江西省吉安市北源中學(xué)高二物理摸底試卷含解析

江西省吉安市北源中學(xué)高二物理摸底試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如右圖所示A燈與B燈的電阻相同，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)片P向上滑動(dòng)時(shí)，兩燈亮度變化是：A．A燈變亮，B燈變亮

B．A燈變暗，B燈變亮C．A燈變暗，B燈變暗

D．A燈變亮，B燈變暗參考答案：A2.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是A．曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小一定變化

B．曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定變化C．曲線運(yùn)動(dòng)的加速度一定變化

D．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受的外力一定變化參考答案：D3.如圖所示，固定曲面AC是一段半徑為4.0米的光滑圓弧形成的，圓弧與水平方向相切于A點(diǎn)，AB=10cm，現(xiàn)將一小物體先后從斜面頂端C和斜面圓弧部分中點(diǎn)D處由靜止釋放，到達(dá)斜曲面低端時(shí)速度分別為v1和v2，所需時(shí)間為t1和t2，以下說法正確的是：A．v1>v2,t1=t-2B．v1>v2,t1>t-2C．v1<v2,t1=t-2D．v1<v2,t1>t-2參考答案：A4.有電子、質(zhì)子、氘核、氚核，以同樣速度垂直射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們都作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則軌道半徑最大的粒子是A．氘核B．氚核

C．電子D．質(zhì)子參考答案：B5.（單選）如圖所示的電場(chǎng)中，關(guān)于M、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系判斷正確的是（

）A．M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度

B．M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度C．M、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同

D．M、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，Q為固定的正點(diǎn)電荷（Q未知），A、B兩點(diǎn)在Q的正上方和Q相距分別為h和0.25h，將另一電量為q，質(zhì)量為m的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止釋放，在A點(diǎn)處的加速度大小為，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度正好變?yōu)榱?。則此電荷在B點(diǎn)處的加速度為

（用g表示）；A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為

（用m、g、h和q表示）參考答案：3g

3mgh/4q7.矩形線圈abcd，長(zhǎng)ab=20cm，寬bc=10cm，匝數(shù)n=200，線圈回路總電阻R=5Ω．整個(gè)線圈平面內(nèi)均有垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過，若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，則：（1）穿過線圈的磁通量的變化率為

Wb/s；（2）線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為

A；（3）當(dāng)t=0.3s時(shí)，線圈的ab邊所受的安培力為

N；（4）在1min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為

J．參考答案：（1）0.01

（2）0.4

（3）3.2

（4）48【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．【分析】（1）磁通量的變化率根據(jù)計(jì)算；（2）線圈在變化的磁場(chǎng)中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律來求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大?。柚陂]合電路的毆姆定律來算出感應(yīng)電流大小．（3）通電導(dǎo)線處于磁場(chǎng)中受到安培力，則由公式F=BIL可求出安培力的大?。?）由于磁通量的變化，導(dǎo)致線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)焦耳定律可得回路中的產(chǎn)生熱量【解答】解：（1）磁通量的變化率（2）由法拉第電磁感應(yīng)定律，則有：E==NS可知，則回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=回路中感應(yīng)電流的大小為I==A=0.4A（3）當(dāng)t=0.3s時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，則安培力為F=NBIL=200×0.2×0.4×0.2=3.2N；（4）1min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2Rt=0.42×5×60J=48J．故答案為：（1）0.01

（2）0.4

（3）3.2

（4）488.將1cm3的某種油溶于酒精中,制成200cm3的油酒精溶液.已知1cm3溶液有50滴.現(xiàn)取1滴油溶液滴到水面上,隨著酒精溶于水,油在水面上形成一單分子油膜,已測(cè)得這一油膜的面積為0.2m2.由此可估測(cè)出油分子的直徑為________m.參考答案：9.把帶電量為q＝10-6庫的點(diǎn)電荷放入電場(chǎng)中某點(diǎn)，它所受的電場(chǎng)力為F＝2×10-6牛，則該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小是________牛／庫；如果在該點(diǎn)放人一個(gè)電量為2q(2×10-6庫)的點(diǎn)電荷，它所受的電場(chǎng)力大小是________牛，這時(shí)該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小是________牛／庫。參考答案：2，4，210.中子的質(zhì)量為1.0087u,質(zhì)子的質(zhì)量為1.0073u，氘核的質(zhì)量為2.0136u.中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)質(zhì)量虧損

