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河南省周口市项城高级中学2022-2023学年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.
参考答案:
C
2. 如图4所示电路中,电感线圈的电阻不计,原来开关闭合,从断开开关S的瞬间开始计时,以下说法正确的是
A.t=0时刻,电容器的左板带正电,右板带负电
B.时刻,线圈L的感应电动势最小
C.时刻,通过线圈L的电流最大,方向向左
D.时刻,电容器C两极板间电压最大
参考答案:
C
3. (单选)图中的四幅图展示了某同学做引体向上运动前的四种抓杠姿势,其中手臂受力最小的是
参考答案:
B
4. 如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L.一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行.t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ),导线框的速度为v0.经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ),导线框的速度刚好为零.此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置Ⅰ,则 ( )
A.上升过程中,导线框的加速度逐渐增大
B.下降过程中,导线框的加速度逐渐增大
C.上升过程中合力做的功与下降过程中的相等
D.上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多
参考答案:
D
5. 关于元电荷和点电荷下列说法正确的是
A.元电荷实际上是指电子和质子本身
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.元电荷的值通常取作e = 1.60×10-19C
D.一个带电体能否看成点电荷,不是看他尺寸的绝对值,而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计
参考答案:
BCD
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场,磁感应强度为B。如果赤道上空有一根沿东西方向的直导线,长为L,通有从东向西的电流I,则地磁场对这根导线的作用力大小为 ,方向 。
参考答案:
BIL,竖直向下
7. 当螺线管中通入如图所示的电流时,位于它B端附近的小磁针____________(填“会”或“不会”)发生偏转,螺线管A端的磁极是____________(填“N极”或“S极”)
参考答案:
_会___
__N极_
8. 在原子物理中,常用元电荷作为电量的单位,元电荷的电量为______;一个电子的电量为______,一个质子的电量为______;任何带电粒子,所带电量或者等于电子或质子的电量,或者是它们电量的______.
参考答案:
1.6×10-19C,-1.6×10-19C,1.6×10-19C,整数倍
9. (4分)在真空中两个点电荷A和B,电量分别为-Q和+Q,它们相距为L,如果在两个点电荷连线的中点O处,有半径较小的空心金属球,且球心位于O点,如图所示,当达到静电平衡时,金属球上的感应电荷在球心O处产生的场强大小为 ,方向 。
参考答案:
、 由O指向B
10. 电容器是储存 的装置,影响平行板电容器电容量的因素是:极板的正对面积、 、极板间电介质的性质。
参考答案:
电荷 板间距离
11. 如图所示的装置可以测量棱镜的折射率,ABC表示待测直角棱镜的横截面,棱镜的顶角为α,紧贴直角边AC是一块平面镜,一光线SO射到棱镜的AB面上,适当调整SO的方向,当SO与AB成β角时,从曲面射出的光线与SO重合,则在这种情况下棱镜的折射率n= 。
参考答案:
12.
参考答案:
13. 如图所示,在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中,过原点再做一个z轴,就构成了空间直角坐标系。匀强磁场的磁感应强度为B,方向沿x轴的正方向,则通过面abcd、befc和aefd的磁通量、、的大小关系是 。(用“>”、“<”或“=”表示)
参考答案:
=>
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.重锤从高处由静止落下的过程中,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,已知重力加速度为g,即可验证机械能守恒定律.
(1)如图2所示是实验中得到一条较为理想的纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点,分别记为A、B、C、D、E、F,测出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为 ,则在打E点时重锤的动能为 .
(2)在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是 重锤增加的动能(选填“大于”或“小于”),主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出图2中纸带各点对应的速度,分别记为v1至v0,并作vn2﹣hn图象,如图3所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为 .
参考答案:
(1)mgh5,.(2)大于,m(g﹣).
【考点】验证机械能守恒定律.
【分析】(1)根据下降的高度求出重力势能的减小量,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的速度,从而得出打E点时重锤的动能.
(2)由于阻力的存在,重锤减小的重力势能总大于重锤增加的动能.根据图线的斜率,结合速度位移公式求出重锤的加速度,根据牛顿第二定律求出阻力的大小.
【解答】解:(1)在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量△Ep=mgh5,E点的瞬时速度,则打E点时重锤的动能=.
(4)由于重锤下落过程中存在着阻力作用,实验中会发现重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能.
根据知,图线的斜率k=2a,则a=,
重锤下落过程中,受到重力和阻力作用,根据牛顿第二定律得:mg﹣f=ma,则阻力的大小f=mg﹣ma=mg﹣=m(g﹣).
故答案为:(1)mgh5,.(2)大于,m(g﹣).
15. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的其它器材有:
A.电压表V:0~3~15V
B.电流表A:0~0.6~3A
C.变阻器R1:(20Ω,1A)
D.变阻器R2:(1000Ω,0.1A)
E.电键S和导线若干
(1)根据实验要求连接实物电路图;
(2)实验测得的6组数据已在U—I图中标出,如图所示.请你根据数据点求出该电池的电动势E=________V,电阻r=________Ω.
参考答案:
(1) 实物电路图 (2分) (2) 1.5(1分);0.50(1分)
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 某晚,美军在伊拉克进行的军事行动中动用了空降兵,美机在200m高处超低空水平飞行,美兵离开飞机后先自由下落,运动一段时间后立即打开降落伞,展伞后美兵以14m/s2的平均加速度匀减速下降.为了安全要求,美兵落地的速度不能超过4m/s,g取10m/s2.伊方地面探照灯每隔10s扫描一次,请根据你的计算结果说明,美兵能否利用探照灯的照射间隔安全着陆.
参考答案:
由题意得,飞机高度为H0,落地最大速度为,设展伞时离地h米,自由落体结束时速度为,展开伞后加速度为
由运动学公式得 自由下落阶段2g(H0-h)=v
匀减速阶段v-v=2ah
解得h=83m v1=48.4m/s
自由下落时间t1=v1/g=4.84s, 减速时间t2==3.17s,
t=t1+t2=8s<10,
所以能安全着陆.只要下落时间小于10s,就能充分利用探照灯的间隔时间安全
17. 发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V,其线圈共100匝,在匀强磁场中匀速转动的角速度为100πrad/s,从线圈经过中性面计时:
(1)写出电动势的瞬时表达式;
(2)此发电机与外电路组成闭合电路时,总电阻为100Ω,求t=1/600 s时的电流;
(3)线圈转过90°的过程中,流过导体横截面的电荷量是多少?
参考答案:
整理,得
代入上式,解得q=nΔφ/R=3.1×10-3C………………2分
18. 如图所示,在E=103V/m的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带正电q=10-4C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,位于N点右侧1.5m处,取g=10m/s2,求:
(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v0向
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?
参考答案:
(1)设小球到达Q点时速度为v,则
滑块从开始运动到达Q点过程中:
联立方程组,解得:m/s
(2)设滑块到达P点时速度为,则从开始运动到P点过程:
又在P点时:
代入数据,解得:
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