的闭合环形导体置于相同半径的电场线位置处，导体中的自由电荷就会在感生电场的 作用下做定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势。求：

a.环形导体中感应电动势E_感大小；

b.环形导体位置处电场强度E大小。

(2)电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图乙所示，图的上部分为侧视图，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。图的下部分为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出，当电磁铁线圈电流的大小与方向变化满足相应的要求时，电子在真空室中沿虚线圆轨迹运动，不断地被加速。

若某次加速过程中，电子圆周运动轨迹的半径为R，圆形轨迹上的磁场为B₁，圆形轨迹区域内磁场的平均值记为 (由于圆形轨迹区域内各处磁场分布可能不均匀， 即为穿过圆形轨道区域内的磁通量与圆的面积比值）。电磁铁中通有如图丙 所示的正弦交变电流，设图乙装置中标出的电流方向为正方向。

a.在交变电流变化一个周期的时间内，分析说明电子被加速的时间范围；

b.若使电子被控制在圆形轨道上不断被加速， 与之间应满足的关系,请写出你的证明过程。