云南省昆明市铁路第五中学高二物理上学期期末试题含解析
一、 选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意
1. 一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴oo`匀速转动,线圈平面位于如图(甲)所示的匀强磁场中。通过线圈内的磁通量Φ随时间的变化规律如图(乙)所示。下列说法正确的是( )
A、t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化 率最大;
B、t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变;
C、t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变;
D、t2、t4时刻线圈中感应电动势最小。
参考答案:
C
2. (单选)如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,现用两根绝缘细线将它们悬挂于真空中同一点.已知两球静止时,它们离水平地面的高度相等,线与竖直方向的夹角分别为、,且<.现有以下判断,其中正确的是
A.a球的质量一定大于b球的质量
B.a球的电荷量一定大于b球的电荷量
C.a球对b球的库伦力一定大于b球对a球的库伦力
D.以上说法均不正确
参考答案:
A
3. (单选题)如图所示的电路中,a、b、c三只小灯泡均发光,当把滑动变阻器R的滑动片P向下滑动时,三只灯泡的明暗变化是( )
A.a、b灯都变暗,c灯变亮
B.a、c灯都变暗,b灯变亮
C.a、b、c三灯都变亮
D.a、b、c三灯都变暗
参考答案:
A
4. (单选题)在如图所示电路中,为电源电动势,为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况( )
A.I1增大,I2不变,U增大 B.I1减小,I2增大,U减小
C.I1增大,I2减小,U增大 D.I1减小,I2不变,U减小
参考答案:
B
5. 如图,在“验证力的平行四边形定则”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.以下说法正确是( )
A.本实验采用的物理思想方法是控制变量法
B.本实验采用的物理思想方法是等效替代法
C.实验中必须记录两分力的夹角
D.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
参考答案:
BD
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 电动机是 能转化为 能的装置。电动机的 与 之比叫做电动机的效率。
参考答案:
电能;机械能;输出功率;输入功率7. (2分)一定质量的理想气体发生了状态变化,在这个过程中外界对它做了450J的功,它放出了100J的热量,则气体内能的增量是 。
参考答案:
350 J
8. (实验)一个匝数为1 000的金属圈所包围的面积为0.25 m 2 的闭合线圈平面与均匀分布的磁场的磁感线的方向垂直,该磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图所示.画出0—4×10 -2 s内的感应电动势的图象,标明感应电动势的大小.
参考答案:
根据法拉第电磁感应定律,当穿过线圈的磁通量发生变化时,线圈中的感应电动势E=n =nS ,其中 为B-t图中图线的斜率,从0—4×10 -2 s的图线的斜率不变,可知感应电动势的大小、方向均不变.
由法拉第电磁感应定律可得E=n =n =1 000×0.25× V=12 500 V.
9. 如图所示,L1和L2是远距离输电的两根高压线,在靠近用户端的某处用电压互感器和电流互感器监测输电参数.在用电高峰期,用户接入电路的用电器逐渐增多的时候.甲 减小 (填增大、减小或不变);乙 增大 .(填增大、减小或不变).
参考答案:
解:由图可知:甲是电压互感器,乙是电流互感器,所以甲是电压表,乙是电流表.
在用电高峰期,用户接入电路的用电器逐渐增多的时候,副线圈总电阻变小,副线圈总电流变大,所以输电导线电流变大,
输电导线电阻R不变,由U=IR可知,电压损失变大,所以高压线上输出电压变小,
根据匝数比等于电压之比,所以甲电表的示数变小.
输电导线电流变大,所以乙电表的示数变大,
故答案为:减小,增大.
10. 某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在转盘上,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,该变化与转盘转动的周期一致。经过操作,该同学在计算机上得到了如图乙所示的图像。
(1)在图像记录的这段时间内,圆盘转动的快慢情况是___________________。
(2)圆盘匀速转动时的周期是_______s。
参考答案:
(1)先快慢不变,后越来越慢(3分)
(2)
11. 用与竖直方向成θ角(θ<45°)的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同 悬挂一个重为G的小球,这时绳b的拉力设为F1.现保持小球在原位置不动,使绳b在原竖直平面内逆时转过θ角指向2位置,这时的拉力设为F2;当再转过θ角,绳b的拉力指向3位置,拉力设为F3,三种情况b绳拉力大小的比较是_________________(用“>”“<”“=”表示);当b轻绳指向2位置时,a轻绳受的力为______________.
