广州市荔湾区2015-2016学年高二下学期期末考试物理试题

2015-2016学年第二学期期末考试试题

高二物理

本试卷共21小题，满分100分。考试用时90分钟 注意事项：

1．答卷前，考生务必用黑色字迹的铅笔或签字笔将自己的姓名和考号写在答题卡上。 2．选择题每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应的题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再填涂其他答案。答案不能答在试卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的铅笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。

第Ⅰ部分 必考题

一、单项选择题（8小题，共24分；在每小题给出的四个选项中，只有一个正确选项，

选对的得3分，选错或不答的得0分）

1．一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈产生的感应电动势为E 。若仅将线圈匝数增加为原来的2倍，则线圈产生的感应电动势变为 A ．E 2 B ．E 4 C ．

2E D ．4

E 2．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象分别如图①～④所示。下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是

A ．图①中回路产生的感应电动势恒定不变

B ．图②中回路产生的感应电动势一直在变大

C ．图③中回路在0~t 1时间内产生的感应电动势大于在t 1~t 2时间内产生的感应电动势

D ．图④中回路产生的感应电动势先变大后变小

3．下图为电流i 随时间t 变化的图线，则其中不属于交变电流的是

4．如图所示，A 1和A 2是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 A ．合上开关K 接通电路时，A 2始终比A 1亮

B ．合上开关K 接通电路时， A 2先亮，A 1后亮，最后一样亮

C ．断开开关K 切断电路时，A 2先熄灭，A 1过一会儿才熄灭

D ．断开开关K 切断电路时，A 1先熄灭，A 2过一会儿才熄灭

5．一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流 A ．周期为 s 0.125 B ．电压的最大值为V 20 C ．电压的有效值为 V 10

D

．电压瞬时值的表达式为 (V)u t π=

6．如图所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在t ?时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B ，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为 A ．22B t a ? B ．22nB t a ?

C ．2nB t a ?

D ．2

2nB t

a ?

7．矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示。若规定逆时针方向为感应电流I 的正方向，下列各图中正确的是

-

I I -I I -I I -I I -

8．一边长为L 、电阻为R 的正方形单匝线框沿光滑水平面运动，以速度v 1开始进入一磁感应强度为B 的有界匀强磁场区域，最终以速度v 2滑出磁场。设线框在运动过程中速度方向始终与磁场边界垂直，磁场的宽度大于L （如图所示）。刚进入磁场瞬时， 线框中的感应电流为I 1 。下列说法正确的是

A ．线框完全在磁场中时的运动速度12

2

v v v -=

B ．线框滑出磁场时的电流1122

v I

I v =

C ．进入磁场的过程中，通过线框的电量1

1

LI q v =

D ．整个穿越磁场的过程中通过线框的总电量2

BL Q R

=

二、多项选择题（共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中至少有两个选项符合题目要求。全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答得0分） 9．美国科学家Willard S. Boyle 与George E. Smith 因电荷耦合器件（CCD ）的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖。CCD 是将光学量转变成电学量的传感器。下列器件可作为传感器的有

A ．光敏电阻

B ．热敏电阻

C ．霍尔元件

D ．干电池 10．关于产生感应电流的条件，以下说法中错误．．

的是（ ） A ．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流

B ．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流

C ．穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流

D ．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定

会有感应电流 11．如图所示，竖直平面内有一足够长的金属导轨，金属导体棒ab 可在导轨上无摩擦地

上下滑动，且导体棒ab 与金属导轨接触良好。导体棒ab 由静止开始下落，过一段时间后闭合开关S ，发现导体棒ab 仍然做变速运动，则在以后导体棒ab 的运动过程中，下列说法中正确的是