，需

(填“吸收”、“放出”)能量

Mev.(1u=931.5Mev)參考答案：0.0024u

，

放出

，

2.2356Mev

11.用n1、n2分別表示主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，D1、D2分別表示主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的直徑，設(shè)傳動(dòng)過程中帶與帶輪之間無相對(duì)滑動(dòng)，證明帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：i==．參考答案：考點(diǎn)：線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．分析：同緣傳動(dòng)邊緣點(diǎn)線速度相等，根據(jù)v=rω，ω=2πn列式求解即可．解答：解：同緣傳動(dòng)邊緣點(diǎn)線速度v相等，根據(jù)v=rω，有：v=；根據(jù)ω=2πn，n與ω成正比，即：；故帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：i==；答：證明如上．點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是明確同緣傳動(dòng)邊緣點(diǎn)線速度相等，然后結(jié)合線速度、角速度關(guān)系公式列式分析，基礎(chǔ)題目．12.(4分)一個(gè)電容器的電容是1.5×10-2F，要是兩極板間電勢(shì)差為90V，需要給兩極板的電量為

。參考答案：1.35C13.在電場(chǎng)中某點(diǎn)放一個(gè)電荷量為的點(diǎn)電荷，它受到的電場(chǎng)力為，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

。參考答案：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（6分）現(xiàn)代家庭電器化程度越來越高，用電安全是一個(gè)十分突出的問題。下表提供了一組部分人的人體電阻平均值數(shù)據(jù)。測(cè)量項(xiàng)目完全干燥時(shí)出汗或潮濕時(shí)電阻電流（加220V）電阻電流（加220V）手與手之間200kΩ1.1×10-3A5kΩ

手與腳之間300kΩ7.3×10-4A8kΩ

手與塑料鞋底之間400kΩ5.5×10-4A10kΩ

①從表中可看出干燥時(shí)電阻大約是潮濕時(shí)電阻的_______倍。②在空格中填入，對(duì)人體加220伏電壓后的電流值。③若對(duì)人的安全電流是25mA以下，上述哪幾項(xiàng)是十分危險(xiǎn)的。④電路上有規(guī)格為10A的熔絲（俗稱保險(xiǎn)絲），如右圖所示用電器R的功率是1500W，這時(shí)通過熔絲實(shí)際電流是多少？一個(gè)潮濕的人，手腳觸電，為什么熔絲不會(huì)斷（即熔絲不能救人命）。參考答案：（1）40（2）測(cè)量項(xiàng)目完全干燥時(shí)出汗或潮濕時(shí)電阻電流（加220V）電阻電流（加220V）手與手之間200kΩ1.1×10-3A5kΩ4.4×10-2A手與腳之間300kΩ7.3×10-4A8kΩ2.8×10-2A手與塑料鞋底之間400kΩ5.5×10-4A10kΩ2.2×10-2A（3）潮濕（4）0．15A15.（10分）如圖是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的圖象,試根據(jù)圖象回答(1)若波傳播的方向沿x軸負(fù)方向,則P點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向是____________,R點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是___________________.(2)若波傳播的方向沿x軸正方向,則P、Q、R三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，_______質(zhì)點(diǎn)最先回到平衡位置。(3)若波的速度為5m/s,則R質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期T=______s,請(qǐng)?jiān)诮o出的方格圖中畫出質(zhì)點(diǎn)Q在t=0至t=2T內(nèi)的振動(dòng)圖象。參考答案：(1)沿y軸正向,（2分）沿y軸負(fù)向（2分）(2)

