1、2012-2013学年浙江省杭州二中高二下学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是 A交流电压的有效值为 36 V B交流电压的最大值为 36 V，频率为 0.25 Hz C 2 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大 D 1 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快 答案： BC 试题分析：根据交流电图像可知，最大值为 ，有效值为 36V，周期为 4s，即频率为 0.25Hz，根据法拉第电磁感应定律， ，所以感应电动势最大即代表磁通量变化最快，所以 2 s末线框平面垂直于磁场
2、，通过线框的磁通量最大，所以答案：为 BC 考点：交流电 点评：本题结合交流电图像考察了交流电的最大值，有效值，周期，频率，以及交流电最大值与磁通量变化率之间的关系。 如图所示，相距为 d的两条水平虚线 L1、 L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，正方形线圈 abcd边长为 L（ L d），质量为 m，电阻为R，将线圈在磁场上方高 h处静止释放， cd边刚进入磁场时速度为 v0， cd边刚离开磁场时速度也为 v0，则从线 圈 cd边刚进入磁场起一直到 ab边离开磁场的过程中 A感应电流所做的功为 mgd B感应电流所做的功为 2mgd C线圈的最小速度可能为 D线圈的最小速度一
3、定为 答案： BCD 试题分析： cd边刚离开磁场时速度与 cd边刚进入磁场时速度相等，说明动能没有变化，即减少的重力势能转变为热能，即 Q=2mgd， B对。根据题意，线框进入磁场先减速，后完全进入磁场，在自由落体，加速到 cd边刚要离开速度相等，则根据动能定理 ，求得其最小速度为 。根据题意，有可能正好减速到最小时安培力等于重力，然后完全进入磁场在自由落体，所以 ，即 C答案：正确。 考点：动能定理 点评：本题考查了动能定理得综合应用，在磁场问题中，由于切割磁感线产生的感应电动势决定电流，电流决定安培力，因此又反过来影响加速度。 一简谐横波以 4 m/s的波速沿 x轴正方向传播已知 t 0
4、时的波形如图所示，则 A波的周期为 1s B x 0处的质点在 t 0时向 y轴负向运动 C x 0处的质点在 t s时速度为 0 D x 0处的质点在 t s时速度值最大 答案： AB 试题分析：根据题目已知的信息，波速 4 m/s，波长可以读出为 4m，所以周期为 1s， A 对。根据同侧法，此刻 t=0 时，机械波 x=0 的点正在向下振动， B 对。经过 0.25s，即 0.25T，此刻 x=0的点在去波谷处，所以速度不为零，但经过平衡位置，所以 CD均错 考点：机械波与机械振动 点评：本题考查了机械波与机械振动之间的区别与联系。机械波形图是某一时刻多个质点偏离远平衡位置的图像，机械振
5、动图像指的是质点位移随时间的变化关系。 如图所示，折射率 n= 的半圆形玻璃砖置于光屏 MN的上方，其平面 AB与 MN的距离 h=10cm。一束单色光沿图示方向射向圆心 O，经玻璃砖后射到光屏上的 O点。现使玻璃砖绕圆心 O点逆时针转动，下列关于光屏上光点的移动方向，距 O点的最远距离的说法，正确的是 A向右移动，最远距离 10cm B向左移动，最远距离 10cm C向右移动，最远距离 10 cm D向左移动，最远距离 10 cm 答案： B 试题分析：现使玻璃砖绕圆心 O点逆时针转动 ,则在玻璃里面入射角逐渐增加，所以点向左移动， AC排除。根据 可知，临界角为 45。说明此时正好转过 4
6、5，所以最远的点在左侧与高 h正好构成等腰直角三角形，所以最远距离10cm， B对 考点：几何光学 点评：本题考查了几何光学光路的画法。通过全反射知识求出在 45时发生全反射，从而做出光路，求出最左边点的距离。 如图为两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是 A A点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱 B B点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强 C C点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强 D D点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加 强 答案： C 试题分析：两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠
