廣東省江門市新會睦洲職業(yè)中學(xué)高二物理月考試題含解析

廣東省江門市新會睦洲職業(yè)中學(xué)高二物理月考試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）右圖是一交變電流隨時間變化的圖象，此交變電流的有效值是(

)．A．7.07AB．5AC．7AD．6A參考答案：D2.“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”是唐代詩人李白描寫廬山瀑布的佳句。某瀑布中的水下落的時間是4秒，若把水的下落近似簡化為自由落體，g取10m/s2，則下列計算結(jié)果正確的是

ks5u

（

）A．瀑布高度大約是80米B．瀑布高度大約是10米C．瀑布高度大約是1000米D．瀑布高度大約是500米參考答案：A3.（單選）一個質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止開始向上提升1m，這時物體的速度為2m/s，則下列結(jié)論中錯誤的是（

）A、手對物體做功12J

B、合力對物體做功12JC、合力對物體做功2J

D、物體克服重力做功10J參考答案：B4.兩電阻R1、R2的伏安特性曲線如圖所示，由圖可知，這兩個電阻阻值之比R1:R2=。參考答案：5.（單選題）如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，A為燈泡，D為理想的電壓表．在變阻器的滑片P由B端向C端滑動的過程中A．A燈變亮，D示數(shù)變大

B．A燈變亮，D示數(shù)變小C．A燈變暗，D示數(shù)變大

D．A燈變暗，D示數(shù)變小參考答案：D將滑動變阻器的P由B端向C端滑動的過程中，變阻器接入電路的電阻減小，與A燈并聯(lián)的電路的電阻減小，外電路總電阻減小，干路電流增大，電源的內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，電壓表V的讀數(shù)變小，因為干路電流增大，所以R和內(nèi)阻所占電壓增大，則并聯(lián)部分電壓減小，所以A燈變暗。故選D。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.質(zhì)量為m，長為L的的金屬棒ab用兩根細(xì)金屬絲懸掛在絕緣架MN下面，整個裝置處在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)金屬棒通以由a向b的電流I后，將離開原位置向前偏轉(zhuǎn)α角而重新平衡，如圖。則磁感強(qiáng)度B的方向為

，大小為

。參考答案：向上；mgtanα/IL7.（20分）如圖所示電路中，電池的電動勢為E，兩個電容器的電容皆為，K為一單刀雙擲開關(guān)。開始時兩電容器均不帶電

（1）第一種情況，現(xiàn)將K與接通，達(dá)到穩(wěn)定，此過程中電池內(nèi)阻消耗的電能等于__________；再將K與斷開而與接通，此過程中電池供給的電能等于___________。

（2）第二種情況，現(xiàn)將K與接通，達(dá)到穩(wěn)定，此過程中電池內(nèi)阻消耗的電能等于__________；再將K與斷開而與接通，此過程中電池供給的電能等于___________。參考答案：（1），0；（2），評分標(biāo)準(zhǔn)：本題20分。（1）10分。其中每個空5分。

（2）10分。其中每個空5分。8.一個電流表的滿偏電流Ig=1mA，內(nèi)阻Rg=500Ω，要把它改裝成一個量程為10V的電壓表，則應(yīng)在電流表上______聯(lián)一個_________Ω的電阻.參考答案：串聯(lián)

試題分析：把電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)分壓電阻，串聯(lián)電阻阻值。考點：把電流表改裝成電壓表【名師點睛】本題考查了電壓表的改裝，知道電壓表的改裝原理是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用串聯(lián)電路特點與歐姆定律即可解答。9.(9分)約里奧·居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素衰變成的同時放出另一種粒子，這種粒子是

。是的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù)。1mg隨時間衰變的關(guān)系如圖所示，由圖象可知的半衰期為_______天，請估算4mg的經(jīng)______天的衰變后還剩0.25mg。

參考答案：正電子，14，5610.兩定值電阻R1∶R2＝4∶3，若將它們串聯(lián)后接到電源上，R1與R2兩端的電壓之比U1∶U2=＿＿＿；若將它們并聯(lián)后接到電源上，R1與R2消耗的功率P1∶P2=＿＿＿。參考答案：、4∶3、3∶411.如圖所示，用外力將單匝矩形線框從勻強(qiáng)磁場的邊緣勻速拉出．設(shè)線框的面積為S，磁感強(qiáng)度為B，線框電阻為R，那么在拉出過程中，通過導(dǎo)線截面的電量是______．若加速拉出，則通過導(dǎo)線截面的電量比勻速拉出

（填“大”“小”或“相等”）參考答案：12.（6分）電視顯像管應(yīng)用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理。實際上，在水平方向和豎直方向都有磁場，它們是水平方向的磁場使電子束產(chǎn)生