P

（2分）

(3)

0.8（2分）振動(dòng)圖象如圖所示（2分）

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的示意圖，取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸，雙縫S1、S2對(duì)稱分布在z軸兩側(cè)，它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d，光源S到雙縫的距離為l，雙縫到屏的距離為D，，。1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S1、S2不同路徑到P0點(diǎn)的光程差為零，相干的結(jié)果產(chǎn)生一亮紋，稱為零級(jí)亮紋。為了研究有一定寬度的擴(kuò)展光源對(duì)于干涉條紋清晰度的影響，我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋，S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行，兩者相距，則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S1、S2產(chǎn)生的零級(jí)亮紋，與P0的距離2.當(dāng)光源寬度為的擴(kuò)展光源時(shí)，可將擴(kuò)展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨(dú)立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對(duì)應(yīng)的干涉條紋將彼此錯(cuò)開，在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強(qiáng)相加的結(jié)果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設(shè)擴(kuò)展光源各處發(fā)出的光強(qiáng)相同、波長(zhǎng)皆為。當(dāng)增大導(dǎo)致零級(jí)亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時(shí)光源的寬度3.在天文觀測(cè)中，可用上述干涉原理來測(cè)量星體的微小角直徑。遙遠(yuǎn)星體上每一點(diǎn)發(fā)出的光到達(dá)地球處都可視為平行光，從星體相對(duì)的兩邊緣點(diǎn)發(fā)來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠(yuǎn)星體的角直徑很小，為測(cè)量如些微小的角直徑，邁克爾遜設(shè)計(jì)了測(cè)量干涉儀，其裝置簡(jiǎn)化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個(gè)平面反射鏡，它們兩兩平行，對(duì)稱放置，與入射光（a、a′）方向成45°角。S1和S2是一對(duì)小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對(duì)稱調(diào)節(jié)來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、a′和b、b′分別是從星體上相對(duì)著的兩邊緣點(diǎn)發(fā)來的平行光束。設(shè)光線a、a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長(zhǎng)是，試導(dǎo)出星體上角直徑的計(jì)算式。注：將星體作圓形擴(kuò)展光源處理時(shí)，研究擴(kuò)展光源的線度對(duì)于干涉條紋圖像清晰度的影響會(huì)遇到數(shù)學(xué)困難，為簡(jiǎn)化討論，本題擬將擴(kuò)展光源作寬度為的矩形光源處理。參考答案：解析：1．求經(jīng)雙縫產(chǎn)生的干涉圖像的零級(jí)亮紋的位置設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為，它也就是光源與S分別對(duì)應(yīng)的干涉條紋的零級(jí)亮紋之間的距離，即

由雙縫到點(diǎn)的光程差，從作的垂線交于H點(diǎn)，三角形與三角形相似，因，則（附1）

從作的垂線交于G，到雙縫的光程差

（2）三角形與三角形相似，因，則

（3）對(duì)滿足零光程差條件的而言，得

（4）2．在線光源情況下，可以導(dǎo)出雙縫干涉的相鄰兩亮紋的間距為

（5）值不同對(duì)應(yīng)著擴(kuò)展光源中不同位置的線光源．不難證明，它們經(jīng)雙縫產(chǎn)生干涉條紋的間距均如（5）式所示．寬度為w的擴(kuò)展光源是由一系列值不同的、連續(xù)分布的、相互獨(dú)立的線光源構(gòu)成．因此擴(kuò)展光源在觀察屏上產(chǎn)生的干涉圖像的強(qiáng)度是由每個(gè)線光源產(chǎn)生干涉條紋的強(qiáng)度相加而成．當(dāng)擴(kuò)展光源寬度為w時(shí)，對(duì)于光源最邊緣點(diǎn)有

