高二物理第一学期期末考试试卷
（选修） 命题人：孙其成
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一、本题共6小题，每小题3分，共18分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．选对的得3分，选错或不答的得0分．
1．关于电磁波和机械波，下列说法中错误的是
A．电磁波和机械波都能产生干涉、衍射现象
B．电磁波和机械波都需要通过介质传播
C．电磁波和机械波传播过程都传递了能量
D．发射无线电波时常需要对电磁波进行调制
2．如图所示，在垂直于纸面且范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感生电流?
A．向左或向右平动 B．向上或向下平动
C．绕O1O2轴转动 D．平行于纸面向外运动
3．如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是
A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联
C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联
D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联
4．下列说法中正确的是
A．太阳光下的肥皂泡表面呈现彩色条纹，是光的衍射现象
B．光的偏振现象证明了光波是纵波
C．物体作受迫振动时，振动周期大于物体的固有周期
D．作简谐运动的物体，在每次通过同一位置时加速度相同
5．如图所示，一列横波沿x轴传播， t 1时刻的波形图为实线，t 2时刻的波形图为虚线，已知t2= t1
+0.625s，振动周期为0.5s，则波的传播方向和t1到t2时间内传播距离分别是
A．沿x轴正方向、3m
B．沿x轴负方向、3m
C．沿x轴正方向、15m
D．沿x轴负方向、15m
6．一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连．下列说法中正确的是
A．质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大
B．质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大
C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值
D．不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子
二、本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．
7．如果牛顿运动定律在参考系A成立，而参考系B相对A以
的速度做匀速直线运动，则在参考系B中
A．牛顿运动定律同样成立
B．牛顿运动定律可能不成立
C．真空中的光速在A和B两个参考系中都等于c
D．在A和B两个参考系中，物理规律不相同
8．下列说法正确的是
A．电子秤所使用的测力装置是光传感器
B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
C．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
D．楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中有光传感器和声传感器
9． 如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦．整个装置处于竖直方向的匀强磁场中．若因磁场的变化，使杆ab向左运动，则磁感应强度可能是
A．方向向下并减小 B．方向向下并增大
C．方向向上并增大 D．方向向上并减小
10．如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的理想电感线圈，C是电容较大的电容器．当S闭合与断开时，A、B的亮度情况正确的是
A．S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭
B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭
C．S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光
D．S闭合足够长时间再断开S后，B逐渐熄灭
三、本题共3小题，共22分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答.
11．（6分）如图所示，是等离子体发电机的示意图，两平行金属板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里，要使该发电机电源的电动势为E，则等离子的速度v= ▲
，a是电源的 ▲
极．若两金属板间的等效电阻为r，当ab间接电阻为R的负载时，其两端的电压U= ▲ ．
12．（8分）某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐Ａ条纹中心时如图（1），手轮上的示数如图（3）所示．第二次分划板中心刻度线对齐Ｂ条纹中心线时如图（2），手轮上的示数如图（4）所示．已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图（3）中手轮上的读数为 ▲ mm．图（4）手轮上的读数为 ▲ mm，所测光波的波长为
▲ m．如果实验时将红激光换成紫激光，屏上相邻亮纹的距离将 ▲ ．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
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13．（8分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中
（1）以下说法正确的是 ▲ ．
A．测量摆长时应将摆球取下后再测量
B．测量时间应从摆球经过平衡位置时开始计时
C．实验中应控制摆角不大于10°是为了减小系统误差
D．只要测量一次全振动的时间即可知道单摆振动的周期
（2）一位同学用单摆做测量重力加速度的实验．在实验中，他进行了一系列测量，并将得到的数据填在下表中
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 摆长L（m） | 1.1 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.7 |
| 周期平方T2（s2） | 4.5 | 4.0 | 3.7 | 3.3 | 2.9 |
请利用表格中的数据在坐标纸上画周期平方与摆长关系图象；利用图象中得出的重力加速度值为__▲__m/s2．(结果保留三位有效数字)
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四、本题共5小题，共64分. 解答应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得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
