江西省吉安市2012-2013学年高二下学期期末考试物理试题(WORD版).doc

江西省吉安市2012－2013学年下学期高二期末考试
物理试卷
（测试时间：100分钟 卷面总分：100分）

第Ⅰ卷（选择题，共32分）
一、选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题的四个选项中至少有一个是正确的。全选对的得4分，选对未选全的得2分，有错选或不答的得0分，其中第2、3、5、7为单选题，第1、4、6、8小题为多项选择题）
1. 传感器已经广泛应用于我们的生活，为我们带来了方便，下列可以用来控制电路通断的温度传感器元件有：
A. 双金属片 B. 应变片 C. 感温铁氧体 D. 干簧管
2. 关于感应电流，下列说法中正确的是：
A. 只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B. 穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C. 线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流
D. 只要电路的一部分作切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流
3. 如图所示电路中，L为电感线圈，C为电容器，当开关S由断开变为闭合时：

A. 灯A中无电流通过，不可能变亮
B. 灯A中有电流通过，方向由a到b
C. 灯B逐渐熄灭，c点电势高于d点电势
D. 灯B逐渐熄灭，c点电势低于d点电势
4. 有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界MN左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图（甲）所示，现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i－t图象如右图（乙）所示，则进入磁场区域的金属线框可能是下图的：

5. 如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ，设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则：

A. B.
C. D.
6. 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动。线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的是：

A. 每当感应电动势e变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大
B. t1和t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零
C. 该图是从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计时的
D. t2和t4时刻穿过线圈的磁通量最大
7. 如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象。此交流电流的有效值：

A. B. 5A C. D. 3.5A
8. 一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则：

A. 保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
B. 保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
C. 保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D. 保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小

第Ⅱ卷（非选择题，共68分）
二、非选择题（包括必考题和选考题两部分。第9题~第13题为必考题，每个试题考生都必须做答。第14题~第21题为选考题，考生根据要求作答。）
（一）必做题（5题，共33分）
9. （4分）如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a，质量为m，电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度v从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为，此时线框中的电功率为________，此过程回路产生的焦耳热为________。

10. （4分）如图所示，环形导线a中有顺时针方向的电流，a环外有两个同心导线圈b、c，与环形导线a在同一平面内，则穿过线圈b、c的磁通量______。（填>，＝，<）；如下图所示，虚线圆a内有垂直于纸面向里的匀强磁场，虚线圆a外是无磁场空间。环外有两个同心导线圈b、c，与虚线圆a在同一平面内，则穿过线圈b、c的磁通量____（填>，＝，<）。

11. （3分）如图所示，电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，C是电容相当大的电容器，当S闭合后A灯的亮度变化情况是_________，S闭合足够长时间后再断开，B灯__________。

12. （10分）如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动，求：

（1）0~t1时间内通过电阻R的电流大小；
（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；
（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。
13. （12分）如图甲所示足够长的平行光滑金属导轨ab、cd倾斜放置，两导轨之间的距离为L＝0.5m，导轨平面与水平面间的夹角为θ＝30°，导轨上端a、c之间连接有一阻值为R1＝4Ω的电阻，下端b、d之间接有一阻值为R2＝4Ω的小灯泡。有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上，虚线ef为磁场的上边界，ij为磁场的下边界，此区域内的感应强度B，随时间t变化的规律如图乙所示，现将一质量为m＝0.2kg的金属棒MN，从距离磁场上边界ef的一定距离处，从t＝0时刻开始由静止释放，金属棒MN从开始运动到经过磁场的下边界ij的过程中，小灯泡的亮度始终不变。金属棒MN在两轨道间的电阻r＝1Ω，其余部分的电阻忽略不计，ef、ij边界均垂直于两导轨。重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）小灯泡的实际功率；
（2）金属棒MN穿出磁场前的最大速率；
（3）整个过程中小灯泡产生的热量。

（二）选做题：（8题，共70分，考生只选做35分题，14题与18题任选一题，15题与19题任选一题，16题与20题任选一题，17题与21题任选一题，多做对了不给分，多做错了扣分）
选修[3－4]部分（共35分）
14. （6分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波动周期为0.40s。某一时刻，离开平衡位置的位移都相同的几个质点依次为P1、P2、P3……，已知P1与P2之间的距离为0.20m，P2与P3之间的距离为0.80m。则P1的振动传播到P2所用的时间是
A. 0.40s B. 0.20s C. 0.10s D. 0.08s
15. （6分）下面四种描述的事实中与光的干涉有关的是（ ）
①用光导纤维传播信号 ②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度
③一束白光通过三棱镜形成彩色光带 ④水面上的油膜呈现彩色
A. ①④ B. ②④ C. ①③ D. ②③
16. （9分）在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，准备了下列仪器：
A. 白炽灯 B. 双窄缝片 C. 单窄缝片 D. 滤光片 E. 毛玻璃光屏
①把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是________（填字母）。
②在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹a、c的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示。其中表示a纹位置（如图甲所示）的手轮读数为1.790mm，则表示c纹位置（如图乙所示）的手轮读数为_______mm。
③若双缝间的距离为0.18mm，双缝与屏的距离为500mm，则单色光的波长为______μm。

