湖北省黄冈市请示中学高二物理期末试卷含解析
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. (单选)关于电场强度和电势,下列说法正确的是( )
A.
由公式可知E与F成正比,与q成反比
B.
由公式U=Ed可知,在匀强电场中,E为恒值,任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
C.
电场强度为零处,电势不一定为零
D.
无论是正电荷还是负电荷,当它在电场中移动时,若电场力做功,它一定是从电势高处移到电势低处,并且它的电势能一定减少
参考答案:
解:A、由公式可知是比值定义,E与F、q没有关系.故A错误.
B、由公式U=Ed可知,在匀强电场中,E为恒值,任意两点间的电势差与这两点间沿着电场强度的距离成正比.故B错误.
C、电势为零,是人为选择的,电场强度为零的地方,电势不一定为零.故C正确.
D、无论是正电荷还是负电荷,当它在电场中移动时,若电场力做功,则电势能减小,但不一定是从电势高处移到电势低处,故D错误.
故选C
2. 单摆的振动周期在下述哪些情况中将会增大( )
A.摆球质量增大 B.摆长减小
C.单摆由赤道移到北极 D.单摆由海平面移到高山顶上
参考答案:
D
3. 如图所示,单摆摆长相同,平衡时两摆球刚好接触,现将摆球A在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放.碰撞后,两摆球分开各自做简谐运动,以mA、mB分别表示摆球A、B的质量,则( )
A.如果mA>mB,下一次碰撞将发生在平衡位置右侧
B.如果mA<mB,下一次碰撞将发生在平衡位置左侧
C.无论两球的质量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧
D.无论两球的质量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧
参考答案:
4. (单选题)如图6所示,一质点做简谐运动,先后向右以相同的速度依次通过M、N两点,历时1 s,质点通过N点后再经过1 s又第2次通过N点,在这2 s内质点通过的总路程为12 cm.则质点的振动周期和振幅分别为
A.3 s, 6 cm B.4 s, 6 cm C.4 s, 9 cm D.2 s, 8 cm
参考答案:
B
5. 下列说法中正确的是
A.磁感线总是从磁体的N极出发终止于磁体的S极
B.一小段通电导线放在某处不受磁场的作用力,则该处的磁感应强度一定为零
C.线圈放在磁场越强的位置,线圈的磁通量一定越大
D.穿过线圈的磁通量变化越快;线圈中产生的感应电动势越大
参考答案:
D
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. (4分)在如图所示的电路中,电源电动势为E,电源内电阻为r,定值电阻R0=r/4,滑动变阻器的全阻值R=4r。当滑动变阻器的滑动片P由左端A点向右端B点滑动时,电源输出功率的变化情况是 。
参考答案:
先变大后变小
7. 如图所示,两个用相同导线制成的不闭合环A和B,半径RA=2RB,两环缺口间用电阻不计的导线连接.当一均匀变化的匀强磁场只垂直穿过A环时,a、b两点间的电势差为U.若让这一均匀变化的匀强磁场只穿过B环,则a、b两点间的电势差为_____________.
参考答案:
【详解】由电阻定律得,圆环的电阻:R=ρρ,两环是用相同导线制成的,则ρ与S相同,电阻与半径成正比,则RA=2RB;由法拉第电磁感应定律得:E?S?πr2,,磁场穿过A时,ab间电势差:Uab=IRBRB=U,磁场穿过B时,ab间电势差:Uab′=I′RARA2RBU。
8. (6分)在奥斯特发现电流的磁效应之后,法国的物理学家 第一个做了通电平行导线间相互作用的实验,证明了通电导线间就像磁极和磁极之间一样,也会发生相互作用,如图所示,两条平行且同向电流之间的相互作用力为相互______(填“吸引”或“排斥”)的力。
参考答案:
安培,吸引
9. 如图5所示,在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点,若沿直线AB移动该电荷,电场力做的功=________;若沿路径ACB移动该电荷,电场力做的功=________;若沿曲线ADB移动该电荷,电场力做
功=______.由此可知电荷在电场中移动时,电场力做功的特点是_______________________________________________________.
