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2013年高二物理第二学期期末考试试题及答案


2013 年第二学期教学质量问卷调查

高二物理
本试卷共 6 页,16 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钢笔或签字笔将自己的学校、姓名、座位号、 考号填写在答题卡上。用 2B 铅笔将与考号相应的信息点涂黑。 2.选择题每小题选出答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案

信息点 涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案;答案不能答在试卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指 定区域内的相应位置上; 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。 4.考生必须保持答题卡的整洁,考试结束后,将本试卷和答题卡一并收回。

第一部分 选择题

(共 40 分)

一、本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有 一个选项正确,有的小题有多个选项正确。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。 1.在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列说法 正确的是 A.欧姆首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系 B.库仑发现了电流的磁效应 C.麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在 D.法拉第发现了电磁感应规律 2.以下哪些现象和原子核的变化有关的是 ? A.α 粒子散射 B.天然放射性

C.光电效应

D.热核反应

3.要增大平行板电容器的电容,下列所采取的方法中正确的是 A.增大两极板间的电压 C.减小两极板间的距离 B.在极板间插入介质 D.减小两极板间的正对面积

4.篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速 引至胸前。这样做可以? A.减小球对手的冲量 C.减小球的动量变化量
高二物理(下)

B.减小球的动量变化率 D.减小球的动能变化量
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5.近代物理学家预言有单个的磁极(磁单极子)在自然界存在。我们 假定有一个单个的 N 极磁单极子存在, 它由右方沿水平方向垂直于 N 一个竖直超导线圈 A 所在平面向左运动并穿过超导线圈 A, 如图所 A 示。则有 A.穿过超导线圈后,顺着磁单极子运动方向看,线圈中有顺时针方向电流长久存在 B.穿过超导线圈后,顺着磁单极子运动方向看,线圈中有逆时针方向电流长久存在 C.穿过超导线圈过程中有电流存在,穿过超导线圈后电流很快消失 D.线圈中始终没有电流存在 6.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为 20∶1,原线圈接正弦交流电源,副线圈 接入“220V,60 W”灯泡一只,且灯光正常发光。则 A.副线圈电流频率为 20Hz B.电源输出功率为 1200W C.电流表的示数为

3 A 220

D.原线圈端电压为 11 V 7.如图是某同学对颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图,一根绳绕过两个定滑轮和动 滑轮后各挂着一个相同的重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人 的颈椎 (图中是用手指代替颈椎做实验) 整个装置在同一竖直平 , 面内。如果要增大手指所受的拉力,可采取的办法是 A.只增加重物的重量 B.只增加绳的长度 C.只将手指向下移动 D.只将两个定滑轮间距 OO/拉开一些 8.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度 v2 与第一宇宙速度 v1 的关系是 v2= 2 v1。已知某星球的半径为 r,表面的重力加速度为 地球表面重力加速度 g 的 1/6,不计其它星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为 A.
θ θ

O

O

/

gr

B.

1 gr 6

C. 1 gr 3

1 D. gr 3

9.如图所示,一水平固定的小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从圆盘 中心处O由静止释放一质量为m,带电量为+q的小球,由于电场的 作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c点,Oc=h,又 知道过竖直线上的b点时,小球速度最大,由此可知在Q所形成的电 场中,可以确定的物理量是 A.b 点场强 B.c 点场强 C.b 点电势 D.c 点电势
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c b

A

O

10.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运 动状态的装置,其工作原理如图(a)所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上, 中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图(b)所示,下 列判断正确的是 E A R
压敏电阻

I

v 0 (a) t1 t2 t3 t

(b)

A.从 t1 到 t2 时间内,小车做匀速直线运动 B.从 t1 到 t2 时间内,小车做匀加速直线运动 C.从 t2 到 t3 时间内,小车做匀速直线运动 D.从 t2 到 t3 时间内,小车做匀加速直线运动

第二部分 非选择题(共 60 分)
二.本题共 6 小题,共 60 分。按题目要求作答,解答题应写出必要的文字说明、方程式和 重要步骤,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。 11. (1) 分)读出下面游标卡尺和螺旋测微器的测量数据。 (4

(a)游标卡尺读数:



(b)螺旋测微器读数:



高二物理(下)

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(2) 分)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线 (6 柱间以如下图所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件) 。为了确定各元件种类, 小华同学把 DIS 计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、 滑动变阻器、开关串联后,分别将 AB、BC、CD 接入电路,闭合开关,计算机显示的 电流随时间变化的图象分别如图 a、b、c 所示,则 AB 间是 是 ,CD 间是 。 ,BC 间

A C

B D

S
电流传感器

黑箱 a b c

12. 分) (6 某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现, 里面除了一节 1.5V 的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池) ,如图甲所示。为了测定该电池的电动 势和内电阻,实验室中提供有下列器材: A.电流表 G(满偏电流 10mA,内阻 10Ω) ; B.电流表 A(0~0.6 A~3A,内阻未知) ; C.滑动变阻器 R(0~100Ω,1A) ; D.定值电阻 R0(阻值 990Ω) ; E.开关与导线若干。 (1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,请你按照电路图在 答卷上的实物图上完成实物连线。 ... I 1 / mA
E
R0

10

S
8 6 4
A

G

R

2 O
甲 乙

0.1

0.2 0.3


0.4 0.5

I2 /A

(2)丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的 I1-I2 图线 (I1 为电流表 G 的示数,I2 为电流表 A 的示数) ,则由图线可以得到被测电池的电 动势 E= V ,内阻 r=
高二物理(下)

