1、 2006 年江苏省海安实验中学高二下学期期中测试物理试卷 2006.5. 一、单项选择题：每小题 4 分，共 20 分 1、甲、乙、丙、丁四种介质的折射率如下表所示： 介质 甲 乙 丙 丁 折射率 1.63 1.90 1.55 1.36 现欲从中选出两种介质分别作为光导纤维的内芯和包层，则右面 A、 B、 C、 D 四种方案中可行的是： ( ) 2、 英国物理学家托马斯 杨巧妙地解决了相 干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象 。 右图为实验装置简图， M 为竖直线光源 (长直灯丝钠灯 )、 N 和 O 均为有狭缝的遮光屏、 P 为像屏 。 现有四种不同带有狭缝的遮光屏，实验时的正确
2、选择是 （ ） （ A） N 应选 1， O 应选 2 。 （ B） N 应选 3， O 应选 4 。 （ C） N 应选 1， O 应选 4 。 （ D） N 应选 3， O 应选 2 。 3、多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速。现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的，如图所示为经 过双可控硅调节后加在灯泡上的电压，即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去（调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变灯泡上的电压），那么现在灯泡上的电压为（ ） A U0 B20UC 30U
3、D 20U 4、通过研究发现：若氢原子处于各定态时具有的能量值分别为 E1 0eV， E2 10.2eV， E3 12.1eV， E4 12.8eV， E5 13.06eV。请根据以上条件回答：氢原子从第 4 能级跃迁到第 3能级时，辐射的光子照射某金属，刚好发生光电效应。现有大量处于 n 5 激发态的原子，向低能级跃迁时所辐射的各种能量的光子中，可以使该金属发生光电效应的频率种类有：( ) A、 7 种 B、 8 种 C、 9 种 D、 10 种 方案 A B C D 包层 乙 丙 丁 乙 内芯 甲 丁 甲 丙 P O N M 4 3 2 1 U t T /4 T /2 T 2 T U 0
4、- U 0 O 3 T / 4 5、如图所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，不可采用的方法是： ( ) A、 S 闭合时只增加副 线圈的匝数 B、只增加原线圈的匝数 C、 S 闭合时只减小用电器 R1 的电阻 D、开关 S 由断开到闭合 二、多项选择题：每小题 4 分，共 20 分 6、 下列叙述中符合物理学史实的有 ( ) A托马斯 杨通过对光的干涉现象的研究 ， 证实了光具有波动性 B卢瑟福通过 “ 粒子散射实验 ” 的研究，发现了原子核是由质子和中子组成的 C麦克 斯韦 根据电磁场理论 ，提出了光是一种电磁波 D贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原
5、子的核式结构 学说 7、 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地 含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是 （ ） (A) 23892U 衰变成 20682Pb 要经过 6 次 衰变和 8 次 衰变。 (B) 氡的半衰期为 3.8 天，若有 4 个氡原子核，经过 7.6 天后就一定只剩下 1 个氡原子核。 (C) 放射性元素发生 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的。 (D) 射线与 射线一样是电磁波，但穿透本领远比 射线弱。 8、下列叙述中与光的波 动性有关的是（ ） A.用光导纤维传播信号 B.用透明的标准样板与单色光检查工件表面
6、的平整度 C.一束白光通过三棱镜形成彩色光带 D.水面上的油膜呈现彩色 9、 一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动的过程中，线框中的最大磁通量为 m，最大感应电动势为 Em，下列说法中正确的是（ ） A当磁通量为零时，感应电动势也为零 B当磁通量减小时，感应电动势在增大 C当磁通量等于 0.5m 时，感应电动势等于 0.5Em D 线框转动的 角速度 等于 Em m 10、 1961 年 德国学者约恩孙发表了一篇论文，介绍了他用电子束的一系列衍射和干涉实验。其中他做的双缝干涉实验，与托马斯杨用可见光做的双缝干涉实验所得的图样基本相同，这是对德布罗意的物质波理论的又一次
7、实验验证。根据德布罗意理论，电子也具有波粒二象性，其德布罗意波长 ph/ ，其中 h 为普朗克常量， p 为电子的动量。约恩孙实验时用50kV 电压加速电子束，然后垂直射到间距为毫米级的双缝上，在与双缝距离约为 35 cm 的屏上得到了干涉条纹，但条纹间距很小。下面所说的 4 组方法中，哪些方法一定能使条纹间距变大？ ( ) A、降低加速电子的电压，同时加大双缝间的距离 B、降低加速电子的电压，同时减小双缝间的距离 C、加大双缝间的距离，同时使衍射屏靠近双缝 D、减小双缝间的距离，同时使衍射屏远离双缝 三、实验题：每小题 10 分，共 20 分 11、学校开展研究性学习。某研究小组的同学根据所
