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14 2 26北京市朝阳区2011-2012学年高二下学期期末统一考试物理


北京市朝阳区 2011~2012 学年度高二年级第二学期期末统一考试 物理试卷
(考试时间:90 分钟 满分:100 分)

某时刻开始计时,经过四分之一周期,振子具有沿 x 轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移 x 与 时间关系的图像是

一、本题共 13 小题,每小题 3 分,共 39 分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要 求的。 1. 建立电磁场理论,预言电磁波存在的科学家是 A. 爱因斯坦 B. 牛顿 C. 伽利略 D. 麦克斯韦 8. 一束光线从折射率为 1.5 的玻璃射向空气,入射角为 45°。下列四幅光路图中正确的是 2. 关于光的性质,下列说法正确的是 A. 光在介质中的速度大于光在真空中的速度 B. 双缝干涉实验说明光具有波动性 C. 光的偏振现象说明光是纵波 D. 紫光的频率比红光的频率小 3. 关于声波,下列说法正确的是 A. 同一列声波在各种介质中的波长是相同的 B. 声波的频率越高,它在空气中传播的速度越大 C. 声波可以绕过障碍物传播,即它可以发生衍射 D. 人能辨别不同乐器同时发出的声音,证明声波不会发生干涉 4. 如图是某区域电场线分布的示意图,EA、EB、EC 分别表示电场中 A、B、C 三点的电场强度,其大 小关系正确的是 A. C. 9. 闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的 N 极向下,如图所示。当磁铁向下运动时(但未 插入线圈内部) A. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引 B. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥 B. D. C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引 D. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥 10. 如图所示,在 x 轴上方存在垂直于纸面向外、磁感应强度为 B 的匀强磁场。一带 电粒子从坐标原点 O 处以速度 v 沿

EB ? E A ? EC EC ? EB ? E A

E A ? EB ? EC EB ? EC ? E A

y 轴正方向进入磁场,最后从

5. 在如图所示的四幅图中,标出了匀强磁场磁感应强度 B 的方向、正电荷速度 v 的方向以及洛仑兹力

P (a, 0) 射出磁场。 不计粒子重力, 该带电粒子的电性和比荷 是 A. 正电荷, C.

f

的方向,其中正确表示三者方向关系的图是

q m

v aB 2v 正电荷, aB

B. 负电荷, D.

v aB 2v 负电荷, aB

11. 如图甲所示,一矩形线圈 abcd 放置在匀 强磁场中,并绕过 ab 、 cd 中点的轴 OO′以角 6. 在如图所示的电路中,闭合开关后,当滑动变阻器 R1 的滑动片 P 向 a 端移动时 A. C. 、 的示数都减小 的示数减小 B. D. 、 的示数都增大 的示数增大 速度 ?

2 角 ? ? 45? 时[如图(b)所示]为计时起点, 并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为正。则图
乙所示的四幅图中正确的是

?

?

匀速转动。若以线圈平面与磁场夹

的示数增大,

的示数减小,

7. 一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动,取平衡位置 O 为 x 轴的坐标原点。从 1

12. 光滑水平面上有一质量为 M 的木板,在木板的最左端有一质量为 m 的小滑块(可视为质点) 。小滑块与木板 之间的动摩擦因数为 ? 。 开始时它们都 处于静止状态,某时刻给小滑块一瞬时 冲量,使小滑块以初速度 v0 向右运动。 经过一段时间小滑块与木板达到共同速 度 v ,此时小滑块与木板最左端的距离 为 d,木板的位移为 x ,如图所示。 下列关系式正确的是 A.

B2d 2 x2 量 Q ? W ? Fx ? tR
关于两位同学的解法,下列说法正确的是 A. 两位同学的解法都正确 C. 甲同学的解法正确,乙同学的解法错误 二、本题共 3 小题,共 18 分。 14. (4 分)用示波器观察某交流信号时,在显示屏上显示出一个完整的 波形,如图所示。 (1)要使波形幅度增大,应调整__________。 A. X 增益旋钮 C. 竖直位移旋钮 A. X 增益旋钮 B. Y 增益旋钮 D. 扫描微调旋钮 B. Y 增益旋钮 D. 扫描微调旋钮 B. 两位同学的解法都错误 D. 甲同学的解法错误,乙同学的解法正确

?mgx ?

1 ?M ? m ?v 2 2 1 ?M ? m ?v 2 ? 1 mv 02 2 2
D.

(2)要使信号显示出两个完整的波形,应调整__________。 C. 竖直位移旋钮

B.

?mgd ?

15. (6 分)某同学利用双缝干涉实验仪测量光的波长,按要求将仪器安

C.

