1、2012-2013学年黑龙江省大庆铁人中学高二下学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是 ( ) A麦克斯韦预言了电磁波的存在，揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性 B爱因斯坦提出的狭义相对论的两个假设的内容到目前为止都没有经过实验验证其正确性，一直都只是两个假设 C研究光的偏振现象可以类比机械波中的横波的波动特点说明光是横波 D在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加之和代表物体的位移，这里采用了微元法 答案： ACD 试题分析：麦克斯韦预言了电磁波的存在，揭示了
2、电、磁、光现象在本质上的统一性 ,A选项正确；爱因斯坦提出的狭义相对论的两个假设虽然没有经过试验验证，但仍不失其公理性和正确性， B选项错误；研究光的偏振现象可以类比机械波中的横波的波动特点说明光是横波， C选项正确；在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多很多小段，每一小段近似看作 匀速直线运动，然后把各小段的位移相加之和代表物体的位移，这里采用了微元法，D选项正确。 考点：物理学史及研究物理学的方法 如图所示，间距 l 0.4m的光滑平行金属导轨与水平面夹角 30，正方形区域 abcd内匀强磁场的磁感应强度 B 0.2T，方向垂直于斜面甲乙两金属杆电阻 R相同、质量均为 m
3、 0.02kg，垂直于导轨放置起初，甲金属杆处在磁场的上边界 ab 上，乙在甲上方距甲也为 l 处现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力 F，使甲金属杆始终以 a 5m s2的加速度沿导轨匀加速运 动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g=10m/s2，则 ( ) A每根金属杆的电阻 R 0.016 B甲金属杆在磁场中运动的时间是 0.4s C甲金属杆在磁场中运动过程中 F的功率逐渐增大 D乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是 0.1W 答案： BC 试题分析：开始时金属杆乙的加速度为 a2=gsin300=5m/s2,i即甲乙两棒具有相同的加速度，当乙刚
4、进入磁场时，甲也恰好出离磁场，此时两棒的速度均为=2m/s,因为乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，所以,解得 R 0.064 ，选项 A错误；甲金属杆在磁场中运动的时间为 ，选项 B正确；甲金属杆在磁场中运动时满足 F+mgsin300-F 安 =ma,随金属棒速度的增加，安培力逐渐增大，则外力 F逐渐增加，由 P=Fv可知 F的功率逐渐增大，选项 C正确；乙金属杆在磁场中运动过程中受安培力大小为 F 安=mgsin300=0.1N,所以功率 P= F 安 v=0.2W,选项 D错误。 考点：此题为电磁感应问题与力学综合习题。考查电磁感应定律、牛顿定律及电功率等概念。 近年来大庆市的道路建设飞速
5、发展，路况很好，致使有些司机开车时超速，为了减少道路交通事故，交警部门经常在有些路段设置移动测速车，对超速车辆进行抓拍，控制超速行为，如图为某条路面上的一辆测速车，某条路面的限速 60km/h，（不超过 10%都不违章，一般以 18m/s为标准），测速车信号有效范围为 200m以内，当车进入有效范围时能被测到当时车速，并拍照，如示意图所示，当某辆超速轿车以 108km/h向着测速车行驶，在距离测速车 300m处发现测速车，开始刹车，设反应时间内车匀速运动，刹车时可以认为是匀减速运动，则汽车的加 速度大小和反应时间分别是多少可以不被测到超速 ( ) A当加速度为 3.1 m/s2 ，反应时间是
6、0.2s时可以不被测到超速 B当加速度为 3.1 m/s2 ，反应时间是 0.3s时可以不被测到超速 C当加速度为 3.2 m/s2 ，反应时间是 0.5s时可以不被测到超速 D当加速度小于 2.88 m/s2 ，无论反应时间是多少都能被测到超速 答案： AD 试题分析： 108km/h=30/s. 当加速度为 3.1 m/s2 ，反应时间是 0.2s时 ,d汽车的速度减小到 18m/s时，前进的距离为 ，此 时距离测速车 300m-99m=201m,所以当加速度为 3.1 m/s2 ，反应时间是 0.2s 时可以不被测到超速，选项 A 正确；同理可求：当加速度为 3.1 m/s2 ，反应时间