8、学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示，在一个圆盘上，过其圆心 O 作两条互相垂直的直径 BC、 EF。在半径 OA 上，垂直盘面插上两根大头针 P1、 P2 并保持 P1、 P2 位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入 液体中，而且总使液面与直径 BC 相平， EF 作为此界面的法线，而后在右上方区域观察 P1、 P2 的像，并在圆周上插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、 P2 的像。同学们通过计算，预先在圆周 EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据 P3 所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值，试回答以下问题： （ 1）若 AOF=30， OP3 与 OC 的
9、夹角为 30，则 P3 处所刻折射率的值为 （ 2）图中 P3、 P4 两位置哪一处所对应的折射率的值大？答： （ 3）作 AO 的延长线交圆周于 K，则 K 处所对应的折射率值应 为 （ 4）用此装置、此方法，能测量液体的折射率最大为 12、 1801 年，托马斯杨用双缝干涉实验研究了光波的性质 1834 年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果 (称洛埃镜实验 ) (1)洛埃镜实验的基本装置如图所示， S 为单色光源， M 为一平面镜试用平面镜成像作图法在答题卡上画出 S 经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域 (2)设光源 S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为 a
10、 和L，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹相邻两条亮纹 (或暗纹 )间距离 x 的表达式 四、论述计算题： 13、 14 题每小题 14 分， 15、 16 题每小题 15 分， 17、 18 题每小题 16 分，共 90 分 13、 用波长 为 0.33 m 的紫外线照射某金属，发生了光电效应。利用电场对光电子的减速作用，测出了光电子的最大初动能为 2.710-19J。取普朗克常量 h=6.6 10-34J s。 （ 1） 求该金属的逸出功 A O B C E F P 3 P 4 P 1 P 2 K （ 2） 至少用多大频率的光照射该金属才能发生光电效应？ 14、 如图所示， 一束光线以 60
11、的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一 光点 P。现在将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，如图所示，则进入透明体的光线经平面境反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的光点P 与原来相比向左平移了 3.46cm，已知透明体对光的折射率为 3 。 （ 1）作出后来的光路示意图，标出 P 位置； （ 2）透明体的厚度为多大？ （ 3）光在透明体里运动的时间多长？ 15、人们利用发电机把天然 存在的各种形式的能（水流能、风能、煤等燃烧的化学能）转化为电能 .为了合理的利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地 方 .但是，用电的地方往往很远 .因此，需
12、要高压输送线路把电能输送到远方 .如果，某发电站将U=6000V 的电压直接地加在高压输电线的入端，向远方供电，且输送的电功率为 P=800kW.则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差 E=9600kWh（ 1 kWh=1 度电） .求： 此种情况下，高压线路的输电效率和终端电压 . 若要使此高压输电线路的输电效率为 98%，则在发电站处应安装一个变压比（ n1 n2）是多少的变压器？ 16、 核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优 势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应
13、是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子了。若已知氘原子的质量为 2.0141u，氚原子的质量为 3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为 1.0087u， 1u=1.66 10-27kg。 写出氘和氚聚合的反应方程。 试计算这个核反应释放出来的能量。 若建一座功率为 3.0 105kW 的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要 消耗多少 千克 的氘？ （一年按 3.2 107s 计算，光速 c=3.00 108m/s，结果取二位有效数字） 17、 如图所示，相距 为 d 的 A、 B 两平行金属板足够大，板间电压 恒 为 U，
14、 有一 波长为 的 细 激光 束 照射到 B 板中央， 使 B 板发生 光电效应 。已知普朗克恒量为 h，金属板 B 的逸出功为 W， 电子质量为 m，电荷量 e，求： 从 B 板运动到 A 板所需时间最短的光电子，到达 A 板时的动能； B A d 光电子从 B 板运动到 A 板时所需的最长时间。 18、 将氢原子中的电子的运动看作是绕氢核做匀速圆周运动，这时在研究电子运动 的磁效应时，可将电子的运动等效为一环形电流，环的半径等于电子的轨道半径 r。现对一氢原子加上一磁场，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直电子的轨道平面，这时电子运动的等效电流用 I1来表示，现将外磁场反向，但磁场的磁感应强度大小不变，仍为 B，这时电子运动的等效电流用 I2 来表示，假设在加上外磁场以及外磁场反向时，氢核的位置、电子运动的轨道平面以及轨道半径都不变，求外磁场反向后电子运动的等效电流的差，即 I1一 I2等于多少？用 m 和 e 表示电子的质量和电量。