14．（12分）水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代，利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一．某小河水流量Q=5m3/s，现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率P=100千瓦的发电机发电．
（1）设发电机输出电压U1=500V，输电线的总电阻R线=10Ω，许可损耗的功率为输送总功率的4%，则所用理想升压变压器原、副线圈匝数比应是多大？
（2）若所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最佳效能，则拦河坝至少要建多高？（取g =10m/s2）
15．（12分）如图所示，用某种折射率n =
的透光物质制成的直角三棱镜ABC，已知∠BAC = 90°，∠ABC = 30°，现有一束光线沿MN方向垂直射到棱镜的AC界面上．求：
（1）光在棱镜中传播的速率v；
（2）通过计算后画出此束光线通过棱镜的光路图，并标明从棱镜射出光线与界面的夹角（不考虑返回到BC面上的光线）．
16．（12分）如图所示，相互平行的光滑金属导轨（电阻忽略不计）在同一水平面内，处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感强度为B，导轨左端的间距
，右端间距
，两段导轨均足够长且用导线连接．今在导轨上放置AC、DE两根导体棒，质量分别为
，
；接入电路的电阻分别为
，
．现使AC棒以初速度v0向右运动，则：
（1）若DE棒固定，在AC棒运动过程中，回路感应电流的方向如何？整个电路产生的电热为多少？
（2）若DE棒可自由运动，求两棒在达到稳定状态（两棒各自以不同的速度做匀速运动）前，加速度大小之比和在达到稳定状态时速度之比．
17．（14分）如图所示，两平行金属板板长为L，板间距离为d，板间接在电压u=U0sinωt的交流电源上．在边界MN的右侧有磁感应强度为B，范围足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场．现有一束带电粒子以速度v0沿两板中线OO′方向平行金属板射入电场中，已知磁场边界MN与中线OO′垂直，带电粒子的质量为m，电荷量为-q，粒子的重力可忽略不计，且每个粒子都能飞出电场．在每个粒子通过电场区域的极短时间内，板间电压可视作是恒定不变的（即该时刻的瞬时值）．
（1）t =0时刻射入的带电粒子沿直线射入磁场，求在磁场中运动的入射点和出射点间的距离；
（2）求带电粒子飞出电场时最大速度的大小；
（3）证明射出电场的任何一个带电粒子，在磁场中运动的入射点和出射点间的距离为定值．
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18．（14分）如图甲所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁场宽度为
，正方形金属框边长为
，每边电阻均为R/4，金属框以速度v的匀速直线穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，当金属框cd边到达磁场左边缘时，匀强磁场磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化．
（1）求金属框进入磁场阶段，通过回路的电荷量；
（2）在图丙i－t坐标平面上画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流i随时间t的变化图线（取逆时针方向为电流正方向）；
（3）求金属框穿过磁场区的过程中cd边克服安培力做的功W．
高二物理（选修）参考答案及评分标准
一、本题共6小题，每小题3分，共18分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．选对的得3分，选错或不答的得0分．
1．B 2．C 3．A 4．D 5．C 6．A
二、本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．
7．AC 8．CD 9．BC 10．ACD
三、本题共3小题，共22分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答.
11．（8分）
，正，
（每空2分）
12．（8分）3.200±0.001 8.401±0.001 6.50×10-7mm 变小（每空2分）
13．（8分）(1)BC（3分） (2)如图所示（3分），9.79±0.05（2分）
四、本题共5小题，共64分. 解答应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得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
14. （12分）（1）设输送电流为I，输送电压为U2，原、副线圈匝数分别为n1、n2，则
4%P＝I2R线 （2分）
P＝IU2 （1分）
（2分）
代入数据解得 
（2分）
（2）发电时，水重力势能减小量的一半转化为电能，则有
mgh×50％＝Pt （2分）
其中
（1分）
代入数据解得
（2分）
15．（12分）解：（1）由折射率公式有 n = 
（2分）
代入数据得 v =
×108m/s=2.12×108m/s （1分）
（2）由
得 C =45° （2分）
光线射向BC界面的入射角θ=60°> C，故发生全反射．
由几何关系可知，光线射向AB界面的入射角α=30°
设从棱镜射出光线与界面的夹角为β，则有
（2分）
解得 β=45° （1分）
光路如图所示． （4分）
16．（12分）（1）由右手定则可知， 回路感应电流为顺时针方向． （2分）
由能量守恒定律可知，整个电路产生的电热 
（2分）
（2）两棒达到稳定之前AC、DE棒中通过的电流大小（设为I）始终相等，设加速度分别为
和
，则
（2分）
解得 
（2分）
当两棒运动速度满足一定关系时，回路中的磁通量不变，感应电流为零，两棒均做匀速运动．设两棒最终速度分别为
、
，则 
（2分）
解得 
（2分）
17．（14分）解：（1）
时刻粒子垂直边界进入磁场，设做半径为r的匀速圆周运动，则
①（2分）
入射点和出射点的距离 
②（1分）
解①②得 
（1分）
（2）设当
时有最大速度vm，飞出所用时间为t，粒子在极板间作类平抛运动，则
加速度 
初速方向 
垂直方向 
（2分）
而
（1分）
联列解得 
（1分）
（3）设粒子在电场中的偏转角为
，飞出电场时的速度为v，在磁场中圆周运动的半径为r′，如图所示，则有
③（2分）
④（2分）
根据几何关系可得入射点和出射点的距离
⑤（1分）
由③④⑤式解得 
（与θ等因素无关）（1分）
故入射点和出射点间的距离为定值．
18．（14分）解：（1）金属框进入磁场阶段产生的电动势
（2分）
产生逆时针方向的感应电流 
（1分）
则通过回路的电荷量 
（2分）
（2）金属框在磁场中产生逆时针方向的感应电流 
金属框离开磁场阶段产生的顺时针方向的感应电流
金属框内感应电流的i－t图线如图所示． （5分）
（3）线圈进入磁场时，cd边克服安培力做的功
（1分）
线圈在磁场内运动时，cd边克服安培力做功的功率
，其中
（1分）
此过程克服安培力做的功
（1分）
则
（1分）