2012-2013学年上海市高二下学期期中考试物理（选修）试卷（解析版）

卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是（    ）

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许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是（   ）

A．牛顿提出了万有引力定律，通过实验测出了万有引力恒量

B．法拉第发现了电磁感应现象，制造了世界上第一台手摇发电机

C．托马斯·扬成功地完成了光的干涉实验，总结出了光的波粒二象性

D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波的存在

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如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在时刻（   ）

A．线圈中的感应电动势最小

B．线圈中的感应电流最大

C．穿过线圈的磁通量最大

D．穿过线圈磁通量的变化率最小

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如图所示，真空中有直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异号点电荷+Q和－Q，C是y轴上的一个点，D是x轴上的一个点，DE连线垂直于x轴。将一个点电荷+q从O移动到D，电场力对它做功为W₁，将这个点电荷从C移动到E，电场力对它做功为W₂。下列判断正确的是   （   ）

A．两次移动电荷电场力都做正功，并且W₁=W₂

B．两次移动电荷电场力都做正功，并且W₁＞W₂

C．两次移动电荷电场力都做负功，并且W₁=W₂

D．两次移动电荷电场力都做负功，并且W₁＞W₂

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如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′ 与NN′ 之间的安培力的大小为F_a、F_b，判断这两段导线（     ）

A．相互吸引，F_a＞F_b                       B．相互排斥，F_a＞F_b

C．相互吸引，F_a<F_b                        D．相互排斥，F_a<F_b

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某同学设计了一个转向灯电路，其中L为指示灯，L₁、L₂分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源．当S置于位置1时，以下判断正确的是（      ）

A．L的功率小于额定功率

B．L₁亮，其功率等于额定功率

C．L₂亮，其功率等于额定功率

D．含L支路的总功率较另一支路的大

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如图甲所示的电路中，电磁铁D在通电时能将衔铁S吸起使电灯电路断开。图乙电路能实现与图甲相同的功能。则图乙中虚线框内的门电路是（     ）

A．或门　　         B．与门             C．与非门           D．或非门

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如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球。电键K闭合前传感器上有示数，电键K闭合后传感器上的示数变为原来的一半。则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是                     （   ）

A．正在增强，                B．正在增强，

C．正在减弱，                 D．正在减弱，

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一氧化碳传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测。它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳是否超标。有一种氧化锡传感器，其电阻的倒数与一氧化碳的浓度成正比，那么，电压表示数U与一氧化碳浓度C之间的对应关系正确的是（   ）

A．U越大，表示C越大，C与U成正比

B．U越大，表示C越小，C与U成反比

C．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比

D．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比

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电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图甲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的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为（      ）

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水平放置的光滑绝缘环上套有三个带电小球，小球可在环上自由移动。如图所示，是小球平衡后的可能位置图。甲图中三个小球构成一个钝角三角形，A点是钝角三角形的顶点。乙图中小球构成一个锐角三角形，其中三角形边长DE>DF>EF．可以判断正确的是（     ）

A．甲图中A、B两小球可能带异种电荷

B．甲图中三个小球一定带等量电荷

C．乙图中三个小球一定带同种电荷

D．乙图中三个小球带电荷量的大小为Q _D>Q_F>Q_E

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为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在上下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满管口地从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），下列说法中正确的是（       ）。

A．若污水中负离子较多，则N板比M板电势高

B．M板电势一定高于N板的电势

C．污水中离子浓度越高，电压表的示数越大

D．电压表的示数U与污水流量Q成反比

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如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（  ）

A．电场是匀强电场

B．电场的场强先减小后增大

C．电子将沿Ox正方向运动

D．电子的电势能将增大

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图中A为理想电流表，V₁和V₂为理想电压表，R₁为定值电阻，R₂为可变电阻，电源E内阻不计，则（   ）

