江苏省宿迁市剑桥国际学校高二下学期期末考试 物理 Word含答案

宿迁市剑桥国际学校2013—2014学年度第二学期期终考试
高二年级物理试题（2014.6）
说明：试卷分选择题和非选择题两部分，满分120分。

考试用时100分钟。

一、单项选择题: 本题共6小题，每小题3分，共计18分。

每小题只有一个选项符合题意。

1.关于科学家的研究成果及贡献，下列说法中正确的是 A. 洛伦兹发现了电流的磁效应 B. 楞次提出了电磁感应定律 C ．安培首先引入电场线和磁感线
D ．法拉第发现了电磁感应现象，并制成了人类历史上第一台发电机 2. 关于传感器，下列说法中正确的是 A ．干簧管是能够感知电场的传感器
B ．所有传感器的材料都是由半导体材料制成的
C ．霍尔元件是一种把磁感应强度转换为电压的元器件
D ．电饭锅中的温度传感器是用两层膨胀系数不同的双金属片制成的
3．如图所示为交流发电机示意图，线圈的AB 边连在金属滑环K 上，CD 边连在滑环L 上，导体做的两个电刷E 、F 分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环、电刷保持与外电路的连接。

关于其工作原理，下列说法中正确的是
A ．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电动势为零
B ．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量变化率最大
C ．线圈平面转动一周的时间内，线圈中的感应电流方向改变一次
D ．当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流为零
4．如图所示电路中，规格相同的灯泡1L 、2L 、3L 分别与线圈L 、电容器C 和电阻R 串联后通过开关Ｓ接在两个交流电源上，对应供电电压瞬时值分别为1sin m u U t ω=、2sin 2m u U t ω=。

当开关Ｓ处于位置１时，灯泡1L 、2L 、3L 的亮度相同；当开关Ｓ由位置１移到位置2后，灯泡亮度情况与Ｓ处于位置１时的比较，下列说法中正
确的是
A ．灯泡L 1不变、L 2变亮、L 3变暗
B ．灯泡L 1变亮、L 2变暗、L 3变亮
C ．灯泡L 1变暗、L 2变亮、L 3不变
D ．灯泡L 1变亮、L 2变暗、L 3不变
5．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为10:1，R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u ＝200 sin100πtV ，设理想交流电压表V 1、V 2的示数分别是U 1、U 2；理想交流电流表A 1、A 2示数分别是I 1、I 2。

下列说法中正确的是 A ．示数U 2＝20Ｖ
B ．滑片P 向b 端滑动过程中，U 2不变、I 2变大
C ．滑片P 向b 端滑动过程中，U 1变小、I 1变大
D ．通过原、副线圈的交变电流频率之比为10:1
6．如图甲所示，直角三角形ABC 是由同种金属材料制成的线框，线框位于跟有界匀强磁场垂直的平面内。

现用外力将线框ABC 匀速向右拉进磁场，至AB 边进入磁场前，设线框中产生的感应电动势为E 、AB
两
点间的电势差为U 、线框受安培力的合力为F 、回路中消耗的电功率为P ，如图乙所示中画出了上述各物理量与图示位移x 的关系图象，则与这一过程相符合的图象是
二、多项选择题：每小题4分，共16分。

全对得4分；选对但不全的得2分；有选错或不答的，得0分。

7．某发电厂在远距离输送电能中，原来用66kV 的交流高压输电，后来改用升压变压器将电压升高到330kV 超高压输电。

若输送的电功率均为P 0，输电线的总电阻为R 。

下列说法中正确的是
A ．根据公式U
I R =，升高电压后输电线上的电流增为原来的5倍
B ．根据公式P
I U
=
，升高电压后输电线上的电流降为原来的15
C ．根据公式P =I 2R ，升高电压后输电线上的功率损耗减为原来的
1
25
D ．根据公式R
U P 2
，升高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的25倍
8．如图所示是一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A 和B ，线圈A 、开关S 1与电源连接，线圈B 与开关S 2构成一个回路，C 为连接工作电路的两触头，D 为衔铁，F 一为可转动的金属软磁性材料，K 为可拉动F 的弹簧。

