广东省韶关市北乡中学2022-2023学年高二物理期末试题含解析
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. (多选题)一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力,则( )
A.粒子带正电 B.粒子加速度逐渐减小
C.A点的速度大于B点的速度 D.粒子的初速度不为零
参考答案:
BCD
【考点】电场线.
【分析】电场线的疏密表示电场强度的强弱,电场线某点的切线方向表示电场强度的方向.不计重力的粒子在电场力作用下从A到B,由运动与力关系可知,电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边,且电场力偏向轨迹的内侧.沿着电场线的方向电势降低的.因此可作出A、B点的等势点(要同在一根电场线),接着沿着电场线去判定.
【解答】解:A、由运动与力关系可知,电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边,且电场力偏向轨迹的内侧,故在A点电场力沿电场线向左,电场的方向向右,电场力的方向与电场方向相反,故粒子带负电,故A错误;
B、根据电场线的疏密可知,A的电场强度大B点的电场强度,所以粒子在A点的电场力大B点的电场力,
根据牛顿第二定律可知,粒子在A点的加速度大B点的加速度,即粒子的加速度逐渐减小,故B正确;
C、电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边,且电场力偏向轨迹的内侧,故粒子从A到B电场力做负功,所以动能减小,即速度不断减小.所以A点的速度大于B点的速度,故C正确;
D、若在A点的初速度为零,在电场力作用下,粒子将逆着电场线运动,故粒子的初速度不为零,故D正确.
故选:BCD.
2. 如图所示,匀强磁场的边界为平行四边形ABCD,其中AC边与对角线BC 垂直,一束电子以大小不同的速度沿BC从B点射入磁场,不计电子的重力和电子之间的相互作用,关于粒子在磁场中运动的情况,下列说法中正确的是 ( )
A.入射速度越大的粒子,其运动时间越长
B.入射速度越大的粒子,其运动轨迹越长
C.从AB边出射的粒子的运动时间都相等
D.从AC边出射的粒子的运动时间都相等
参考答案:
C
3. (多选)如图电路(a)、(b)中,电阻R和自感线圈L的电阻值都是很小.接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光 ( )
A.在电路(a)中,断开S,A将渐渐变暗
B.在电路(a)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路(b)中,断开S,A将渐渐变暗
D.在电路(b)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
参考答案:
AD
4. 如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N。初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为()。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中( )
A. MN上的张力先增大后减小 B. MN上的张力逐渐增大
C. OM上的张力逐渐增大 D. OM上的张力先增大后减小
参考答案:
BD
【详解】由题意可知,重物在运动过程中受重力,MN绳拉力,OM绳拉力,与夹角保持不变,在某一时刻三个力受力分析示意图如图(a)所示,将此三个力平移为矢量三角形如图(b)所示,因为mg大小方向不变,与的夹角不变,故可将三个力平移入圆中,mg为一条固定的弦(固定的弦所对应的圆周角为定值),由图(c)可得从0逐渐变为直径,故逐渐增大,故A错误B正确;先从弦变为直径再变为弦,故先变大后变小,故C错误D正确;
故选BD。
5. (多选题)关于电流和电阻,下列说法中正确的是( )
A.金属靠自由电子导电,金属的温度升高时,自由电子的平均热运动速率增大,金属导体中的电流增大
B.金属导电时,其中的自由电子除作无规则的热运动外,还作定向运动,电流的大小是由定向运动的速率决定的
C.由R=可知:在U一定时,电阻与电流成反比;在I一定时,电阻与电压成正比
D.电阻是导体自身的特性,电阻的大小由导体自身特性决定,并和温度有关,与导体两端是否有电压没有直接关系
参考答案:
BD
【考点】欧姆定律;电阻定律.
【分析】欧姆定律内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.也就是说在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.
【解答】解:A、电流与自由电子的热运动无关,温度变大时金属导体中的电阻增大,电流是减小的;故A错误;
B、金属导电时,其中的自由电子除作无规则的热运动外,还作定向运动,电流的大小是由定向运动的速率决定的;故B正确;
C、电阻的阻值是其本身的性质,与电流及电压无关;故C错误;
D、电阻是导体自身的特性,电阻的大小由导体自身特性决定,并和温度有关,与导体两端是否有电压没有直接关系;故D正确;
故选:BD.
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如下图,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象,当调整线圈转速后,所产生正弦交流电的图象如图线b所示,线圈先后两次转速之比为 ;两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Qa∶Qb= 。
参考答案:
3∶2 ; 9∶4
7. 如图所示,离子源S产生质量为m,电荷量为q的离子,离子产生出来的速度很小,要以看做速度为0,产生的离子经过电压U加速后,进入磁感强度为B的一匀强磁场,沿着半圆周运动到达P点,测得P点到入口处S1的距离为L,则 N极板为________极板,此离子荷质比=_____________.
