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河北省衡水市义门中学2023年高二物理下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,三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面,其电势分别为10V、20V、30V.实线是一带电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点,已知:带电粒子带电量为0.01C,在a点处的动能为0.5J,则该带电粒子( )
A.可能是带负电 B.在b点处的电势能为0.5J
C.在b点处的动能为零 D.在c点处的动能为0.4 J
参考答案:
D
【考点】电势差与电场强度的关系;电势;电势能.
【分析】由运动轨迹确定受力方向,从而确定电荷的正负,由动能定理确定各点的动能.
【解答】解:A、场强方向向上,电场力向上,则为正电荷,则A错误
B、b点处的电势能φq=0.01×30=0.3J,则B错误
C、总能量守恒由a点处可知E=0.01×10+0.5=0.6J,则b点处的动能为:0.6﹣0.3=0.3J,则C错误
D、C点处的动能为为0.6﹣0.01×20=0.4J,则D正确
故选:D
2. 关于磁场中某点的磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.由B=可知,B与F成正比,与IL的乘积成反比
B.B的大小与IL的乘积无关,由磁场本身决定
C.长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场
D.B的方向与通电导线的受力方向相同
参考答案:
B
3. 关于家庭电路,下列说法中正确的是
A.我国家庭电路采用的是电压为22OV 的交流电
B.洗衣机、电冰箱等家用电器使用三孔插座,是为了节约用电
C.在家庭电路中,所有电器一般是串联连接
D.保险丝是为了防止电路发生断路
参考答案:
A
4. 在距地面高为h,同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛质量相等的物体m,当它们从抛出到落地时,比较它们的动量的增量Δp,有( )
A.平抛过程最大 B.竖直上抛过程最大
C.竖直下抛过程最大 D.三者一样大
参考答案:
B
5. (单选)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是
A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的极板带负电
C.在磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小
D.在磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
参考答案:
C
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图所示,一定质量的理想气体被活塞密封在一容器中,活塞与容器壁间无摩擦,外界大气压强保持不变。当气体的温度升高时,气体体积 ▲ (选填“增大”、“减小”或“不变”),从微观角度看,产生这种现象的原因是 ▲ 。
参考答案:
增大 温度升高时,分子平均动能增大,只有气体的体积同增大使分子的密集程度减小,才能保持压强不变
7. (4分)频率为3Hz的简谐波,在某介质中的传播速度是1.2m/s,在传播方向上的两点间的距离是80cm,这个距离等于_________个波长,传播这个距离所用的时间是_______个周期。
参考答案:
2;2
8. 如图所示,变压器原、副线圈的匝数比为10:1,副线圈有一中心抽头e,原线圈接交流电压u=220sin(100πt)(V),副线圈上e、d之间的电压等于_______v,电压的周期T=______s。
参考答案:
11,0.02
9. 产生多普勒效应时,波源的频率 (填增大、减小或不变)。
参考答案:
不变;增大
10. 一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放置一个电荷量为-Q的点电荷,该点电荷距金属球表面的最近距离为r,由于静电感应在金属球上出现了电荷,这些感应电荷在球心激发的电场强度大小为____________,方向_________;(填“左”“右”)若用导线的一端接触金属球的左侧,另一端接触金属球的右侧,侧导线____________(填“能”“不能”)将金属球两侧的感应电荷中和。
参考答案:
左 不能
11. 篮球以的速度水平地撞击篮板以后以的速度反向弹回,球与板接触时间为0.1,选反弹方向为正方向,则篮球在这段时间内的速度变化量为 ,加速度的大小
为
参考答案:
18 , 180
12. 三个粒子a、b、c(不计重力)以相同的速度射入匀强磁场中,运动轨迹如图.其中b粒子做匀速直线运动,则a粒子带__________电,c粒子带__________电.