Ω。
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13. 分)用细线吊着一个小球,使小球在水平面内做半径为 R 匀速圆周运动;圆周运动 (9 的水平面距离悬点 h,距离水平地面 H。若细线突然在 A 处断裂,求小球在地面上的 落点 P 与 A 的水平距离。 O h A H R

14. 分)如图为氢原子能级示意图。现有每个电子的动能都是 Ee=12.89eV 的电子束与 (9 处在基态的氢原子束射入同一区域,使电子与氢原子发生迎头正碰。若某对碰撞,碰 撞前电子和氢原子的总动量为零;碰撞后,氢原子受到激发,跃迁到 n=4 的能级。求 这对碰撞后电子与受激氢原子的总动能。 (电子的质量 me 与氢原子的质量 mH 之比为

me ? 5.445? 10?4 。 ) mH

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15. (12 分)一个质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子从 x 轴上的 P(a,0)点以速度 v,沿 与 x 正方向成 60° 的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于 y 轴射出第一 象限。求: (1)匀强磁场的磁感应强度 B? (2)带电粒子在磁场中的运动时间是多少?

16. (14 分)用质量为 m、电阻为 R 的薄金属条制成边长为 L 的闭合正方形框 abb?a? 。如 图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅 存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的 aa ? 边和 bb? 边都处在 磁极之间,极间磁感应强度大小为 B。方框从静止开始释放,其平面在下落过程中保持 水平(不计空气阻力) 。求: (1)方框下落的最大速度 vm(设磁场区域在数值方向足够长) ; (2)当方框下落的加速度为

g 时,求方框的发热功率 P; 2

(3)已知方框下落时间为 t 时,下落高度为 h,其速度为 vt(vt<vm) 。若在同一时间 t 内,方框内产生的热与一恒定电流 I0 在该框内产生的热相同,求恒定电流 I0 的表达式。 L S
金属方框

N

S S

a

L N

b S b/
金属方框

⊙ ⊙ ⊙

× × ×

a/
磁极

激发磁场的通电线圈 图 1 装置纵截面示意图 图 2 装置俯视示意图

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2013 年教学质量问卷调查

高 二 物 理(下)试 题 答 案 与 评 分 标 准
一、每小题 4 分,共 40 分。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。 题号 答案 1 AD 2 BD 3 BC 4 B 5 B 6 C 7 AC 8 C 9 AD 10 D

11.本题共 10 分,每空 2 分。 (1)2.98cm、0.704mm(0.702~0.705mm) 。 (2)电容器、电感线圈、定值电阻。 12.本题共 6 分。 (1)实物连接如下图。 分,电流表量程选择、滑线变阻器滑片位置错误各扣 1 分) (2 。 (2) 9.0、 10.0。 (每空 2 分)

+ -





13.解:设小球在水平面内做匀速圆周运动的速度为 v,则小球运动所需的向心力

F向 ? mgtan ? ? mg


R h

① ②

F向 ? m

v2 R

细线突然在 A 处断裂,小球则以 v 作平抛运动,在地面上落点 P 的位 置是在与 A 处的切线在同一竖直平面上。设离 A 处的水平距离为 S,则 竖直方向上 水平方向上

1 2 gt 2 S ? vt H ?

③ ④

由①②③④式,可解得
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S?R

2H h



评分标准:本题共 9 分。①式 3 分、②③式每式 2 分、④⑤式每式 1 分。 14.解:设 ve 和 vH 表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率,依题意有

me ve ? mH vH ? 0
碰撞前,氢原子与电子的总动能为



Ek ?

1 1 2 m H v H ? me ve2 2 2



解①②两式并代入数据得

Ek ? 12.897 ? 12.90 eV
氢原子从基态激发到 n=4 的能级所需能量由能级图得



?E ? ?0.85 ? (?13.59) ? 12.74 eV
碰撞后电子和受激氢原子的总动能



? Ek ? Ek ? ?E ? 12.90 ? 12.74 ? 0.16eV



评分标准:本题共 9 分。①②④⑤式每式 2 分、③式 1 分。

15.解: (1)设磁感应强度为 B,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 r。依题意,粒 子在洛仑兹力作用下在磁场中做匀速圆周运动,因此有

qvB ?

m v2 r



粒子在磁场中运动情况如图,由几何知识有

r?

a cos30?



由①②式并代入数据得

B?

3m v 2aq
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(2)设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 T,则

T?

2?r v



由图知,粒子在磁场中做圆周运动对应的圆心角为

??
t?

2? 3



粒子在磁场中运动的时间

? T 2?
4 3?a 9v



由②④⑤⑥式并代入数据得

t?



评分标准:本题共 12 分。①式 3 分、②④⑥式每式 2 分、③⑤⑦式每式 1 分。 16.解: (1)方框下落速度为 v 时,产生的感应电动势

E ? B ? 2L ? v
方框中的感应电流



I?

E R



方框下落过程,受到方向竖直向下的重力 G 和方向竖直向上的安培力 F,分 别有

G ? mg
F ? BI ? 2 L
当 F=G 时,方框达到最大速度,即 v=vm 则由上述各式可解得方框下落的最大速度

③ ④ ⑤

vm ?

mgR 4 B 2 L2



(2)方框下落加速度为

g 时,有 2 g mg ? BI ? 2 L ? m 2



方框的发热功率

P ? I 2R
由⑦⑧式可解得
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P?

R mg 2 ( ) 16 BL



(3)根据能量守恒定律,有

mgh ?


1 mvt 2 ? I 02 Rt 2



I0 ?

m (2 gh ? vt2 ) 2Rt



评分标准:本题共 14 分。①⑦⑩式每式 2 分、②③④⑤⑥⑧⑨⑾式每式 1 分。

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第 10 页(共 6 页)


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