2012学年第二学期期中杭州地区七校联考
高二年级物理学科试题
考生须知：
1.本卷满分100分，考试时间90分钟；
2.答卷前，在答题卷密封区内填写班级、学号和姓名；座位号写在指定位置；
3.
所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
4.考试结束后，只需上交答题卷。
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、选择题（本大题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题所给的四个选项中，只有一个选项符合题意）
1．下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是
2．如图表示质点做简谐运动的图象，则以下说法中正确的是 A ．图中的曲线部分是质点的运动轨迹
B ．t 1、t 3时刻的速度是相同的
C ．从t 1到t 2这段时间内，速度和加速度方向是相同的
D ．从t 2到t 3这段时间内，速度变大，加速度变小 3．法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机──法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A 、B ，两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则
A ．电刷A 的电势高于电刷
B 的电势
B ．若仅减小电刷A 、B 之间的距离，灵敏电流计的示数将变大
C ．若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将变大
D ．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变大
4．我国第一艘航母“辽宁舰”交接入列后，歼—15飞机顺利完成了起
降飞行训练，图为一架歼—15飞机刚着舰时的情景。已知该飞机机身长为l，机翼两端点C、D的距离为d，某次在我国近海海域训练中飞机降落时的速度沿水平方向，大小为v，该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B x，竖直分量为B y。C、D两点间的电势差为U，下列分析正确的是A．U=B x lv，C点电势低于D点电势B．U=B x dv，C点电势高于D点电势
C．U=B y lv，C点电势低于D点电势D．U=B y dv，C点电势高于D点电势
5．如图所示，A、B、C为三只相同的灯泡，且灯泡的额定电压均大
于电源电动势，电源内阻不计，L是一个直流电阻不计、自感系数
较大的线圈，先将K1、K2合上，稳定后突然断开K2。已知在此后过
程中各灯均无损坏，则以下说法中正确的是
A．C灯亮度保持不变
B．C灯闪亮一下后逐渐恢复到原来的亮度
C．B灯亮度保持不变
D．断开K2稳定后B灯的功率是原来稳定时的一半
6．电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。如图为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管。一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号.若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量 随时间t的变化如图，则螺线管内感应电流i随时间t变化图象为
7．如图
所示，一个刚性的矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，已知磁场区域的高度大于线圈的高度，则下列判断中正确的是
A、若线圈进入磁场时是减速运动，则离开磁场时也是减速运动
B、若线圈进入磁场时是减速运动，则离开磁场时是加速运动
C、若线圈进入磁场时是匀速运动，则离开磁场时也是匀速运动
D、若线圈进入磁场时是加速运动，则离开磁场时也是加速运动
8. 如图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈
内磁场的变化规律如图乙所示，则在t1～t2时间内
A．电流表A1的示数比A2的小
B．电流表A2的示数比A3的小
C．电流表A1和A2的示数相同
D．电流表的示数都不为零
二、选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有一个或几个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错或不选得0分）
9．如图所示，铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上，一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落，然后从管内下落到水平桌面上。已知磁铁下落过程中不与管壁接触，不计空气阻力，下列判断正确的是
A．磁铁在整个下落过程中做自由落体运动
B．磁铁在管内下落过程中机械能守恒
C．磁铁在管内下落过程中，铝管对桌面的压力大于铝管的重力
D．磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量
10．某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1，n2。降压变压器原副线匝数分别为n3，n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则
A．3
2
14
n
n
n n
>
B．3
2
14
n
n
n n
<
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
11、某同学在实验里熟悉各种仪器的使用．他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图(甲)所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边．当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致．经过操作，该同学在计算机上得到了如图(乙)所示的图象．该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁
通量最大时，按照这种猜测
A．在t＝0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