参考答案:
正
由带电粒子在磁场中的偏转方向,可判断其带负电,带电粒子在电场中加速运动,可知 N板为正极板.
粒子在电场中加速,有
粒子在磁场中偏转,有
整理得.
8. 电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示.某大学制成了能把m=2.2g的弹体
(包括金属杆CD的质量)加速到v=10km/s的电磁炮. 若轨道宽l=2m,长s=100m,通过的电流为I=10A,则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=________T,磁场力的最大功率P=________W(轨道摩擦不计)
参考答案:
55,1.1×107
9. 用如图甲所示的电路做“测定电池的电动势和内电阻”的实验,根据测得的数据做出了如图乙所示的U-I图象,由图可知测得的电池的电动势为_____________V,内电阻为_________Ω
参考答案:
1.40 ; 1
10. 原子核的质量数为 ,电荷数为 ;质子数为 ,中子数为 .
参考答案:
3;2;2;1
11. 质量为3.0kg的物体从静止开始做直线运动中的受力随时间变化的情况如图所示,那么物体2s末的即时速度为________m/s,4s末的即时速度为__________m/s。
参考答案:
14. (6分)如图所示,某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动。B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向,按如下步骤操作:
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ
②对两个传感器进行调零
③用另一绳在O点悬挂在一个钩码,记录两个传感器读数
④取下钩码,移动传感器A改变θ角
重复上述①②③④,得到图示表格a。
(1)根据表格a,A传感器对应的是表中力 (填“F1”或“F2”)。钩码质量为 kg(保留1位有效数字)。
(2)某次操作中,有同学使用相同器材实验,但将传感器调零后再接上支架,其后按①③④步骤重复实验,得到图示表格b,则表格空缺处数据应接近 。
表a
表b
参考答案:
(1)F1 0.05 (2)0.637(0.630~0.645之间均可
13. 将一电热器接在10V直流电源上,在时间t内可将一壶水烧开。现将电热器接到一个U=10sinωt(V)的交变电源上,煮开同一壶水需时间 ;若接到另一正弦交流电源上,需要时间为t,那么这个交流电源电压的最大值为 V。
参考答案:
2t 20
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 如想得到该金属电阻丝的电阻率,有个环节要用螺旋测微器测电阻丝直径。 某
同学测得的结果如下图所示,则该金属丝的直径d=______ mm。
参考答案:
______3.204mm—3.206mm___
15. (4 分)某同学在“研究匀速直线运动”的实验中,将小车沿倾斜的长木板无初速下滑,直接用位移传感器采集到实验数据后得到如图所示的s-t 图象,从图象表明小车的运动是否属于匀速直线运动________,(“是”或“不是”)。为了达到实验目的,应采取的措施是_________________________。
参考答案:
不是;减小长木板的倾角(每空2 分)
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 有一金属棒放在图示的匀强磁场中,当棒中通5A的电流时,棒能水平导轨上匀速运动,此时棒受到的摩擦力为12N。已知导轨间距为2m。求:
(1)棒受到的安培力大小(2)磁场的磁感应强度的大小
参考答案:
17. (15分)如图所示,两条平行的长直金属细导轨KL、PQ固定于同一水平面内,它们之间的距离为l,电阻可忽略不计;ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆,杆与导轨垂直,且与导轨良好接触,并可沿导轨无摩擦地滑动。两杆的电阻皆为R。杆cd的中点系一轻绳,绳的另一端绕过轻的定滑轮悬挂一质量为M的物体,滑轮与转轴之间的摩擦不计,滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行。导轨和金属细杆都处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面向上,磁感应强度的大小为B。现两杆及悬物都从静止开始运动,当ab杆及cd杆的速度分别达到v1和v2时,两杆加速度的大小各为多少?
参考答案:
解析:
用E 和I分别表示abdc回路的感应电动势和感应电流的大小,根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知
E =Bl(v2-v1) (1)
(2)
令F表示磁场对每根杆的安培力的大小,则
F=IBl (3)
令a1和a2分别表示ab杆cd杆和物体M加速度的大小,T表示绳中张力的大小,由牛顿定律可知
F=ma1 (4)
Mg-T=ma2 (5)
T-F=ma2 (6)
由以上各式解得
(7)
(8)
评分标准:
本题15分。(l)式3分,(2)式2分,(3)式3分,(4)、(5)、(6)式各1分,(7)、(8)式各2分。
18. (12分)如图所示,一束电子从y轴上的M点以平行于x轴的方