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2015-2016学年北京市东城区高二（下）期末物理试卷一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，选错或不答的得0分）1．卢瑟福的α粒子散射实验的结果（）A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．说明原子核的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上D．说明原子中存在电子2．一个U（铀）原子核中的电荷数和中子数分别为（）A．电荷数是92，中子数是235B．电荷数是92，中子数是143C．电荷数是235，中子数是92D．电荷数是143，中子数是2353．下面四种情况中，能在空气和水的界面上发生全反射的是（）A．光从水射向空气，入射角小于临界角B．光从水射向空气，入射角大于临界角C．光从空气射向水，入射角小于临界角D．光从空气射向水，入射角大于临界角4．放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由弱到强的顺序排列正确的是（）A．α射线，β射线，γ射线B．γ射线，β射线，α射线C．γ射线，α射线，β射线D．β射线，α射线，γ射线5．一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知，在t=4s时，质点的（）A．速度为正的最大值，加速度为零B．速度为负的最大值，加速度为零C．速度为零，加速度为负的最大值D．速度为零，加速度为正的最大值6．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是（）A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=l所发出的光频率最高C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eVD．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV7．一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波的图象如图所示．若波速为16m/s，则波长和频率分别是（）A．8m，2HzB．8m，0.5HzC．4m，2HzD．4m，0.5Hz8．在光电效应实验中，如果需要增大光电子的最大初速度，可采用的方法是（）A．增加光照时间B．增大入射光的波长C．增大入射光的强度D．增大入射光频率9．如图所示的现象中，属于光的干涉现象的是（）A．红光通过很窄的单缝呈现明暗相间的条纹B．阳光通过三棱镜形成彩色光带C．肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹D．下雨过后天空出现的彩虹10．心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即为心动周期，由此可以计算出1分钟内心脏跳动的次数（即心率），甲、乙两人在同一台心电图机上做出的心电图如图所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次/分，则由二图及甲的心率可知心电图机图纸移动的速度v以及乙的心率为（）A．25mm/s，48次/分B．25mm/s，75次/分C．25mm/min，75次/分D．25mm/min，48次/分二、填空题（本题共3小题，每小题4分．共12分）11．氢核，中子，氘核质量分别为m1，m2，m3，那么氢核和中子结合成氘核时放出的能量为．12．一块矿石含U（铀238）的质量为m．已知U的半衰期为T，则经过3T时间后这块矿石中含有U的质量为．13．处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，同时两个状态之间的能量差以光子的形式辐射出去，这种辐射叫受激辐射．原子发生受激辐射时，发出的光子的频率跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的原理．发生受激辐射时，产生激光的原子辐射出光子后的总能量En（选填“减小”、“增大”或“不变”）．三、实验题（本题共4小题，每小题3分，共12分）14．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，测量头如图所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数为mm．转动手轮，使分划线向一侧移动，到另一条亮条纹的中心位置，由螺旋测微器再读出一读数．若实验测得4条亮条纹中心间的距离△x=0.960mm，已知双缝间距d=1.5mm，双缝到屏的距离L=1.00m，则对应的光波波长为λ=nm．15．在完成实验探究“用单摆测定重力加速度”时，在其他条件相同的情况下，某同学分别完成了三次实验，三组实验器材和实验数据如表所示：组名摆球摆长/m最大摆角全振动次数n振动n次所用时间t/sA木球0.405°4052B钢球0.605°3048C钢球0.855°4075由表格中的数据可知，测定结果最准确的是组数据；由最准确的数据所测定的重力加速度的大小是m/s2．（结果保留三位有效数字）16．用如图所示的实验装置研究电磁感应现象．当电流从电表的正极流入时，表的指针向右偏转．在由电源E、开关S、滑动变阻器R及螺线管A组成的闭合回路中，螺线管A中的电流I方向如图．此时由电流表与螺线管B组成的闭合回路中，表的指针没有偏转．若实验中所用器材均能正常工作且电路连接无误，当滑动变阻器R的滑片P由D向C方向移动时，电流表的指针将（选填“向右偏转”、“向左偏转”或“不偏转”）．17．在用插针法“测定玻璃的折射率”的实验中，某同学用半圆形玻璃砖完成实验．如图所示，该同学先在平铺的白纸上画出直线MN，放好玻璃砖（图中实线部分），并在玻璃砖的一侧垂直纸面插上大头针G1、G2，以确定入射光线，让入射光线通过玻璃砖的圆心0；在玻璃砖的另一侧进行观察，调整视线，同时垂直纸面插上大头针G3，使G3挡住G1、G2的像；取走玻璃砖，标出大头针的位置，连接OG3．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．设AB的长度为L1，AO的长度为L2，CD的长度为L3，DO的长度为L4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量（用上述给出的字母表示），玻璃砖的折射率可表示为．