B．在t＝0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
C．在t＝0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
D．在t＝0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
12．如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，处在方向竖直向下，磁感应强度为B的匀
强磁场中，AB 间距为L ，左右两端均接有阻值为R 的电阻，质量为m 、长为L 且不计电阻的导体棒MN 放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN 具有水平向左的初速度v 0，经过一段时间，导体棒MN 第一次运动到最右端，这一过程中AB 间R 上产生的焦耳热为Q ，则
A ．初始时刻棒所受的安培力大小为2
B 2L 2v 0
R B ．当棒再一次回到初始位置时，AB 间电阻的热功率为B 2L 2v 02
R
C ．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为1
2mv 02－2Q
D ．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为1
2mv 02－6Q
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
三、填空、实验题（本题有5小题，每空2分，共20分）
13．交流发电机产生的感应电动势瞬时值为e ＝E m sinωt ，若发电机的转速和线圈的匝数都增加到原来的两倍时，产生的感应电动势的瞬时值为 ▲ 。
14．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是 ▲ 。
15．如图所示，在与匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的导线框MON ，α=∠MON 。在它上面搁置另一根与ON 垂直的直导线PQ ，PQ 紧贴OM 、ON ，并以平行于ON 的速度v 从顶角O 开始向右匀速滑动。设线框MON 和直导线PQ 单位长度的电阻为0R ，磁感强度为B ，则回路中的感应电流的方向为__
▲
______（填
“顺时针”或“逆时针”），感应电流的大小为_______▲_________。
16．在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们是：①电流计、②直流电源、③带铁芯的线圈A 、④线圈B 、⑤电键、⑥滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。 （1）试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）。
（2）若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C 和D 上，而在电键刚闭合时电流表指针右偏，则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接
线柱C移动时，电流计指针将_____▲_____（填“左偏”、“右偏”、“不偏”）。
17．（1）“单摆的周期T与摆长L的关系”的实验中，某次测量小球的直径的示数如图1所示，图中1游标上10格的长度为19mm，则小球的直径d为▲mm。用秒表记下了单摆振动50次的时间如图2所示，由图可读出时间为▲s。
（2）有两位同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2－L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线▲(填“A”或“B”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象如图乙所示，由图可知，两单摆的摆长之比＝▲．
四、计算题（本题共4小题，共40分，解答时必须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）18．（8分）如图所示，边长为L的正方形金属框，质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁
场外．磁场随时间变化规律为B＝kt(k>0)，已知细线所能承受的最大拉力为2mg，求：
⑴线圈的感应电动势大小；
⑵细绳拉力最大时，导体棒受到的安培力大小；
⑶从t＝0开始直到细线会被拉断的时间。
19．（10分）一个电阻为r 、边长为L 的正方形线圈abcd 共N 匝，线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO ′以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R . (1)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？
(2)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？
(3)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？ (4)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R 的电量是多少？ 20、（10
分）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L
=0.5m ，左端接有阻值R=0.3Ω的电阻，一质量m=0.1kg ，电阻r=0.1Ω的金属棒MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T ，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始做匀加速直线运动，当棒运动的位移x=9m 时速度达到6m/s ，此时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1：Q 2=2:1，导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，求
(1) 棒在匀加速运动过程中，通过电阻R 的电荷量q