7、是 0.3s时，汽车前进的位移为 102m,汽车已经进入测速车范围，则可检测到超速，选项 B错误；当加速度为 3.2 m/s2 ，反应时间是 0.5s 时，汽车前进的位移为 105m,汽车已经进入测速车范围，则可检测到超速，选项 C错误；当加速度等于 2.88 m/s2，汽车运动 100m进入测速区时的速度为 ，所以当加速度小于 2.88 m/s2 ，无论反应 时间是多少都能被测到超速，选项 D正确。 考点：匀变速直线运动的规律。 如图 a所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴 O 以角速度 匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在图 b中能正
8、确描述线框从图 a中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是 （ ） 答案： A 试题分析：从图示位置转过 90时，线圈中无电流；再转过 90时，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向（正向）的电流；再转过 90时，线圈中无电流；再转过 90时产生顺时针方向（负向）的电流，选项 A正确。 考点：楞次定律 如图所示，图线 a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线 b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 ( ) A在图中 t = 0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B线圈先后两次转速之比为 3:2 C交流电 a的瞬时值
9、为 V D交流电 b的最大值为 V 答案： BCD 试题分析：在图中 t = 0时刻两线圈中感应电动势均为零，所以穿过线圈的磁通量最大，选项 A错误；由图可知 a的周期为 Ta=0.4s ,b的周期 Tb=0.6s，根据，所以 ，选项 B正确；由于 ，所以交流电 a的瞬时值为 V，选项 C正确；根据 ,因为，所以 ,选项 D正确。 考点：交流电的产生及变化规律；正弦交流电的最大值表达式。 如图 D1、 D2是两只相同的灯泡， L 是自感系数很大的线圈，其直流电阻与R 的阻值相同。关于灯泡发光情况正确的是 ( ) A当 S1接 a 时，闭合 S , D1将逐渐变亮 B当 S1接 a 时，闭合 S
10、 待电路稳定后再断开， D1先变得更亮，然后渐渐变暗 C当 S1接 b 时，闭合 S , D2将渐渐变亮 D当 S1接 b 时，闭合 S 待电路稳定后再断开， D2先变得更亮，然后渐渐变暗 答案： AD 试题分析：当 S1接 a 时，闭合 S , 在 D1L支路会产生自感电动势阻碍电流的增加，所以 D1将逐渐变亮，选项 A正确。当 S1接 a 时，闭合 S 待电路稳定后再断开，在通过 D1的电流会在 D1-L-R上形成回路，所以 D1只是逐渐熄灭，选项B错误；当 S1接 b 时，闭合 S , D2将立刻变亮，选项 C错误；当 S1接 b 时，闭合 S 待电路稳定后，由于 L支路的电阻小于 D2
11、-R支路电阻，所以 L支路的电流大于 D2-R支路电流，断开 S后由于 L中产生自感电动势阻碍电流的减少，所以 L中的电流在 L-R- D2中形成回路，故 D2先变得更亮，然后渐渐变暗，选项D正确。 考点：自感现象 如图所示的位移 时间和速度 时间图象中，给出的四条曲线 1、 2、 3、 4代表四个不同物体的运动情况。下列描述正确的是 ( ) A图线 1表示物体做曲线运动 B s-t图象中 t1时刻 v1v2 C v-t图象中 0至 t3时间内 3和 4的平均速度大小相等 D两图象中， t2、 t4时刻分别表示反向运动 答案： B 试题分析：图线 1表示物体做变速直线运动， 选项 A错误； s
12、-t图象中 t1时刻图线 1切线的斜率大于图线 2的斜率，所以 v1v2，选项 B正确； v-t图象中 0至 t3时间内， 4的位移大于 3的位移，所以 4的平均速度大于 3的平均速度 ,选项 C错误。在 s-t图线中的 t2时刻表示反向运动，在 v-t图线中的 t4时刻，表示向同方向做减速运动，选项 D错误。 考点：运动图线 s-t图线和 v-t图线。 如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器原线圈与副线圈匝数比 ，加在原线圈的电压为 （ V），霓虹灯正常工作的电阻 R 440 k， I1、 I2表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是（ ） A副线圈两端电压 62
