2010年北京四中高二下学期期末考试物理试题

我国广东大亚湾核电站是我国首座大型商用核电站，年发电量近150亿千瓦时。核电站是利用核裂变产生的核能来发电的。下列四个核反应方程属于核裂变反应的是

A．

B．

C．

D．

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光照射到金属表面上能够发生光电效应，下列关于光电效应的叙述中，正确的是

A．金属电子逸出功与入射光的频率成正比

B．单位时间内逸出的光电子数与入射光强度无关

C．用绿光照射金属比用紫光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大

D．对某一种金属，入射光的波长必须小于极限波长才能产生光电效应

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下列事例中表明光子不但具有能量，而且象实物粒子一样具有动量的是

A．康普顿效应

B．光的偏振现象

C．光的色散现象

D．光的干涉现象

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在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示。当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P₁、P₂的位置，使输出电压稳定在220V上。现发现输出电压低于220V，下列措施正确的是

A．P₁不动，将P₂向上移

B．P₂不动，将P₁向下移

C．将P₁向上移，同时P₂向下移

D．将P₁向下移，同时P₂向上移

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两个相同的白炽灯L₁和L₂，接到如图所示的电路中，灯L₁与电容器串联，灯L₂与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为U_m、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L₁的亮度大于灯L₂的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是

A．最大值仍为U_m，而频率大于f

B．最大值仍为U_m，而频率小于f

C．最大值大于U_m，而频率仍为f

D．最大值小于U_m，而频率仍为f

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在电信传输过程中，把传输的电信号加载在高频等幅振荡上的过程叫做

A．调制      B．调频      C．调幅      D．调谐

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氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光，从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光。关于这两种光的下列说法正确的是

A．a光的光子能量比b光的光子的能量大

B．在同种介质中a光的传播速度比b光的传播速度小

C．若a光不能使某金属发生光电效应，则b光一定不能使该金属发生光电效应

D．在同一双缝干涉装置进行实验，所得到的相邻干涉条纹的间距，a光的比b的大一些

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在平静的水面上激起一列水波，使水面上漂浮的小树叶在3.0s内全振动了6次。当某小树叶刚开始第6次周期振动时，沿水波传播的方向与该小树叶相距1.0m、浮在水面的另一小树叶刚好开始振动，则

A．此水波的周期为2.0s

B．此水波的波长为1/6m

C．此水波的传播速度为0.40m/s

D．若振动的频率变大，则同样条件下波传播到1.0m远的另一小叶处所用时间将变短

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如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率n_P<n_Q，则下列说法正确的是

A．一定没有光线从Q的下表面射出

B．从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线平行

C．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定大于θ

D．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ

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日常生活中，我们常用微波炉来加热食品。它是利用微波来工作的。接通电源后，220V的交流电经过变压器后，在次级产生2000V高压交流电，加到磁控管两级之间，使磁控管产生微波。下列说法中正确的是

A．微波炉的变压器原副线圈的匝数之比为11∶100

B．微波还广泛用于电视、雷达

C．微波能产生反射，但不能产生干涉现象

D．微波是一种波长较短的电磁波，它可以在真空中传播

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矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示。下列说法正确的是

A．此交流电的频率为0.2Hz

B．此交流电动势的有效值为1V

C．t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行

D．线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为

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右图给出了核子平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数的关系。下列说法中正确的是

A．在α粒子散射实验的基础上卢瑟福提出了原子的核式结构模型

B．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，放出的放射线通过磁场，其中一定不偏转的射线是γ射线

C．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能

D．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收核能

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家用节能灯正常工作时约有40%的电能转化为可见光。若普朗克常数取6×10^－34J·s，可见光频率取6×10¹⁴Hz。根据节能灯功率和以上数据可以估算出节能灯1秒钟释放出的光子数最接近

A．1×10⁴⁸        B．1×10³⁴          C．1×10¹⁹        D．1×10¹⁴

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在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断中正确的是