参考答案:
10. (5分)如图所示,直线A是电源的路端电压U 与电流I的关系图象,直线B是电阻R两端电压U与电流I的关系图象,把该电源与电阻R组成闭合电路,则电源的输出功率_____W,电源的内电阻______Ω。
参考答案:
6;0.75
11. (4分)一带电量为1.0×10-8C、质量为2.5×10-3kg的物体在光滑绝缘水平面上沿着x轴作直线运动,匀强电场的方向与x轴平行。若从t=0时刻开始计时,已知该物体的位移x与时间t的关系是x=0.16t—0.02t2,式中x以m为单位,t以s为单位.则t=5.0s末物体的速率是 m/s,该匀强电场的场强为 V/m。
参考答案:
0.04, 104
12. (填空)(2014秋?赫章县校级月考)如图所示,两带电金属小球球心距为r,带电荷量均为Q,设它们之间的库仑力为F.若它们带同种电荷,则F 小于 k,若它们带异种电荷,则F 大于 k.(填大于、等于、小于)
参考答案:
小于,大于.
解:当两球心相距为r时,两球不能看成点电荷,
因带同种电荷,导致电量间距大于r,
根据库仑定律F=k,可知,它们相互作用的库仑力大小有:F<k,
同理,因带异种电荷,导致电量间距小于r,
根据库仑定律F=k,可知,它们相互作用的库仑力大小有:F>k,
故答案为:小于,大于.
13. 一段导体的电阻减小6后,接在原电源上发现电流比原来增大1/4,则该导体原来的电阻为__________。
参考答案:
_30Ω____
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 在实验室测定电源的电动势和内阻,现备有如下实验器材:被测电源(一节干电池)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线等。
(1)画出实验电路图;(2)根据电路图连接实物图
(3)根据实验测得的几组I、U数据作出U-I图象如图14所示,则由图象可确定:该电源的电动势为_____________V,电源的内电阻为________________。
参考答案:
1.40 0.57 (电路图及实物连线图答案略)
15. 小明要测定一电源的电动势E和内电阻 r,实验器材有:一只 DIS 电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用 I 表示 ),一只电阻箱(阻值用 R 表示),一只开关和导线若干.该同学设计了如图( l )所示的电路进行实验和采集数据.
①小明设计该实验的原理表达式是_______(用 E、r、I、R 表示)
②小明在闭合开关之前,应先将电阻箱阻值调至_______最大值(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)在实验过程中,将电阻箱调至图( 2 )所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为_______Ω25
③小明根据实验采集到的数据作出如图(3)所示 的 1/I?R 的图象,则由图象求得.该电源的电动势 E=_______ V,内阻 r=_______Ω(结果均保留两位有效数字)
参考答案:
(1)E=I(R+r)E=I(R+r) E=I(R+r)(2)最大值, 25Ω (3)6.0 V (5.8-6.3) , 2.4Ω (2.3-2.5)
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平抛出一个质量为m、电荷量为q的带负电小球,小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程).若在空间上加一竖直方向的匀强电场,使小球的水平射程变为原来的一半,求此电场的场强大小和方向.
参考答案:
解:小球在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动.
水平位移x=v0t,小球的水平距离变为原来的一半,则知时间变为原来的一半,那么在竖直方向上,y=at2,y不变,那么加速度就变成原来的4倍.
根据牛顿第二定律得:F+mg=ma,可知电场力为3倍的重力,即qE=3mg,所以E=,方向竖直向上.
答:此电场的场强大小为,方向竖直向上.
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.
【分析】将小球的运动分解为水平方向和竖直方向去研究,在水平方向上不受力,做匀速直线运动,在竖直方向上受重力和电场力,做初速度为0的匀加速直线运动.
17. (10分)如图所示的电路,滑动变阻器全电阻为12Ω,R1=20Ω,电池电动势E=10.2V,当变阻器滑动片P与a接触时,理想电压表示数为9V。求:
(1)滑片P在a端时,干路电流为多少?
(2)电源的内电阻r为多少?
(3)当滑动片P滑到b时,电压表的示数是多大?变阻器消耗的电功率是多大?
参考答案:
解析:
(1)由干路电流为:
(2) 故r=1
(3)滑片调到b端时,短路,则电压表示数为零,滑动变阻器功率为零。
18. 如图所示,线段A为某电源的U-I图线,线段B为某电阻R的U-I图线,由上述电源和电阻组成闭合电路时,求:
(1)电源内部损耗的电功率是多少?
(2)电源的效率是多大?
参考答案:
根据题意从A图线可读出
E=3 V,r== Ω=0. 5 Ω,
从B图线可读出R==1 Ω.
由电源E=3 V,r=0.5 Ω与R=1 Ω组成的闭合电路中,
I== A=2 A.
则,
=IE=6 W,
所以=66.7 %.