浙江省杭州高级中学高二物理上学期期末试题（含解析）(1).doc

杭高2013学年第一学期期末考试高二物理试卷注意事项：1.本卷考试时间90分钟，满分100分。2.本卷不得使用计算器，答案一律做在答卷页上。一选择题（本题共12小题.每小题3分，共36分。每小题只有一个选项符合题意） 1.一弹簧振子作简谐运动，下列说法正确的是：a若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值b振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大c振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同d振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同【答案】d【解析】a、弹簧振子作简谐运动时，加速度方向与位移方向总是相反，若位移为负值，加速度一定为正值，而速度可能为正值，也可能为负值，故a错误；b、振子从平衡位置向最大位移处运动时，速度减小，加速度增大，则振子通过平衡位置时，速度最大，加速度为零，故b错误；c、振子每次通过平衡位置时，加速度相同，由于速度有两种方向，所以速度可能相同，也可能不同，故c错误；d、振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，回复力相同，加速度一定相同，故d正确。故选d。【考点】简谐运动2.洗衣机脱水完成时，转动逐渐减慢直到停下来的过程中，到某一时刻t时，机器反而会发生强烈的振动。此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱。这种现象说明at时刻脱水桶的惯性最大 b洗衣机t时刻因受迫振动发生共振ct时刻脱水桶的转动频率最大 d洗衣机内衣物没有均匀放置【答案】b【解析】 洗衣机脱水桶转动的越来越慢时，做受迫振动的频率在减小，当减小到跟洗衣机的固有频率相等时，发生共振，振动最强烈，然后受迫振动的频率继续减小，远离固有频率，振动又减弱，故b正确。故选b。【考点】共振现象3.磁电式仪表的线圈常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上而不用塑料做骨架是因为：a塑料材料的坚硬程度达不到要求 b塑料是绝缘体，塑料框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动。c铝框是导体，在铝框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动。d铝框的质量比塑料框的质量大，铝框和指针一起摆动时指针转动更稳定。【答案】c【解析】常用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动而塑料做骨架达不到此作用，故c正确。故选c。【考点】涡流现象及其应用4m、n是某电场中一条电场线上的两点，若在m点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由m点运动到n点，其电势能ep 随位移x变化的关系如图所示，则下列说法正确的是：a电子在n点的动能小于在m点的动能b该电场有可能是匀强电场c该电子运动的加速度越来越小d电子运动的轨迹为曲线【答案】c【解析】a、电子从m运动到n过程中，只受电场力，电势能减小，电场力做正功，则动能增加，因此n点的动能大于m点的动能，故a错误；b、电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，说明电场力做功越来越小，由w=fs可知，电子所受的电场力越来越小，场强减小，不可能是匀强电场，故b错误；c、电子所受的电场力减小，则知电子的加速度逐渐减小，故c正确；d、带电粒子初速度为零，且沿着电场线运动，其轨迹一定为直线，故d错误。故选c。【考点】电势能；牛顿第二定律5.如图所示，长方体玻璃水槽中盛有nacl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流i，沿y轴正向加恒定的匀强磁场b。图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则( )a.a处电势高于b处电势b.a处离子浓度大于b处离子浓度c.溶液的上表面电势高于下表面的电势d.溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度【答案】b【解析】a、电流向右，正离子向右运动，磁场的方向是竖直向上的，根据左手定则可以判断，正离子受到的洛伦兹力的方向是向前，即向a处运动，同理，可以判断负离子受到的洛伦兹力的方向也是指向a处的，所以a处整体不带电，a的电势和b的电势相同，故a错误；b、由于正负离子都向a处运动，所以a处的离子浓度大于b处离子浓度，故b正确；cd、离子都向a出运动，并没有上下之分，所以溶液的上表面电势等于下表面的电势，溶液的上表面处的离子浓度也等于下表面处的离子浓度，故cd错误。