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2022年山东省临沂市莒南县体育中学高二物理联考试题含解析
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. 下列说法中正确的是,感应电动势的大小( )
A. 跟穿过闭合电路的磁通量变化率成正比
B. 跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系
C. 跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系
D. 跟电路的电阻大小有关系
参考答案:
AC
试题分析:根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小可知,感应电动势的大小跟磁通量变化率有关,因此AC正确
考点:法拉第电磁感应定律
点评:本题考查了法拉第电磁感应定律,要仔细理解磁通量变化率的含义。
2. (单选)汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5 m/s2,那么开始刹车后2 s内与开始刹车后6 s内汽车通过的位移之比为( )
A.1∶4 B.3∶5 C.3∶4 D.5∶9
参考答案:
C
3. (多选)在真空中,电量为q1的点电荷产生的电场中有一个点P,P点与q1的距离为 r,把一个电量为q2的检验电荷放在P点,它受的静电力为F,则P点电场强度的大小等于
参考答案:
BC
4. (单选)一物体做自由落体运动,它下落的速度与时间的关系图像是下图中的
参考答案:
D
5. 如图所示,AB是某电场中的一条电场线,若将一负电荷从A点处自由释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图b所示,则A、B两点的电势高低和场强大小关系是 ( )
A.>,> B.>,<
C.<,> D.<, <
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. 变压器线圈中的电流越大,所用的导线应当越粗。某同学在利用变压器实验时,需要组装一个降压变压器,则较粗导线的线圈应该作为 。(填“原线圈”或“副线圈”)
参考答案:
7. 在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所示PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个半径为a,质量为m,电阻为R的金属圆环垂直磁场方向,以速度v从如图所示位置运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为v/2,则此时圆环中的电功率为 ;此时圆环的加速度为 。
参考答案:
8B2a2v/Rm
8. 质子和α粒子的质量比为m1∶m2=1∶4,带电量之比为q1∶q2=1∶2,当它们从静止开始由同一匀强电场加速,通过相同的位移,则它们的速度之比v1∶v2=______,动能比Ek1∶Ek2=______
参考答案:
:1 ,1 : 2
9. 如图所示,一质量为m,电荷量为q的粒子以一定的初速度沿中线进入水平放置的平行金属板内,恰好没下板的边缘飞出,已知板间的电压为U,粒子通过平行金属板的时间为t,不计粒子的重力,则平行金属板间的距离d= ,粒子在前和后时间内电场力做功之比为 .
参考答案:
t;1:3
考点:带电粒子在匀强电场中的运动.
专题:带电粒子在电场中的运动专题.
分析:带正电的粒子进入水平放置的平行金属板内,做类平抛运动,竖直方向做初速度为0的匀加速运动,由推论可求出在前时间内和在后时间内竖直位移之比,由功的定义求出电场力做功之比.
解答:解:带电粒子在电场中做的是类平抛运动,竖直方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动,位移
电场力为
根据牛顿第二定律a=
所以
故d=
根据类平抛运动规律可知,竖直方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动,根据结论y1:y2:y3=1:3:5可知,
前时间内,电场力做功为W1=qEy1,后时间内,电场力做功为W2=qEy2,所以
故答案为:t;1:3.
点评:本题是类平抛运动,要熟练掌握其研究方法:运动的合成与分解,并要抓住竖直方向初速度为零的匀加速运动的一些推论,研究位移和时间关系.
10. 在研究“平抛物体的运动”的实验中,某同学只记录了A、B、C三个点的坐标如图所示,则物体运动的初速度为 m/s,(单位为cm,g=10m/s2).
参考答案:
1m/s.
【考点】研究平抛物体的运动;运动的合成和分解.
【分析】在实验中让小球在固定斜槽滚下后,做平抛运动,记录下平抛后运动轨迹.然后在运动轨迹上标出特殊点,对此进行处理,从而能求出小球抛出初速度及其它速度.
【解答】解:A、B、C是平抛运动轨迹上的三个点,由水平位移可知:三个点时间间隔相等.
竖直方向:自由落体运动,因时间相等,由△h=gt2可得:t===1×10﹣1s
水平方向:匀速运动,则v0==m/s=1m/s
所以初速度v0=1m/s
故答案为:1m/s.
11. 如图所示,水平放置的两平行金属板间距为 d ,电压大小为U,上板中央有孔,在孔正下方的下板表面上有一个质量为 m、、电量为-q的小颗粒,将小颗粒由静止释放,它将从静止被加速,然后冲出小孔,则它能上升的最大高度 h = _________________,
参考答案:
12. 导体中的电流是5μA,那么在3.2s内有______ C的电荷定向移动通过导体的横截面,相当于______个电子通过该截面。
参考答案:
1.6×10-5 1.0×1014
13. 如图所示,长为L的金属杆OA绕过O点的轴在垂直于纸面向里的匀强磁场中沿顺时针方向匀速转动,角速度为ω,磁感应强度为B,磁场范围足够大,则OA杆产生感应电动势的大小为______ ,O、A两点电势高低关系为φA_____φO.(填“>”或“<”)
参考答案:
; φA>φO
U=E-Ir=0.12V (5分)
(2)R1的热功率P=0.0072W
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 多用电表是实验室和生产实际中常用的测量仪器.使用多用电表测量某段导体的电阻.
