22．(12分)如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R．在金属线框的下方有一匀强磁场区域， MN和M'N'是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直．现使金属线框由距MN的某一高度处从静止开始下落，金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间整个运动过程中的速度-时间图象如图乙所示，图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量．求：

(1)金属线框的边长；

(2)磁场的磁感应强度；

(3)金属线框在整个下落过程中所产生的热量．

高二物理春季学期期中考试试题

21．(10分)如图所示，ABC是由折射率为的某种透明物质制成的直角三棱镜的横截面，∠A=30°．一束光线在纸面内从AB的中点O射入棱镜，光线与AB面间的夹角为α．若不考虑光在AB面和BC面上的反射．

(1)若α=45°，请作出光路图并标明相应的角度．

(2)要使射入O点的光线能从AC面射出，夹角α(0°＜α＜90°)应满足什么条件？结果可用反三角函数表示．

20．(10分)如图所示，透明液体折射率为，在距离液面深h=1m处水平放置一平面镜，平面镜的反射面朝上、下表面涂黑，并可绕过中点O的水平轴在竖直平面内逆时针旋转，一束激光垂直液面射向平面镜O点，并被平面镜反射，在上方可看到液面O'点处有一个光点．t₀=0时刻平面镜开始逆时针匀速转动，t₁=0.5s时刻光点从液面上A点(图中未画出)消失，求：

(1)A点到O'点的距离和平面镜转动的角速度ω；

(2)光点再次在液面上出现的时刻t₂．

19．(8分)风能是一种环保型能源，我国的风力资源丰富，风力发电有广阔前景．风力发电是将风的动能转化为电能．如图所示为某地的风力发电站，共有N台风力发电机，设每台发电机风叶长均为L，叶片旋转所围成的圆面积内的所有风能转化为电能的效率为η，当地空气密度为ρ，平均风速为v．求该风力发电站总装机容量(发电总功率)P的数学表达式．

18．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.10ml油酸，倒入标称250ml的容量瓶中，再加入酒精使油酸溶解，最后得到250ml的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴，溶液的液面达到量筒中1ml的刻度处．再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水的浅盘中滴下5滴，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示．坐标格的正方形的大小为2cm×2cm．由图可以估算出油膜的面积是_______m²；由此估算出油酸分子的直径是_________m(两空结果都保留两位有效数字)．

17．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的_________．

A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏　　　　　　 B．a单缝、b双缝、c滤光片、d光屏

C．a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏　　　　　　 D．a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏

对于某种单色光，为增加相邻亮纹(或暗纹)之间的距离，可采用的方法是(任写一种方法)_______________________．

16．几位同学做“用插针法测定玻璃的折射率”实验，图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的玻璃的两个界面．几位同学进行了如下操作：

A．甲同学选定的玻璃两个光学面aa′、bb′不平行，其它操作正确．

B．乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界aa′、bb′后，将玻璃砖向aa′方向平移了少许，其它操作正确．

C．丙同学在白纸上画aa′、bb′界面时，其间距比平行玻璃砖两光学界面的间距稍微宽些，其它操作正确．

上述几位同学的操作，对玻璃折射率的测定结果没有影响的是______(填写字母代号)．

15．在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法．A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个两面平整的玻璃板B，B与A上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜．现用波长为λ的单色光垂直照射玻璃板B，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化．当温度为t₁时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t₂时，亮度再一次增到最亮．则

A．出现最亮时，B上表面反射光与B下表面反射光叠加后加强

B．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强

C．温度从t₁升至t₂过程中，A的高度增加λ/4

D．温度从t₁升至t₂过程中，A的高度增加λ/2

第Ⅱ卷(非选择题 共55分)

14．如图所示，在距离竖直墙壁为d处，有一个点光源S．一个小球从S处以初速度v₀水平抛出，到小球碰到墙之前，关于小球在墙壁上的影子的运动，下列说法正确的是

A．影子做自由落体运动

B．影子做匀速直线运动

C．若小球的初速度v₀减小，则影子的速度增大

D．点光源与墙壁的间距d增大，则影子的速度增大

13．一物理实验爱好者利用如图所示的装置研究气体压强、体积、温度三量间的变化关系．导热良好的汽缸开口向下，其内盛有理想气体，汽缸固定不动，缸内活塞可无摩擦滑动且不漏气．一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止．现给沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，则

A．气体压强增大，内能增加

B．外界对气体做正功，温度计示数不变

C．气体体积减小，同时向外界放热

D．外界对气体做正功，温度计示数增加