湖北省部分重点中学12-13学年高二下学期期中考试物理试题

湖北武汉部分重点中学 2012—2013学年度下学期期中考试

高二物理试题

命题人： 武汉四中 黎鑫 审题人：武汉中学 熊兵

考试时间：2013年4月19日上午8：30-10：00 本卷满分110分 第Ⅰ卷 （选择题 共50分） 一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分．在各小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，不选或有错选的得0分） 1．以下关于波与相对论的说法，正确的是( ) A．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象 B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波 C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的频率都会发生变化 D．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化

2．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的( ) A 速度变慢，波长变短 B 速度不变，波长变短 C 频率增高，波长变长 D 频率不变，波长变长 3．如图1所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则下列说法正确的是( ) A．线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流 B．线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零 C．线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响 图1 D．线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场

4．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为xAsint，振动图象如图2所示，下列说法正确的是( ) A．弹簧在第1s末与第3s末的长度相同 2B 第3s末振子的位移大小为A 2C 从第3s末到第5s末，振子的速度方向发生变化 D 从第3s末到第5s末，振子的加速度方向发生变化 5．如图3所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中( )

I A．穿过线框的磁通量保持不变

B．线框中感应电流方向保持不变 C．线框所受安培力的合力为零

D．线框的机械能不断减小

图3

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6．一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图4甲所示)，磁感应强度B随时间t变化的规律如图4乙所示．以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则图4丙中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是( )

7．为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电图4 源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图5所示．当开关S闭合后( ) A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变 B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变 图5 8．如图6所示，均匀金属圆环总电阻为2R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环．金属杆ROM长为l，电阻为，M端与环紧密接触，金属杆OM绕过圆心的转轴O以恒定的角速度ω转动，2当电阻为R的一段导线一端和环连接，另一端与金属杆的转轴Ο相连接时，下列结论中正确的是( ) Bl2ωA．通过导线R电流的最大值为 3RBl2ωB．通过导线R电流的最小值为 4RBl2ωC．OM中产生的感应电动势恒为 2Bl2ωD．导线中通过的电流恒为 2R9．某小型水电站的电能输送示意图如图7所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则 ( )

n2n3A．＞ n1n4n2n3B．＜

n1n4

C．升压变压器的输出

电压等于降压变压器的输入电压

图7 D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率

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10．两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图8所示，两板间有一个质量为m、电荷量＋q的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是( )

ΔΦdmg

A．磁感应强度B竖直向上且正增强，＝

ΔtnqΔΦdmg

B．磁感应强度B竖直向下且正增强，＝

Δtnq

ΔΦdmg(R＋r)

C．磁感应强度B竖直向上且正减弱，＝ ΔtnqRΔΦdmgr(R＋r)D．磁感应强度B竖直向下且正减弱，＝ ΔtnqR第Ⅱ卷（非选择题 共60分） 二、填空、实验题 （共3小题，共16分） 11．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图9中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，取g＝10 m/s2.请回答： 压力F/N 电阻R/Ω 0 300 250 270 500 240 750 210 1000 180 1250 150 1500 120 …… …… (1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘_______A处． (2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，则这个人的体重是_ _ kg.

12．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中： (1)张明同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不自觉地碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图10甲所示，则他测出的折射率值将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)． (2)李扬同学在画界面时，不自觉地将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图10乙所示，则他测得的折射率将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)

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13．在某次实验中，已知双缝到屏的距离是600 mm，两缝之间的距离是0.20 mm，单缝到双缝之间的距离是100 mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某亮条纹(记作第一条)的中心，这时手轮上的示数如图11甲所示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第5条亮条纹的中心，这时手轮上的示数如图11乙所示，这两次示数依次是__________mm和__________mm，由此可计算出这次实验所测得单色光的波长为__________mm.