2 Mm v0 ?m gd ? 2?M ? m?

1 2 1 2 ?mgd ? mv 0 ? mv 2 2

装在光具座上(如图甲所示) ,接通电源使光源正常工作。 (1)某同学调整手轮后,从测量头的目 镜看去,第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙 (a)所示,图中数字是该同学给各亮纹的编 号,在测量头上的读数为 x1 ;接着再转动手 轮,映入眼帘的干涉条纹如图乙(b)所示, 此时测量头上的读数为 x2 。已知双缝间距为 d,光屏与双缝间的距离为 L。利用以上数据,可计算出相 邻亮纹间的距离△ x =__________,该单色光的波长 ? =__________。 (用 d、L、 x1 、 x2 表示) (2)该同学利用此装置进一步研究光的干涉现象,提出下 列几种说法,你认为正确的是__________。 A. 增加光屏与双缝的距离,干涉条纹间距变窄 B. 将滤光片由蓝色换成红色,干涉条纹间距变宽 C. 将单缝向双缝移动一小段距离,干涉条纹间距变宽 D. 去掉滤光片,干涉现象消失 16. (8 分)某同学利用实验室提供的器材探究一种金属 丝的电阻率。所用的器材包括: A. 电池组,电动势 6V B. 电流表,量程为 500mA,内阻约为 1 ? C. 电压表,量程为 3V,内阻约为 3k ? D. 待测金属丝,电阻约为 4 ?

13. 如图所示,在同一水平面内固定有两平行金属导轨,导轨 光滑且足够长,间距为 d,其左端接阻值为 R 的定值电阻,整个 装置处在竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。一质量为 m (质量分布均匀)的导体杆 ab 垂直于导轨放置。现给杆一水平 向右的初速度,经过时间 t,导体杆 ab 向右运动了 x,在运动过 程中,导体杆 ab 始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体杆 ab 的电阻。甲、乙两位同学根据以上 条件,分别求解在时间 t 内电阻 R 放出的热量 Q 和通过电阻 R 的电荷量 q,具体过程如下: 甲同学: 这段时间内,闭合回路磁通量的变化量为△ 乙同学: 这段时间内,闭合回路磁通量的变化量为

? ? Bdx
根据法拉第电磁感应定律有

△? ? Bdx
根据法拉第电磁感应定律有

E?

△? Bdx ? t t

E?

△? Bdx ? t t

E Bdx ? 所以 I ? R tR

E Bdx ? 所以 I ? R tR
则这段时间内通过电阻 R 的电荷量

B2d 2 x F ? BId ? tR
根据功能原理,这段时间电阻 R 上放出的热 2

q ? I ?t ?

Bdx R

E. 螺旋测微器 F. 米尺,最小刻度为 1mm G. 滑动变阻器,最大阻值 5 ? ,最大电流 2A H. 开关和导线若干 (1)在实验中,既要保证器材安全,又要减小误差,应选用的实验电路为__________。

圈接 R=27.5 ? 的电阻。电路所接电表均为理想电表。求: (2)原线圈中电流表的读数 I 1 。

(1)副线圈中电压表的读数 U2 ;

20. (11 分)如图所示,固定在竖直平面内的光滑绝缘轨道,由 一段斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成, 圆形轨道半径为 R。 一质量为 m 的小物块(可视为质点)从斜直轨道上的 A 点由静止 开始下滑,然后沿圆形轨道运动。A 点距轨道最低点的竖直高度为 4R。已知重力加速度为 g 。 (1)求小物块通过圆形轨道最高点 C 时速度 v 的大小和轨道 (2)该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如下图所示。金属丝 的直径 d 表 对小物块支持力 F 的大小; (2)现使小物块带电,其电荷量为 ? q , a. 若在空间加一竖直向下的匀强电场,小物块仍从 A 点由静止开始下滑,小物块到达 C 点时,轨 道对小物块的支持力为 2F,求所加匀强电场场强 E 的大小; b. 若在空间加一垂直纸面向里的匀强磁场,小物块仍从 A 点由静止开始下滑,小物块到达 C 点时, 轨道对小物块的支持力为

? _________mm。 (3)测得金属丝长度 L ? 51.00cm ,电阻 R=4.08 ? 。则用 d 、L、R 示 该 金 属 丝 的 电 阻 率 ? ? _________ , 代 入 数 据 解 得

? ? _________ ? ? m (结果保留 2 位有效数字) 。
三、本题共 5 小题,共 43 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案 的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 17. (6 分)在如图所示的匀强电场中,一电荷量 q 点电荷所受电场力 F 两点间的距离 x

2 F ,求所加匀强磁场磁感应强度 B 的大小。 3

? ?2.0 ?10?8 C 的

21. (12 分)如图所示,M′MNN′为放置在粗糙绝缘水平面上 的 U 型 金 属 框 架 , MM ′ 和 NN ′ 相 互 平 行 且 足 够 长 , 间 距

