1、 2009 年春季 湖北省黄冈中学高二物理期中考试试题 一、选择题（本题共 12小题，每小题 5分，共 60分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得 5分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分。） 1 现有 a、 b、 c三束单色光，其波长关系为 abc 有 b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应，若分别用 a光束和 c光束照射该金属，则可以断定（ ） A a光束照射时，不能发生光电效应 B c光束照射时，不能发生光电效应 C a光束照射 时，释放出的光电子数目最多 D c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小 2 一束光从空气射向折射率 2n
2、 的某种玻璃的表面，如图 11 所示， i代表入射角，则（ ） A当 i 45时会发生全反射现象 B无论入射角 i 是多大，折射角 r都不会超过 45 C欲使折射角 r=30，应以 i=45的角度入射 D当入射角 arctan 2i 时，反射光线跟折射光线互相垂直 3 如 12 图，主截面是等边三角形的三棱镜，折射率为 2 ，光线从它的一个面垂直入射，则它从三棱镜射出的光线为图所示的 a、 b、 c中的（ ） A a B b C c D都不正确 4 如图 13 所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成 a、 b、 c 三束单色光，则这三束单色光（ ） A频率关系是 abc 图 1 1 图 1 2
3、 图 1 3 5 一束白光从顶角为 的三棱镜一边以较大的入射角 1 射入，在屏 P上可得到彩色光带，如图 14 所示，在入射角 1 逐渐减小到零的过程中，假如屏上彩色光带先后全部消失，则（ ） A红光最先消失，紫光最后消失 B紫光最先消失，红光最后消失 C紫光最先消失，黄光最后消失 D红光和紫光一起同时消失 6 图 15 是双缝干涉的实验装置示意图，其中 S 是单缝， S1、 S2为双缝， P 为光屏，实验时从左侧入射平行光，判断下述说法中正确的是（ ） A把入射平行光由绿光换成紫光后 ，屏上干涉条纹中相邻两条明纹 间的距离就变大 B把入射光由绿光换成红光后，屏上干涉条纹中相邻两条明纹间的 距
4、离就变大 C入射光为单色平行光，当双缝 S1、 S2之间的距离变小时，屏上干涉条纹中相邻两条明纹间的距离变小 D若入射光为白光，将缝 S1左边加红色滤光片（只透过红光），将缝 S2左边加蓝色滤光片（只透过蓝光），则屏上出现彩色干涉条纹 7 如图 16 所示， ABC 为一等腰直角玻璃棱镜的横截面，该玻璃临界角小于 45，一束白光平行于 BC面射到 AB面上，折射后 能射到 BC面上；该光束射出棱镜的情况是（ ） A从 BC面射出，是不平行的彩色光束 B从 AC面射出，是平行于 BC面的彩色光束 C从 AC面射出，是不平行的彩色光束 D从 BC面射出，是一束平行的彩色光束 8 如图 17 所示，
5、当电键 K断开时，用光子能量为 2.5eV的一束光照射阴极 P，发现电流表读数不为零，合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于 0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 0.60V时，电流表读数为零，由此可知阴极材 料的逸出功为（ ） A 1.9eV B 0.6 eV C 2.5 eV D 3.1 eV 9 处于基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率为 1v 、 2v 、 3v 的三种光，且 1 2 3v v v，则该照射光的光子能量（ ） A 1hv B 2hv C 3hv D 12()hv v 图 1 4 图 1 5 图 1 6 图 1 7 10在匀强磁场里有一
6、个原来静止的放射性元素 23892U ，由于发生 衰变而变为一种新元素钍核 23490Th ，假设衰变时释放的核能全部转化为 粒子和钍核的 动能，则 粒子和钍核的动能之比以及它们在磁场中运动的半径之比为（ ） A 1 1，两内切圆，半径之比为 1 45 B 4 234，两外切圆，半径之比为 45 1 C 234 4，两外切圆，半径之比为 45 1 D 2 90，两内切圆，半径之比为 1 45 11一个 23592U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为 235 192 0Un 94 138 0X Sr 2 n，则下列叙述正确的是（ ） A X原子核中含有 86 个中子 B
7、X原子核中含有 141个核子 C因为裂变时释放能量，根据 2E mc ，所以裂变后的总质量数增加 D因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少 12如图 18 所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为 B，磁场区域的宽度均为 a，一正三角形（高度为 a）导线框 ABC 从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁 场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下图中感应电流 I 与线框移动距离 x 的关系图象正确的是（ ） 二、实验题（本题共两小题，共 16分） 13（ 6 分）在一次测玻璃的折射率实验中，采用了如下方法，将一块半圆形玻璃砖放在水平面上（如图 19 所示），用一束
8、光线垂直于玻璃砖直径平面射入圆心 O，以 O为转轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃砖，当刚转过 角时，观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线，这样就可 以知道该玻璃砖的折射率 n 的大小，那么，上述测定方法主要是利用了 的原理，该玻璃的折射率 n= 。 图 1 8 图 1 9 14（ 10 分）现有毛玻璃 A、双缝 B、白光光源 C、单缝 D和透红光的滤光片 E等光学元件，要把它们放在下图 110 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。 （ 1）将白光光源 C放在光具座的最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为 C、 、 A。 （ 2）实验的步骤有：