7、加而发生的干涉，则波锋与波峰、波谷与波谷相遇叠加，造成振动幅度比以前大，称之为加强，其实质点依然在振动。因此图中 AC 为振动加强点， BD为振动减弱点。由于 f相同，v相同，所以波长相同，经过半个周期依然是 AC振动加强和 BD振动减弱，所以答案：为 C 考点：干涉 点评：本题讨论了机械波的干涉条纹，对于振动加强的理解等。在干涉中振动加强指的是振动的幅度，并不是说质点始终停留在最大位移处，质点依然在振动。 如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为 B。电阻为 R、半径为 L、圆心角为 45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的 O轴以角速度 匀速转动（ O轴位于磁场边界）。则线框内产生的
8、感应电流的有效值为 A B C D 答案： D 试题分析：该金属框在进入时产生的感应电动势可以利用半径中点速度计算，即 ，由于只有进入 个周期、出来内 个周期才有感应电动势，所以根据有效值定义 ，答案：为 D 考点：有效值 点评：本题考查了借助交流电有效值的计算方法计算本题的交流电有效值。有效值是通过交流电产生热量与恒定电流产热量相等建立等式，秋季为有效值。 如图所示，波源 S的起振方向向上，振动频率 f 100Hz，产生的简谐波分别沿水平方向向左、右传播，波速 v 80m/s，在波的传播方向上有 P、 Q 两点，已知 SP 1.2m， SQ 1.4m，波刚好传播到 P点时波形图正确的是 答案
9、： B 试题分析： f 100Hz，波速 v 80m/s 说明波长为 0.8m。由于波向左向右传播，即波形应该是关于 y轴对称，所以 C排除。由于起振方向 为向上，所以所有点起振方向为向上，根据同侧法 A中最远处点起振方向向下，所以 A排除。传到P时需要时间 ，即产生 1.5个波长，所以答案：为 C 考点：机械振动与机械波 点评：本题考查了机械波与机械振动之间的关系。通过机械波判断某个质点的振动，以及经过一段时间之后机械波的波形。 如图所示，水下光源 S向水面 A点发射一束光，折射光分成 a、 b两束，则 A a、 b两束光相比较， a光的折射率较大 B a、 b两束光相比较， a光在水中的传
10、播速度较大 C若保持入射点 A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察， b光 先消失 D采用同一双缝干涉实验装置，分别以 a、 b光做光源， a光的干涉条纹间距小于 b光的干涉条纹间距 答案： BC 试题分析：根据光路可逆， b光的入射角大于 a光，但在水中折射率相同，所以b光的折射率要大于 a光折射率。根据频率与折射率之间的关系，水对 b的折射率大于水对 a的折射率。所以 A错。根据 可知， b光在水中的传播速度要小， B对。 ，折射率大，说明临界角小，所以若保持入射点 A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察， b光先消失， C对。根据可知， a波长大， a光的干涉条纹
11、间距大于 b光的干涉条纹间距所以，D错 考点：波的折射 点评：本题考查了光学中常见的判断类问题，通过折射率判断频率、波长、全反射临界角等相关参数。 一列简谐横波以 10 m/s的速度沿 x轴正方向传播， t=0时刻这列波的波形如图所示，则 a质点的振动图像为图中的 答案： D 试题分析：根据同侧法判断， a点此刻的振动方向向下，所以 AB排除。由于波长为 4m，波速为 10 m/s，所以周期为 0.4s。因此答案：为 D 考点：机械波与机械振动 点评：本题考查了机械波与机械振动之间的关系。通过机械波判断某个质点的振动，以及经过一段时 间之后机械波的波形。 沿 x轴正向传播的一列简谐横波在 t=
12、0时刻的波形如图所示， P为介质中的一个质点，该波的传播速度为 2.5m/s，则 t=0.8s时 A质点 P对平衡位置的位移为正值 B质点 P的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C质点 P的速度方向与加速度的方向相同 D质点 P的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反 答案： BD 试题分析：图像可以判断为波动图象，即波长为 4m，由于波速是 2.5m/s，所以周期为 1.6s。根据题意机械波向右传播， 0.8s相当于 0.5T，则机械波的波形与现在正好关于 x对称。因此 A错误。根据上述分析， t=0.8s时， P点在 x轴下方，正在向下振动，所以 B对。加速度跟回复力方向一致，向上，所以