? 4.0 ? 10?4 N 。沿电场线方向有 A、B 两点,A、B

? 0.10 m 。求 (1)匀强电场场强 E 的大小;

l ? 0.40 m ,质量 M ? 0.20kg 。质量 m ? 0.10kg 的导体棒 ab 垂直于 MM′和 NN′放在框架上, 导体棒与框架的摩擦忽略不 计。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度 B ? 0.50T 。 t ? 0 时,垂直于导体棒 ab 施加
一水平向右的恒力 F ,导体棒 ab 从静止开始运动;当 t 的速度 v1

(2)将该点电荷从 A 点移至 B 点的过程中,电场力做的功 W。

? t1 时,金属框架将要开始运动,此时导体棒

? 6.0m / s ;经过一段时间,当 t ? t 2 时,导体棒 ab 和金属框架开始做加速度相等的匀加
?

14 m / s 2 。在运动过程中,导体棒 ab 始终与 MM′和 NN′垂直且接触良 3 好。已知导体棒 ab 的电阻 r ? 0.30 ? ,框架 MN 部分的阻值 R ? 0.10? ,其他电阻不计。设框架
速直线运动,其加速度 a 与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力, g 取 10m / s 。 (1)求动摩擦因数 ? ;
2

(2)求拉力

19.(8 分) 如图所示, 理想变压器原、 副线圈匝数之比 n1 若原线圈接入电压为 u 3

: n2 ? 4 : 1。

F;

(3)若在 0

~ t1 这段时间内,MN 上产生的热量 Q ? 0.10J ,求该过程中导体棒 ab 位移 x 的

? 220 2 sin100 ?t ?V ? 的变流电源,副线

大小。

1. D 11. D

2. B 12. C 13. D

3. C

4. A

5. B

6. A

7. C

8. A

9. B

10. C

m g ? qE ? 2 F ? m

v12 R

又因为 F

? 3m g

所以 E

?

mg (3 分) q

14. (1)B(2 分)

(2)D(2 分) 15. (1)

x 2 ? x1 6

(2 分)

d ? x 2 ? x1 ? (2 6L

分)

b. 设加磁场后小物块到达 C 点时的速度为 v2 ,根据动能定理和牛顿第二定律有

(2)B(2 分) 16. (1)D(2 分) (3 )

(2) 0.420

? 0.002 (2 分)

mg ? 2 R ?

?Rd 2
4L

1 2 mv 2 2

m g ? qv2 B ?

v2 2 F ?m 2 3 R

又因为 F

? 3m g

(2 分)

1.1 ? 10?6 (2 分)
所以 B

?

17. (6 分) 解: (1 ) E

?

F ? 2.0 ? 104 N / C (3 分) (2)W ? Fx ? 4.0 ? 10?5 J (3 分) q

mg gR 2qgR

(3 分)

21. (12 分) 解: (1)当 t

? t1 时,导体杆 ab 两端的感应电动
取金属框架为研究对象,根



E ? Blv1 ? 1.2V

所以回路中的电流

I?

E ? 3. 0 A R?r
所以 ?

18. (6 分) 解: (1)取水平向左为正方向,则

△ p ? mv2 ? m?? v1 ? ? m?v1 ? v2 ? (3 分)
所以 F

据牛顿第二定律有 (2)因为 Ft

BIl ? ? ?M ? m?g ? 0

? 0.20 (4 分)

?△ p
(2)当 t 二定律有

?

△ p m?v1 ? v 2 ? ? (3 分) t t

? t 2 时,设回路中的电流为 I ? ,分别取导体杆 ab 和金属框架为研究对象,根据牛顿第 BI?l ? ? ?M ? m?g ? Ma
Q总 ?
所以 F

F ? BI ?l ? ma

? 2.0 N

(4 分)

19. (8 分) 解: (1)原线圈两端的电压 U 1

?

220 2 2

? 220 V

U 1 n1 因为 ? U 2 n2
I2 ? U2 ? 2.0 A R

(3)在 0

~ t1 时间内,电路中产生的总热量
Fx ? 1 mv 12 ? Q总 2

R?r Q ? 0.40 J R

根据功能原理 所以 U 2

所以 x

? 1.1m (4 分)

?

n2 U 1 ? 55V (4 分) n1
所以 I 1

(2)副线圈中的电流

因为

I 1 n2 ? I 2 n1

?

n2 I 2 ? 0.50A (4 分) n1
mg ? 2 R ?
所以 F

20. (11 分)解: (1)根据机械能守恒定律有

1 2 mv 2

所以 v

? 4gR

根据牛顿第二定律有

v2 mg? F ? m R

? 3m g(5 分)

(2)a. 设加电场后小物块到达 C 点时的速度为 v1 ,根据动能定理和牛顿第二定律有

mg ? 2 R ? qE ? 2 R ?

1 2 mv1 2

4


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