北京市101中学2020┄2021学年下学期高二年级期中考试物理试卷

北京市101中学2020┄2021学年下学期高二年级期中考试物理试卷

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

第Ⅰ卷

一、本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共30分） ．．．．．．1. 下列关于电磁波的说法正确的是（ ）

A. 麦克斯韦提出：变化的磁场产生变化的电场，变化的电场产生变化的磁场 B. 各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3×108m/s C. 经过调幅后的电磁波是横波，经过调频后的电磁波是纵波

D. 红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒

2. 下图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（灰黑色部分表示亮纹）.则在下面的四个图中从左往右排列，紫光形成的条纹是（ ）

A B C D

3. 医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部。内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察。光在光导纤维中的传输利用了（ ）

A. 光的折射 B. 光的衍射 C. 光的干涉 D. 光的全反射

4. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端加上两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：

（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等 （2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定

现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气膜后，从上往下观察到的干涉条纹（ ）

word版 高中物理

A. 变疏 B. 变密 C. 不变 D. 消失

5. 如图所示，在竖直放置的长直导线右侧有一矩形线框abcd，导线与线框在同一平面内，且线框的ad、

bc边与导线平行。导线中通有如图所示的恒定电流。能使线框中产生沿abcda方向的感应电流的是（ ）

A. 线圈水平向左平动 B. 线圈水平向右平动 C. 线圈竖直向上平动 D. 线圈竖直向下平动

6. 如图是一火警报警电路的示意图。其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是 （ ）

A. I变大，U变小 B. I变小，U变大 C. I变小，U变小

word版 高中物理

D. I变大，U变大

7. 如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝2202sin（100πt）（V）的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）

A. 原线圈中电流表的读数为1 A B. 原线圈中的输入功率为2202 W C. 副线圈中电压表的读数为1102V

D. 若只将负载电阻的大小变为原来的2倍，则负载电阻消耗的功率变为原来的2倍

8. 如图所示，A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，线圈电阻与定值电阻R的阻值相同。关于这个电路的以下说法正确的是（ ）

A. 开关S闭合瞬间，A、B两灯亮度相同 B. 开关S闭合，B灯比A灯先亮

C. 开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，A、B两灯同时熄灭

D. 开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，A灯稍迟熄灭

9. 如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后，并联接在交流电源的两端，三盏灯亮度相同。要使灯泡L1变暗、灯泡L2变亮，下列措施中可行的是（ ）

A. 只减小交流电的电压 B. 只增大交流电的电压 C. 只减小交流电的频率 D. 只增大交流电的频率

word版 高中物理

10. 矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图甲所示。t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。在0～4s时间内，线框的ab边所受安培力随时间变化的图象（ab边所受安培力的方向规定以向左为正方向），可能如图乙中的（ ）

二、本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共12．．．．．．．分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，只要有选错的该小题不得分） 11. 关于电磁波和声波，下列说法正确的是（ ） A. 电磁波从空气进入水中速度变小，频率不变

B. 声波的传播需要介质，从空气进入水中速度变大，频率变大 C. 电磁波和声波都能产生干涉和衍射现象 D. 光的偏振现象说明光具有波动性，是横波

12. 如图所示，一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光，对于其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）

A. c种色光的频率最大 B. c种色光的折射率最大

word版 高中物理

C. c种色光在三棱镜中速度最大

D. a、b、c三种色光分别通过同一双缝干涉实验装置，a种色光形成的条纹宽度最大 13. 有关电磁波的发射与接收，下列说法正确的是（ ）

A. 将待传递的音频、视频信号加载到高频载波信号上的过程叫调制 B. 使接收电路产生电谐振的过程叫调谐

C. 音频、视频信号从高频载波信号上分离或还原出来的过程叫解调

D. 若接收到的某个卫星的电磁信号的频率为20MHz，则在空气中的波长约为0.15 m

14. 北半球海洋某处，地磁场水平分量B1＝0.8×10－4T，竖直分量B2＝0.5×10－4T，海水向北流动。海洋工作者测量海水的流速时，将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距L＝20m，如图所示。与两极板相连的电压表（可看作理想电压表）的示数为U＝0.2mV，则（ ）

A. 西侧极板电势高，东侧极板电势低 B. 西侧极板电势低，东侧极板电势高 C. 海水的流速大小为0.125m/s D. 海水的流速大小为0.2m/s

第Ⅱ卷

三、实验、填空题（2小题，共14分）

15. （8分）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。

word版 高中物理

（1）该同学接下来要完成的必要步骤有 A. 插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B. 插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C. 插上大头针P4，使P4仅挡住P3

D. 插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像

（2）过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′。测量图甲中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n＝ 。

（3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值 准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

乙

（4）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，玻璃折射率n＝2，对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（ ）

A. 为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些

B. 如果在界面aa′光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖 C. 不论光以什么角度从aa′射入，经一次折射后达到界面bb′都能射出 D. 当光在界面aa′的入射角i＝arctan2时，反射光线跟折射光线恰好垂直

16. （6分）有白光光源、透红光的滤光片、单缝、双缝、毛玻璃屏等光学元件，把它们从左向右放在图中所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。

word版 高中物理

（1）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示为___________mm。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数________mm。

（2）已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式求得所测红光的波长为____________nm。