故选b。【考点】洛仑兹力；电势6如图所示,电源电动势为e,内阻为r.电路中的r2、r3分别为总阻值一定的滑动变阻器,r0为定值电阻,r1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小).当开关s闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态.有关下列说法中正确的是a.只逐渐增大r1的光照强度,电阻r0消耗的电功率变大,电阻r3中有向上的电流b.只调节电阻r3的滑动端p2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻r3中有向上的电流c.只调节电阻r2的滑动端p1向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动d.若断开开关s,电容器所带电荷量变大,带电微粒向上运动.【答案】a【解析】a、只逐渐增大r1的光照强度，r1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻r0消耗的电功率变大，滑动变阻器的电压变大，电容器两端的电压增大，电容下极板带的电荷量变大，所以电阻r3中有向上的电流，故a正确；b、电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻r3的滑动端p2向上端移动时，对电路没有影响，故b错误；c、只调节电阻r2的滑动端p1向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由可知，电场力变大，带点微粒向上运动，故c错误；d、若断开电键s，电容器处于放电状态，电荷量变小，故d错误。故选a。【考点】闭合电路的欧姆定律；电容7. 如右图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t ，在该区域加沿轴线垂直纸面向外方向的匀磁强场，磁感应强度大小为b，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射并沿某一直径方向飞出此区域时，速度方向偏转角为600，如图所示。根据上述条件可求下列哪几个物理量 带电粒子的比荷 带电粒子在磁场中运动的周期 带电粒子在磁场中运动的半径 带电粒子的初速度 a b c d【答案】a【解析】无磁场时，带电粒子做匀速直线运动，设圆柱形区域磁场的半径为r0，则而有磁场时，带电粒子做匀速圆周运动，由半径公式可得：由几何关系得，圆磁场半径与圆轨道半径的关系：，可得：设粒子在磁场中的运动时间t0，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60角，则由周期公式可得：由于不知圆磁场的半径，因此带电粒子的运动半径也无法求出，以及初速度无法求。故选a。【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力8. 如图所示，两平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动。ab、cd 两棒的质量之比为21。用一沿导轨方向的恒力f水平向右拉cd 棒，经过足够长时间以后a.cd 棒所受安培力的大小等于2f/3b.ab 棒上的电流方向是由a 向bc.两棒间距离保持不变 d.ab棒、cd棒都做匀速运动【答案】a【解析】ab、由上分析得知，当两棒的运动稳定时，两棒速度之差一定，回路中产生的感应电流一定，两棒所受的安培力都保持不变，一起以相同的加速度做匀加速运动，由于两者距离不断增大，穿过回路的磁通量增大，由楞次定律判断可知，金属棒ab上的电流方向是由b向a设cd棒的质量为m，则根据牛顿第二定律得：对整体：f=3ma、对cd棒：f-fa=ma解得，故a正确b错误；c、若两金属棒间距离保持不变，回路的磁通量不变，没有感应电流产生，两棒都不受安培力，则cd将做匀加速运动，两者距离将增大，故c错误；d、若金属棒ab做匀速运动，所受的安培力为零，ab中电流为零，则cd中电流也为零，cd不按安培力，而cd还受到f作用，cd将做匀加速运动，故d错误故选a。【考点】法拉第电磁感应定律；安培力；楞次定律二多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有一个以上的选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）9.