13、D答案：正确。 考点：机械波与机械振动 点评：本题考查了机械波与机械振动之间的关系。通过机械波判断某个质点的振动，以及经过一段时间之后机械波的波形。 据中国地震局台网测定， 2013年 4月 9日 10时 04分在云南省大理白族自治州云龙县、永平县交界地区 (北纬 25.7度，东经 99.6度 )发生 2.9级地震，震源深度 13千米当时当地某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆，观察到两者由静止到开始振动的时间相差 5.0 S，已知地震波中横波和纵波的传播速率分别约为 4 km s和 9 km s，则有 A单摆先开始振动，震源离实验室的距离为 25 km B单摆先开始振动，震源离实验室的距离为
14、36 km C弹簧振子先开始振动，震源离实验室的距离为 25 km D弹簧振子先开始振动，震源离实验室的距离为 36 km 答案： D 试题分析：地震波中即含有纵波也含有横波，根据题目的意思，纵波传播速度要快，所以弹簧振子先振动。设振动距离为 x则 ，所以 考点：机械波的传播 点评：本题考查了机械波的传播，本题还考察了横波、纵波的振动特点，通过横纵波的振动特点，从而判断是弹簧或者是单摆先振动。 利用图中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法中正确的是 A将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D换一个两缝之
15、间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 答案： ABD 试题分析：双缝干涉现象需要两列光波的频率完全相同，双缝干涉条纹间距。将屏移近双缝，即 L减小，条纹宽度变窄， A对；将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变长，干涉条纹间距变宽， B对。换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄， D对。将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变， C错 考点：双缝干涉实验 点评：本题考查了双缝干涉实验的条件的实验现象，并结合双缝间距与波长、双峰宽度、屏幕到双峰距离之间的关系。 填空题 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中， (1)某同学由于没有量角器 ,在完成了光路以后 ,他以 O点为圆心、 10.00 c
16、m长为半径画圆 ,分别交线段 OA于 A点 ,交 OO连线延长线于 C点 ,过 A点作法线 NN的垂线 AB交 NN于点 B,过 C点作法线 NN的垂线 CD交 NN于 D点 ,如图所示 .用刻度尺量得 OB=8.00cm,CD=4.00cm.由此可得出玻璃的折射率 n=_. (2)某同学在纸上画出的界面 aa、 bb与玻璃砖位置的关系如图所示，则该同学测得的折射率与真实值相比 _(填 “偏大 ”、 “偏小 ”或 “不变 ”) 答案：（ 1） 1.5 （ 2）偏小 试题分析：（ 1）根据折射率公式则 （ 2）黑色代表实际光路，但是红色代表作图的光路，显然测量的折射角偏大，所以导致计算折射率结果
17、偏小。 考点：玻璃砖的折射率 点评：本题考查了折射率的计算方法，通常实验室计算玻璃砖的折射率常见的方法。本题还考察了常见的计算玻璃砖折射率的误差分析。 在做 “探究单摆周期与摆长的关系 ”的实验时， （ 1）摆球的密度应选得 些（填 “大 ”或 “小 ”），如果已知摆球直径为 2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如下图左所示，那么单摆摆长是 _m如果测定了 40次全振动的时间如图右中秒表所示，那么秒表读数是 _s，单摆的摆动周期是 _s （ 2）某小组改变摆线长度 ，测量了多组数据。在进行数据处理时，甲同学把摆线长 作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；
18、乙同学作出 图像后求出斜率，然后算出重力加速度。两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲 _，乙 _（填 “偏大 ”、 “偏小 ”或 “无影响 ”） 答案：（ 1）大， 0.8740， 75.2、， 1.88 （ 2）偏小 ，无影响 试题分析：（ 1）单摆在摆动时，要尽量减少空气阻力带来的影响，所以要选择重一些，但体积小一些的物体，即密度要大。此外摆长指的是悬点到球心的距离，即根据题目 已知信息，摆长为 0.8740m。秒表读数为 75.2s， 40个全振动时间，即一个全振动的时间为 75.2/40=1.88s。 （ 2）根据 ，即 ，如果通过该组数据计算，显然摆长偏小，所以计算结果偏小；但是如
