2009-2010学年北京市西城区高二（下）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，光导纤维主要是利用光的（ ）
A．全反射现象
B．色散现象
C．干涉现象
D．偏振现象

2. 难度：中等

下列关于电磁场、电磁波的说法中，正确的是（ ）
A．电磁波是纵波
B．电磁波可以在真空中传播
C．麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在
D．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场

3. 难度：中等

关于机械波的干涉现象，下列说法正确的是（ ）
A．纵波不能发生干涉现象
B．两列波发生干涉现象，说明两列波的频率一定相同
C．当两列波发生干涉现象时，振动加强区域的质点总是处于离开平衡位置的最大位移处
D．当两列波发生干涉现象时，如果一列波的波峰与另一列波的波谷在某点相遇，则该点是振动加强点

4. 难度：中等

有一种火灾报警器是应用烟雾对光的散射来工作的．该报警器利用的传感器是（ ）
A．温度传感器
B．声传感器
C．力传感器
D．光传感器

5. 难度：中等

在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术，叫做（ ）
A．调谐
B．解调
C．检波
D．调制

6. 难度：中等

小萌同学家楼道灯的控制电路中接入了光传感器．在天黑时，灯就亮；在天亮时，灯就熄灭．这样天黑时，不管是否有人经过楼道，灯都是亮着的，白白浪费了宝贵的电能．学了门电路和传感器后，小萌同学就试着改进楼道灯，以节约能源．他设想在楼道灯控制电路中接入另一个传感器，在天黑时，出现声音灯才开启，这样便可节约大量电能．你认为小萌应接入的传感器和两个传感器问采用的门电路分别是（ ）
A．温度传感器  与门
B．声传感器    与门
C．声传感器    或门
D．力传感器    或门

7. 难度：中等

一理想变压器，副线圈连接一电阻R，如图所示．要使流过电阻R的电流大小恒定，且方向由点c流经电阻到点d，原线圈a、b间电压随时间的变化关系可以是（ ）

A．
B．
C．
D．

8. 难度：中等

一理想变压器原、副线圈匝数比n₁：n₂=2：1，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间变化的规律如图所示，副线圈接一个R=10Ω的纯电阻，则（ ）

A．电阻R两端电压的有效值为
B．电阻R中电流的频率为0.25Hz
C．变压器的输入功率为250 W
D．若把一个电容器与该纯电阻串联接在副线圈两端，则流过电阻的电流为零

9. 难度：中等

如图所示电路中，灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，则（ ）

A．S闭合瞬间，A、B同时发光，接着A熄灭，B更亮
B．S闭合瞬间，A不亮，B立即亮
C．S闭合瞬间，A、B都不立即亮
D．稳定后再断开S的瞬间，B逐渐变暗，直至熄灭

10. 难度：中等

在赤道正上方，小明提着一根沿竖直方向的直导线自西向东运动．下列说法正确的是（ ）
A．导线两端电势差为零
B．导线中有感应电流
C．导线上端电势高于下端电势
D．导线下端电势高于上端电势

11. 难度：中等

在光的双缝干涉实验中，若要使相邻两个明条纹间的距离变大，可以采取的措施是（ ）
A．增加双缝问的距离
B．增加光屏到双缝的距离
C．采用频率更小的光照射双缝
D．增加激光器到双缝的距离

12. 难度：中等

某同学让光从空气射向玻璃来测定玻璃的折射率．用测得的多组入射角θ₁和折射角θ₂作出sinθ₁-sinθ₂图线如图所示．下列判断中正确的是（ ）

A．玻璃的折射率约为0.67
B．玻璃的折射率约为1.50
C．光在玻璃中的传播速度约为0.67c （c为光在真空中传播速度）
D．光从这种玻璃射向空气发生全反射的临界角的正弦值为0.67

13. 难度：中等

一长通电直导线与矩形线圈abcd在同一平面内，如图所示．下列措施能在线圈中产生沿着abcda方向感应电流的是（ ）
A．减小导线中的电流
B．增大导线中的电流
C．在线圈平面内，垂直bc边向右拉动线圈
D．在线圈平面内，垂直cd边向左拉动线圈

14. 难度：中等

发现电磁感应规律是人类在电磁学研究中的伟大成就．在取得这项伟大成就的过程中，法国物理学家安培、瑞士人科拉顿、英国物理学家法拉第等人前后进行了多年的研究．在这项研究的众多工作中，其中有两个重要环节：
（1）研究者敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想；
（2）大量实验发现：磁场中闭合电路包围的面积发生变化，从闭合线圈中抽出或者插入条形磁铁等多种条件下，闭合电路中有感应电流，最终研究者抓住产生感应电流条件的共同本质，总结出闭合电路中产生感应电流的条件是磁通量发生变化．下列说法正确的是（ ）
A．环节（1）提出“磁生电”思想是受到了电流磁效应的启发
B．环节（1）提出“磁生电”思想是为了对已有的实验现象做出解释
C．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路所处的磁场一定发生了变化
D．环节（2）的研究过程，体现了从大量的实验现象和事实出发，总结出一般规律的研究方法