A ．导体棒重力做的功全部转化为导体棒的内能

B ．导体棒的机械能不守恒

C ．导体棒一定是先做加速运动，最后做匀速运动

D ．导体棒可能是先做减速运动，最后做匀速运动

12．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n :1. 原线圈接正弦交变电压U ，副线

圈接有一个交流电流表和一个电动机. 电动机线圈电阻为R ，

当变压器的输入端接通电源后，电流表的示数为I ，电动机带动一质量为m 的重物以速度v 匀速上升，则判断正确的是

A ．电动机两端电压为IR

B ．电动机的输入功率为R I mgv 2

C ．变压器原线圈中的电流为

n I D ．变压器的输入功率为n

IU 13．如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V 1后接在稳定的交

流电源上；右侧串联灯泡L 和滑动变阻器R ，R 上并联一只理想电压表V 2。下列说法中正确的是

A ．若F 不动，滑片P 向下滑动时，V 1示数变大，V 2示数变小

B ．若F 不动，滑片P 向下滑动时，灯泡消耗的功率变小

C ．若P 不动，滑片F 向上移动时，V 1、V 2的示数均变小

D ．若P 不动，滑片F 向上移动时，灯泡消耗的功率变大

14．如图所示，通电导线cd 右侧有一个金属框与导线cd 在同一平面内，金属棒ab 放在

框架上，若ab 受到向右的磁场力，则cd 中电流的变化情况是 A ．cd 中通有由d →c 方向逐渐减小的电流

B ．cd 中通有由d →c 方向逐渐增大的电流

C ．cd 中通有由c →d 方向逐渐减小的电流

D ．cd 中通有由c →d 方向逐渐增大的电流

三、实验探究题（2小题，共14分，将正确答案填在答题卷的相应位置） 15．（6分）如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接。

（1）用笔线代替导线将图中未完成的电路连接好。

（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合电键后，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流计指针将向 偏；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将向 偏。

16．（8分）某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也发生变化，这种由于外力

的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻R x 的压阻效应。已知R x 的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下

列器材：

A ．电源E （3 V ，内阻约为1 Ω）

B ．电流表A 1（0.6 A ，内阻r 1约为1 Ω）

C ．电流表A 2（0.6 A ，内阻r 2＝5Ω）

D ．开关S ，定值电阻R 0

(1)实验电路如图甲所示，为了较准确地测量电阻R x 的阻值，虚线圆框①内应该接电流表

_________，虚线圆框②内应该接电流表_________。（选填“A 1”或“A 2”）

(2)在电阻R x 上加一个竖直向下的力F ，闭合开关S ，记下电表读数。若A 1的读数为I 1，

A 2的读数为I 2，则R x ＝______________（用字母表示）。

(3)改变力的大小，得到不同的R x 值，绘出R x —F 图像如图乙所示。则当F 竖直向下时，

R x 与所受压力F 的数值关系是R x ＝_____________。（各物理量单位均为国际单位） (4)定值电阻R 0的阻值应该选用____________。

A ．1 Ω

B ．5 Ω

C ．10 Ω

D ．20 Ω

四．计算题（要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能

给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。本题共2小题，共23分） 17．（10分）如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为L ，其左

端接有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。一质量为m 的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。现杆在水平向右、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离d 时，速度恰好达到稳定状态（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r ，导轨电阻不计，不计一切摩擦。试求：

(1)导体杆ab 达到稳定状态时通过导体杆的电流大小和方向；

(2)导体杆达到稳定状态时，ab 杆的速度大小； (3)导体杆从静止开始沿导轨运动距离d 的过程中电阻R 产生的热量。

图甲

N

图乙

18．如图（a），半径为r1的圆形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场B，在垂直于磁场的平面内，阻值为R2、长为r2的金属杆OQ绕端点O转动，杆的末端Q通过电刷与圆形金属环保持良好接触。O点、圆环与一个电路连接，P是加上正向电压才能导通的理想元件。a、b端点通过导线与水平放置的两平行金属板相连。用电压传感器（内阻足够大）测得a、b两端的电压U与金属杆角速度ω的关系如图（b）所示，ω>0代表圆盘逆时针转动。

已知：R1=3R2，r1=0.40m，r2=0.50m，两金属板间距离d=1cm，导线的电阻忽略不计。

（1）根据图（b）写出O A、O B段对应U与ω的关系式

（2）求圆形区域内匀强磁场磁感应强度B大小；

（3）若一质量m=1.2×10-6kg、带电量q=-1.0×10-8C的粒子，以初速v0=4m/s沿两板正中间水平射入金属板间，并能沿直线从金属板右边穿出，求金属杆的角速度ω。（设粒子穿越电场过程中金属杆匀速转动，重力加速度为g取10m/s2）。