(1)主要的操作过程分以下三个步骤,请填写第②步操作.
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔,选择电阻挡“×100”;
②______________________________;
③把红、黑表笔分别与导体的两端相接,读取导体的电阻.
(2)采用上述的操作步骤后,多用表的示数如图所示指针在①的位置.则应换用_______档(填“×10Ω”档或“×1kΩ”)重新测量。换挡后在测量前,应该_____________。之后正确测量指针指在位置②,则电阻的测量值为__________Ω。
参考答案:
(1) ②将红黑表笔短接,调节调零旋钮调零。
(2)×10,重新调零,170。
15. 某同学为完成“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验,使用如图所示的实验器材:电源E(电动势为12 V,内阻不计),木板N(木板上依次铺有白纸?复写纸和导电纸各一张),两个金属接线柱A?B做电极,滑动变阻器R(其总阻值小于两电极间导电纸的电阻),直流电压表V(量程为6 V,内阻很大),电流表G(量程0~300 μA,零刻线在刻度盘中央),开关?探针和导线若干.
现用图中仪器描绘两电极间电场中的等势线,A、B间电压要求为6 V.
(1)在图甲中完成实验电路的连线(导线不得交叉).
(2)本实验的原理是利用导电纸上形成的________来模拟真空中的________静电场.因此对所模拟的静电场来说,图甲中的A相当于________,B相当于________.
(3)图乙为实验装置的一部分,图中A、C、D、O、E、F、B各点相邻两点间距离相等,其中A、B为金属接线柱.当电流从左接线柱流入电流表G时,其指针向左侧偏转.当探针Ⅰ接在F点,探针Ⅱ接在导电纸上某点时,电流表G指针向右接线柱一侧偏转.为尽快找到等势点,探针Ⅱ应________移动.(填\!向左\"或\!向右\")
参考答案:
(1)
(2)恒定电流的电场 等量异种点电荷 正电荷 负电荷
(3)向左
因指针向右偏代表电流从Ⅰ流入,Ⅰ比Ⅱ电势高.而越向左电势越高,∴Ⅱ向左动,提高电势.
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 一太阳能电池板,测得断路时路端电压为800mV,短路电流为40mA。若将该电池板与阻值为60Ω的电阻器连成一闭合电路,求:(1)通过电阻器的电流大小。(2)电池板路端电压多大。(3)内外电路消耗的的功率之比。
参考答案:
17. 水平放置的金属导轨上放一导体棒ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如图,导体棒质量为m=1.2kg,棒长L=1m,棒中通入I1=3A的电流时,它可在导轨上匀速滑动;若电流增大为I2=5A时,棒可获得a=2m/s2的加速度,求
(1)导体棒匀速滑动和加速滑动时所受安培力之比
(2)该匀强磁场的磁感强度B的大小。
参考答案:
18. 如图所示,两平行金属板右侧的平行直线A1、A2间,存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以竖直面MN为理想分界面。两磁场区域的宽度相同,磁感应强度的大小均为B,Ⅰ区的磁场方向垂直于纸面向里。一电子由静止开始,经板间电场加速后,以速度v0垂直于磁场边界A1进入匀强磁场,经的时间后,垂直于另一磁场边界A2离开磁场。已知电子的质量为m,电荷量为e。
(1)求每一磁场区域的宽度d;
(2)若要保证电子能够从磁场右边界A2穿出,加速度电压U至少应大于多少?
(3)现撤去加速装置,使Ⅰ区域的磁感应强度变为2B,电子仍以速率v0从磁场边界AB射入,并改变射入时的方向(其它条件不变),使得电子穿过Ⅰ区域的时间最短。求电子穿过两区域的时间t。
参考答案:
(1)(2)(3)
试题分析:(1)电子在磁场中运动,洛伦兹力作向心力:①
运动周期:②
电子在每一磁场中运动的时间为t1=③
说明电子的在磁场中转过π/4,如图所示 ④
可知解得⑤
(2)若电子恰好不从A2穿出磁场,电子运动轨迹应和MN相切,在I区域中转半圈后从A1离开磁场,如图2
设此时对应的电压为U,电子进入磁场时的速度为v,则
⑥
⑦
⑧
解得⑨
(3)由于速率一定,要电子穿过I区域的时间最短,则需电子穿过I区域的弧长最短(对应的弦长最短)。
运动轨迹如图
由①式,在I区域的半径:r1=⑩
由答图4可知:解得 θ=
在I区域的运动时间:
在II区域的半径:r2==2r1
由几何关系可知,在II区域中的圆心O2必在A2上。
如图4所示,Φ=θ=
在II区域的运动时间:
通过两场的总时间t=t1+t2=
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动
【名师点睛】此题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动问题;解题时要结合左手定则分析物体的运动情况,画出粒子运动的轨迹图,结合几何关系找到半径;熟练掌握粒子做圆周运动的半径公式及时间公式。
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