江西省高安中學(xué)2008―2009學(xué)年度下學(xué)期期中考試
高二年級物理(奧賽班)試題
一.選擇題(選全3分,不全對1.5分,12×3=36)
1.2002年4月21日上午9時(shí)30分左右,太陽周圍環(huán)繞一道“美麗的光環(huán)”,這是太陽的“日暈”現(xiàn)象,關(guān)于這種現(xiàn)象( )
A.屬于太陽光的衍射 B.屬于太陽光的干涉
C.屬于太陽光的折射 D.小孔成像
2.一個(gè)人站在水面平靜的湖邊,觀察離岸一段距離的水下的一條魚。這個(gè)人看到的魚的位置和魚在水下真實(shí)位置相比較,下述說法中正確的是( )
A.在魚真實(shí)位置的正上方某處
B. 在魚真實(shí)位置上方偏向觀察者的某處
C.在魚真實(shí)位置下方偏向觀察者的某外
D.所給條件不足,無法確定觀察到的魚的位置
3.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差△x=0.6μm,若分別用f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的單色光照射,則P點(diǎn)出現(xiàn)明暗條紋情況為( )
A.用頻率為f1的光照,出現(xiàn)明條紋
B. 用頻率為f2的光照,出現(xiàn)明條紋
C.用頻率為f1的光照,形成的條紋間距大
D.用頻率為f2的光照,形成的條紋間距大
4.在玻璃光學(xué)元件表現(xiàn),涂上一層氟化鎂透明薄膜,入射光垂直照射。薄膜厚度一定時(shí)可起增透作用,下列說法中正確的是( )
A.增透膜是因?yàn)榉瓷涔飧缮嫦嗉訌?qiáng)而增透作用
B.若此膜對紅光起增透作用,則對紫光也一定起增透作用
C.當(dāng)薄膜厚度等于入射光在薄膜中波長的時(shí)能起增透作用
D.當(dāng)薄膜厚度先于入射光在薄膜中波長的時(shí)能起增透作用
5.右圖所示電路元件完好、接線無松動(dòng),用一束單色光照射到光電管的
陰極K上,電路中沒有電流,可能的原因是( )
A.單色光的強(qiáng)度不夠大 B.單色光的頻率不夠高
C.光的照射時(shí)間不夠長 D.電源接反了
6.不僅原子和原子核可分,人們還認(rèn)為質(zhì)子和中子都是由被稱u夸克和d夸克兩類夸克組成。u夸克帶電量是e,d夸克帶電量是e,e為基本電荷。下列論斷中正確的是( )
A.質(zhì)子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成 B.質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成
C.中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成 D.中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成
7.某放射性物質(zhì)的半衰期為4年,初始時(shí)每秒鐘放出1×104個(gè)α粒子,在8年結(jié)束時(shí),它每秒鐘放出的α粒子數(shù)為( )
A.0.5×104個(gè) B.0.25×104個(gè) C.103個(gè) D.102個(gè)
8.下列說法中正確的是( )
A.夏天太陽光把地面曬得發(fā)熱是因?yàn)榭梢姽獾臒嵝?yīng)在各種電磁波中是最強(qiáng)的
B.醫(yī)院里透視用X射線,是因?yàn)樗歉鞣N電磁波中穿透能力最強(qiáng)的
C.陽光曬黑皮膚主要是紅外線的生理作用
D.紅外線易穿透云霧,所以應(yīng)用紅外遙感技術(shù)
9.如圖所示是一種延時(shí)開關(guān),當(dāng)S1閉合時(shí),電磁鐵F將銜鐵D吸下,C線路接通,當(dāng)S1斷開時(shí),由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時(shí)間才被釋放,則( )
A.由于A線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用
B.由于B線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用
C.如果斷開B線圈的電鍵S2,無延時(shí)作用
D.如果斷開B線圈的電鍵S2,延時(shí)將變長
10.設(shè)某放射性物質(zhì)A的半衰期為T,另一種放射性物質(zhì)B的半衰期2T,在初始時(shí)刻,A的原子核數(shù)目為B的原子核數(shù)目的4倍,則( )
A.經(jīng)過時(shí)間2T,A與B的原子核數(shù)目相同
B.經(jīng)過時(shí)間2T,A的原子核數(shù)目大于B的原子核數(shù)目
C.經(jīng)過時(shí)間3T,A的原子核數(shù)目大于B的原子核數(shù)目
D.經(jīng)過時(shí)間4T,A與B的原子核數(shù)目相同
11.質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬度為d,桿ab與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為μ,有電流時(shí),ab恰好在導(dǎo)軌上靜止,如左圖所示,右圖是它的4個(gè)側(cè)視圖,標(biāo)出4種可能的勻強(qiáng)磁場方向,其中桿ab與導(dǎo)軌之間的摩擦力可能為零的圖是( )
12.朝南的鋼窗原來關(guān)著,今將它突然朝外推開,轉(zhuǎn)過一個(gè)小于90°的角度,考慮到地球磁場的影響,則鋼窗活動(dòng)的一條邊中(左邊)( )
A.有自下而上的微弱電流
B.有自上而下的微弱電流
C.有微弱電流,方向是先自上而下,后自下而上
D.有微弱電流,方向是先自下而上,后自上而下
二.填空(6×6分 =30分)