参考答案:
12. 如图所示,质量为m的带正电小球套在竖直的绝缘杆上并能沿杆竖直下滑,匀强磁场的磁感应强度大小为B方向水平,并与小球运动方向垂直。若小球的电荷量为q,球与杆间的动摩擦因数为μ,设竖直绝缘杆足够长,则小球由静止释放后的最大加速度am=______,下滑的最大速度vm= ______
参考答案:
13. 一束带电粒子流从小磁针上方平行于小磁针方向从左向右飞过,结果小磁针北极向纸内转动,可以判断这束带电粒子带 正 电荷.
参考答案:
考点:
洛仑兹力.版权所有
分析:
小磁针N极受力方向与磁场方向相同.电流方向与正电荷定向移动方向相同,与负电荷定向移动方向相反.根据安培定则,将选项逐一代入检查,选择符合题意的选项.
解答:
解:向右飞行的正离子束形成的电流方向向右,根据安培定则可知,离子在下方产生的磁场方向向里,则N极转向里,S极转向外.
故答案为:正
点评:
本题考查应用物理基本定则的能力,B、C两项是等效的,A、D两项也是等效的,考试时抓住等效性,可以节省时间.
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. (1)做“验证机械能守恒定律”的实验,已有铁架台、铁夹、电源、纸带、打点计时器,还必须选取的器材是图中的______(填字母)
(2)实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,把第一个点记做O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.40cm、70.20cm、78.00cm、85.80cm。已知重锤的质量为2.00kg,打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。根据以上数据,可知重锤由O点运动到C点,重力势能的减少量等于______J,动能的增加量等于______J。(结果均取3位有效数字)
参考答案:
(1). BD (2). 15.3 (3). 15.2
根据实验的原理确定所需测量的物理量,从而确定所需的物理器材,纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,从而求出动能,根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.
(1)验证机械能守恒,即验证重物重力势能的减小量和动能的增加量是否相等,所以需要重物,点迹间的时间间隔可以通过打点计时器直接得出,不需要秒表,实验中需要刻度尺测量点迹间的距离,从而得出下降的高度以及瞬时速度的大小,故选BD;
(2)重力势能减小量为.在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,因此有,故动能的增加量为
【点睛】解决本题的关键知道实验的原理,会通过实验原理确定实验的器材,以及知道实验误差的来源;纸带问题的处理时力学实验中常见的问题,对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解,计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留.
15. 利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度v.
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=计算出高度h.
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.
以上方案中只有一种正确,正确的是________.(填入相应的字母)
参考答案:
D
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. (10分) 铝的逸出功是4.2eV,现在将波长200nm的光照射铝的表面。求
(1)光电子的最大初动能;
(2)铝金属的遏止电压;
(3)铝的截止频率。
参考答案:
(1)光子的能量E=hν=
根据爱因斯坦光电效应方程有所以光电子的最大初动能为Ek= hν-W0
=10×10-19-4.2×1.6×10-19=3.3×10-19J(4分)
(2) 遏止电压Uc满足Ek=Uce ,所以Uc=Ek/e=3.3×10-19/1.6×10-19≈2.1V(3分)
(3)当光电子逸出时的动能为零时,再减小照射光的频率,便不能发生光电效应了,所以截止频率满足
hν0=W0
(3分)
17. (10分)有三个完全相同的金属小球A、B、C,A带电量7Q,B带电量-Q,C不带电,将A、B固定,然后让C先后与A、B接触一次,最后移走C球。问A、B间的相互作用力变为原来的多少倍?
参考答案:
A、B两球原先有引力F=7.
A、B两球最后的斥力
以上两式相除可得:F′=,即A、B间的库仑力变为原来的倍.
18. 如图所示,有一对平行金属板,两板相距为0.05m.电压为10V;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0=0.1T,方向与金属板面平行并垂直于纸面向里.图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里.一正离子沿平行于金属板面,从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿直线射出平行金属板之间的区域,并沿直径CD方向射入圆形磁场区域,最后从圆形区域边界上的F点射出.已知速度的偏向角,不计离子重力.求:
(1)离子速度v的大小;
(2)离子的比荷q/m;
(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.
参考答案:
解析:(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动,洛仑兹力与电场力相等,即
(2分)
(2分)
解得 (1分)
(2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有
(2分)
由几何关系有 (2分)
离子的比荷 (2分)
(3)弧CF对应圆心角为,离子在圆形磁场区域中运动时间,
(2分)
又周期