下列说法中正确的是
A ．无论S 2是否闭合，S 1接通后，灯泡L 都会发光
B ．保持S 2闭合，将S 1断开，由于A 线圈的电磁感应作用， 才产生延时释放D 的作用
C ．保持S 2闭合，将S 1断开，由于B 线圈的电磁感应作用， 才产生延时释放
D 的作用
D ．保持S 2断开，S 1断开后，该装置无延时作用
9．如图所示的电路中， L 1、L 2是规格相同的的两个灯泡，线圈L 的电阻可忽略，D 为理想二极
K
管，电源内阻不能忽略，灯泡不会被烧坏。

下列说法中正确的是 A ．开关S 从断开状态到闭合，灯泡L 1不亮
B ．开关S 从断开状态到闭合，灯泡L 2立即达最亮后逐渐变暗
C ．开关S 从闭合状态断开，灯泡L 1将由不亮变亮，亮一会儿再熄灭
D ．开关S 从闭合状态断开，灯泡L 2立即熄灭
10．如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，薄板左下方有一条形磁铁，当磁铁匀速自左向右通过线圈下方时，线圈始终保持静止，那么线圈中产生感应电流的方向(从上向下看) 和线圈受到薄板的摩擦力方向分别是
A ．感应电流的方向先逆时针方向，后顺时针方向
B ．感应电流的方向先顺时针方向，后逆时针方向
C ．摩擦力方向先向左、后向右
D ．摩擦力方向一直向左
三、填空题：本题分必做题（第11、12题）和选做题（第13 题）两部分,
共计42分。

请将解答填写在答题纸相应的位置。

11．（8分）某兴趣小组的一同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的原线圈A 、副线圈B 、电流计及开关按图示方式连接来研究电磁感应现象．
（1）将原线圈A 插入副线圈B 中，闭合开关瞬间，副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向
▲ （选填“相同”或“相反”）。

（2）该同学发现：在原线圈A 放在副线圈B 中的情况下，将开关接通的瞬间电流计指针向左偏
转，则开关闭合后将变阻器的滑动片P 快速向 接线柱C 移动过程中，电流计指针将 ▲ （选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。

若要 看到电流计指针向右偏，请你说出两种具体做法： ① ▲ ；② ▲ 。

12．（6分）某同学选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验，变压
器原线圈两端所接的电源应是电压为12V 的低压 ▲ （选填“交流电源”或“直流电源”）。

先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压
▲ ；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 ▲ （选填“增大”、“减小”或“不变”）。

上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是 ▲ （选填“控制变量法”、“转换法”或“类比法”）。

13．【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题，请选定A 、B 两小题或A 、C 两小题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按A 、B 两题评分。

A. ［选修模块3-3］（22分）
（1）下列说法中正确的是 ▲
A ．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B ．大量分子的集体行为是不规则的，带有偶然性
C ．当分子势能增大时，两分子间作用力可能减小
D ．气体如果失去了容器的约束就会散开, 这是因为气体分子之间斥力大于引力
P
D
（2）对下列物理现象的叙述中正确的是 ▲
A ．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体
B ．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体
C ．由于液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离，液体表面存在张力
D ．液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性
（3）一个气泡(气泡内气体视为理想气体)从恒温水池的底部缓慢向上升起，上升过程中气泡内气体 ▲
（选填“吸热”或“放热”），其内能 ▲ 、压强 ▲ （选填“减小”、“增大”或“不变”）。

