高一上物理期末答案解析

（2013吉林市期末质检）如图所示，一块矩形截面金属导体abcd和电源连接，处于垂直于金属平面的匀强磁场中，当接通电源、有电流流过金属导体时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差，这种现象被称为霍尔效应。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件，它是一种重要的磁传感器，广泛运用于各种自动控制系统中。关于这一物理现象下列说法中正确的是

A．导体受向左的安培力作用

B．导体内部定向移动的自由电子受向右的洛仑兹力作用

C．在导体的ab、cd两侧存在电势差，且ab电势低于cd电势

D．在导体的ab、cd两侧存在电势差，且ab电势高于cd电势

【2013•重庆市期末】为了简单测量小木块与水平桌面之间的动摩擦因数，按以下步骤进行：

a．将一端固定在木板P上的轻弹簧置于水平桌面上，固定木板P，在桌面上标记弹簧自由端位置O，将小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至A位置，如图1所示。

b．将小木块从静止开始释放，小木块运动至B位置静止。

c．将弹簧移至桌边，使弹簧自由端位置O与桌边缘对齐，如图2所示。固定木板P，使小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至C位置，使OC=OA。将小木块从静止开始释放，小木块落至水平地面D处，为O点在水平地面的竖直投影点。若已经测得OB距离为L，OO’间竖直高度为h。小木块可看作质点，不计空气阻力。

（1）为测量小木块与水平桌面的动摩擦因数，还需要测量的物理量是：　　　　　　　　 。

（2）写出小木块与桌面间的动摩擦因数的表达式：μ=　　　　　　　　 。

 (2013银川一中期末)物理学家帕平发明了高压锅，高压锅与普通锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧，加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈，所以锅盖与锅体之间不会漏气，在锅盖中间有一排气孔，上面再套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住．当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时蒸气就从排气孔向外排出．由于高压锅内的压强大，温度高，食物容易煮烂．若已知排气孔的直径为0.3 cm，外界大气压为1.0×10⁵ Pa，温度为20℃，要使高压锅内的温度达到120℃，则限压阀的质量应为多少？(g取10 m/s²)

（09年揭阳市期末）（17分）在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏。游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示。斜槽轨道AB、EF与半径R=0.4m的竖直圆轨道（圆心为O）相连，AB、EF分别与圆O相切于B、E点，C为轨道的最低点，斜轨AB倾角为37°。质量为m=0.1kg的小球从A点静止释放，先后经B、C、D、E到F点落入小框。（整个装置的轨道均光滑，取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

     （1）小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小；

 （2）要使小球在运动的全过程中不脱离轨道，A点距离最低点的竖直高度h至少多高及在C点时小球对轨道的压力？

（09年台州市期末）在科学发展史上，不少物理学家作出了重大贡献。下列陈述中符合历史事实的是

       A．在研究电磁现象时，安培利用假设思想方法引入了“场”的概念

B．通过逻辑推理亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快

C．牛顿发现了万有引力定律，并第一次在实验室里利用放大的思想方法测出了万有引力常量

D．伽利略通过理想斜面实验，说明物体的运动不需要力来维持

（09年济南市期末）某人在静止的湖面上某高度处竖直上抛一个铁球，铁球上升到最高点后自由下落，穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度(假设泥中阻力大小恒定)。不计空气阻力，以v、F、E_k分别表示小球的速度、所受合外力和动能三个物理量的大小。下列图象中能正确反映小球运动过程的是

（2013年重庆市期末）为了简单测量小木块与水平桌面之间的动摩擦因数，按以下步骤进行：

a．将一端固定在木板P上的轻弹簧置于水平桌面上，固定木板P，在桌面上标记弹簧自由端位置O，将小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至A位置，如图1所示。

b．将小木块从静止开始释放，小木块运动至B位置静止。

c．将弹簧移至桌边，使弹簧自由端位置O与桌边缘对齐，如图2所示。固定木板P，使小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至C位置，使OC=OA。将小木块从静止开始释放，小木块落至水平地面D处，O’为O点在水平地面的竖直投影点。若已经测得OB距离为L，OO’间竖直高度为h。小木块可看作质点，不计空气阻力。

①为测量小木块与水平桌面的动摩擦因数，还需要测量的物理量是：　　　　　　　　 。

②写出小木块与桌面间的动摩擦因数的表达式：μ=　　　　　　　　 。

（09年莒南一中期末）（12分）“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示装置演示。光滑斜槽轨道AD与半径为R=0.1m的坚直圆轨道（圆心为O）相连，AD与圆O相切于D点，B为轨道的最低点，∠DOB=37°。质量为m=0.1kg的小球从距D点L=1.3 m处静止开始下滑，然后冲上光滑的圆形轨道（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

     （1）小球在光滑斜槽轨道上运动和加速度的大小；

     （2）小球通过B点时对轨道的压力大小；

     （3）试分析小球能否通过竖直圆轨道的最高点C，并说明理由。

材料二：根据爱因斯坦的狭义相对论观点，相对论的质量速率公式：m=

其中m₀表示物体静止时的质量，m表示物体以速率v运动时的质量，c表示光速，若质点的速率远小于光速，则m→m₀，质量保持不变，回到牛顿经典力学的观点.

根据以上材料回答问题：

(1)为了保证带电粒子在回旋加速器中如图所示的那样不断被加速，带电粒子的运动周期T₁与交变电场的周期T₂之间的关系为_____________.

(2)在20世纪30年代末发现，这种回旋加速器加速质子时，最高能量仅能达到20 MeV，要想进一步提高质子的速度很困难，这是因为_________________________________________.