图（b）/(rad/s)

图（a）

第Ⅱ部分 选考题

选考题：共15分。请考生从给出的3道物理题中任选一模块做答，并用2B 铅笔在

答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则按所做的第一题计分。 19．【物理3－3】（15分）

（1）（5分）下列说法正确的是 。（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得

6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A ．不能将工厂里扩散到外界的能量收集起来重新利用

B ．分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小

C ．气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果

D ．温度升高，说明物体中所有分子的动能都增大

E ．在一个绝热容器内，不停地搅拌液体，可使液体的温度升高

（2）（10分）如图所示，内壁光滑、截面积不相等的圆柱形汽缸竖直放置，汽缸上、下两

部分的横截面积分别为2s 和s 。在汽缸内有A 、B 两活塞封闭着一定质量的理想气体，两活塞用一根长为l 的细轻杆连接，两活塞导热性能良好，并能在汽缸内无摩擦地移动。已知活塞A 的质量是2m ，活塞B 的质量是m 。当外界大气压强为p 0、温度为T 0时，两活塞静止于如图所示位置。 ① 求此时汽缸内气体的压强。

② 若用一竖直向下的拉力作用在B 上，使A 、B 一起由图

示位置开始缓慢向下移动l/2的距离，又处于静止状态，求这时汽缸内气体的压强及拉力F 的大小。设整个过程中气体温度不变。

20．【物理3－4】（15分）

(1)(5分) 一列简谐波沿x 轴正方向传播，t =0时波形图如图所示，此时波刚好传到x 轴上的质点B 而质点A 恰好位于负向最大位移处。当t =0.6s 时，质点A 从t =0时刻起第二次出现在正向最大位移处。则下列说法中正确的是________。（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分） A ．该简谐横波的周期为0.3s

B ．该简谐横波的波速等于

5m/s

C ．t =0.6s 时，质点C 在平衡位置处且向上运动

D ．经t =1.2s ，该波传播到x 轴上的质点D

E ．当质点E 第一次出现在波峰位置时，质点B 恰好出现在波谷位置

(2)（10分）桌面上有一玻璃圆锥，圆锥的轴(图中的虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，此三角形的边长为L ，如图所示。有一半径为L

3的圆柱形平行光束垂直底面

射到圆锥上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃圆锥的折射率为3，求：

① 光在玻璃圆锥中的传播速度； ② 光束在桌面上形成光斑的面积。

21．【物理3－5】（15分）

（1） (5分)下列说法正确的是________。（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A ．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应

B ．一群处于n =3激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光

C ．α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构

D ．Th 核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4

E ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应

（2）（10分）在足够长的水平光滑直导轨上，静止放着三个大小相同的小球A 、B 、C ，质量分别为m A =3kg 、m B = m c =1kg 。现让A 球以v 0=2 m/s 的速度正对着B 球运动，A 、B 两球发生弹性正碰后，B 球向右运动并与C 球发生正碰，C 球的最终速度v c =2 m/s 。求：

① B 球与C 球相碰之前，A 、B 球各自的速度多大? ② B 、C 碰撞过程中损失了多少动能？

A B

C

2015－2016学年第二学期期末教学质量监测

高二物理答案

一、单项选择题（本题只有一个选项正确，共8小题，每小题3分，共24分）

二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中至少有两个选项符合题目要求．全部选对得4分，选对不全得2分，有选错或不答的得0分）

三、实验题（14分）

15. （6分）（1）如右图（2分）

16. (1) A 2 A 1（2分） (2)

2

12

2I I r I -（2分）

(3)16－2F （2分） (4)B （2分） 四、计算题（23分） 17.（10分）解：

（1）（4分）导体杆ab 在恒力F 作用下做加速度减小的加速运动，当加速度为零的时候，导体杆ab 达到最大速度，此后做匀速直线运动，即稳定状态。 有： 安F F = ① （1分） 且 BIL F =安 ② （1分） ①②式联立，得：BL

