江西省高安中学08-09学年高二下学期期中考试(物理)(奥)

江西省高安中学2008—2009学年度下学期期中考试
高二年级物理(奥赛班)试题
一．选择题（选全3分，不全对1.5分，12×3=36）
1．2002年4月21日上午9时30分左右，太阳周围环绕一道“美丽的光环”，这是太阳的“日晕”现象，关于这种现象（）
A．属于太阳光的衍射B．属于太阳光的干涉
C．属于太阳光的折射D．小孔成像
2．一个人站在水面平静的湖边，观察离岸一段距离的水下的一条鱼。

这个人看到的鱼的位置和鱼在水下真实位置相比较，下述说法中正确的是（）
A．在鱼真实位置的正上方某处
B．在鱼真实位置上方偏向观察者的某处
C．在鱼真实位置下方偏向观察者的某外
D．所给条件不足，无法确定观察到的鱼的位置
3．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差△x=0.6μm，若分别用f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光照射，则P点出现明暗条纹情况为（）
A．用频率为f1的光照，出现明条纹
B．用频率为f2的光照，出现明条纹
C．用频率为f1的光照，形成的条纹间距大
D．用频率为f2的光照，形成的条纹间距大
4．在玻璃光学元件表现，涂上一层氟化镁透明薄膜，入射光垂直照射。

薄膜厚度一定时可起增透作用，下列说法中正确的是（）
A．增透膜是因为反射光干涉相加强而增透作用
B．若此膜对红光起增透作用，则对紫光也一定起增透作用
C．当薄膜厚度等于入射光在薄膜中波长的1
4
时能起增透作用
D．当薄膜厚度先于入射光在薄膜中波长的1
2
时能起增透作用
5．右图所示电路元件完好、接线无松动，用一束单色光照射到光电管的
阴极K上，电路中没有电流，可能的原因是（）
A．单色光的强度不够大B．单色光的频率不够高
C．光的照射时间不够长D．电源接反了
6．不仅原子和原子核可分，人们还认为质子和中子都是由被称u夸克和d夸克两类夸克组成。

u夸克带电量是2
3
e，d夸克带电量是
1
3
e，e为基本电荷。

下列论断中正确的是（）
A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成C．中子由1个u夸克和2个d夸克组成D．中子由2个u夸克和1个d夸克组成7．某放射性物质的半衰期为4年，初始时每秒钟放出1×104个α粒子，在8年结束时，它每秒钟放出的α粒子数为（）
A ．0.5×104个
B ．0.25×104个
C ．103个
D ．102个 8．下列说法中正确的是（ ） A ．夏天太阳光把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的
B ．医院里透视用X 射线，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
C ．阳光晒黑皮肤主要是红外线的生理作用
D ．红外线易穿透云雾，所以应用红外遥感技术
9．如图所示是一种延时开关，当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，C 线路接通，当S 1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放，则（
）
A ．由于A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用
B ．由于B 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用
C ．如果断开B 线圈的电键S 2，无延时作用
D ．如果断开B 线圈的电键S 2，延时将变长
10．设某放射性物质A 的半衰期为T ，另一种放射性物质B 的半衰期2T ，在初始时刻，A 的原子核数目为B 的原子核数目的4倍，则（
） A ．经过时间2T ，A 与B 的原子核数目相同
B ．经过时间2T ，A 的原子核数目大于B 的原子核数目
C ．经过时间3T ，A 的原子核数目大于B 的原子核数目
D ．经过时间4T ，A 与B 的原子核数目相同
11．质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上，导轨宽度为d ，杆ab 与导轨间的摩擦因数为μ，有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如左图所示，右图是它的4个侧视图，标出4种可能的匀强磁场方向，其中杆ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（
）
12．朝南的钢窗原来关着，今将它突然朝外推开，转过一个小于90°的角度，考虑到地球磁场的影响，则钢窗活动的一条边中（左边）（
） A ．有自下而上的微弱电流
B ．有自上而下的微弱电流
C ．有微弱电流，方向是先自上而下，后自下而上
D ．有微弱电流，方向是先自下而上，后自上而下
二．填空（6×6分 =30分）
13．用α粒子轰击硼10，产生一个中子和一个具有放射性的核，这新核是_________；这新核可放出一个正电子，衰变所成的核为__________；其核反应方程式为______________________。

