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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