参考答案:
负 正
13. 如图10所示,把质量为0.2 g的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8C的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B受到的库仑力F=______N,小球A带的电量qA=______C.(静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,g取10m/s2)
参考答案:
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V,r约为1.5Ω)。
器材:量程3V的理想电压表,量程0.5A的电流表(具有一定内阻),固定电阻
R=4Ω,滑线变阻器R′,电键K,导线若干。
实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;
当电流表读数为I2时,电压表读数为U2。则可以求出E= ,r= 。(用I1,I2,U1,U2及R表示)
参考答案:
15. 有一个额定电压为2.8 V,功率约为0.8 W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3 V,内阻约为6 kΩ)
B.电压表(0~15 V,内阻约为30 kΩ)
C.电流表(0~3 A,内阻约为0.1 Ω)
D.电流表(0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
E.滑动变阻器(10 Ω,5 A)
F.滑动变阻器(200 Ω,0.5 A)
G.蓄电池(电动势6 V,内阻不计)
用如图所示的电路进行测量,电压表应选用_______,电流表应选用_______,滑动变阻器应选用________。(用序号字母表示)
参考答案:
A , D , E
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. (12分)如图所示,两块竖直放置的平行金属板A、B,板距d=0.04m,两板间的电压U=400V,板间有一匀强电场。在A、B两板上端连线的中点Q的正上方,距Q为h=1.25m的P点处有一带正电小球,已知小球的质量m=5×10-6kg,电荷量q=5×10-8C。设A、B板足够长,g取10m/s2。试求:
(1)带正电小球从P点开始由静止下落,经多长时间和金属板相碰?
(2)相碰时,离金属板上端的距离多大?
参考答案:
解析:
(1)设小球从P到 Q需时t1,由得
(s) (2分)
小球进入电场后其飞行时间决定于电场力产生的加速度ax,由力的独立作用原理,可以求出小球在电场中的运动时间t2。应有
(1分)
(1分)
(2分)
由以上几式,得
(s) (2分)
所以,运动总时间 (s) (1分)
(2)小球由P点开始在竖直方向上始终是自由落体运动,在时间t内的位移为
(m) (2分)
相碰时离金属板上端的距离为: (1分)
17. 如图所示,水平放置的平行金属导轨相距l=0.50m,左端接一电阻R=0.20欧,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场,方向垂直于导轨平面,导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦的沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当ab以=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:
(1)ab棒中感应点动势的大小;
(2)回路中感应电流的大小;
(3)ab棒中哪端电势高;
(4)维持ab棒做匀速运动的水平外力F.
参考答案:
解:(1)根据法拉第电磁感应定律,ac棒中的感应电动势为:E=Blv=0.40×0.50×4.0V=0.8 V
(2)感应电流大小为:I=A=4A
(3)杆ab向右运动,磁场的方向向下,由右手定则可知,感应电流的方向由b流向a,所以a端的电势高.
(4)由于ab棒受安培力:FA=BIl=0.40×4×0.50N=0.8N;
导体棒匀速运动,拉力和安培力平衡,故外力的大小为0.8N;
答:(1)ab棒中感应电动势的大小是0.8V;
(2)回路中感应电流的大小是4A;
(3)a端的电势高;
(4)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小是0.8N.
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;电势;闭合电路的欧姆定律.
【分析】(1)导体垂直切割磁感线,由磁感应强度B、长度L、速度v,根据公式E=BLv求出感应电动势;
(2)ab相当于电源,根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小;
(3)由右手定则判断出电动势的高低关系;
(4)ab棒做匀速运动,水平外力F与安培力平衡,根据安培力公式F=BIL求解.
18. 如图所示,一水平放置的平行导体框宽度L=0.5 m,接有R=0.2 Ω的电阻,磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下,现有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体棒ab电阻不计,当ab以v=4.0 m/s的速度向右匀速滑动时,试求:
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向;
(2)要维持ab向右匀速运动,作用在ab上的水平外力为多少?方向怎样?
(3)电阻R上产生的热功率多大?
参考答案:
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