三、计算题（本大题共4小题，共44分。把解答写在答题卷中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 14．下图12甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100匝、电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按下图乙所示正弦规律变化．求：(1)交流发电机产生的电动势的最大值； (2)电路中交流电压表的示数． 图12

15．如图13，一透明半圆柱体折射率为n＝2，半径为R、长为L.一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出．求该部分柱面的面积S． 图13

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16．已知一列简谐横波在t＝0时刻的波形图象如图14所示，波沿x轴正方向传播，再经过2.2 s，P点第3次出现波峰．求： (1)波速v为多少？

(2)由图示时刻起，Q点再经过多长时间第一次出现波峰？

(3)从图示时刻开始计时，试写出坐标为x＝3 m的质点的位移与时间的关系式． 图14

17．如图15，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0。PQ左侧匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为B。在t＝0时，一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式； （2）经过多少时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？ （3）某一过程中力F做的功为W1 ，导轨克服摩擦力做功为W2，求回路产生的焦耳热Q。

B Q b c F

d 图15 P a

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参考答案 一、 选择题（每题5分，共50分，漏选得3分，有错选或不选得0分） 1 CD 2 A 3 D 4 ABD 5 BD 6 C 7 AD 8 ABC 9 AD 10 C 二、 实验题（11题6分，12题4分，13题6分，共16分） －11. (1)1.6×102 (2)50 12. 不变 变小 －－13 2.190-2.193均可 7.869-7.871均可 4.733×104 （4.734×104 均可） 三、 计算题（共44分） 14 （10分）解： (1)交流发电机产生的电动势的最大值 Em＝nBSω ………….（1分） 而Φm＝BS，……….（1分） 2πω＝，…………….（1分） T－－由Φ－t图线可知：Φm＝2.0×102 Wb，T＝6.28×102 s……………（1分） 2nπΦm所以Em＝＝200 V.……………………………….（2分） T24．电动势的有效值E＝Em＝100 2 V………………………（1分） 2E

由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为I＝＝2 A…（1分）

R＋r

交流电压表的示数为U＝IR＝90 2 V≈127 V.……………………（2分）

15（10分）半圆柱体的横截面如图所示，OO′为半圆的半径．设从A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件，由折射定律有

nsinθ＝1 式中，θ为全反射临界角…………（3分） 由几何关系得∠O′OB＝θ S＝2RL·∠O′OB………（4分） 代入题给条件得 SRL.........(3分) 216（10分）解：(1)由传播方向判断，此时P

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点的振动方向是向下（1分）

33

经过t3＝2T，P点第三次到达波峰位置，即2T＝2.2s，T＝0.8s.……………………（2分）

44

从题中波形图上可以看出，波长λ＝4m………………………（1分）

λ

所以波速v＝＝5 m/s.………………………（1分）

T

由图上可以看出波向右传播，t＝0时，离A点最近的波峰在x＝2 m处，该点距Q点距离为s＝4 m，

s

因此再经过t1时间，Q点第一次出现波峰，t1＝＝0.8s.…………（2分）

v

坐标为x＝3 m的质点的位移与时间的关系式为

EBLv.........(1分)17(14分)解：（1）回路的感应电动势为

51分)导轨做初速为零的匀加速运动， vat,EyBLat.........(0.5sint.........(3分)回路中的总电阻 感应电流的表达式为 （2）导轨受安培力

由牛顿第二定律 FFAFfMa，

上式中当时t

Fmax1212)atR总R2R0(SatRR0at2........(1分)2EBLat2I.........(2分)R总RR0at22B2L2atFABIL.........(1分)RR0at2B2L2atFMamg.........(2分)RR0at2RaR0外力F取最大值， a.........(2分)RR0 （3）设此过程中导轨运动距离为s，摩擦力做功为

导轨动能的增加量 EkMasB2L2Mamg2W2mgsSW2........(1分)mgMaW2.........(1分)mg

MaW2.........(2分) 产生的焦耳热为。 QW1W2mg

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