以下物理现象一定能在机械波和电磁波中观察到的是：a波的反射 b波的干涉 c振动在介质中的传播 d传播音频和视频信息【答案】abc【解析】a、只要是波，都能发生反射，故a正确；b、干涉和衍射现象是波的特有现象，电磁波与机械波都能发生干涉和衍射，故b正确；c、机械波是机械振动在介质中的传播过程，机械波传播时需要介质，而电磁波传播的是电磁场，电磁场本身就是物质，故电磁波的传播可以不依赖介质，故c正确；d、机械波不能传播视频信息，而电磁波可以传播音频和视频信息，故d错误。故选abc。【考点】波的干涉和衍射现象10.一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2s时刻的波形如图中的虚线所示，则：a各质点均沿x轴方向运动 b波的周期可能为sc波的频率可能为1.25hz d波的传播速度可能为4.5m/s【答案】bcd【解析】a、简谐横波沿x轴传播，各质点只能上下振动，不会沿x轴方向运动，故a错误；b、若波向右传播，则时间，得到周期，n=0，1，2；当n0时，t等于s，故b正确；c、频率的通项为：波向左传播时，n=0，1，2；当n=1时，f=1.25hz，故c正确；d、由图读出波长为=1.2m波向右传播时波速的通项为：，n=0，1，2；可见，当n=0时，v=4.5m/s，故d正确。故选bcd。【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系11两根通电的长直导线平行放置，电流大小分别为i1和i2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a 、b、c 、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c 、d在导线横截面连线的垂直平分线上。则导线中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度一定不可能为零的是:aa点 bb点 cc点 dd点【答案】cd【解析】a、两电流在a 点磁感应强度的方向相反，若因 i1i2且a离i1近，故在a点i1的磁感应强度可能等于i2的磁感应强度则a点可能为0，故a错误；b、两电流在b点的磁感应强度的方向相反，若i1i2，而i2离b点近，则可以大小相等，故b点磁感应强度可为0，故b错误；cd、两电流在 c 点d点的b的方向不相反，故b，c两点的磁感应强度不可能为0，故cd正确。故选cd。【考点】右手定则；电场的叠加12. 如图所示，固定于水平绝缘面上的很长的金属导轨，表面粗糙、电阻不计，导轨左端与一个定值电阻r相连，金属棒ab的质量为m，电阻不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面，则当棒ab在水平恒力f的作用下从静止起向右滑动的过程中a、恒力f做的功等于电路中产生的电能b、恒力f与摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能c、克服安培力做的功等于电路中产生的电能d、恒力f与摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能与棒ab获得的动能之和【答案】cd【解析】a、由动能定理可得：恒力、安培力与摩擦力的合力功等于棒获得的动能，而安培力做功导致电路中的消耗电能，产生热能，故a错误；b、由动能定理可得：恒力、安培力与摩擦力的合力功等于棒获得的动能，而安培力做功导致电路中的消耗电能，产生热能，故b错误；c、安培力做功等于电路中产生的电能，从而产生热能，故c正确；d、由动能定理可得：恒力、安培力与摩擦力的合力功等于棒获得的动能，而安培力做功导致电路中的消耗电能，产生热能，故d正确。故选cd。【考点】法拉第电磁感应定律；能量守恒定律三、填空题（15分）13. (4分)麦克斯韦电磁理论的基本要点是：_。【答案】变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场【解析】麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，在电场的周围不一定存在着由该电场产生的磁场，原因是若变化的电场就一定产生磁场，若是稳定的电场则不会产生磁场的，若周期性变化的电场一定产生同周期变化的磁场，而均匀变化的电场不能产生均匀变化的磁场。【考点】麦克斯韦电磁理论14(2分)在答题纸上画出用于接收电磁波形成电谐振的电路原理图。【答案】如图【解析】接收电磁波形成电谐振的电路由线圈和可变电容两部分组成，如图：调节可变电容器的电容可以改变调谐电路的频率，使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同，这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出要接收的电磁波频率。【考点】电磁波的发射、传播和接收15.（4分）如图所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将原线圈l1迅速插入副线圈l2中，电流计指针将_偏转。