（4）利用油膜法可粗略测定分子的大小和阿伏加德罗常数。

已知油酸的摩尔质量为M ，密度为ρ。

n 滴油
酸的总体积为V ，一滴油酸所形成的单分子油膜的面积为S 。

则每个油酸分子的直径 d ＝____▲__；阿伏加德罗常数N A ＝____▲_ _。

（5）一定质量的某种理想气体的体积V 与热力学温度T 的关系图象如图所示，气体在状态A 时压强
p 0=1.0×105Pa 、体积V 0=800cm 3，线段AB 与V 轴平行, BC 延长线过坐
标原点O 。

①求该气体状态B 时的压强。

②已知该气体从状态B 变化到状态C 过程中，向外界放热60J ， 求该过程中气体内能的变化量。

Ｂ. ［选修模块3-4］(6分)
（1）下列有关四幅图的说法中正确的是 ▲
A ．粗糙斜面上的金属球M 在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动
B ．单摆的摆长为L ，摆球的质量为m 、位移为x ，此时回复力为mg
F x L
=- C ．作简谐运动的某质点在t 1时刻速度与加速度方向都发生了变化
D ．在张紧的绳子上悬挂5个摆，当A 摆振动的时候，通过绳使其余各摆做受迫振动，其余各摆振动
周期等于A 摆振动周期
（2）如图所示，一弹簧振子沿光滑水平杆在BC 间做简谐运动，O 为平衡位置，振幅A =6cm 。

从振子经过
图中B 点时开始计时，经时间0.1s 第一次到达O 点，则振子的振动周期Ｔ＝ ▲ s ；取向右方向为正方向，振子振动方程的表达式x ＝ ▲ cm 。

Ｃ. ［选修模块3-5］(6分)
V 0
2V
（1）对于一定质量的某物体而言，下列说法中正确的是 ▲
A ．物体动量改变，其速度大小一定改变
B ．物体的速度方向改变，其动量一定改变
C ．物体的动能不变，其动量可能改变
D ．物体的运动状态改变，其动量可能不变
（2）在某次冰壶比赛中，运动员将一冰壶甲以3m/s 速度推出，与正前方另一静止的相同质量的冰壶乙发
生对心正碰，碰撞后冰壶乙以2m/s 速度向前滑行，方向与冰壶甲碰前运动方向相同，则碰后瞬间冰壶甲的速度大小为 ▲ ，该碰撞是 ▲ （选填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”）。

四、计算题:本题共3小题,共计44分。

解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤， 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．（13分）如图所示，一矩形导线框ABCD 处于水平匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动，线框
ABCD 的输出端通过电刷与电流表、理想变压器原线圈相连，副线圈两端接有一只“18V 、12W ”的灯泡Ｌ。

当线框ABCD 转速n =50r/s 时，灯泡Ｌ正常发光，此时电流表示数为0.2A 。

（1）求通过灯泡Ｌ的电流周期； （2）求变压器原、副线圈匝数之比；
（3）从线框ABCD 经中性面位置开始计时，写出
线框中产生的感应电流瞬时值的表达式。

15．（15分）如图甲所示，正方形金属线圈所围的面积S =0.04m 2，匝数n=100匝，电阻r =2.0Ω，线圈与灯泡L 构成闭合回路，灯泡L 的电阻R =8.0Ω，不计灯丝电阻随温度的变化。

金属线圈区域内存在着磁感应强度B 随时间t 变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直，如图乙所示。

（1）求在0 ~ 1×10 -2 s 时间内线圈中产生感应电动势的大小。

（2）求在1×10 -2 s ~ 3×10 -2 s 时间内通过灯泡L 的电流I 大小。

（3）规定回路中逆时针电流的方向为正方向，在图丙中画出通过灯泡L 的电流I 随时间t 的变
化图象，并求出灯泡L 消耗的电功率。

A
'O
O
B C
16．（16分）如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨M N、PQ相距为L，导轨平面与水平面间的夹角为θ，导轨电阻不计，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，图中定值电阻的阻值也为R，导轨平面处于磁感应强度为B的匀强磁场中，且导轨平面垂直于磁场方向。