(2) 金属棒MN 做匀加速直线运动所需外力随时间变化的表达式 (3) 外力做的功W F
F
21．（10分）两根平行金属导轨固定倾斜放置，与水平面夹角为37°，相距d＝0.5 m，a、b间接一个电阻为R＝1.5 Ω.在导轨上c、d两点处放一根质量m＝0.05 kg的金属棒，bc长L＝1 m，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5.金属棒与导轨接触点间电阻r＝0.5 Ω，金属棒被两个垂直于导轨的木桩顶住而不会下滑，如图甲所示．在金属导轨区域加一个垂直导轨斜向下的匀强磁场，磁场随时间的变化关系如图乙所示．重力加速度g＝10 m/s2.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：
(1)0～1.0 s内回路中产生的感应电动势大小；
(2)t＝0时刻，金属棒所受的安培力大小；
(3)在磁场变化的全过程中，若金属棒始终没有离开木桩而上升，则图乙中t0的最大值；
(4)通过计算在图中画出0～t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图象．
甲
乙
2012学年第二学期期中杭州地区七校联考
高二年级物理学科参考答案
最终定稿人：萧山中学 楼秀琴 联系电话：180********
一、选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的；选对得3分，有选错或不选的得0分。）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C
D
C
D
B
B
A
C
二．选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有一个或几个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错或不选得0分）
题号 9 10 11 12 答案
CD
AD
AC
AD
三、填空题（本题有4小题，每空2分，共20分） 13、e=4E m sin2ωt ， 14．改变机翼的固有频率 15、逆时针、
()0
sin cos 1sin R Bv R
E I ααα
++=
=
16、（1）如图 （2）左偏 17、（1） 16.4 、 96.8 ； （2） B 、 4/9 ；
四、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分， 18、解：⑴由题意知ΔB
Δt
＝k ………………………1分
根据法拉第电磁感应定律知E ＝ΔB Δt ·S ＝k ·L
2
2 ……2分
⑵当细线刚要断时：F 安＝mg ……2分
⑶I ＝E R ＝kL 22R ， B ＝kt ……2分 解得：t ＝2mgR
k 2L
3 ……1分
19、解析：
(1)E m ＝NBS ω＝NB ωL 2
…1分
（2）线圈平面与B 成60°角时的瞬时感应电动势 e ＝E m ·cos60°＝12NB ωL 2
. …2分
(3)电动势的有效值E ＝E m
2
…1分
电流的有效值I ＝
E
R ＋r
…1分
柴油机做的功转化为电能，线圈转一周柴油机做的功
W ＝EIt ＝E
2
R ＋r t ＝
(
2
)
2
R ＋r
·2πω＝πN 2B 2
ωL
4
R ＋r
. …2分 (4)因为I 平均＝E 平均R ＋r ＝N ·ΔΦ
Δt (R ＋r )
， …1分
故电量q ＝I 平均·Δt ＝NBS ·sin60°R ＋r ＝3NBL
2
2(R ＋r )
. …2分
20、解析：
（1）设棒匀加速运动的时间为Δt ，回路的磁通量变化量为ΔΦ，回路中的平均感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律得E ＝
ΔΦ
Δt
… 1分
其中ΔΦ＝Blx
… 1分
设回路中的平均电流为I ，由闭合电路的欧姆定律得I ＝E
R ＋r
则通过电阻R 的电荷量为q ＝I Δt
…1分
联立①②③④式，代入数据得q ＝4.5 C … 1分
（2）)设撤去外力时棒的速度为v ，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式v 2
＝2ax
得 a ＝2 m/s 2
…1分
E ＝Blv r
R E
I +=
由安培力公式和牛顿第二定律得F －BIl ＝ma …1分 得F ＝0.2＋0.2t …1分
（3）撤去外力后棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于棒的动能减少。有 222110.16 1.82
2
k Q E mv =?=
=
??=J …1分
根据题意在撤去外力前的焦耳热为122 3.6Q Q ==J
撤去外力前拉力做正功、安培力做负功（其大小等于焦耳热Q 1）、重力不做功共同使棒的动能增大，根据动能定理有 1k F E W Q ?=- …1分 则1 3.6 1.8 5.4k F k E W Q E ?==+?=+= J …1分 21．解析
(1)读题图可知：ΔB Δt ＝1.0－0.2
1.0
T/s ＝0.8 T/s ，…1分
ε感＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt Ld ＝0.8×1×0.5 V＝0.4 V. …2分
(2)I 感＝ε感R ＋r ＝0.4
1.5＋0.5
A ＝0.2 A ， …1分
F 安0＝B 0I 感d ＝0.2×0.2×0.5 N＝0.02 N. …2分 (3)此时金属棒对木桩的压力为零，最大静摩擦力沿斜面向下，此时沿倾斜导轨方向上合外力为零．
F 安＝B (t )I 感d ＝(0.2＋0.8t 0max )×0.2×0.5 N＝(0.02＋0.08t 0max )N N ＝mg cos 37°＝0.05×10×0.8 N＝0.4 N f ＝μN ＝0.5×0.4 N＝0.2 N ，即最大静摩擦力.
F 安＝mgsin 37°＋f …2分 代入相关数据后，得：t 0max ＝6 s. …1分
静安大，木桩对金属棒的弹力减小，直至弹力为零．
B(t)I感d＝mg sin 37°
满足：F
代入数据：(0.2＋0.8t)×0.2×0.5＝0.05×10×0.6
得：t＝3.5 s. …1分
F安继续增大，f静从零开始增大，
F安＝B(t)I感d＝(0.2＋0.8t)×0.2×0.5＝mg sin 37°＋f静
所以f随t线性增大至f＝0.2 N(此时t0max＝6 s)．…2分
说明：图线画对得3分。（0—3.5 s图线1分；3.5 s—6 s图线
2分；6 s后f随t仍按线性变化扣1分）