2010-2011学年北京市东城区（南片）高二（下）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中（ ）
A．真空中光速不变
B．时间间隔具有相对性
C．物体的质量不变
D．物体的能量与质量成正比

2. 难度：中等

类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（ ）
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波

3. 难度：中等

如图所示，表示的是产生机械波的波源O正在做匀速直线运动的情况，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布．为了使静止的频率传感器能接收到的波的频率最低，则应该把传感器放在（ ）

A．A点
B．B点
C．C点
D．D点

4. 难度：中等

在阳光下，肥皂泡表面呈现出五颜六色的花纹，这是光的（ ）
A．反射现象
B．折射现象
C．干涉现象
D．偏振现象

5. 难度：中等

如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形，MN为截面的直径，Q是MN上的一点，且与M点的距离（R为半圆形截面的半径）．一束与截面平行的白光由Q点沿垂直于MN的方向射入玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，在光屏P上得到由红到紫的彩色光带．如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使玻璃砖沿MN向上或向下移动，移动的距离小于，则（ ）

A．向上移动时，屏上红光最先消失
B．向上移动时，屏上紫光最先消失
C．向下移动时，屏上红光最先消失
D．向下移动时，屏上紫光最先消失

6. 难度：中等

如图所示的金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出来，下列哪个说法是正确的（ ）
A．向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相反
B．不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是顺时针的
C．不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是逆时针的
D．在此过程中感应电流大小不变

7. 难度：中等

某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T₁和降压变压器T₂向用户供电．已知输电线的总电阻为R，降压变压器T₂的原、副线圈匝数之比为4：1，降压变压器副线圈两端交变电压u=220sin100πt（V），降压变压器的副线网与阻值R=11Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ）

A．通过电阻R的电流的有效值是20A
B．降压变压器T₂原、副线圈的电压比为1：4
C．升压变压器T₁的输出电压等于降压变压器T₂的输入电压
D．升压变压器T₁ 的输出功率大于降压变压器T₂的输入功率

8. 难度：中等

某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈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，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因是（ ）

A．电源的内阻较大
B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大
D．线圈的自感系数较大

9. 难度：中等

如图日光灯电路主要由镇流器、启动器和灯管组成．以下说法中不正确的是（ ）

A．灯管点亮发光后，启动器中两个触片是分离的
B．灯管点亮发光后，镇流器起降压限流作用使灯管在较低的电压下工作
C．镇流器为日光灯的点亮提供瞬时高电压
D．灯管点亮后，镇流器维持灯管两端有高于电源的电压，使灯管正常工作

10. 难度：中等

如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联，三个支路中分别接有一灯泡．接入交流电源后，三盏灯亮度相同．若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是（ ）
A．与线圈L连接的灯泡L₁将变暗
B．与电容器C连接的灯泡L₂将变暗
C．与电阻R连接的灯泡L₃将变暗
D．三盏灯泡的亮度都不会改变

11. 难度：中等

图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则（
A．波的周期为2.4s
B．在t=0.9s时，P点沿y轴正方向运动
C．经过0.4s，P点经过的路程为4m
D．在t=0.5s时，Q点到达波峰位置

12. 难度：中等

如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L．一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v．经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置II），导线框的速度刚好为零．此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I．则（ ）

A．上升过程中，导线框的加速度逐渐增大
B．下降过程中，导线框的加速度逐渐增大
C．上升过程中合力做的功与下降过程中的相等
D．上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多

二、填空题

13. 难度：中等

如图所示为一电流随时间变化的i-t图象．该电流的有效值为    ．

14. 难度：中等

如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10^-7m，屏上P点距双缝s₁和s₂的路程差为7.95×10^-7m．则在这里出现的应是    （选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10^-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将    （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”．

15. 难度：中等

如图所示，在与匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的导线框MON，∠MON=α．在它上面搁置另一根与ON垂直的直导线PQ，PQ紧贴OM、ON，并以平行于ON的速度v从顶角O开始向右匀速滑动．设线框MON和直导线PQ单位长度的电阻为R，磁感强度为B，则回路中的感应电流的方向为    （填“顺时针”或“逆时针”），感应电流的大小为    ．

16. 难度：中等

某同学用半圆柱玻璃砖测定玻璃的折射率，他的操作步骤如下：
A．用刻度尺量出半圆形玻璃砖的直径D，算出半径，然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上；
B．在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P₁和P₂；
C．让入射光线与玻璃砖的直径垂直，入射点与圆心O重合，如图所示；
D．以圆心O为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，恰好看不到P₂和P₁的像时，然后沿半圆形玻璃砖直径画一条直线AB，如图所示．
（1）请你利用白纸上画下的P₁O、AB两条直线，作出完整的光路图．
（2）写出测玻璃折射率的表达式n=    ．（测量只使用刻度尺，在表达式中用光路图中标出的测量量表示）

17. 难度：中等

某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当（填“是”或“否”）．
①把单摆从平衡位置拉开约5°释放    ．
②在摆球经过最低点时启动秒表计时    ．
③把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期    ．
对上述操作中，你认为不恰当的说明理由并提出改进方法：    ．该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见表格．根据表中数据可以初步判断，单摆周期随    增大而增大．

数据组编号	摆长/mm	摆球质量/g	周期/s
1	999.3	32.2	2.0
2	999.3	16.5	2.0
3	799.2	32.2	1.8
4	799.2	16.5	1.8
5	501.1	32.2	1.4

三、解答题

18. 难度：中等

如图甲所示，回路中有一个C=60μF的电容器，已知回路的面积为1.0×10^-2m²，垂直穿过回路的磁场的磁感应强度B随时间t的变化图象如图乙所示，求：
（1）t=5s时，回路中的感应电动势；
（2）电容器上的电荷量．

19. 难度：中等

弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动．B、C相距20cm．某时刻振子处于B点．经过0.5s，振子首次到达C点．求：
（1）振动的周期和频率；
（2）振子在5s内通过的路程及位移大小；
（3）振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值．

20. 难度：中等

如图所示，一小型发电机内有n=100匝矩形线圈，线圈面积S=0.10m²，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B=0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度ω=100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R=100Ω的电阻构成闭合回路．求：
（1）线圈转动时产生感应电动势的最大值；
（2）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；
（3）线圈匀速转动10s，电流通过电阻R产生的焦耳热．（计算结果保留二位有效数字）

21. 难度：中等

如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I．整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．求：
（1）磁感应强度的大小B；
（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；
（3）流经电流表电流的最大值I_m．

22. 难度：中等

如图，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO₁O₁′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B．一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d．现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触且垂直导轨运动，导轨电阻不计）．求：
（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；
（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；
（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况．