如皋中学高二物理期末复习三.docx
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如皋中学高二物理期末复习三
江苏省如皋中学2016-2017学年度第一学期期末复习题
（一）
高二物理（选修）
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意）
2．（2013·扬州模拟）如图10－2－17所示装置中，一个足够长的光滑水平导轨与一理想变压器的原线圈相连，导体棒ab处于匀强磁场中，副线圈上连接有灯泡L和电容器C，其余一切电阻不计。
则下列说法正确的是（ ）
图10－2－17
A．若ab棒向右做匀速直线运动，则灯泡L中有c→d的电流
B．若ab棒向右做匀速直线运动，则电容器C下极板带正电
C．若ab棒向右做匀加速直线运动，则灯泡L中有d→c的电流
D．若ab棒向右做匀加速直线运动，则电容器C上极板带正电
解析：
选C
7．如图8所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。
匀强磁场与导轨所在平面垂直。
阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。
t＝0时，将开关S由1掷到2。
若分别用U、F、q和v表示电容器两端的电压、导体棒所受的安培力、通过导体棒的电荷量和导体棒的速度。
则下列图像表示这些物理量随时间变化的关系中可能正确的是（ ）
图8
图9
解析：
选C
[典例] （2013·天津高考）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图10－2－11中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（ ）
图10－2－11
A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd
B．ab接MN、cd接PQ，Iab＞Icd
C．ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd
D．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd
[解析] 根据理想变压器的原理，线圈电流与匝数成反比，ab接MN，通过的电流较大，电流表接在cd两端，通过的电流较小，B正确。
[答案] B
2．（2013·新课标全国卷Ⅱ）如图9－3－10，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正2.通过某电流表的电流按如图10－1－10所示的规律变化，则该电流表的读数为（ ）
图10－1－10
A．4
A B．4A
C．5A D．5
A
解析：
选C 方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d＞L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。
导线框以某一初速度向右运动。
t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。
下列vt图像中，可能正确描述上述过程的是（ ）
图9－3－10
图9－3－11
解析：
选D
3．（2014·江南十校联考）如图4所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环与长直金属杆导通，图中a、b间距离为L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是d。
右边虚线范围内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于弯曲导线所在平面向里的匀强磁场，磁场区域的宽度为
。
现在外力作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，t＝0时刻a环刚从O点进入磁场区域。
则下列说法正确的是（ ）
图4
A．t＝
时刻，回路中的感应电动势为Bdv
B．t＝
时刻，回路中的感应电动势为2Bdv
C．t＝
时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向
D．t＝
时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向
解析：
选D
[例2] （2012·北京高考）一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。
从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。
能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是________。
图1－7
[解析] 选A
1．（2013·成都摸底）如图2－10所示为两列相干水波在t＝0时刻的叠加情况，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。
若两列波的振幅均保持5cm不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m，C点是BD连线的中点。
则下列说法正确的是________。
图2－10
A．A、D点振动始终加强，B点振动始终减弱
B．C点始终保持静止不动
C．t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为10cm
D．在t＝0至t＝0.25s的时间内，B点通过的路程为20cm
解析：
选D
二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分．每小题有多个选项符合题意）
[例4] （多选）一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。
输电线路总电阻为R＝1kΩ。
到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V 60W）。
若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ ）
A．T1原、副线圈电流分别为103A和20A
B．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V
C．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1
D．有6×104盏灯泡（220V 60W）正常发光
[解析] 选ABD
[例1] 一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。
t＝0时刻振子的位移x＝－0.1m；t＝
s时刻x＝0.1m；t＝4s时刻x＝0.1m。
该振子的振幅和周期可能为________。
A．0.1m，
s B．0.1m,8s
C．0.2m，
sD．0.2m,8s
[思路点拨]
（1）题目中所对应的情况有几种可能？
提示：
由题目所给条件可知有两种可能。
①开始速度指向平衡位置。
②开始速度背离平衡位置。
（2）请作出示意图，并在图中找出对应几个时刻的振子位置。
提示：
[解析] 选ACD
[例1] （2013·新课标全国卷Ⅰ改编）如图2－4所示，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2m、4m和6m。
一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3s时a第一次到达最高点。
下列说法正确的是________。
图2－4
A．在t＝6s时刻波恰好传到质点d处
B．在t＝5s时刻质点c恰好到达最高点
C．质点b开始振动后，其振动周期为4s
D．在4s[解析] 选ACD
[例3] （2013·天津高考）一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图像如图2－7所示。
下列描述该波的图像可能正确的是（ ）
图2－7
图2－8
[解析] 选AC
7．（2014·江苏名校质检）图2－117甲为一列简谐波在某一时刻的波形图，Q、P是波上的质点，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法中正确的是________。
图2－17
A．经过0.05s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度
B．经过0.05s时，质点Q的加速度小于质点P的加速度
C．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向