四、论述、计算题（本题共4小题，共46分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写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）18．（10分）光线从空气射入某介质，入射光线和界面的夹角为45°，反射光线和折射光线之间的夹角为105°，如图所示．光在空气中的传播速度取3×108m/s，求：（保留三位有效数字）（1）入射角θ1和折射角θ2各为多大；（2）这种介质的折射率为多大；（3）光在这种介质中的传播速度？19．（10分）一列简谐横波沿水平方向的x轴传播．图甲是波上一质点M做简谐运动的运动图象．图乙为这列简谐横波在t=0.1s末波的图象．（1）从图甲、乙中，能够读出哪些物理量？（至少写出2个）（2）确定此波的传播速度v和传播方向．20．（12分）交流发电机的原理如图所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO′轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象，如图所示，已知线圈的电阻为R=2.0Ω．求：（1）通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？（2）矩形线圈转动的周期是多少？（3）线圈电阻上产生的电热功率是多少？（4）保持线圈匀速转动，1分钟内外界对线圈做的功是多少？21．（14分）如图甲所示，在水平面上固定有宽为L=1.0m足够长的金属平行导轨，导轨左端接有的R=0.5Ω的电阻，垂直于导轨平面有一磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．在t=0时刻，在距导轨左端d=5m处有一阻值r=0.5Ω光滑导体棒，放置在导轨上，第1S内导体棒在一变力作用下始终处于静止状态，不计导体棒与导轨之间的接触电阻．求（1）第1s内的感应电动势大小；（2）第1s末拉力的大小及方向；（3）若1s后拉力保持与第1s末相同，求导体棒的最终速度．2015-2016学年北京市东城区高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，选错或不答的得0分）1．卢瑟福的α粒子散射实验的结果（）A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．说明原子核的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上D．说明原子中存在电子【考点】粒子散射实验．【分析】本题比较简单，只要正确理解a粒子散射实验现象、结论及意义即可正确解答．【解答】解：A、此实验不能说明原子核内存在质子，故A错误；B、由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内，不能说明原子核有其本身结构．故B错误，C正确．D、卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，说明原子中的电子只能绕核旋转．故D错误．故选：C．【点评】本题比较简单，考查卢瑟福的核式结构，对于类似基础知识要注意平时加强理解与记忆．2．一个U（铀）原子核中的电荷数和中子数分别为（）A．电荷数是92，中子数是235B．电荷数是92，中子数是143C．电荷数是235，中子数是92D．电荷数是143，中子数是235【考点】原子的核式结构．【分析】原子表示法中，左上角的数字表示质量数，左下角的数字表示质子数，质量数﹣质子数=中子数．【解答】解：U的质量数是235，核外电子数=质子数是92，中子数=质量数﹣质子数=235﹣92=143，故B正确．故选：B【点评】本题考查学生质量数、质子数以及中子数之间的关系，比较基础，侧重对基础知识的巩固，注意对基础知识的理解掌握．3．下面四种情况中，能在空气和水的界面上发生全反射的是（）A．光从水射向空气，入射角小于临界角B．光从水射向空气，入射角大于临界角C．光从空气射向水，入射角小于临界角D．光从空气射向水，入射角大于临界角【考点】全反射．【分析】水的折射率大于空气的，所以一定是从水射向空气的光，入射角足够大时能发生全反射．【解答】解：发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角，水的折射率大于空气，所以B正确，ACD错误．故选B【点评】本题较简单，只要知道发生全反射的两个条件：光密介质到光疏介质，入射角大于临界角．4．放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由弱到强的顺序排列正确的是（）A．α射线，β射线，γ射线B．γ射线，β射线，α射线C．γ射线，α射线，β射线D．β射线，α射线，γ射线【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】本题考查三种射线的穿透能力的大小：α连一张纸都不能穿过，β射线能穿透几毫米的铝板，γ射线甚至能穿透几厘米厚的铅板．【解答】解：α射线贯穿本领很弱，在空气中只能前进几厘米，一张纸就能把它挡住．β射线贯穿本领较强，能穿过黑纸，甚至能穿过几毫米厚的铝板．γ射线贯穿本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板．故贯穿能力最强的是γ射线，β射线次之，α射线最弱，故A正确，BCD错误．故选：A【点评】该类题目，比较简单，只要记住了，就能得分，故要加强课文的阅读，加强知识积累．5．一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知，在t=4s时，质点的（）A．速度为正的最大值，加速度为零B．速度为负的最大值，加速度为零C．速度为零，加速度为负的最大值D．速度为零，加速度为正的最大值【考点】简谐运动的回复力和能量；简谐运动的振动图象．【分析】根据简谐运动的位移图象直接读出质点的位移与时间的关系．当物体位移为零时，质点的速度最大，加速度为零；当位移为最大值时，速度为零，加速度最大．加速度方向总是与位移方向相反，位移为正值，加速度为负值．【解答】解：在t=4s时，质点的位移为正向最大，质点的速度为零，而加速度方向总是与位移方向相反，大小与位移大小成正比，则加速度为负向最大．故选C【点评】本题考查对简谐运动图象的理解能力，要抓住简谐运动中质点的速度与加速度的变化情况是相反．6．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是（）A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出两种频率不同的光