（08年南安一中期末）（12分）用如图所示装置验证动量守恒定律，质量为ｍ_A的钢球Ａ用细线悬挂于Ｏ点，质量为ｍ_B的钢球Ｂ放在离地面高度为H的小支柱Ｎ上，Ｏ点到Ａ球球心的距离为Ｌ，使悬线在Ａ球释放前张直，且线与竖直线的夹角为α。Ａ球释放后摆动到最低点时恰与Ｂ球正碰，碰撞后，Ａ球把轻质指示针ＯＣ推移到与竖直线夹角β处，Ｂ球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸Ｄ。保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个Ｂ球的落点。

（1）图中ｓ应是Ｂ球初始位置到________的水平距离。

（2）为了验证两球碰撞过程动量守恒，应测得________、________、________、________、________、________、________等物理量。

（3）用测得的物理量表示碰撞前后Ａ球、Ｂ球的动量：P_A＝________，P_A′＝________，ｐ_B＝________，P_B′＝________。

（2013上海松江区期末）某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为m_A和m_B的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得m_A=0.04 kg，m_B=0.05kg，B球距地面的高度是1.25m，M、N点间的距离为1.50m，则B球落到P点的时间是____s，A球落地时的动能是____J。（忽略空气阻力）

（2013上海市金山区期末）在“测定直流电动机的效率”实验中，用左下图所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率（1）根据电路图完成实物图的连线；

（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次匀速上升的高度h均为1.5m，所测物理量及测量结果如下表所示：

计算电动机效率η的表达式为________（用符号表示），前4次实验中电动机工作效率的平均值为________。

（3）在第5次实验中，电动机的输出功率是________；可估算出电动机线圈的电阻为________Ω。

（2013上海市金山区期末）底面积S＝40cm²、高l₀＝15cm的圆柱形气缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示。缸内有一可自由移动的质量为2kg活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10kg的物体A。开始时，气体温度t₁=7℃，活塞到缸底的距离l₁＝10cm，物体A的底部离地h₁＝4cm，对气缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升。已知大气压p₀＝1.0×10⁵Pa，试求：

（1）物体A刚触地时，气体的温度；

（2）活塞恰好到达气缸顶部时，气体的温度。

（2013上海市闵行区期末）如图（a）所示，长为52cm粗细均匀的细玻璃管的一端开口另一端封闭，在与水平方向成30°角放置时，一段长为h＝20cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体，管内气柱长度为L₁＝30cm，大气压强p₀＝76cmHg，室温t₁＝27℃。现将玻璃管沿逆时针方向缓慢转过60°，使它下端浸入冰水混合物中，足够长的时间后对冰水混合物进行加热。

（1）求管内气柱长度的最小值；

（2）为了保证水银不会从管内溢出，求水温升高的最大值；

（3）如果水温升高到最大值后继续加热，管内气柱长度的变化与水温变化是否满足线性关系？为什么？

（2013广东省珠海市期末）下列说法正确的是

　　　 A．库仑首先引入电场线来描述电场

　　　 B．法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律

　　　 C．伽利略通过理想斜面实验得出物质的运动不需要力来维持

　　　 D．牛顿认为站在足够高的高山上无论以多大的水平速度抛出一物体，物体都会落在地球上

（北京市海淀区2012届高三第一学期期末考试物理试题）1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差。

（1）如图甲所示，某长方体导体abcda′b′c′d′的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，其电荷量为e，处在与ab b′a′面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B₀。在导体中通有垂直于bcc′b′面的电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横向霍尔电势差为U_H，求此导体中单位体积内自由电子的个数。

（2）对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H=定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面（相当于图甲中的ab b′a′面）的面积可以在0.1cm²以下，因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中的探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又可以监测出探头所产生的霍尔电势差U_H，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内。

①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对探杆的放置方位有何要求

②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、U_H外，还需要知道哪个物理量，并用字母表示。推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式。

A． (1)如题12A-1图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是

A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量

B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身

C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高

D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

(2)如题12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P₀。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V₁增大为V₂。则在此过程中，气体分子平均动能_________(选填“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了_____________。

(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol^-1，密度ρ=0.895×10³kg·m^-3.若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取N_A=6.02×10²³mol^-1.球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字)

B． (1)如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是

(A)同时被照亮

(B)A先被照亮

(C)C先被照亮

(D)无法判断

(2)一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，则入射角为__________。真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为________________ .

(3)将一劲度系数为K的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块，将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期T。

C． (1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是

(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E₁(E₁<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h ).

(3)有些核反应过程是吸收能量的。例如在中，核反应吸收的能量，在该核反应中，X表示什么粒子？X粒子以动能E_K轰击静止的，若E_K=Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由。

A．(1)如题12A-1图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是

A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量

B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身

C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高

D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

(2)如题12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P₀。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V₁增大为V₂。则在此过程中，气体分子平均动能_________(选填“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了_____________。

(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol^-1，密度ρ=0.895×10³kg·m^-3.若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取N_A=6.02×10²³mol^-1.球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字)

B．(1)如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是

(A)同时被照亮

(B)A先被照亮

(C)C先被照亮

(D)无法判断

(2)一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，则入射角为__________。真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为________________ .

(3)将一劲度系数为K的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块，将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期T。

C．(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是

(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E₁(E₁<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h ).

(3)有些核反应过程是吸收能量的。例如在中，核反应吸收的能量，在该核反应中，X表示什么粒子？X粒子以动能E_K轰击静止的，若E_K=Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由。