13.用α粒子轟擊硼10,產(chǎn)生一個(gè)中子和一個(gè)具有放射性的核,這新核是_________;這新核可放出一個(gè)正電子,衰變所成的核為__________;其核反應(yīng)方程式為______________________。
14.(鈾)衰變?yōu)?sub>(鉛)的半衰期為45億年,假設(shè)一塊礦石原來只含鈾而不含鉛,并且發(fā)生衰變的鈾都變成鉛,那么經(jīng)過90億年時(shí),這塊礦石中鈾核和鉛核的數(shù)目之比為________,鈾核和鉛核的質(zhì)量之比為_____________
15.如右圖所示,光源S發(fā)出的光經(jīng)狹縫A沿半徑射至折射率n=的半
圓柱玻璃磚的圓心O后,有兩條光線OB、OC射回空氣中,玻璃磚
繞O軸旋轉(zhuǎn),∠BOC的最小值是_____________,最大值是_________。
當(dāng)入射光AO與出射光OC的夾角為_________時(shí),另一出射光OB恰好消失。
16.如右圖所示,一根豎直插入水中的桿AB,在水中部分長1.0m,
露出水面部分長0.3m,已知水的折射率為,則當(dāng)陽光與水平面
成37°時(shí),桿AB在水下的影長為__________m。
17.空間存在以ab、cd為邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外,區(qū)域?qū)挒閘1,F(xiàn)有一矩形線框處在圖中紙面內(nèi),它的短邊與ab重合,長度
為l2,長邊的長度為2l1,如圖所示。某時(shí)刻線框以初速v沿與ab
垂直的方向進(jìn)入磁場區(qū)域,同時(shí)某人對線框施以作用力,使它的
速度大小和方向保持不變。設(shè)該線框的電阻為R。從線框開始入
磁場到完全離開磁場的過程中,人對線框作用力所做的功等于
________________。
18.為了測定水庫的容量,將一瓶含有放射性同位素的溶液倒入水庫中,已知這瓶溶液每秒鐘衰變5.12×108次,這種同位素的半衰期為12h,5天后從水庫中取出1×10-3m3的水,并測得它每分鐘衰變1次,則水庫的容量為____________m3。
三.計(jì)算:(8分+10分+10分=28分)
19.半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場,磁感強(qiáng)度為B=0.2T,磁場方向垂直紙面向里,半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置,磁場與環(huán)面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m。金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2,兩燈的電阻均為R0=2Ω,一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好,棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì)。
(1)若棒以v0=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng),
求棒滑過圓環(huán)直徑OO′的瞬時(shí)(如圖所示),
MN中的電動(dòng)勢和通過燈L1的電流。
(2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O′
以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90°,若此時(shí)磁場隨時(shí)間
均勻變化,其變化率為(T/s),求L1的功率。
20.如圖所示,長度l1=0.5m、相距l(xiāng)2=1m的導(dǎo)軌水平放置,其左端連接電阻R=0.2Ω電阻r=0.05Ω的金屬棒擱在導(dǎo)軌的右端,棒上系一細(xì)繩跨過定滑輪連接一個(gè)質(zhì)量m=0.01kg的砝碼,B0=0.2T的均強(qiáng)磁場豎直向上穿過導(dǎo)軌平面。不計(jì)導(dǎo)軌的電阻及摩擦,試問:
(1)當(dāng)磁場以0.1T/s速率均勻增大時(shí),閉合回路中感應(yīng)電流多大?
(2)磁場經(jīng)過多長時(shí)間變化砝碼有可能離開地面?
(3)若在砝碼剛離開地面時(shí)細(xì)繩斷裂,金屬棒將作什么樣運(yùn)動(dòng)?
處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí),也要吸收由其他物體輻射的電磁能量,如果它處在平衡狀態(tài),則能量保持不變。若不考慮物體表面性質(zhì)對輻射與吸收的影響。我們定義一種理想的物體。它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射。這樣的物體稱為黑體。單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對溫度的四次方成正比。即P0=δT4,其中常量δ=5.67×10-8W/m2?K4。
在下面的問題中,把研究對象都簡單地看作黑體。
有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式:太陽半徑Rs=696000km,太陽表面溫度T=5770K,火星半徑r=3395km,球面積S=4πR2,其中R為球半徑。
(1)太陽熱輻射能量的絕大數(shù)集中在波長為2×10-7m―1×102m范圍內(nèi),求相應(yīng)的頻率范圍。
(2)每小時(shí)從太陽表面輻射的總能量為多少?
(3)火星受到來自太陽的輻射可認(rèn)為垂直射到面積為πr2(r火星半徑)的圓盤上,已知太陽到火星的距離約為太陽半徑的400倍,忽略其它天體及宇宙空間的輻射,試估算火星的平均溫度。
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