北京市北京师范大学第二附属中学2023-2024学年高二下学期期中测试物理试题+

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期中物理测试题
第Ⅰ卷（选择题42分）
1．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示，下列说法中正确的是
A．此介质的折射率等于1.5
B．此介质的折射率等于
C．入射角大于45°时可能发生全反射现象
D．入射角大于30°时可能发生全反射现象
2．已知水的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA．若用m0表示一个水分子的质量，用V0表示一个水分子的体积，下列表达式中正确的是（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示，甲→乙→丙→丁→甲过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为，转动过程中电路中的最大电流为。下列选项正确的是（ ）
A．在图甲位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流最大
B．从图乙位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
C．在图丙位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
D．在图丁位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为d→c
4．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（ ）
A B C D
5．将一定值电阻分别接到如图1和图2所示
的两种交流电源上，在一个周期内该电阻
产生的焦耳热分别为和，则等于（ ）
A．2∶1B．1∶2C．1∶2D．2∶1
6．单色光a、b分别经过同一装置形成的干涉图样如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．单色光a的频率比单色光b的频率高
B．单色光a的波长比单色光b的波长大
C．在同一块玻璃砖中传播时，单色光a比单色光b的折射率大
D．在同一块玻璃砖中传播时，单色光a比单色光b的传播速度小
7．一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C，A、B和C三个状态的体积分别为、和。状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．VA=VB，VB>VC
B．VAC．状态A到状态B的过程中气体的内能增大
D．状态B到状态C的过程中气体分子的平均动能减小
8．如图甲所示的理想变压器，其原线圈接在输出电压如图乙所示的正弦式交流电源上，副线圈接有阻值为88Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为5∶1。电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数为2.5A
B．电压表的示数约为62V
C．原线圈的输入功率为22W
D．若负载电阻R的阻值变大，则原线圈的输入功率也变大
9．对于一个只有两个分子组成的系统，其分子势能与两分子间距离的变化关系如图所示。仅考虑两个分子之间的作用，下列说法正确的是（ ）
A．当时，分子间的作用力为零
B．当时，分子间的作用力表现为引力
C．从到的过程中，分子间的作用力逐渐减小
D．从到的过程中，分子系统的势能逐渐增大
10．如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边和，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针、，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（ ）
A．入射角越小，折射率的测量越准确
B． 利用量角器量出、，可求出玻璃砖的折射率
C． 如果误将玻璃砖的边画到，折射率的测量值将偏大
D．出射光线与入射光线平行
11．研究光电效应的电路如图所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封真空管中的金属极板K，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与AK之间的电压U的关系图像如图乙所示。关于1、2、3三条曲线，下列说法正确的是（ ）
A．2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线2对应的黄光较强
B．2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线3对应的黄光较强
C．1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强
D．1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线3对应的黄光较强
12．为了测量储液罐中不导电液体的液面高度，设计装置如图所示。将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储液罐中，电容C可通过开关S与线圈L或电源相连。当开关从a拨到b时，由线圈L与电容C构成的回路中产生振荡电流，振荡电流的频率，通过测量振荡频率可知储液罐内的液面高度。则下列说法正确的是（ ）
A．当储液罐内的液面高度升高时，电容不变
B．当储液罐内的液面高度升高时，LC回路中振荡电流的频率变小
C．开关拨到b之后，振荡电流的振幅和频率始终保持不变
D．当开关从a拨到b瞬间，电容器两极板的电荷量最大，流过线圈L中的电流最大
13．如图所示为一个简易的高温报警器原理图。为热敏电阻，S为斯密特触发器，其工作特点为当A端电势上升到高电势1.6V时，Y端从高电势跳到低电势0.25V；当A端电势下降到低电势0.8V时，Y端从低电势跳到高电势3.4V。已知蜂鸣器的工作电压为3~5V，下列说法正确的是（ ）
A．A端为高电势时蜂鸣器报警
B．温度升高，热敏电阻阻值增大
C．滑片P向b端移动，可提高温度报警器的报警温度
D．若无斯密特触发器，可通过将与调换位置实现同样的功能
15．麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（ ）
A．电容器正在充电
B．两平行板间的电场强度E在减小
C．该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场
D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值
第Ⅱ卷（非选择题58分）