（6）代入（4）式

（7）若

（8）則相當(dāng)于擴(kuò)展光源最邊緣的線光源產(chǎn)生的干涉條紋錯(cuò)開了一個(gè)條紋間距．由于擴(kuò)展光源各部分產(chǎn)生的干涉條紋的光強(qiáng)分布都相同，各套干涉條紋強(qiáng)度相加的結(jié)果使屏上各處光強(qiáng)相等，變得一片模糊而無法分辨．由（5）式和（7）式，求得為使條紋能被分辨，擴(kuò)展光源允許的最大寬度

（9）3.如圖2所示，是由擴(kuò)展光源上端邊緣發(fā)出的平行光，是由擴(kuò)展光源下端邊緣發(fā)出的平行光．設(shè)光線交于點(diǎn)，光線交于點(diǎn)．光束中的光線經(jīng)過到達(dá)觀察屏上P點(diǎn)；光線經(jīng)過到達(dá)觀察屏上P點(diǎn)，兩相干光波產(chǎn)生干涉，在觀察屏上產(chǎn)生一套干涉條紋．同理，平行光束在觀察屏上產(chǎn)生另一套干涉條紋．從擴(kuò)展光源不同部位發(fā)出的、傾角在0和之間不同角度入射的平行光束，經(jīng)邁克爾遜測(cè)星儀相應(yīng)的反射鏡走過不同路徑到雙孔，然后在觀察屏上產(chǎn)生很多套干涉條紋．這些干涉條紋光強(qiáng)度彼此相加，屏幕上就形成了光強(qiáng)度的分布圖像．根據(jù)第2問的結(jié)果，其清晰度取決于來自擴(kuò)展光源上下邊緣發(fā)出的平行光與分別在屏幕上產(chǎn)生兩套干涉條紋的相對(duì)位置錯(cuò)開的程度。由對(duì)稱性考慮，平行光束中兩條光線和在觀察屏上的光程差為0，即平行光產(chǎn)生的那套干涉條紋的零級(jí)亮紋就在處．現(xiàn)討論以傾角斜入射的平行光束通過整個(gè)光學(xué)裝置后，在觀察屏上某點(diǎn)發(fā)生干涉時(shí)的光程差．光束中的光線入射M1的光線經(jīng)M3反射到達(dá)，光線從點(diǎn)算起，所經(jīng)光程為；光線入射M2的光線經(jīng)M4反射到達(dá)，光線從點(diǎn)算起，所經(jīng)光程為．由對(duì)稱性可得

（1）也就是說從M1和M2算起，光線和到達(dá)與的光程是相等的，但是光線和在到達(dá)M1和M2時(shí)，二者的相位卻不同．由作斜入射光線的垂線交點(diǎn)，與相位相等，因此，斜入射的兩條平行光線和到達(dá)S1和S2時(shí)的相位差是光程差引起的（2）從擴(kuò)展光源下邊緣發(fā)出的平行光束斜入射到測(cè)星干涉儀，經(jīng)雙孔后發(fā)出的相干光在觀察屏上坐標(biāo)為y（坐標(biāo)原點(diǎn)取在上）的P點(diǎn)上引起的光程差

（3）其零級(jí)亮紋所在位置對(duì)應(yīng)的光程差，故的坐標(biāo)

