2014年北京市东城区（南片）高二下学期期末考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

下列说法中正确的是

A. 布朗运动就是液体分子的热运动

B. 一定质量的气体吸收热量，其内能一定增加

C. 分子间的引力与斥力同时存在，斥力总是小于引力

D. 物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大

2. 难度：中等

一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是

A. 波长一定变长    B. 频率一定变小

C. 传播速度一定变小    D. 一定发生全反射现象

3. 难度：中等

如图所示，一理想变压器原线圈匝数n₁=1000匝，副线圈匝数n₂=200匝，原线圈所接交流电源的电动势瞬时值表达式e=311sin100πtV，副线圈所接电阻R=88Ω，电流表、电压表对电路影响可忽略不计。则

A. A₁的示数约为0.10A               B. V₁的示数约为311 V

C. V₂的示数约为62.2V               D. A₂的示数约为0.75A

4. 难度：中等

如图所示，是一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图，已知这列波的周期T=2.0s。下列说法正确的是

A. 这列波的波速v=2.0 m/s

B. 在t=0时，x=0.5m处的质点速度为零

C. 经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播0.8m

D. 在t=0.3s时，x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向

5. 难度：中等

如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中

A. a点磁感应强度最大                     B. b点磁感应强度最大

C. a、b两点磁感应强度相同                D. c、d两点磁感应强度相同

6. 难度：中等

如图甲所示是用沙摆演示振动图像的实验装置，此装置可视为摆长为L的单摆，沙摆的运动可看作简谐运动，实验时在木板上留下图甲所示的结果。若用手拉木板做匀速运动，速度大小是v。图乙所示的一段木板的长度是s。下列说法正确的是

A. 可估算出这次实验所用沙摆对应的摆长

B. 若增大手拉木板的速度，则沙摆的周期将变大

C. 若减小沙摆摆动时的最大摆角，则沙摆的周期将变小

D. 若增大沙摆的摆长，保持拉动木板的速度不变，则仍将得到与图乙完全相同的图样

7. 难度：简单

下列关于光学现象的说法中正确的是

A. 用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用

B. 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果

C. 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可使景象更清晰   

D. 透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色条纹，这是光的色散现象

8. 难度：简单

如图所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是

A. 减弱，紫光    B. 减弱，红光    C. 增强，紫光    D. 增强，红光

9. 难度：中等

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成交变电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，如果用同一回旋加速器分别加速氚核（H）和粒子（He），比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，可知

A. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小

B. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大

C. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小

D. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大

10. 难度：中等

用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光

A. 照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大

B. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大

C. 通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距大

D. 通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大

11. 难度：简单

下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是

12. 难度：简单

关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法正确的是

A. 干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果

B. 若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的

C. 用紫色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比红光照射时的间距小

D. 薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的

13. 难度：简单

已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v₀，则

A. 当用频率为2v₀的单色光照射该金属时，一定能产生光电子

B. 当用频率为2v₀的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv₀

C. 当照射光的频率v大于v₀时，若v增大，则逸出功增大

D. 当照射光的频率v大于v₀时，若v增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

14. 难度：中等

如图所示，在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成θ角的方向以相同的速度v射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法不正确的是

A. 在磁场中运动的时间相同             B. 在磁场中运动的轨道半径相同

C. 出边界时两者的速度相同             D. 出边界点到O点处的距离相等

二、实验题

15. 难度：中等

某同学用单摆测量重力加速度，测得的结果比当地重力加速度的真实值偏大，可能的原因是

A. 测量悬线长度作为摆长，没有加上摆球的半径

B. 选用摆球的质量偏大

C. 把在时间t内的n次全振动误记为n+1次

D. 把在时间t内的n次全振动误记为n-1次

16. 难度：中等

在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为X。

①用以上字母表示油酸分子的大小d=           。

②从图中数得X=          。

17. 难度：中等

“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。

①如图乙所示，移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的读数x₁。转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数x₂如图丙所示，则读数x₂=__________mm。

②已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。计算波长的公式=__________（用题目中给出的字母表示）；若L=1.000m，d=2.00mm，x₁=0.800mm，则计算得该单色光的波长为=_________m（结果保留2位有效数字）；

③对于某种单色光，为增加相邻亮纹间的距离，可采取___________或___________的方法。

三、计算题

18. 难度：困难

（8分）如图所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为d，导轨所在平面与水平面成θ角，M、P间接阻值为R的电阻。匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为B。质量为m、阻值为r的金属棒放在两导轨上，在平行于导轨的拉力作用下，以速度v匀速向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触，重力加速度为g，求：

（1）金属棒产生的感应电动势E；

（2）通过电阻R电流I；

（3）拉力F的大小。

19. 难度：中等

（9分）图甲是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO'转动。由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO'转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路. 图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L₁，bc长度为L₂，线圈以恒定角速度逆时针转动。（只考虑单匝线圈）

（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e₁的表达式；

（2）线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e₂的表达式；

（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。（其他电阻均不计）

20. 难度：困难

（9分）如图所示，在x轴上方有一竖直向下的匀强电场区域，电场强度为E=500V/m。x轴下方分布有很多磁感应强度为B=1T的条形匀强磁场区域，其宽度均为d₁=3cm，相邻两磁场区域的间距为d₂=4cm。现将一质量为m=5×10^-13kg、电荷量为q=1×10^-8C的带正电的粒子（不计重力）从y轴上的某处静止释放，则：

（1）若粒子从坐标（0，h₁）点由静止释放，要使它经过x轴下方时，不会进入第二磁场区，h₁应满足什么条件?

（2）若粒子从坐标（0，5cm）点由静止释放，求自释放到第二次过x轴的时间（π取3.14）。

21. 难度：压轴

（12分）如图（a）为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（电阻不计）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图像。平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计，导轨平面与水平方向夹角θ=30°。轨道上端连接一阻值R=1.0Ω的定值电阻，金属杆MN的电阻r=0.5Ω，质量m=0.2kg，杆长L=1m跨接在两导轨上。在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，闭合开关s，让金属杆MN从图示位置由静止开始释放，其始终与轨道垂直且接触良好。此后计算机屏幕上显示出如图（b）所示的，I-t图像（g取10m/s²），求：

（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小和在t=0.5s时电阻R的热功率；

（2）估算0~1.2s内通过电阻R的电荷量及在R上产生的焦耳热；

（3）若在2.0s时刻断开开关S，请定性分析金属杆MN 0~4.0s末的运动情况；并在图（c）中定性画出金属杆MN 0~4.0s末的速度随时间的变化图像。