2011-2012学年湖北省宜昌市长阳一中高二（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

来自太阳和其他星体的宇宙射线含有大量高能带电粒子，若这些粒子都到达地面，将会对地球上的生命带来危害．但由于地磁场的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面．下面说法中正确的是（ ）
A．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最强，赤道附近最弱
B．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最弱，赤道附近最强
C．地磁场会使沿地球赤道平面垂直射向地球的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转
D．地磁场只对带电的宇宙射线有阻挡作用，对不带电的射线没有阻挡作用

2. 难度：中等

如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央右上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，磁铁仍处于静止状态，则（ ）
A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面向左的摩擦力作用
C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用
D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面向右的摩擦力作用

3. 难度：中等

如图所示，一个面积为S的矩形导线框abcd，在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成37°角，水平轴oo′，o、o′分别是ab和cd边的中点．现将线框绕oo′逆时针转过180°．在这一过程中，导线框的磁通量变化量大小是 （sin37°=0.6  cos37°=0.8）（ ）

A．2BS
B．1.2BS
C．1.6BS
D．0

4. 难度：中等

如图所示为一速度选择器，两极板P、Q之间距离为d，且P接电源负极，Q接正极；板内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v流经磁场时恰好不偏转（不计重力），则两极板必须加上一定电压U；则下列说法中正确的是（ ）

A．U=Bvd，粒子一定带正电
B．U=Bv，粒子一定带负电
C．U=Bvd，粒子一定从a运动到b
D．U=Bvd，粒子可能从b运动到a

5. 难度：中等

在如图所示的电路中，A₁和A₂是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可忽略，下列说法正确的是（ ）

A．闭合开关S，A₂先亮，A₁后亮，最后一样亮
B．闭合开关S，A₁和A₂始终一样亮
C．断开开关S，A₂立即熄灭，A₁过一会儿才熄灭
D．断开开关S前后，流过灯泡A₁中的电流方向相同，流过灯泡A₂中的电流方向相反

6. 难度：中等

关于光电效应，下列说法正确的是（ ）
A．极限频率越大的金属材料逸出功越大
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小
D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多

7. 难度：中等

1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D₁、D₂构成，其间留有空隙，则下列有关说法正确的是（ ）

A．离子做圆周运动的周期随半径的增大而增大
B．离子做圆周运动的周期与高频交变电压的周期相同
C．离子从磁场中获得能量
D．离子从电场中获得能量

8. 难度：中等

下列说法不正确的是（ ）
A．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种元件
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．电子秤所使用的传感器是力传感器，是把形变这个力学量转化为电压这个电学量
D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断

9. 难度：中等

一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电伏，那么（ ）
A．该交流电频率是100赫兹
B．当t=0时刻，线圈平面恰好与中性面重合
C．当t=秒时，e有最大值
D．使用这个交流电的用电器，每通过一库仑的电量时，电流做功220焦耳

10. 难度：中等

原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ₁的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ₂的光子，已知λ₁＞λ₂．那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要（ ）
A．发出波长为λ₁-λ₂的光子
B．发出波长为的光子
C．吸收波长为λ₁-λ₂的光子
D．吸收波长为的光子

11. 难度：中等

两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，m_A=1kg、m_B=2kg、v_A=6m/s、v_B=2m/s．当球A追上球B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（取两球碰撞前的运动方向为正）（ ）
A．v_A′=5m/s，v_B′=2.5m/s
B．v_A′=2m/s，v_B′=4m/s
C．v_A′=-4m/s，v_B′=7m/s
D．v_A′=7m/s，v_B′=1.5m/s、

12. 难度：中等

三角形导线框abc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t变化的规律如图所示．规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向，下列 i-t图象中正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

二、填空题

13. 难度：中等

如图为《研究电磁感应现象》实验中所用器材的示意图．试回答下列问题：

（1）在该实验中电流计G的作用是   
（2）按实验要求，将下面的实物连成电路．
（3）在产生感应电流的回路中，如图器材中    相当于电源？

14. 难度：中等

在学习了“实验：探究碰撞中的不变量”的实验后，得出了动量守恒定律，反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律．下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况．实验仪器如图所示．

实验过程：
（1）调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作．
（2）在滑块1上装上挡光片并测出其长度L．
（3）在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥（或双面胶纸）．
（4）用天平测出滑块1和滑块2的质量m₁、m₂．
（5）把滑块1和滑块2放在气垫导轨上，让滑块2处于静止状态（v₂=0），用滑块1以初速度v₁与之碰撞（这时光电计时器系统自动计算时间），撞后两者粘在一起，分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t₁和碰后通过光电门的遮光时间t₂．
（6）先根据以上所测数据计算滑块1碰撞前的速度，其表达式为v₁=    ，及碰后两者的共同速度，其表达式为v=    ；再计算两滑块碰撞前后的动量，并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和．
根据实验数据完成表格内容：（表中计算结果保留三位有效数字）
m₁=0.324kg    m₂=0.181kg    L=1.00×10^-3m

滑块1		滑块2		碰前系统动量kgms^-1		碰后系统动量kgms^-1
v1/ms^-1	v/ms^-1	v2/ms^-1	v/ms^-1	m1v1	m2v2	（m1+m2）v
1	0.290	0.184		0.184
2	0.426	0.269		0.269
实验结论：

（7）若要证明上述碰撞是非弹性碰撞，那么还应满足的表达式为     （用上面所测物理量的符号即m₁、m₂、t₁、t₂、L表示）．

三、解答题

15. 难度：中等

一个质量为60kg的杂技演员练习走钢丝时使用安全带，当此人走到安全带上端的固定点的正下方时不慎落下，下落5m时安全带被拉直，此后又经过0.5s的缓冲，人的速度变为零，求这0.5s内安全带对人的平均拉力多大？（g取10m/s²）

16. 难度：中等

风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展．如图是山东荣成市滨海大道所建的风车阵．如果风车阵中某发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，先后经过一升压变压器和一降压变压器传输后送到用户，设用户得到的电压是220V，输电线总电阻为10Ω．若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）画出此输电线路的示意图．
（2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比各为多少？
（3）用户得到的电功率是多少？

17. 难度：中等

如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.50Ω的电阻，导轨宽度L=0.40m．金属棒ab紧贴在导轨上，现使金属棒ab由静止开始下滑，通过传感器记录金属棒ab下滑的距离h与时间t的关系如下表所示．（金属棒ab和导轨电阻不计，g=10m/s²）

时  间t/s		0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80
下滑距离h/m		0.18	0.60	1.20	1.95	2.80	3.80	4.80	5.80	6.80

求：（1）在前0.4s的时间内，流过金属棒ab中的电荷量q；
（2）金属棒的质量m；
（3）在前1.60s的时间内，电阻R上产生的热量Q_R．

18. 难度：中等

如图所示，在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场．在t=0时刻，一位于ad边中点o的粒子源在abcd平面内发射出大量的同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与od边的夹角分布在0～180°范围内．已知沿od方向发射的粒子在t=t时刻刚好从磁场边界cd上的p点离开磁场，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长L，粒子重力不计，求：
（1）粒子的比荷q/m；
（2）假设粒子源发射的粒子在0～180°范围内均匀分布，此时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比；
（3）从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间．