方向的分速度，而

方向的磁場使電子束產(chǎn)生水平方向的分速度。參考答案：豎直、豎直13.（4分）如圖所示，已知電源的內(nèi)電阻r=2Ω，定值電阻R1=0.5Ω，R0是阻值范圍為0～5Ω的滑動變阻器，當(dāng)滑動變阻器R0的阻值調(diào)為______Ω時，電阻R1上消耗的功率最大；當(dāng)滑動變阻器的阻值R0調(diào)為______Ω時，變阻器上所消耗的功率最大。參考答案：0、2.5三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.分子勢能隨分子間距離r的變化情況可以在如圖所示的圖象中表現(xiàn)出來，就圖象回答：（1）從圖中看到分子間距離在r0處分子勢能最小，試說明理由．（2）圖中分子勢能為零的點選在什么位置？在這種情況下分子勢能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，對嗎？（3）如果選兩個分子相距r0時分子勢能為零，分子勢能有什么特點？參考答案：解：（1）如果分子間距離約為10﹣10m數(shù)量級時，分子的作用力的合力為零，此距離為r0．當(dāng)分子距離小于r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大．如果分子間距離大于r0時，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的增大而增大．從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢能都增大．所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點．（2）由圖可知，分子勢能為零的點選在了兩個分子相距無窮遠(yuǎn)的位置．因為分子在平衡位置處是分子勢能最低點，據(jù)圖也可以看出：在這種情況下分子勢能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正確的．（3）因為分子在平衡位置處是分子勢能的最低點，最低點的分子勢能都為零，顯然，選兩個分子相距r0時分子勢能為零，分子勢能將大于等于零．答案如上．【考點】分子勢能；分子間的相互作用力．【分析】明確分子力做功與分子勢能間的關(guān)系，明確分子勢能的變化情況，同時明確零勢能面的選取是任意的，選取無窮遠(yuǎn)處為零勢能面得出圖象如圖所示；而如果以r0時分子勢能為零，則分子勢能一定均大于零．15.（4分）如圖是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流電時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊接處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起，我國生產(chǎn)的自行車車架就是用這種辦法焊接的。請定性地說明：為什么交變電流的頻率越高，焊接處放出的熱量越多？參考答案：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場的變化就越快。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大，感應(yīng)電流就越大(2分)，而放出的熱量與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高，焊接處放出的熱餐越多(2分)。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實驗的示意圖，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點的光程差為零，相干的結(jié)果產(chǎn)生一亮紋，稱為零級亮紋。為了研究有一定寬度的擴(kuò)展光源對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)生的零級亮紋，與P0的距離2.當(dāng)光源寬度為的擴(kuò)展光源時，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，各線光源對應(yīng)的干涉條紋將彼此錯開，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、波長皆為。當(dāng)增大導(dǎo)致零級亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時光源的寬度3.在天文觀測中，可用上述干涉原理來測量星體的微小角直徑。遙遠(yuǎn)星體上每一點發(fā)出的光到達(dá)地球處都可視為平行光，從星體相對的兩邊緣點發(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，為測量如些微小的角直徑，邁克爾遜設(shè)計了測量干涉儀，其裝置簡化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個平面反射鏡，它們兩兩平行，對稱放置，與入射光（a、a′）方向成45°角。S1和S2是一對小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對稱調(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著的兩邊緣點發(fā)來的平行光束。設(shè)光線a、a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長是，試導(dǎo)出星體上角直徑的計算式。注：將星體作圓形擴(kuò)展光源處理時，研究擴(kuò)展光源的線度對于干涉條紋圖像清晰度的影響會遇到數(shù)學(xué)困難，為簡化討論，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亮紋的位置設(shè)點的坐標(biāo)為，它也就是光源與S分別對應(yīng)的干涉條紋的零級亮紋之間的距離，即

由雙縫到點的光程差，從作的垂線交于H點，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，對于光源最邊緣點有

（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)生的干涉條紋錯開了一個條紋間距．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，光線交于點．光束中的光線經(jīng)過到達(dá)觀察屏上P點；光線經(jīng)過到達(dá)觀察屏上P點，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位置錯開的程度。由對稱性考慮，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亮紋就在處．現(xiàn)討論以傾角斜入射的平行光束通過整個光學(xué)裝置后，在觀察屏上某點發(fā)生干涉時的光程差．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)，光線從點算起，所經(jīng)光程為．由對稱性可得

（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，二者的相位卻不同．由作斜入射光線的垂線交點，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)原點取在上）的P點上引起的光程差

（3）其零級亮紋所在位置對應(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亮紋（也是兩套條紋）錯開的距離

（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)二者錯開一個條紋間隔時，即，代入（6）式（星光波長采用），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，記下此時h的值代入（7）式就可確定擴(kuò)展光源角直徑的大小．注：實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，通過數(shù)學(xué)計算，用邁克爾遜測星儀測量得的星體角直徑．解法二如圖3所示，對M1、M3而言，找出對的中間像和對所成的像以及光線a在M1、M3的反射點F和G．由物像的對稱性可知，，故

即從光線a上一點到和到的光程相等．同理可證，從光線b上一點到和到的光程相等；對M2、M4（未畫出）而言，從光線上一點到和到的光程相等；從光線上一點到和到的光程相等．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，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亮紋不可能位于處，因為二者到達(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，形成干涉零級亮紋．該點所對應(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，記下此時h的值.這時相干光在屏幕上零級亮紋位置與的距離

（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)展光源對雙縫中心的張角為

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

即從光線a上一點到和到的光程相等．同理可證，從光線b上一點到和到的光程相等；對M2、M4（未畫出）而言，從光線上