A．R₂不变时，V₂读数与A读数之比等于R_l

B．R₂不变时，V_l表示数与A示数之比等于R_l

C．R₂改变一定量时，V₂读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R₁

D．R₂改变一定量时，V₁读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R₁

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一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度（a）、重力势能（E_pG）、机械能（E）、电势能（E_p电）随位置变化的图象可能正确的是（取O点为坐标原点且重力势能为零，向下为正方向，无限远电势为零）（　　）

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如图甲所示，光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上．当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲中电流所示的方向为正方向），则（     ）

A．在t₂时刻，线框内没有电流，线框不受力

B．t₁到t₂时间内，线框向右做减速直线运动

C．t₁到t₂时间内，线框内电流的方向为abcda

D．t₁到t₂时间内，线框克服磁场力做功

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地球的半径约为R=6400千米，A、B两颗人造地球卫星沿圆轨道绕地球运行，它们离地球表面的高度分别为h_A=3600千米，h_B=1700千米，那末A、B两颗卫星的运行速率之比V_A:V_B=____________，运行周期之比T_A:T_B=____________。

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已知地磁场的水平分量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感强度，如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感强度。实验方法：①先将未通电线圈平面沿南北方向放置，中央放一枚小磁针N极指向北方；②给线圈通电，此时小磁针N极指北偏东θ角后静止，由此可以确定线圈中电流方向（由东向西看）是­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_____（填“顺”或“逆”）时针方向的，通电线圈在线圈中心处产生的磁感强度=___________．

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在与x轴平行的匀强电场中，一带电量为1．0×10^-8C、质量为2．5×10^-3kg的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是x=0．16t-0．02t²,式中x以m为单位，t以s为单位。从开始运动到5s末物体所经过的路程为_____m,克服电场力所作的功为_____J．

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一个标有“12V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示。在正常发光情况下，灯泡的电功率P=______W；若一定值电阻与灯泡串联，接在20V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为___________Ω。

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如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。

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在DIS描绘电场等势线的实验中

（1）电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个_______________产生的__________，用____________探测等势点。

（2）（单选题）在安装实验装置时，正确的做法是（          ）

A．在一块平整木板上依次铺放复写纸、白纸、导电纸

B．导电纸有导电物质的一面应该向上

C．连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘

D．连接电极a、b的电源电压为交流4-6V

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在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a))中，得到图线如图(b)所示。

(1)(多选题)在实验中需保持不变的是(       )

A．挡光片的宽度

B．小车的释放位置

C．导轨倾斜的角度

D．光电门的位置

(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图(b)中画出实验图线。

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现用伏安法研究某电子器件R_x的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整（直接测量的变化范围尽可能大一些）。备用的仪器有：直流电源（12V）、电流表、电压表、滑动变阻器（0~10Ω）、电键、导线若干。

（1）在方框中画出实验电路图。

（2）如图所示是R_x的伏安特性曲线。从图中可看出，当电流超过某一数值后，其电阻迅速________（填“增大”或“减小”）；

（3）若R_x与标有“6V，9W”的灯泡串联后，接入直流电源两端，灯泡恰能正常发光。则此时该电子器件两端的电压是________V，该直流电源的内阻是________Ω。

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如图所示的电路中，所用电源的电动势E=4V，内电阻r=1.0Ω，电阻R₁可调．现将R₁调到3Ω后固定．已知R₂=6Ω，R₃=3Ω，求：

（1）开关S断开和接通时，通过R₁的电流分别为多大？

（2）为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R₁的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？

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如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L₁＝1m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R＝1.5Ω的电阻；质量为m＝0.2kg、阻值r＝0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L₂＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。（g=10m/s²）

（1）保持ab棒静止，在0～4s内，通过金属棒ab的电流多大？方向如何？

（2）为了保持ab棒静止，需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F，求当t＝2s时，外力F的大小和方向；

（3）5s后，撤去外力F，金属棒将由静止开始下滑，这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机，在显示器显示的电压达到某一恒定值后，记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距2.4m，求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热。

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