当开关Ｓ处于位置1与电源相连时，棒ab恰好能静止在光滑的导轨上；当开关Ｓ处于位置2时，棒ab从静止开始沿导轨下滑，已知棒沿导轨下滑的位移为x时开始做匀速运动，求：
（1）开关Ｓ处于位置1时，通过棒ab的电流大小；
（2）开关Ｓ处于位置2时，棒ab
（3）棒ab从静止开始到下滑位移x
R的电量及R上产生的焦耳热。

宿迁市剑桥国际学校2013—2014学年度第二学期期终考试
高二年级物理参考答案及评分标准 2014.6
一、单项选择题：第1―6小题，每小题3分，共18分。

二、多项选择题：第7―10小题，每小题4分，共16分。

全对得4分；选对但不全的，得2分。

（5）① 根据玻意耳定律 有 p A V A =p B V B 解
得p B =5×104 Pa （2分）
②状态B 至状态C 过程是等压压缩过程，外界对气体做功W=p B △V =40J （2分） 根据热力学第一定律 有 △U=W+Q = 40J+(-60J) = -20J ，即内能减小20J （2分） B ．（选修模块3-4）（6分） （1）BD （3分，漏选得2分）
（2）0.4（1分） 6cos5t π-或6sin(5)2
t π
π-（2分）
C.（选修模块3-5）（6分）
（1）BC （3分，漏选得2分）
（2）1m/s （1分） 非弹性碰撞（2分） 四、计算题: 本题共3小题,共计44分。

14．（13分）
（1）变压器不改变交变电流的周期, 通过灯泡的电流周期等于线框转动的周期, 即
T=0.02s （2分）
（2）设原线圈两端电压为1U
根据题意 有11P I U = （2分） 解得11
P
U I =
60=V （1分） 根据变压比公式 有
12
12
U U n n = （2分） 人解得
1122n U n U =103
= （2分） （3）线框转动的角速度2100n ωππ==rad/s （1分）
线框中感应电流的最大值m I
= （1分） 线框中感应电流的瞬时值sin m i I t ω
=t π=A （2分） 15. (15分)
（1）由图象知，磁感应强度变化率的大小1
2/B T s t
∆=∆ （2分） 根据法拉第电磁感应定律 有电动势的大小111B
E n n S t t
∆Φ∆==∆∆=8V （2分）
（2）由图象知，磁感应强度变化率的大小2
1/B T s t
∆=∆ （1分）
根据法拉第电磁感应定律 有电动势的大小2224B
E n n S t t
∆Φ∆===∆∆V （2分）
根据闭合电路欧姆定律 有电流2
20.4E I R r
==+A （2分）
（3）如右图所示（2分）
设通过灯泡电流的有效值为I ，则
222
12233T T I RT I R I R =⨯+⨯
（2分） 2221212
33
P I R I R I R ==⨯+⨯
2.56=W （2分）
16. (16分)
（1）对棒ab : 0sin mg BI L θ= （2分）
解得电流大小0sin mg I BL
θ
=
（1分） （2）设棒ab 匀速运动时速度大小为v
棒ab 产生的感应电动势E BLv = （1分）
棒ab 中的感应电流E
I R R
=+ （1分）
对棒ab : sin mg BIL θ-＝0 （2分）
s)
解得2
2sin ()
mgR v BL θ
=
（2分） （3）棒ab 产生的感应电动势BLx
E t t
∆Φ=
=
∆∆ （2分） 棒ab 中的感应电流2E
I R
= （1分） 通过棒的电量2BLx
q I t R
=∆=
（1分） 根据能量守恒定律 有 21
sin (0)22
R mgx mv Q θ=-+ （2分）
R 上产生的焦耳热32
4
1(sin )sin 2()R m gR Q mgx BL θθ=- （1分）
注：其他正确解法，同样给分。