F

I =

③ （1分） 根据右手定则，杆中电流方向为a→b 。 ④ （1分） （2） （3分）导体杆ab 到达稳定状态时， 杆ab 产生电动势： m BLV E = ⑤ （1分）

m V 即为ab 杆的速度大小。

且 r

R E

I +=

⑥ （1分） ③⑤⑥式联立，得： 2

2L

B r R F V m ）

（+= ⑦ （1分） (3)（3分）设导体杆从静止开始沿导轨运动距离d 时回路产生的热量为Q ，由动能定理得：

2

2

1m V m Q -d F = ⑧ （1分） 则电阻R 上产生的热量R R

Q Q R r

=?+ ⑨ （1分）

⑦⑧⑨式联立，得：244

()

2R mRF R r RFd Q R B L

r +-=+ ⑩ （1分）

18. 解：（1）（2分）oa 段：0.06U ω=（ω>0） ① （1分）

ob 段：0.08U ω=（ω<0） ② （1分）

（2）（6分）当OQ 顺时针旋转时，P 不导通 （1分） a 、b 两端的电压等于感应电动势： U ε= ③ （1分）

由法拉第电磁感应定律：ΔΔt Φ

ε=

④ （1分） 2

112

Br εω= ⑤ （1分）

即 2

112U Br ω= （1分）

联立②式，可知，其斜率 2

110.082

k Br == （1分）

代入数值，得 B =1.0T （1分）

（3）（5分）粒子能沿直线从金属板右边穿出，说明其所受电场力方向竖直向上，板间场

强方向竖直向下（1分）。说明OQ 沿逆时针方向旋转（1分）。 粒子所受电场力与重力平衡：Eq mg = ⑥ （1分） 板间电场强度：U

E d

=

⑦ （1分） ①⑥⑦联立，得角速度：ω=200rad/s （1分）

选修部分（15分） [物理选修3-3]

（1）（5分）BCE （2）（10分） 解：①（4分）以两活塞整体为研究对象，设此时汽缸内气体压强为p 1，根据平衡条件有：

013p s mg p s += （2分） 解得103mg

p p s

=+

（2分） ②（6分）对汽缸内气体，初态：103mg

p p s

=+，12V ls = （1分） 末态：2p ，232

ls

V =

（1分） 根据波意耳定律，有1122p V p V = （1分） 解得：2043()3mg p p s

=

+ （1分） 以两活塞整体为研究对象，根据平衡条件有：

203p s F p s mg =++ （1分）

解得：01

3

F p s mg =+ （1分）

【物理3－4】 (1)BCE (5分) （2）（10分）解：

①由n ＝c

v

(2分) 解得：v ＝1.73×108 m/s(1分)

②光路如图，由几何知识可得，光束边缘光线在侧面上的入射角θ1＝60° 由n ＝sin θ1sin θ

2(2分) 得折射角θ2＝30°(1分)

又因为OA ＝L /3

sin30°

△OBE 为等边三角形，所以BE ＝L －OA ＝L

3(1分)

光斑半径R ＝L 2－L 3＝L

6(2分)

所以光斑面积S ＝πL 2

36(1分)

[物理选修3-5]（15分） （1）（5分）BCE （2）（10分）

解：①（6分）设B 球与C 球相碰前，A 、B 球的速度分别为v A 、v B ，A 、B 两球发生弹性

正碰的过程，由动量守恒定律得：A 0A A B B m v m v m v =+ …………………………………………（2分）

碰撞过程无机械能损失：

222

A 0A A

B B

111222

m v m v m v =+ ……………………………（2分） ①②式联立，得：v A =1m/s ………………………（1分）

v B =3m/s ………………………（1分）

②（4分）B 、C 两球发生正碰的过程，由动量守恒定律得：

B B B B

C C m v m v m v '=+ ……（1分） 解得：B

v '=1m/s…………………（1分） B 、C 碰撞过程中损失的动能 2

2

2

B B B B

C C 1

11()2

2

2

k E m v m v m v '?-+＝…………………

（1分）

代入数值，得2J k E ?＝ ………………………………（1分）