13、20 V，副线圈中的电流 14.1 mA B副线圈两端电压 4400 V，副线圈中的电流 10.0 mA C I1 I2 D I1 I2 答案： BD 试题分析：原线圈电压有效值为 ,根据 ，解得U2=4400V，副线圈电流 I= =0.01A，选项 B正确；根据 ，由于 n2 n1,所以 I1 I2。选项 D正确。 考点：变压器原副线圈的电流和匝数的关系及交流电的有效值。 如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝 S时，在光屏 P上观察到干涉条纹要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以 ( ) A增大 S1与 S2的间距 B减小双缝屏到光屏的距离 C将绿光换为红光 D将绿光换为紫光 答案： C
14、试题分析：根据双缝干涉条纹间距表达式 可知，增大 d则 减小，选项 A错误；减小 L则 减小，选项 B错误；将绿光换为红光，则波长变长变大，选项 C 正确；将绿光换为紫光，波长变小，则 减小，选项 D 错误。 考点：双缝干涉实验及七种单色光的波长关系。 下列说法中正确的是 ( ) A简谐运动是质点所受的合外力总是指向平衡位置且大小恒定的运动 B波长与障碍物的尺寸相比越大衍射现象越明显 C某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为 x Asin t，则质点第 3 s末至第 5 s末的位移方向都相同 D在波的传播方向上任何一个振动的质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长的长度 答案： B
15、试题分析：简谐运动是质点所受的回复力总是指向平衡位置且满足 F=-kx的运动 ,A选项错误；波长与障碍物的尺寸相比越大衍射现象越明显， B选项正确；根据质点位移随时间变化的关系式 x Asin t，当 t=3s 时 x 0， t=5s时刻 x 0，故两个 e时刻位移的方 向相反， C选项错误；波在传播时，各质点只在自己平衡位置附近上下振动，不随波迁移， D选项错误。 考点：简谐振动的特点；波的衍射；波的传播。 实验题 用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针 P1和 P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使 P1的像被 P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两
16、枚大头针 P3、 P4，使 P3挡住 P1、 P2的像， P4挡住 P3和 P1、 P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示 (1)在本题的图上画出所需的光路 (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，实验室中只给出了量角器，则需要测量的量是_， _，在图上标出它们 (3)计算折射率的公式是 _ 答案：（ 1）见（ 2） （ 3） 试题分析： (1)光路如图 (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，实验室中只给出了量角器，则需要测量的量是 、 。 (3)计算折射率的公式是 考点：插针法测玻璃砖的折射率。 有两个同学分别在大庆和广州的物理实验室，各自在那里利用先进的 DIS系统较准确地探究了 “单摆的
17、周期 T与摆长 l的关系 ”，他们通过互联网交换实验数据，并由计算机绘制了 T2-l图像，如图甲所示在大庆的同学所测实验结果对应的图线是 _(填 “A”或 “B”)另外，在广州做探究的同学还利用计算机绘制了 a、 b两个摆球的振动图像 (如图乙 )，由图可知，两单摆摆长之比 _.在 t 1 s时， b球振动的方向是 _ 答案： B 4/9 沿 y轴负方向 试题分析：根据 ，可得 ，因为大庆的重力加速度大于广州，所以大庆的 较小，故在大庆的同学所测实验结果对应的图线是 B图；由图乙知： Ta=4/3s ,Tb=2s,由 ；在 t 1 s时， b球在平衡位置向下振动。 考点：用单摆测重力加速度；振