（4）這也就是平行光與產(chǎn)生的干涉條紋的零級(jí)亮紋（也是兩套條紋）錯(cuò)開的距離

（5）因在線光源情況下，可以導(dǎo)出雙孔干涉的相鄰兩亮紋的間距為

（6）當(dāng)二者錯(cuò)開一個(gè)條紋間隔時(shí)，即，代入（6）式（星光波長(zhǎng)采用），得

（7）遠(yuǎn)處的星體作為擴(kuò)展光源發(fā)出的光經(jīng)過“測(cè)星儀”到達(dá)雙孔，在屏上觀察到干涉條紋的清晰度下降，由小到大調(diào)節(jié)M1、M2距離h，當(dāng)屏幕上條紋消失時(shí)，記下此時(shí)h的值代入（7）式就可確定擴(kuò)展光源角直徑的大?。ⅲ簩?shí)際星體都看作均勻亮度的圓形擴(kuò)展光源，通過調(diào)節(jié)h使屏幕上的干涉條紋消失，即各處強(qiáng)度完全相等時(shí)，通過數(shù)學(xué)計(jì)算，用邁克爾遜測(cè)星儀測(cè)量得的星體角直徑．解法二如圖3所示，對(duì)M1、M3而言，找出對(duì)的中間像和對(duì)所成的像以及光線a在M1、M3的反射點(diǎn)F和G．由物像的對(duì)稱性可知，，故

即從光線a上一點(diǎn)到和到的光程相等．同理可證，從光線b上一點(diǎn)到和到的光程相等；對(duì)M2、M4（未畫出）而言，從光線上一點(diǎn)到和到的光程相等；從光線上一點(diǎn)到和到的光程相等．因此，光線a到處與光線到處引起的光程差與沒有反射鏡M1、M2時(shí)兩光線到、處的光程相等．因a、垂直雙孔屏，故

（1）通過雙孔、后，光線a、在的光程差

（2）平行光束b斜入射時(shí)，可從、處求b、兩光線到達(dá)、處的光程差．由作的垂線（見圖4），

（3）說明光線超前于光線b．通過雙孔、后光線b、射出的相干光線在屏幕上形成的零級(jí)亮紋不可能位于處，因?yàn)槎叩竭_(dá)雙孔前光線已超前了光線b，如圖5所示，光線經(jīng)過孔后要多走一段光程來抵消前面的相位差，以達(dá)到與光線b在沒有光程差的情況下相交于遠(yuǎn)方屏幕上，形成干涉零級(jí)亮紋．該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的經(jīng)過孔后多走的光程

（4）從可求得平行光束經(jīng)雙孔后在觀察屏上的干涉零級(jí)條紋位置．由（3）式和（4）式，得

（5）的位置坐標(biāo)

（6）由小到大調(diào)節(jié)反射鏡M1、M2之間的距離（也就是、之間的距離）h，直到屏幕上的干涉條紋消失，即各處強(qiáng)度完全相等時(shí)，記下此時(shí)h的值.這時(shí)相干光在屏幕上零級(jí)亮紋位置與的距離

（7）當(dāng)?shù)扔跅l紋間隔，即

（8）代入（7）式得

（9）

由（5）、（9）兩式，得

（10）解法三：根據(jù)第2問的結(jié)果，為使條紋能被分辨，擴(kuò)展光源的允許寬度為，從而擴(kuò)展光源對(duì)雙縫中心的張角為

（1）如圖3所示，對(duì)M1、M3而言，找出對(duì)的中間像和對(duì)所成的像以及光線a在M1、M3的反射點(diǎn)F和G．由物像的對(duì)稱性可知，，故

即從光線a上一點(diǎn)到和到的光程相等．同理可證，從光線b上一點(diǎn)到和到的光程相等；對(duì)M2、M4（未畫出）而言，從光線上一點(diǎn)到和到的光程相等；從光線上一點(diǎn)到和到的光程相等．從分析可知，為經(jīng)M3、M1反射的等效像點(diǎn)，為經(jīng)M4、M2反射的等效像點(diǎn)，從而可將測(cè)星干涉看作是經(jīng)雙孔、的等效楊氏雙縫干涉，其縫距為

（2）由小到大調(diào)節(jié)反射鏡M1、M2之間的距離（也就是、之間的距離）h，直到屏幕上的干涉條紋消失，即各處強(qiáng)度完全相等，這時(shí)只需將測(cè)得的h直接替換（1）式中的d，可得計(jì)算星體角直徑的公式

（3）得到與前兩種解法相同的結(jié)果。17.知光線自空氣射入甲介質(zhì)中，入射角為60°，折射角為30°；光線從乙介質(zhì)射入空氣，入射角為45°，折射角為60°，求：（1）甲、乙