四、论述、计算题（本题共5小题，共44分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位，重力加速度g取10m/s2）

17. （8分）一人在河面上游泳时见到与他的眼睛在同一竖直线的河底有一个红色小物体，当这个人向前游了3m后忽然看不到那个红色小物体了，水对该光的折射率n＝4/3。求：

（1）该光在水中的传播速度；

（2）估算这条河的深度。（画出光路图）

18. （9分）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2。螺线管导线电阻r＝1.0Ω，R1 ＝4.0Ω，R2 ＝5.0Ω，C＝30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求：

word版 高中物理

（1）螺线管中产生的感应电动势；

（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率； （3）S断开后，求流经R2的电量。

19. （9分）图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′顺时针匀速转动，线圈的匝数n＝100、电阻r＝10 ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表，在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示的正弦规律变化。 求：

（1）判断t＝0时刻线圈的电流方向； （2）交流电压表的读数；

（3）线圈从t＝0时刻的位置转90°的过程中通过电阻R的电量和全电路产生的电热。

20. （9分）利用太阳电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统称光伏发电系统.光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式.将直流电变为交流电的装置称为逆变器，有一台内阻为r＝1的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻R＝440W”\"灯6盏，若全部电灯正常发光，求：

，全校共22个班，每班有“\"220V

（1）输电线上损失的电功率；

（2）远距离输电的输电效率；

word版 高中物理

（3）太阳能发电机的电动势。

21. （9分）如图甲所示，表面绝缘、倾角＝30的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D＝0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s＝0.55m。一个质量m＝0.10kg、总电阻R＝0.25的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L＝0.50m。从t＝0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当

线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数＝3/3。求：

（1）线框受到的拉力F的大小； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足：

B2L2x（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场v＝v0－

mR后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。

word版 高中物理

【试题答案】

一、本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共30分） ．．．．．．

二、本题小题，在

1 B 2 B 3 D 4 A 5 B 6 D 7 A 8 D 9 D 10 D 共4每小

题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共12分。每小题全选对的得3分，．．．．．．．选对但不全的得2分，只要有选错的该小题不得分）

11 ACD

三、实验、填空题（2小题，共14分） 15. （1） BD （2）

12 ABD 13 ABC 14 AD sin （3）小于 （4）ACD sin16. （1）2.320；13.870 （2）60

四、论述、计算题。（本题共5小题，共44分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位，重力加速度g取10m/s2） 17. （8分）解：(1)vc2.25108m/s （4分） n(2)7m （4分）

18. （9分）解：（1）根据法拉第电磁感应定律EnΦB （2分） nStt 求出 E＝1.2（V） （1分）

（2）根据全电路欧姆定律 IE0.12(A) （1分）

R1R2r 根据 PI2R1 （1分）

求出 P ＝ 5.76×10－2（W） （1分） （3）S断开后，流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q 电容器两端的电压 U ＝ IR2＝0.6（V） （1分） 流经R2的电量 Q ＝ CU ＝ 1.8×10－5（C） （2分）

word版 高中物理

19. （9分）

解：（）由右手定则可得：电流方向为1abcda ........2分22Em，Em=nBS200V........1分 U=R902126.9V..........2分 T2RrE (3)通过电阻的电量qI平均t平均tntn0.02C......2分Rr(Rr)t(Rr) (2)2全电路产生的电热Q=I有用（R+r)t=(

2Em2)(Rr)t3.14J.....2分2Rr20. （9分）解：（1）P损＝I2R 而I2＝

211I3nI灯，所以P损＝I22R＝144W 3分 44（2）P出＝P损＋ P有用＝144＋5280＝20W P损100%97.4% 3分

P损+P有用（3）E＝U1＋I1r，r为发电机内阻，U1＝所以，E＝

1U2U2＝4U3＋I2R＝4×220＋6×4＝904V；I1＝4I2 4904＋4×6×1＝250V 3分 4v＝5.0m/s2………………（1分） t21. （9分）（1）由v－t图象可知，加速度 a＝由牛顿第二定律F－mgsin

－ mgcos＝ma…解得 F＝1.5 N……（2分）

（2）由v－t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，产生的感应电动势E＝BLv1，

B2L2v1EBLv1通过线框的电流I＝＝，线框所受安培力F安＝BIL＝

RRRB2L2v1由力的平衡条件，有F＝mgsin＋μmgcos＋ 解得 B＝0.50T……（3分）

R（3）由v－t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度 D＝0.40m ………………………………（1分）

线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达挡板时的位移为s－D＝0.15m…（1分） 设线框与挡板碰撞前的速度为v2

由动能定理，有 －mg(s－D)sinq－μmg(s－D)cosq＝解得 v2＝

…………（1分）

＝1.0 m/s…………………………（1分）

线框碰挡板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mgsinθ＝μmgcosθ＝0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab边刚进入磁场时的速度为

word版 高中物理

v2＝1.0 m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为v3

由v＝v0－

得v3＝v2－

＝－1.0 m/s，

因v3<0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所以线框将静止在磁场中某位置。…………………………………………………………（2分）

线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1＝I2Rt＝

＝0.40 J……（1分） ＝0.05 J…………（1分）

线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2＝

所以Q＝Q1＋Q2＝0.45 J…………………………………………………………（1分）