9、 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒的轴线把屏照亮； 按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； 用米尺测量双缝到屏的轴线上； 用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。 在操作步骤时还应注意 和 。 （ 3）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 11 甲所示，然后同方向转 动测量头，使分划板中心刻线与第 6条亮纹的中心对齐此时图 11 乙所示轮上的示数为 mm，求得相邻亮纹的间距 x 为 mm。 （ 4）已知双缝间距 d 为 42.0 10 m ，测得双缝到屏的距离 l 为
10、 0.700 m，由计算式 _，求得所测红光波长为 _nm. 图 1 10 图 1 11 三、计算题（本题共 4 小题，共 44 分，解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位） 15（ 8分）如图 112 所示的直角三棱镜中 70A ，入射光线垂直于 AB 面，求光线从棱镜第一次折射射入空气时的折射角，并作出光路图，已知折射率 2.n 16（ 8分）钍核 23090Th 发生衰变生成镭核 22688Pa 并放出一个粒子 . 设该粒子的质量为 m、电荷量为 q，它进入电势差为 U的带窄缝的平行平板电极 S1和 S2间电场时，
11、其速度为 v0，经电场加速后，沿 Ox方向进入磁感应强度为 B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场， Ox垂直平板电极 S2. 当粒子从 P 点离开磁场时，其速度方向与 Ox 方向的夹角 60，如图 113 所示，整个装置处于真空中 . （ 1）写出钍核的衰变方程； （ 2）求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径 R； （ 3）求粒子在磁场中运动所用时间 t. 17（ 12分）如图 114 甲所示，两根足够长的直金属导轨 MN、 PQ 平行放置在倾角为 的绝缘斜面上，两导轨间距为 L. M、 P 两点间接在阻值为 R 的电阻 . 一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直 . 整
12、套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下 . 导 轨和金属杆的电阻可忽略 . 让 ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦 . （ 1）由 b向 a方向看到的装置如图 114 乙所示，请在此图中画出 ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图； （ 2）在加速下滑过程中，当 ab杆的速度大小为 v时，求此时 ab 杆中的电流及其加速度的大小； （ 3）求在下滑过程中， ab 杆可以达到的速度最大值 . 图 1 12 图 1 13 图 1 14 甲 乙 18（ 16 分）如图 115 所示，在直角坐标系的第一、二象 限内有垂直于纸面的匀强磁场，第三象
13、限有沿 y轴负方向的匀强电场，第四象限内无电场和磁场 . 质量为 m、带电荷量为 q的粒子从 M点以速度 v0沿 x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经 N 和 x 轴上的 P 点最后又回到 M 点 . 设OM OP L， 2ON L ，求： （ 1）电场强度 E的大小； （ 2）匀强磁场的磁感应强度 B的大小和方向； （ 3）粒子从 M点进入电场，经 N、 P点最后又回到 M点所用的时间 . 参考答案 一、选择题 1 A 2 BCD 3 B 4 C 5 B 6 B 7 B 8 A 9 CD 10 C 11 A 12 C 二、实验题 13全反射， 1sin14（ 1） E、 D、 B （
14、2）单缝和双缝间的距离约为 5cm 10cm，使单缝与双缝相互平行 （ 3） 13.870 2.310 （ 4） dxl， 26.610 三、计算题 15解：由 1sinCn得， 45C ，作垂直 AB的入射光线 OO1，在 AC 界面上入射点为 O1，由图中几何关系可知 1 70 ，1 C ，发生全反射，由反射定律得 2 70 ，作出反射光线 O1O2，在 BC上的入射点 O2，由图中的几何关系知， 3 50 45 ，光线还发生全反射，由反射定律知 4 50 ，作出反射光线 O2O3，在 AC 上的入射点为 O3，由几何关系可知 5 30 45 ，不能发生全反射，光线由 O3点折射出，根据折
15、射定律12sinsinn ，图 1 15 得12 12s i n s i n 2 s i n 3 0 2 22n ，则 6 45. 16解：（ 1）钍核衰变方程 23090Th 4 2262 88He Ra. （ 2）设粒子离开电场时速度为 v，对加速过程有 2201122qU mv mv粒子在磁场中有 2vqvB mR由得 202 .m qURvqB m（ 3）粒子做圆周运动的回旋周期 22RmTv qB粒子在磁场中的运动时间 16tT由得 .3mt qB17解：（ 1）如图重力 mg，方向竖直向下；支持力 N，方向垂直斜面向上； 安培力 F，平行斜面向上 . （ 2）当 ab杆速度为 v时
16、，感应电动势 E BLv ，此时电路中电流 E BLvIRRab杆所受安培力 22B L vF BILR根据牛顿运动定律，有 22sin sin B L vm a m g F m gR 22sin .B L vagmR（ 3）当 22 sinB L v mgR 时， ab杆达到最大速度 mv ，22sin .m mgRv BL18解：（ 1）根据粒子在电场中运动的情况可知，粒子带负电，粒子在电场中运动所用的时间，设为 t1， x方向： 012L vt ， y方向： 2112qELtm解得：电场强度 20 .2mvE qL（ 2）设到达 N点时速度为 v，运动方向与 x轴负方向的夹角为 ，如图所
17、示 . 由动能定理得 22011 .22qE L m v m v将 202mvE qL代入得 02vv ，因为 0cos vv，所以 45. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，经过 P点时速度方向也与 x轴负方向成 45 ，从 P到 M做直线运动 . 因为 OP OM L， 2ON L ，所以 3N P N O O P L ， 22 2.P M O P O M L 粒子在磁场中的轨道半径为 32c o s 4 5 .2R N P L 又因为 mvRqB，联立解得023mvB qL，方向垂直纸面向里 . （ 3）粒子在电场中运动的时间为 t1，1 02 .Lt v设粒子在磁场中运动所用的时间为 t2，有2 03 3 2 9 .4 4 4mLtT q B v 设从 P点到 M点所用时间为 t3，则3 0022LLt vv粒子从 M点进入电场，经 N、 P点最后又回到 M点所用的时间为1 2 3 09(3 ) .4 Lt t t t v