A．和输送电线上电压降的平方成反比

B．和输送电压的平方成正比

C．和输送电线上电压降的平方成正比

D．和输送电压的平方成反比

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如图所示，是一列简谐横波在某时刻的波形图。若此时质元P正处于加速运动过程中，则此时

A．质元Q和质元N均处于加速运动过程中

B．质元Q和质元N均处于减速运动过程中

C．质元Q处于加速运动过程中，质元N处于减速运动过程中

D．质元Q处于减速运动过程中，质元N处于加速运动过程中

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关于波的衍射，正确的是

A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象

B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显

C．孔越大，则衍射现象越明显

D．当障碍物的尺寸与波长差不多时，会发生明显的衍射现象

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关于多普勒效应，下列说法中正确的是

A．设波源相对介质不动，观察者远离波源，则接收到机械波的频率减小

B．设波源相对介质不动，观察者靠近波源，则接收到的机械波频率增大

C．设观察者相对介质不动，波源接近观察者时，观察者接收到的频率减小

D．设观察者相对介质不动，波源远离观察者时，观察者接收到的频率增大

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如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A、E摆长相等。先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则

A．其它各摆摆动周期跟A摆相同

B．其它各摆振动振幅大小相同

C．其它各摆振动振幅大小不相同，E摆振幅最大

D．其它各摆振动周期大小不同，D摆周期最大

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在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图所示。那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个

A．              B．

C．            D．

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在变电所里，需要用交流电表去监测电网上的强电流。由于电网中的电流通常会超过一般电流表的量程，因此常使用电流互感器。下面四个图中，正确反映电流互感器工作原理的是

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图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置。当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系。已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s，图乙所示的一段木板的长度为0.60m，则这次实验沙摆的摆长为（取g =π²）

A．0.56m

B．0.65m

C．1.00m

D．2.25m

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如图所示，理想变压器原线圈输入交变电流i=I_msinωt，副线圈接有一电流表和负载电阻R，电流表的示数为0.10A。在t=T时（T为交流电的周期），原线圈中的电流瞬时值为0.03A。由此可知该变压器的原、副线圈的匝数比为（     ）

A．10:3     B．3:10    C．10:3     D．3:10

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如图所示，是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长为L，它的玻璃芯的折射率为n₁，外层材料的折射率为n₂。若光在空气中的传播速度近似为c，则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程中，则下列判断中正确的是

A．n₁< n₂，光通过光缆的时间等于

B．n₁< n₂，光通过光缆的时间大于

C．n₁> n₂ ，光通过光缆的时间等于

D．n₁> n₂ ，光通过光缆的时间大于

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电磁辐射对人体有很大危害，可造成失眠、白细胞减少、免疫功能下降等。按照有关规定，工作场所受电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5W/m²。若某小型无线电通讯装置的电磁辐射功率是1.0W，则至少距该装置多远以外才是安全的？

A．0.4m以外                             B．0.8m以外

C．1.0m以外                             D．1.2m以外

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如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，输出端接有一交流电动机，其线圈的电阻为R。将原线圈接在正弦交流电源两端，变压器的输入功率为P₀时，电动机恰好能带动质量为m的物体匀速上升，此时理想电流表的示数为I。若不计电动机的机械损耗，重力加速度为g，则下列说法正确的是

A．电动机的输出功率为

B．原线圈两端电压的有效值为kIR

C．原线圈中电流的有效值为

D．副线圈两端电压的有效值为IR

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消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来消弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，产生波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播。当声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r₁和r₂的路程，再在b处相遇，即可达到消弱噪声的目的。若Δr= r₂ – r₁, 则Δr等于

A．波长λ的整数倍

B．波长λ的奇数倍

C．半波长的奇数倍

D．半波长的偶数倍

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如图所示，一验电器与锌板用导线相连，现用一紫外线灯照射锌板，关灯之后，验电器指针保持一定的偏角 （      ）

A．将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大

B．将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将不变

C．使验电器指针回到零，改用强度更大的紫外线灯照射锌板，验电器的指针偏角将增大

D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转

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用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么