D．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向
解析：
选BC
11．（2014·开封一模）在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图2－21，其波速为5m/s，则下列说法正确的是________。
图2－21
A．此时P、Q两点运动方向相同
B．再经过0.5s质点N刚好在（－5m,20cm）位置
C．波的频率与波源的振动频率无关
D．波的波速由波源和介质的性质共同决定
解析：
选AB
1．如图3－2所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。
已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则________。
图3－2
A．该棱镜的折射率为
B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，波长变小
D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
解析：
选AC
3.（2014·昆山模拟）某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有两种A、B不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一边射入，并从另一面射出，如图3－11所示。
由此我们可以知道________。
图3－11
A．在同种介质中，A光的波长比B光的波长长
B．从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的小
C．A、B两种光在水中的速度一样大
D．A、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射
解析：
选AD
三、填空与实验题（本题共2小题，共12分。
将答案填在答题纸相应的位置）
18．在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
（1）摆动时偏角满足的条件是，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最（填“高”或“低”）的点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期．图60甲中停表示数为一单摆振动50次所需时间，则单摆振动周期为·
（2）用最小刻刘度为1mm的刻度尺测摆长，测量情况如图60乙所示．O为悬挂点，从图60乙中可知单摆的摆长为m。
（3）若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g=·
（4）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说，“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大．”学生乙说：
“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此摆动周期不变”，这两个学生中
A．甲的说法正确B。
乙的说法正确
C．两学生的说法都是错误的
四、计算题（本题共4小题，共60分）
2．（2013·新课标全国卷Ⅱ）如图3－9所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，∠B＝60°。
一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出。
若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等。
图3－9
（1）求三棱镜的折射率；
（2）在三棱镜的AC边是否有光线透出？
写出分析过程。
（不考虑多次反射）
解析：
（1）光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点。
设光线在P点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r′、折射角依题意也为i，有
i＝60°①
由折射定律有
sini＝nsinr②
nsinr′＝sinI③
由②③式得
r＝r′④
OO′为过M点的法线，∠C为直角，OO′∥AC。
由几何关系有∠MNC＝r′⑤
由反射定律可知
∠PNA＝∠MNC⑥
联立④⑤⑥式得
∠PNA＝r⑦
由几何关系得
r＝30°⑧
联立①②⑧式得
n＝
⑨
（2）设在N点的入射角为i″，由几何关系得
i″＝60°⑩
此三棱镜的全反射临界角满足
nsinθc＝1⑪
由⑨⑩⑪式得
i″＞θc⑫
此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出。
答案：
（1）
（2）没有，理由见解析
[例2] （2014·南昌模拟）如图2－6所示实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5s时刻的波形，这列波的周期T符合：
3T＜t2－t1＜4T，问：
图2－6
（1）若波速向右，波速多大？
（2）若波速向左，波速多大？
（3）若波速大小为74m/s，波速方向如何？
[解析]
（1）波向右传播时，传播距离Δx满足
Δx＝kλ＋
λ（k＝0,1,2,3…）
由Δt＝
知
传播时间满足Δt＝kT＋
T（k＝0,1,2,3…）
由于3T＜t2－t1＜4T
因此k取3
故Δt＝3T＋
T
由波形图知λ＝8m
波速v＝
解得v＝54m/s
（2）波向左传播时，传播距离Δx满足
Δx＝kλ＋
λ（k＝0,1,2,3，…）
传播时间满足Δt＝kT＋
T（k＝0,1,2,3…）
由3T＜t2－t1＜4T可知k取3
故Δt＝3T＋
T
波速v＝
解得v＝58m/s
（3）波速大小为74m/s时，波在Δt时间内传播的距离为Δx＝vΔt＝74×0.5m＝37m＝（4λ＋5）m
所以波向左传播
[答案]
（1）54m/s
（2）58m/s （3）波向左传播
如图1所示，MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行光滑金属导轨，相距为2L。
左侧是水平放置长为6L、间距为L的平行金属板，且连接电阻R。
金属板右半部、ef右侧区域均处在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。
质量为M、电阻为R的导体棒ab与导轨接触良好。
棒ab在ef左侧O处受水平向右的力作用，由静止开始向右运动，在某一时刻恰好进入ef右侧区域且以速度v0匀速运动，同时从平行金属板上板左端边缘水平向右射入电量为q带负电油滴能在金属板左半部匀速向右运动，不计其它电阻。
图1
（1）求通过电阻R的电流I和两端的电压U；
（2）若要求油滴能从金属板间飞出，求油滴射入的速率v的范围；
（3）若导体棒ab在进入ef右侧区域前，所受水平向右的力与移动的距离成正比，求力与移动距离的比值k。
（1）棒产生的感应电动势E＝2BLv0①
根据欧姆定律I＝
②
得I＝
③
又由U＝IR④
得：
U＝BLv0⑤
（2）对油滴在金属板左半部匀速运动，列力平衡方程
mg＝q
⑥
m＝
⑦
油滴进入金属板右半部，做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。
qvB＝m
⑧
r＝
⑨
当油滴从金属板左侧飞出，最大半径r1＝
油滴从金属板左侧飞出最大速率v1＝
＝
⑪
当油滴从金属板右侧飞出，最小半径r
＝（3L）2＋（r2－L）2⑫
r2＝5L⑬
油滴从金属板右侧飞出最小速率v2＝
＝
⑭
所以，油滴射入的速率范围v<
，v>
（3）由力与移动的距离成正比可知：
F＝kx⑮
对导体棒，由动能定理：
BI·2L·
＝
Mv
⑯
k＝
14．（10分）如图15所示，一匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，其边界是半径为R的圆，AB为圆的一直径。
在A点有一粒子源向圆平面内的各个方向发射质量为m，电荷量为－q的粒子，粒子重力不计。
图15
（1）有一粒子以v1＝
的速度垂直磁场进入圆形区域，恰从B点射出。
求此粒子在磁场中运动的时间；
（2）若磁场的边界是绝缘弹性边界（粒子与边界碰撞后将以原速率反弹），某粒子沿半径方向射入磁场，经过2次碰撞后回到A点，求该粒子的速度为多大。
解析：
（1）根据牛顿第二定律有
qv1B＝m
解得r1＝2R
该粒子的运动轨迹如图甲所示，则α＝
则粒子在磁场中运动的时间t＝
T＝
（2）该粒子运动情况如图乙所示，则β＝
又r2＝Rtanβ＝
R
根据牛顿第二定律，有qv2B＝m
解得v2＝
答案：
（1）
（2）
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