二、实验题：本题共2小题，共18分
15．（9分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图），单缝保持竖直方向，并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作。
(1)组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为 。
A．a代表单缝，b代表双缝
B．a代表双缝，b代表单缝
C．二者相互垂直放置
D．二者相互平行放置
(2)将红色滤光片改为绿色滤光片，其他实验条件不变，在目镜中仍可看见清晰的条纹，则 。
A．条纹为竖条纹 B．条纹为横条纹
C．与红光相比条纹间距变窄 D．与红光相比条纹间距变宽
(3)经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为Δx，则这种色光的波长表达式为λ= （用题中所给字母表示）。
16．（9分）在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成 （选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为d= 。
（2）在做本实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液为100滴。取一滴此油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积约为100的油酸薄膜，由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为 m（计算结果保留一位有效数字）
（3）某同学实验中获得下图所示的油膜轮廓。在计算油膜面积时，他把凡是半格左右的油膜都算成了一格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径 （选填“偏大”、“偏小”）。
三、解答题：本题包括4小题，共40分。解答时，在答题纸上应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
17．（9分）如图所示，闭合的矩形导体线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为，边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈总电阻为R，转动的角速度为ω．图中线圈平面与磁场方向平行．
（1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式．
（2）求线圈电阻的发热功率．
（3）从线圈经过图示位置开始计时，求经过四分之一周期时间通过线圈导线某截面的电荷量．
18．（9分）我们可以从宏观与微观两个角度来研究热现象。
一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化。已知，，，。
（1）请你求出气体在状态B时的体积。
（2）气体分别处于状态A和状态B时，分子热运动速率的统计分布情况如图所示，其中对应状态B的是曲线 （选填“①”或“②”）。
（3） 设A→B过程气体吸收热量为，B→C过程气体放出热量为，则 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（4） 请你说明B→C过程中，气体压强如何变化？从微观角度解释其变化的原因。
19．（10分）可利用如图1所示的电路研究光电效应中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系.K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子.K与A之间的电压大小可以调整，电源的正负极也可以对调.
(1)a.电源按图1所示的方式连接，且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近．试判断：光电管中从K发射出的电子由K向A的运动是加速运动还是减速运动?
b.现有一电子从K极板逸出，初动能忽略不计，已知电子的电量为e，电子经电压U加速后到达A极板.求电子到达A极板时的动能Ek.
(2)在图1装置中，通过改变电源的正、负极，以及移动变阻器的滑片，可以获得电流表示数，与电压表示数U之间的关系，如图2所示，图中UC叫遏止电压.实验表明，对于一定频率的光，无论光的强弱如何， 遏止电压都是一样的．请写出光电效应方程，并对“一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的”做出解释.
(3)美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性，设计实验并测量了某金属的遏止电压UC与入射光的频率.根据他的方法获得的实验数据绘制成如图 3所示的图线．已知电子的电量e=1.6×10-19C,求普朗克常量h.（将运算结果保留l位有效数字.）
20．为实现2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的目标，我国大力发展清洁能源。清洁能源是指不排放污染物或低排放污染物，能够直接用于生产生活的能源，包括风能、水能、太阳能等。
（1） 三峡水电站发电机输出的电压为18kV。若采用500kV直流电向某地区输电5.0×105kW，要求输电线上损耗的功率不高于输送功率的5%，求输电线总电阻的最大值；
（2）人们采用“太阳常数”来描述地球大气层上方的太阳辐射强度。它是指日地之间处于平均日地距离时，在地球大气层的上界，垂直于太阳辐射的单位表面积上单位时间所接收的太阳辐射能。已知太阳常数的标准值约为1300W，地球的半径为，试根据以上数据估算太阳每秒辐射到地球的总能量E。
（3） 某校科技实验小组的同学把一个横截面积是S=314的矮圆筒的内壁涂黑，外壁用保温材料包裹，内装水m=0.5kg，让阳光垂直圆筒口照射了t=2min,水的温度升高了∆T=1℃。已知到达大气层顶层的太阳能只有42%能到达地面，假设照到圆筒上的太阳能被全部吸收，太阳与地球间的距离r=，水的比热为。试由以上数据估算太阳每分钟向外辐射的总能量E0。（答案保留1位有效数字）北京师大二附中2023——2024学年高二年级第二学期
期中物理测试题答案
1．B
2．A
3．D
4．A
5．D
6．B
7．C
8．C
9．C
10．D
11．C
12．B
13．C
14．A
15．AD AC
16．单层 1×10-9 偏小
17．（1）（2）（3）
18．（1）0.4m3 （2） ② （3） 大于 （4）压强变小。B→C过程为等容变化，气体体积不变，气体分子的密集程度不变，气体的温度降低，气体分子的平均动能变小，因此气体的压强变小
19．（1）a.加速运动；b. ；（2），需作出必要的文字说明（3）
20．（1）25Ω；（2）1.69×1017J；（3）2×1028J