A．a光的波长一定大于b光的波长

B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转

C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c

D．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大

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有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图所示。它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表（实质是理想电流表）。设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R =30–0.02F（F和R的单位分别是N和Ω）。下列说法中正确是

A．该秤能测量的最大体重是1300N

B．体重为1300N应标在电流表刻度盘2A刻度处

C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘0刻度处

D．该秤零刻线应标在电流表刻度盘的最右端

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图1是t=1.0s时沿x轴负方向传播的平面简谐波的图象，已知波速v=1.0m/s。对于x=1.0m处的质元的振动图象可能是下面图2、图3中①②③④中的

A．①           B．②           C．③          D．④

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某位同学用下面的方法测量某种液体的折射率。如图所示，他在一个烧杯中装满了某种透明液体，紧贴着杯口竖直插入一根直尺AB，眼睛从容器边缘的P处斜向下看去，观察到A经液面反射所成的虚像A′恰好与B经液体折射形成的虚像重合。他读出直尺露出液面的长度AC、没入液体中的长度BC，量出烧杯的直径d。由此求出这种透明液体的折射率为

A．     B．     C．     D．

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如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的

A             B             C              D

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在其他能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势.在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.

（1）核反应方程式+n→++aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为______，a=______.以m_U、m_Ba、m_Kr分别表示、、的质量.m_n、m_p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述反应过程中放出的核能ΔE=__________________________.

（2）有一座发电能力为P=1.00×10⁶ kW的核电站，核能转化为电能的效率η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10^－11 J,的质量m_U=390×10^－27 kg.求每年（1年=3.15×10⁷ s）消耗的的质量.

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（10分）发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户,如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器.

（1）画出上述输电全过程的线路图.

（2）若发电机的输出功率是 100 kW,输出电压是250 V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为 1∶25,求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流.

（3）若输电导线中的电功率损失为输入功率的 4%,求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压.

（4）计算降压变压器的输出功率.

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（10分）光子具有能量，也具有动量。光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压”。光压的产生机理如同气体压强：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。设太阳光每个光子的平均能量为E，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P₀。已知光速为c，则光子的动量为E/c。求：

（1）若太阳光垂直照射在地球表面，则时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？

（2）若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内被完全反射（即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽略不计），则太阳光在该区域表面产生的光压（用I表示光压）是多少？

（3）有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为ρ，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的倍。设太阳帆的反射系数ρ=0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r=15m，飞船的总质量m=100kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P₀=1.4kW，已知光速c=3.0×10⁸m/s。利用上述数据并结合第（2）问中的结论，求太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少?不考虑光子被反射前后的能量变化。（保留2位有效数字）

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某同学用如图甲所示的实验装置，做《用双缝干涉测光的波长》的实验，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离Δx。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第1亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示，则图丙的示数x₁=___________mm；图丁的示数x₂=___________mm。如果实验中所用的双缝间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm，则计算波长的表达式λ=_____________（用已知量和直接测量量的符号表示）。根据以上数据，可得实验中测出的光的波长λ=_____________m。

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某同学在做“有单摆测定重力加速度”的实验。

①测摆长时测量结果如图1所示（单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐），摆长为________cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示，秒表读数为________ s．

②他测得的g值偏小，可能的原因是（    ）

A．测摆线长时摆线拉得过紧

B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了

C．开始计时时，秒表提前按下

D．实验中误将49次全振动数为50次

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利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。实验方法如下：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P₁和P₂，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P₁ P₂通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率。实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等。

（A）某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P₁、P₂两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P₁、P₂的像，原因

是________，他应该采取的措施是________________________________________________________.

（B）为了确定光线P₁P₂通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插

　　　　枚大头针。

（C）请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“×”表示，做出光路图。为了计算折射率，应该测量的量（在光路图上标出），有：　　　　　　　　，计算折射率的公式是　　　　　　　。

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细绳的一端在外力作用下从t=0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波。在细绳上选取15个点，图1为t=0时刻各点所处的位置，图2为t=T/4时刻的波形图（T为波的周期）。在图3中画出t=3T/4时刻的波形图。

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