17. （14分）如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OP＝OQ＝R，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OA＝，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，OD＝，求：
①该玻璃的折射率是多少？
②将OP面上的该单色光至少向上平移多少，它将不能从PQ面直接折射出来。

选修[3－5]部分（共35分）
18. （6分）在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n＝2能级发出的谱线属于巴尔末系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线
A. 2 B. 5 C. 4 D. 6
19. （6分）今年3月11日，日本发生9级地震，福岛第一核电站严重受损，大量放射性铯和碘进入大气和海水，造成对空气和海水的放射性污染。下列说法正确的是
A. 核反应堆中的核废料不再具有放射性，对环境不会造成影响
B. 铀核裂变的一种可能核反应是
C. 放射性碘发生衰变的核反应方程为
D. 裂变形式有多种，每种裂变产物不同，质量亏损不同，但释放的核能相同
20. （9分）①媒体报道，叛逃到英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡。英国警方调查认为，毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋（Po）。Po的半衰期为138天，经衰变生成稳定的铅（Pb），那么经过276天，100g Po已衰变的质量为_______g。
②一个氘核（）和一个氚核（）结合成一个氦核并放出一个中子时，质量亏损为m，已知阿伏加德罗常数为NA，真空中的光速为c，若1mol氘和1mol氚完全发生上述核反应，则在核反应中释放的能量为________。
③用速度为v0、质量为m1的核轰击质量为m2的静止的核，发生核反应，最终产生两种新粒子A和B。其中A为核，质量为m3，速度为v3；B的质量为m4。粒子A的速度符合条件_________时，粒子B的速度方向与He核的运动方向相反。
21.（14分）光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮（不计定滑轮的质量和摩擦），绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30kg，两车间的距离足够远。现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5m/s时，停止拉绳。求：

①人在拉绳过程做了多少功？
②若人停止拉绳后，至少以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？

【试题答案】
一、选择题：
1. AC 2. C 3. D 4. BC 5. A 6. ABC 7. B 8. BC
二、非选择题
9. （2分） （2）（2分）
10. ＞（2分）、＝（2分）
11. 先亮后逐渐熄灭（2分）、逐渐熄灭（1分）
12. 解析：
（1）0~t1时间内，线框中的感应电动势为：
（2分）
根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流为：
（2分）
（2）线框产生感应电动势的最大值：，感应电动势的有效值，通过电阻R的电流的有效值，线框转动一周所需的时间，此过程中，电阻R产生的热量：
（3分）
（3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，平均感应电动势，平均感应电流：，通过电阻R的电荷量：
（3分）
13. （12分）
解析：（1）由于小灯泡的亮度始终不变，说明金属棒MN进入磁场后作匀速直线运动，速度达到最大，由平衡条件得：，得（1分）
小灯泡的电功率（1分） 得：（1分）
（2）由闭合电路的欧姆定律得：（1分）
其中，总电阻（1分）
由法拉第电磁感应定律得：（1分）
由以上各式代入数据解得：（1分）
（3）金属棒进入磁场前，由牛顿第二定律得：
加速度a＝gsin30°＝5m/s2
进入磁场前所用的时间：，得（1分）
设磁场区域的长度为x。在0－t1时间内，由法拉第电磁感应定律得：
（1分）
金属棒MN进入磁场前，总电阻+
又感应电动势，所以（1分）
在磁场中运动的时间（1分）
整个过程中小灯泡产生的热量
代入数据解得：（1分）
14. （1）D（6分）
15. B（6分）
16. ①ADCBE或ACDBE ②4.940 ③0.567（每空3分）
17. 解：①在PQ面上的入射角30°（2分）

由几何关系可得60°（2分）
折射率（2分）
②临界角（2分）
从OP面射入玻璃体的光，在PQ面的入射角等于临界角时，刚好发生全反射而不能从PQ面直接射出。设光在OP面的入射点为M，在PQ面的反射点为N
（3分）
至少向上平移的距离（3分）
18. （1）D（6分）
19. C（6分）
20. ①75 ② ③（每空3分）
21. 解：①设甲、乙两车和人的质量分别为m甲、m乙和m人，停止拉绳时甲车的速度大小为v甲，乙车的速度大小为v乙，由动量守恒定律得
（2分）
求得：（2分）
由功与能的关系可知，人拉绳过程做的功等于系统动能的增加量。
（2分）
②设人跳离甲车时人的速度方向为正，大小为v人，甲车的速度为，人离开甲车前后由动量守恒定律得
（2分）
人跳到乙车时，人与乙车共同速度为（2分）
若两车不碰撞，则≤（2分）
代入得：（2分）
当人跳离甲车的速度大于或等于0.5m/s时，两车才不会相撞。
（其它解法正确均给分。）