内蒙古自治区呼和浩特市曙光学校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. 如图所示,有一矩形线圈面积为S,匝数为N,总电阻为r,外电阻为R,接触电阻不计。线圈绕垂直于磁感线的轴OO'以角速度匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B.则( )
A.当线圈平面与磁感线平行时,线圈中电流强度为零
B.电流有效值
C.外力做功的平均功率
D.当线圈平面与磁感线平行时开始转动过程中,通过电阻的电量为
参考答案:
D
试题分析:当线圈平面与磁感线平行时,磁通量为零,磁通量的变化率最大,感应电动势最大,线圈中电流不为零,故A错误.感应电动势最大值是,所以感应电动势有效值,所以电流有效值,故B错误.根据能量守恒定律得:外力做功的平均功率等于整个电路消耗的热功率,所以外力做功的平均功率,解得,故C错误.通过电阻R的电量为,故D正确.故选D.
考点:本题考查了交流发电机及其产生正弦式电流的原理;电功和电功率.
2. 甲、乙两人站在水平地面上手拉手比力气,关于这个过程中作用于双方手的力的关系,下列说法中正确的是
A.当甲拉着乙一起做加速运动时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
B.当甲拉着乙一起做减速运动时,甲对乙的拉力小于乙对甲的拉力
C.只有当甲拉着乙一起做匀速运动,甲对乙的拉力才等于乙对甲的拉力
D.无论怎样运动,甲对乙的拉力总是等于乙对甲的拉力
参考答案:
D
3. (单选)关于点电荷的说法,正确的是( )
A.只有体积很小的带电体才能作为点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C.点电荷一定是电量很小的电荷
D.两个带电的金属小球,不一定能将它们看作电荷集中在球心的点电荷
参考答案:
D
4. 如图所示,一个带负电荷的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内部,闭合开关后,小球静止时悬线与竖直方向成θ角,则
A.闭合开关后,减小AB板间的距离,则夹角θ增大
B.闭合开关后,减小AB板间的距离,则夹角θ减小
C.断开开关后,使B板竖直向上移动,则夹角θ减小
D.断开开关后,增大AB板间的距离,则夹角θ不变
参考答案:
AD
5. 为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后( )
A.A1示数变大,A1与A2示数的比值不变
B.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大
C.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大
D.V1示数不变,V1与V2示数的比值不变
参考答案:
AD
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为的两处,它们间库仑力的大小为,两小球相互接触后将其固定距离变为r/2,则两球间库仑力的大小为 。
参考答案:
7. 如图所示,一个称为“千人震”的趣味物理小实验所用器材是一节电动势为1.5V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位同学手拉手连成一排,另一位同学将电池、镇流器、开关用导线连接起来,并将它们和首、尾两位同学两只空着的手相连,在开关____________(填“闭合”或“断开”)时就会使连成一排的同学都有触电的感觉,该实验的原理是_____________________。
参考答案:
8. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=4∶1,原线圈回路中的电阻A和副线圈回路中的电阻B的阻值相等.a、b端加一定交流电压后,两电阻消耗的电功率之比PA∶PB=_________,两电阻两端电压之比UA∶UB=__________。
参考答案:
1:16,1:4
9. 如图所示在通电螺丝管内部中间的小磁针,静止时N极指向右端,则电源的c端为________极,螺线管的a端为_________极.
参考答案:
正________ ____S__
10. 如图所示,线圈内有理想边界的磁场,当磁感应强度均匀增加时,有一带电粒子静止于水平放置的平行板电容器中间,则此粒子带 电,若增大磁感应强度的变化率,则带电粒子将 (填“向上运动”“向下运动”或静止”)
参考答案:
负,向上运动.
【考点】法拉第电磁感应定律;电容.
【分析】带电粒子受重力和电场力平衡,由楞次定律可判断极板带电性质,由法拉第电磁感应定律可得出感应电动势变化,从而知道电场力的变化.
【解答】解:当磁场均匀增加时,由楞次定律可判断上极板带正电.所以平行板电容器的板间的电场方向向下,带电粒子受重力和电场力平衡,所以粒子带负电.
若增大磁感应强度的变化率,感应电动势增大,粒子受的电场力增大,则带电粒子将向上运动.
故答案为:负,向上运动.
11. “世界物理年”决议的作出是与爱因斯坦的相对论时空观有关。一个时钟,在它与观察者有不同相对速度的情况下,时钟的频率是不同的,它们之间的关系如图所示。由此可知,当时钟和观察者的相对速度达到0.6c(c为真空中的光速)时,时钟的周期大约为 。在日常生活中,我们无法察觉时钟周期的变化的现象,是因为观察者相对于时钟的运动速度 。若在高速运行的飞船上有一只表,从地面上观察,飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变 (填“快”或“慢”)了。
参考答案:
远小于光速 慢
12. .两个完全相同的条形磁铁,放在平板AB上,磁铁的N、S极如图所示,开始时平板及磁铁皆处于水平位置,且静止不动.
a.现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触),并使之停在A″B″处,结果发现两个条形磁铁吸在了一起.
b.如果将AB从原来位置突然竖直向下平移,并使之停在位置A′B′处,结果发现两条形磁铁也吸在了一起,请回答下列问题:
(1)开始时两磁铁静止不动,磁铁间的相互作用力是________力;右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________.