15. 难度：中等

图1为一弹簧振子的示意图，弹簧的劲度系数k=40N/m，小球的质量m=0.1kg，O为平衡位置，B、C为小球离开O点的最远位置．取向右为正方向，从弹簧振子向右经过平衡位置开始计时，图2为它的振动图象．已知，当弹簧形变量为x时，弹簧的弹性势能为．在运动过程中（ ）
A．小球离开平衡位置的最大距离为10 cm
B．小球最大加速度为80 m/s²
C．在t=0.2 s时，小球的弹性势能为0.2 J
D．小球离开平衡位置的距离为5 cm时，速度大小为m/s

二、填空题

16. 难度：中等

一束单色光在真空中波长为6.00×10^-7 m，该单色光的频率为    Hz（真空中光速是3.00×10⁸ m/s）．该单色光射入折射率为1.50的玻璃中，它在此玻璃中的波长为    m．

17. 难度：中等

如图所示，使单匝闭合矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′匀速转动，在线框中就会产生交变电流．已知磁场的磁感应强度为B，线框abcd面积为S，线框转动的角速度为ω．当线框转到图示位置时，即线框平面与磁场方向垂直，线框中感应电动势的大小为    ；当线框从图示位置转过90°，线框中感应电动势的大小为    ．

18. 难度：中等

一沿水平方向振动的弹簧振子的位移x随时间，变化的表达式为x=8sin4πt，式中位移x和时间t的单位分别是cm和s．弹簧振子的振幅为    cm；在t=0.375s时，描述弹簧振子的物理量中，达到最大值的有    等（写出一个即可）．

19. 难度：中等

有一电热器，工作时的电阻44Ω，接在电压为220V的正弦交流电源上．该交变电流的电压最大值为    V；该电热器消耗的电功率为    W．

20. 难度：中等

如图所示，有一面积为0.2m²，匝数为100匝的线圈A，处于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面．磁感应强度随时间变化的规律是B=（6-0.2t） T，已知R₁=4Ω，R₂=6Ω，R₃=6Ω，电容C=30μF．线圈A的电阻不计．闭合开关S，电路稳定后，通过R₂的电流为    A；断开开关S后，通过R₃的电荷量为    C．

三、解答题

21. 难度：中等

图甲是一列沿x轴正方向传播的简谐波在闭时的波形图，波源的振动周期产0.4s．求

（1）这列简谐波在介质中传播速度的大小；
（2）在图甲中画出t=0.3s时刻的波形图（至少画出一个波长）；
（3）在图乙中画出质点P的位移一时间图象．

22. 难度：中等

某风力发电厂的发电电压为500V，经过升压变压器升压后，再利用总电阻R=10Ω的线路向外输送电能．输送功率P=300kW，输电电压U=10kV．
（1）求升压变压器的原线圈与副线圈匝数比；
（2）求输电导线上的电流大小；
（3）求输电导线上损失的功率，并提出减少输电导线上功率损失的措施．

23. 难度：中等

如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．现导体杆在水平向左、垂直于杆的恒力F（大小未知）作用下从静止开始运动，沿导轨运动距离L时，恰好达到最大速度v_m．运动过程中导体杆始终与导轨保持垂直．设导体杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度为g．求：
（1）当导体杆达到最大速度v_m时，电阻R的热功率；
（2）恒力F的大小；
（3）从导体杆由静止开始运动到达到最大速度这段时间内，电阻R上产生的热量．

四、填空题

24. 难度：中等

某同学在探究影响单摆周期的因素时，用游标卡尺测量其中一个摆球直径的示数如图所示．该球的直径为    mm．

该同学多次改变摆长和摆球的质量，得到的部分测量数据见下表．根据表中数据可以得到的结论是    ．

数据组序号	摆长/mm	摆球质量/g	周期/s
1	999.3	32.2	2.01
2	999.3	16.5	2.01
3	799.2	32.2	1.80
4	799.2	16.5	1.80
5	501.1	32.2	1.42
6	501.1	16.5	1.42

25. 难度：中等

某同学用平行玻璃砖测定玻璃的折射率，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，以一定长度为半径画圆，分别交线段OA于A点，交OO'延长线于C点，过A点作法线NN'的垂线AB交于B点，过C点作法线NN'的垂线CD交NN'于D，如图所示，用刻度尺测得AB=6.00cm，CD=4.00cm．由此可得出玻璃的折射率为    ．为了减小实验误差应该注意的是    ．
A．玻璃砖的宽度应尽量大些，即图中EF与GH间的距离大些
B．入射角应尽量小些
C．大头针应垂直插在纸面上
D．大头针P₁、P₂及P₃、P₄之间的距离应适当小些．

五、解答题

26. 难度：中等

如图l所示，用导线绕成面积S=0.05m²的线圈，匝数n=100，线圈与某种半导体材料制成的光敏电阻R连接成闭合回路．线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈所在平面，选择垂直纸面向里为磁感应强度的正方向．磁感应强度B随时间的变化关系如图2所示．P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕垂直于盘面的中心轴转动，圆盘转动的周期T=1s．当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R时，R的阻值分别为10Ω、30Ω、60Ωd．不计螺线管、回路中导线和开关的电阻．

（1）求线圈中感应电动势的大小；
（2）求0到1.0s时间内流过电阻R的电量；
（3）若以定值电阻R'替代电路中的光敏电阻，要使定值电阻R'和光敏电阻R在同一较长时间内产生的电热相等，求这个定值电阻R'的阻值．