19、果以 图像来求，即 ，尽管 L 偏小，但是所有数据 L都偏小，且误差一样，所以可以求其斜率间接求加速度，因此不影响加速度。 考点：单摆 点评：本题考查了单摆的实验注意事项，通过单摆的摆长、周期的计算来求重力加速度。本题在处理数据时，通常不是计算出重力加速度取平均值，而是通过画图处理数据，求斜率以减少误差。 计算题 如图所示，一列简谐横波沿 x轴正方向传播。 t=0时，波传播到 x轴上的质点 B，在它的左边质点 A位于正的最大位移处，在 t=0.6s时，质点 A第二次出现在负的最大位移处。求： （ 1）该波的周期 T （ 2）该波的波速 v （ 3）从 t=0时开始到质点 E第一次到达正向最大位
20、移经历的时间及在该段时间内质点 E通过的路程。 答案：（ 1） 0.4s（ 2） 5m/s（ 3） 0.15m 试题分析： (1) t=0.6s=1.5T 所以 T=0.4S (2)由图可以知道 =2m, v=/T=5m/s (3)t =0.8 S 每个 周期相当于四个振幅 所以： S=3A=0.15m 考点：机械波 点评：本题考查了从机械波图象上读取机械波波长、振幅以及简单计算的能力，要注意机械波类问题还有常见的多解问题。 如图所示，一直角三棱镜截面 ABC， ABC=30， ACB=90斜边长为 L，其折射率为 ，一束平行光从斜边距 A点 处的 O点平行于 BC边射入该棱镜。（光在真空中的
21、速度 c=3.0108m/s，不考虑光的反射。） (1)做出光的折射光路图，并求出光射出棱镜时光的偏向角； (2)求出光在棱镜中传播的时间。 答案：（ 1） 60（ 2） 试题分析：（ 1）光路图如图所示。设光在 AB面和 AC面两次折射的入射角分别为 、 ，折射角分别为 、 ，由光的折射定律得： ， 可得： 由几何关系知： 又 可得： 所以光射出棱镜时光的偏向角为 60 （ 2）由于 在介质中传播的位移为 时间为 联立解得： 考点：几何光学 点评：本题考查了几何光学中常见的计算问题，通过折射率判断光路的角度，通过折射率计算光在介质中的传播速度。 将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化
22、的力 .图甲表示小滑块（可视为质点）沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面内的 A、 A之间来回滑动 .A、 A点与 O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为 ,均小于 5,图乙表示滑块对器壁的压力 F随时间 t变化的曲线 ,且图中 t=0为滑块从 A点开始运动的时刻 .试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息 ,求 : （ 1）小滑块的质量 . （ 2）容器的半径 .（ g取 10 m/s2） 答案：（ 1） 0.05 kg 0.1 m 试题分析：在最高点，物体速度为零，则向心力为零，即 在最低点 根据机械能守恒定律 通过图像可知 F最大值 0.51N，最小值为 0.495N 联立上述几个方程则
23、 考点：圆周运动 点评：本题考查了圆周运动与物体速度之间的关系，通过受力分析找到提供向心力的来源，利用圆周运动知识建立等式求解。 如图所示，两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角 ，导轨间距 ，所在平面的正方形区域 abcd内存在有界匀强磁场，磁感应强度为 B，方向垂直斜面向上。将甲乙两电阻阻值相同、质量均为 m的相同金属杆如图放置在导轨上，甲金属杆处在磁场的上边界，甲乙相距 .静止释放两金属杆的同时，在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力 F，使甲金属杆在 运动过程中始终做沿导轨向下的匀加速直线运动，加速度大小 . (1)乙金属杆刚进入磁场时，发现乙金属杆作匀速运动，则甲乙的电阻 R各为
24、多少？ (2)）以刚释放时 t =0，写出从开始到甲金属杆离开磁场，外力 F随时间 t的变化关系，并说明 F的方向。 (3)乙金属杆在磁场中运动时，乙金属杆中的电功率多少？ (4)若从开始释放到乙金属杆离开磁场，乙金属杆中共产生热量 Q，试求此过程中外力 F对甲做的功。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） （ 4） 试题分析： (1）由于甲乙加速度相同，当乙进入磁场时，甲刚出磁场：乙进入磁场时 受力平衡 2）甲在磁场用运动时，外力 F始终等于安培力 : ， F沿导轨向下 3） 4）乙进入磁场前匀加速运动中，甲乙发出相同热量，设为 Q1， 此过程中甲一直在磁场中，外力 F始终等于安培力，则有 乙在磁场中运动发出热量 Q2， Q2=Pt或利用动能定理 得 由于甲出磁场以后，外力 F为零 得 考点：电磁感应定律、动能定理 点评：本题考查了电磁感应定律，通过电流的导体要受到安培力，根据牛顿第二定律求出加速度，最终其出物体的速度。本题是一道综合程度较高的物理计算题。