（填“向左”“向右”或“不”）(2)原线圈l1插入副线圈l2后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将_偏转。（填“向左”“向右”或“不”）【答案】向右 向左【解析】（1）如果在闭合开关时，穿过副线圈的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏，那么合上开关后，将原线圈l1迅速插入副线圈l2中，穿过副线圈的磁通量增加，电流计指针将向右偏转；（2）原线圈l1插入副线圈l2后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，穿过副线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏转。【考点】研究电磁感应现象16（5分）某电阻元件的阻值r随温度t变化的图像如图甲所示(图中60时对应电阻160)。一个同学进行了如下设计：将一电动势e=1.5v（内阻不计）的电源、量程5ma内阻为100的电流表、电阻箱r以及用该电阻元件r，串联成如图乙所示的电路。如果把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。 电流刻度较小处对应的温度刻度 ；（选填“较高”或“较低”）若电阻箱阻值r=250，图丙中3ma刻度处对应的温度数值为 。【答案】较高 50【解析】由闭合电路欧姆定律e=ig（r+r+rg），可见电流越小电阻越大，而电阻越大温度则越高，即电流刻度较小处对应的温度刻度应该较大；若电阻箱阻值r=250时，代入e=ig（r+r+rg），得热敏电阻的阻值为：r=150；结合图甲可知热敏电阻阻值与温度关系式为：r=t+100故此时对应的温度数值为50。【考点】电阻率与温度的关系四计算题（本题共4小题，17题10分，18题10分，19题10分，20题15分，共计45分）17如图所示，质量为m的物体a与质量为m的物体b相结合， b与竖直轻弹簧相连并悬于o点，它们一起在竖直方向上做简谐振动。设弹簧的劲度系数为k，当物块向下离开平衡位置的位移为x时， a、b间相互作用力的大小？【答案】 【解析】物体a和物体b一起在竖直方向上做简谐振动，回复力；整体的加速度大小为：；对物体a受力分析，受重力和b对a向上的弹力，加速度向上，根据牛顿第二定律，有：解得：。【考点】简谐运动；牛顿第二定律18在如右图所示电路中，电源电动势e6v，内阻r2，保护电阻r03，滑动变阻器总电阻r20，闭合电键s。求：在滑片p从a滑到b的过程中，电流表的最小示数值。滑动变阻器的ap段电阻为多少时，整个变阻器消耗的功率最大。【答案】0.6a 2.25w【解析】（1）把保护电阻看做电源的内阻，电源与保护电阻等效于电源，滑动变阻器是外电路，当滑片p在滑动变阻器中央时，外电路电阻最大，为，由闭合电路欧姆定律可得，电路最小电流，即电流表最小示数；（2）把保护电阻看做电源的内阻，电源与保护电阻等效于电源，滑动变阻器是外电路，滑片p从a滑到b的过程中，电路外电阻r先变大后变小，等效电源电动势e不变，由可知，滑动变阻器消耗的电功率先变小后变大，当内外电路电阻相等时，外电路功率最大，即当时，外电路功率最大，故此时滑动变阻器消耗的功率为：。【考点】电功、电功率19如图所示，两平行金属导轨间的距离l=0.2m，金属导轨所在的平面与水平面夹角=37，金属导轨的一端接有电动势e=6v、内阻r=1的直流电源现把一个质量kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，它们之间的动摩擦因数为=0.5为使导体棒能静止在导轨上，在导轨所在平面内，加一个垂直斜面向上的匀强磁场导轨电阻不计，导体棒接入电路的电阻r0=2已知sin37=0.6，cos37=0.8，取g =10m/s2求：（1）当磁感应强度b1多大时，导体棒与导轨间的摩擦力为零。（2）当磁感应强度b2=1.5t时，杆受沿斜面向下的恒力作用以的速度沿斜面向下匀速运动，此恒力大小应等于多少？【答案】 【解析】（1）回路中的电流为：有受力分析可知：解得：（2）导体棒产生的电动势为：回路中的电力为：对导体棒受力分析，沿斜面方向合力为零即为：【考点】欧姆定律；法拉第电磁感应定律；共点力平衡20如图所示，在粗糙水平面内存在着2n个有理想边界的匀强电场区，水平向右的电场和竖直向上的电场相互间隔，每一电场区域场强的大小均为e，且 e= ，电场宽度均为d，水平面粗糙摩擦系数为，一个质量为m，带正电的、电荷量为q的物体（看作质点），从第一个向右的电场区域的边缘由静止进入电场，则物体从开始运动到离开第2n个电场区域的过程中，求：（1）电场力对物体所做的总功? 摩擦力对物体所做的总功？（2）物体在第2n个电场(竖直向上的)区域中所经历的时间？（3）物体在所有水平向右的电场区域中所经历