18、动图象。 填空题 利用打点计时器所记录纸带来研究小车的运动情况，某学生实验中的记录纸带如图所示，其中两点中间有四个点未画。已知所用电源的频率为 50Hz，则小车运动的加速度 a= _m/s2。 答案： 0.39 试题分析：两点间时间间隔 ，根据 ，得=0.39m/s2 考点：匀变速直线运动的规律及推论 计算题 如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形， MN 为截面的直径， Q 是 MN 上的一点且与 M点的距离 QM=R/2 (R为半圆形截面的半径与水平光屏 P平行，两者的距离为 d，一束与截面平行的红光由 Q 点沿垂直 MN 的方向射入玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，在光屏上得到红光。玻璃砖对该
19、红光的折射率为 n=,求： （ 1）红光由于玻璃砖的折射在屏上向什么方向移动？ （ 2）移动距离是多少？ 答案：（ 1）光线向屏的左侧移动（ 2） 试题分析： (1)光路如图示，光线向屏的左侧移动。 （ 2）根据光的折射定律 解得 =600 由几何关系 解得 考点：光的折射定律及光路图。 2011年 8月韩国大邱世界田径锦标赛中的 110米栏决赛中，在倒数第二个栏架和最后一个栏架，罗伯斯两次与刘翔发生了碰撞，最后一次还拉拽了刘翔的手，致使刘翔失去平衡，只排在第三位冲过终点，成绩是 13秒 27，已知 110米栏是由 110米的跑道和跑道上面的 10个跨栏组成的。男子 110米栏栏架高度 1.0
20、67米，第一栏距起跑线 13.72米。栏间距 9.14米，最后一个栏架距终点线的距离 14.02米 。研究人员对刘翔 110米栏全过程进行了研究分析，情况比较复杂，在这里，我们把全过程分为三个直线运动阶段，第一个阶段：从起跑到跑到第一个栏时，速度由零增加到全程运动中的 最大速度为 9.53m/s，近似认为是匀加速运动；第二阶段：一般认为匀速运动，从第一个栏到第十个栏的时间为8.79s，但是由于罗伯斯干扰，跨过第十个栏时的瞬时速度发生突变，第三阶段：最后的冲刺阶段，以跨过第十个栏时的速度开始匀加速运动，直到以全程的最大速度冲过终点， （ 1） 求第一阶段所用时间为多少？ （ 2） 求第三阶段的加
21、速度和跨过第十个栏时的速度为多少？ （所有结果都保留三位有效数字） 答案：（ 1） 2.88 s（ 2） -0.959m/s2 8.00m/s 试题分析：（ 1）由运动学公式： （ 2）设第三阶段运动时间是 t3 由于第三阶段匀加速运动： 其中 x=14.20m v=9.53m/s 解得： 跨第十个栏的速度 v10 考点：匀变速运动的规律 一列简谐横波沿 x轴正方向传播， t 0时刻的波形图象如图甲所示，波此时恰好传播到 M点。图乙是质点 N（ x 3m）的振动图象，则 : (1)Q 点（ x 10m）开始振动时，振动方向如何 (2)从 t 0开始，经过多长时间， Q 点第一次到达波峰 答案：
22、（ 1） y轴负方向（ 2） 8s 试题分析： (1)因为 t=0时刻处于波前的质点 M振动方向为 y轴负向，所以 Q 点开始振动的方向也是沿 y轴负方向。 (2)从甲图中看出波长 =4m ,由乙图中看出周期 T=4s,所以波速 ，由于最前面的波峰距离 Q 点 8m,最前面的波峰传到 Q 点时 Q 点第一次出现波峰，需要时间 。 考点：机械波的传播、波的图像及振动图象。 如图甲所示，空间存在一宽度为 2L 有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。在光滑绝缘水平面内有一边长为 L的正方形金属线框，其质量 m=1kg、电阻R=4，在水平向左的外力 F作用下，以初速度 v0=4m/s匀减速进入磁场，线框
23、平面与磁场垂直，外力 F大小随时间 t变化的图线如图乙所示。 以线框右边刚进入磁场时开始计时，求： （ 1）匀强磁场的磁感应强度 B； （ 2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量 q； （ 3）判断线框能否从右侧离开磁场？说明理由。 答案：（ 1） 0.33T（ 2） 0.75C (3)不能 试题分析： （ 1）由 F-t图像可知， 1s后线圈全部进入磁场，线圈只受外力作用，可求其线框加速度 线框的边长 =3m t=0时刻线框中的感应电流 线框受的安培力 F 安 =BIL 由牛顿第二定律 F1+F 安 =ma 又 F1=1N,联立得 B=1/3T=0.33T (2)线框进入磁场的过程中，平 均感生电动势 平均电流 通过线框的电荷量为 =0.75C (3)设匀减速运动速度减为零时的位移为 x 由运动学公式得 带入数值得 x=4m 2L 所以线框不能从右侧离开磁场。 考点：此题为电磁感应问题与动力学的结合题目；考查的知识点有法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律及运动公式等；考查学生从图像上获取信息的能力及综合分析问题的能力。