14．23892U （铀）衰变为20682Pb （铅）的半衰期为45亿年，假设一块矿石原来只含铀而不含铅，并且发生衰变的铀都变成铅，那么经过90亿年时，这块矿石中铀核和铅核的数目之比为________，铀核和铅核的质量之比为_____________
15．如右图所示，光源S 发出的光经狭缝A 沿半径射至折射率的半
圆柱玻璃砖的圆心O 后，有两条光线OB 、OC 射回空气中，玻璃砖
绕O 轴旋转，∠BOC 的最小值是_____________，最大值是_________。

当入射光AO 与出射光OC 的夹角为_________时，另一出射光OB 恰好消失。

16．如右图所示，一根竖直插入水中的杆AB ，在水中部分长1.0m ，
露出水面部分长0.3m ，已知水的折射率为43
，则当阳光与水平面 成37°时，杆AB 在水下的影长为__________m 。

17．空间存在以ab 、cd 为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B ，方向垂直纸面向外，区
域宽为l 1。

现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab 重合，长度
为l 2，长边的长度为2l 1，如图所示。

某时刻线框以初速v 沿与ab
垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的
速度大小和方向保持不变。

设该线框的电阻为R 。

从线框开始入
磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于
________________。

18．为了测定水库的容量，将一瓶含有放射性同位素的溶液倒入水库中，已知这瓶溶液每秒钟衰变5.12×108次，这种同位素的半衰期为12h ，5天后从水库中取出1×10－3m 3的水，并测得它每分钟衰变1次，则水库的容量为____________m 3。

三．计算：（8分+10分+10分=28分）
19．半径为a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B=0.2T ，磁场方向垂直纸面向里，半径为b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m ，b=0.6m 。

金属环上分别接有灯L 1、L 2，两灯的电阻均为R 0=2Ω，一金属棒MN 与金属环接触
良好，棒与环的电阻均忽略不计。

（1）若棒以v 0=5m/s 的速率在环上向右匀速滑动，
求棒滑过圆环直径OO ′的瞬时（如图所示），
MN 中的电动势和通过灯L 1的电流。

（2）撤去中间的金属棒MN ，将右面的半圆环OL 2O ′
以OO ′为轴向上翻转90°，若此时磁场随时间 均匀变化，其变化率为
4B t π
∆=∆（T/s ），求L 1的功率。

20．如图所示，长度l1=0.5m、相距l2=1m的导轨水平放置，其左端连接电阻R=0.2Ω电阻r=0.05Ω的金属棒搁在导轨的右端，棒上系一细绳跨过定滑轮连接一个质量m=0.01kg的砝码，B0=0.2T 的均强磁场竖直向上穿过导轨平面。

不计导轨的电阻及摩擦，试问：
（1）当磁场以0.1T/s速率均匀增大时，闭合回路中感应电流多大？
（2）磁场经过多长时间变化砝码有可能离开地面？
（3）若在砝码刚离开地面时细绳断裂，金属棒将作什么样运动？
21．阅读资料并回答问题：自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射，热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。

处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变。

若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响。

我们定义一种理想的物体。

它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射。

这样的物体称为黑体。

单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比。

即P0=δT4，其中常量δ=5.67×10－8W/m2·K4。

在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。

有关数据及数学公式：太阳半径Rs=696000km，太阳表面温度T=5770K,火星半径r=3395km，球面积S=4πR2，其中R为球半径。

（1）太阳热辐射能量的绝大数集中在波长为2×10－7m—1×102m范围内，求相应的频率范围。

（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？
（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为πr2(r火星半径)的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度。