(2)在a过程中磁铁开始滑动时,平板正在向上加速还是减速呢?答:________.
(3)在b过程中磁铁开始滑动时,平板正在向下加速还是减速呢?答:________.
参考答案:
(1)吸引 右 (2)减速 (3)加速
13. 如图所示,用静电计测量电容器两板间的电势差,不改变两板的带电量,把B板向右移,静电计指针偏角将_______;把B板竖直向下移,静电计指针偏角将______;在AB板间插入一块电介质,静电计指针偏角将__________.
参考答案:
减小 增大 减小
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中:(1)如图3所示,用螺旋测微器测量的金属丝
直径为__________mm.
(2)在用伏安法测量金属丝的电阻(约为10Ω)时,备有下列器材:
A.量程为0~0.6A,内阻为0.5Ω的电流表;
B.量程为0~3A,内阻为0.1Ω的电流表;
C.量程为0~3V,内阻为6kΩ的电压表;
D.量程为0~15V,内阻为30kΩ的电压表;
E.阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器;
F.阻值为0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器;
G.蓄电池6V;
H.开关一个,导线若干.
为了尽可能提高测量精度,且要求测量多组实验数据,
电流表应选用________;电压表应选用__________;
滑动变阻器应选用__________.(只填字母代号)
(3)在答题卡的方框内画出符合要求的实验电路图.
参考答案:
15. 某同学要测量一电阻约200 Ω的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,则其长度为________ mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,则其直径为________ mm。
(3)该同学想用伏安法测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~4 mA,内阻约50 Ω)
电流表A2(量程0~10 mA,内阻约30 Ω)
电压表V1(量程0~3 V,内阻约10 kΩ)
电压表V2(量程0~15 V,内阻约25 kΩ)
直流电源E(电动势4 V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15 Ω,允许通过的最大电流2.0 A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2 kΩ,允许通过的最大电流0.5 A)
开关S 导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号________。
参考答案:
(1). (1)50.15; (2). (2)4.700; (3). (3)如图所示.
解:(1)游标卡尺的固定刻度读数为50mm,游标尺上第3个刻度游标读数为0.05×3mm=0.15mm,所以最终读数为:50mm+0.15mm=50.15mm;
(2)螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以最终读数为:4.5mm+0.200mm=4.700mm;
(3)根据电源电动势为4V可知电压表应选V1;
根据欧姆定律可求出通过待测电阻的最大电流为:Im=U/R=3/200mA≈15mA,所以电流表应选A2;
根据实验要求便于调节且测得多组数据进行分析,可知变阻器应采用分压式接法,应选择阻值小的变阻器R1以方便调节;
由于待测电阻与电流表内阻差不多,可知电流表应用外接法,故电路图如图所示:
故答案为:(1)50.15;(2)4.700;(3)如图所示.
【点睛】(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读;(2)螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读;(3)根据电源电动势估算可能的最大电压和电流选择电压表和电流表,根据电压表和电流表的内阻与电阻的关系选择电流表内接或外接,根据实验要求便于调节且测得多组数据进行分析,可知变阻器应采用分压式接法;
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 物体运动时的能量和静止时的能量之差就是物体的动能Ek,试利用质能方程,证明宏观低速物体的动能为 Ek=.【可能用到的数学知识:当时,】
参考答案:
解:物体运动时的能量;物体静止时的能量 Ek=E-E0
则: 当v很小时,即时,
根据数学公式有:1/ 有
即低速时成立
17. 如图所示,矩形线框的质量m=0.016kg,长L=0.5m,宽d=0.1m,电阻R=0.1Ω.从离磁场区域高h1=5m处自由下落,刚入匀强磁场时,由于磁场力作用,线框正好作匀速运动. (取g=10m/s2)
(1)求磁场的磁感应强度;
(2) 如果线框下边通过磁场所经历的时间为△t=0.15s,求磁场区域的高度h2
(3)求线框从刚开始下落到下边刚要出磁场的过程中产生的焦耳热?
参考答案:
试题分析:(1)线框做自由落体运动过程,则有线框刚进入磁场时,E=BdV,,F=BdL,则得到安培力,由平衡条件得,mg=F
代入得,(4分)
(2)线框进入磁场匀速运动的时间为
完全进入磁场匀加速运动的时间为
匀加速运动通过的位移
所以 (6分)
(3)Q=mgL=0.08J(2分)
18. (10分)如图所示,电源的电动势,电阻,电动机绕组(线圈)的电阻,电键始终闭合,