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2022年湖南省株洲市英杰外国语学校高二物理上学期期末试卷含解析
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)做竖直上抛运动的物体,重力对物体做功的情况是
A.上升过程做正功 B.下落过程做正功
C.上升过程不做功 D.下落过程不做功
参考答案:
B
2. 若静止带正电的小球只受电场力的作用,则它在任意一段时间内 ( )
A.一定沿着电场线由高电势向低电势运动
B.一定沿着电场线由低电势向高电势运动
C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势向低电势运动
D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势向低电势运动
参考答案:
C
3. 根据磁场对电流产生作用力的原理,人们研制出一种新型的炮弹发射装置—电磁炮.它的基本原理如图所示,下列结论中正确的是
A.要使炮弹沿导轨向右发射.必须通以自M向N的电流
B.要想提高炮弹的发射速度,可适当增大电流
C.要想提高炮弹的发射速度,可适当增大磁感应强度
D.使电流和磁感应强度的方向同时反向,炮弹的发射方向亦将随之反向
参考答案:
ABC
4. (单选)关于磁感应强度B的概念,下面说法正确的是 ( )
A.根据磁感应强度B的定义式可知,在磁场中某处,B与F成正比、与成反比
B.一小段通电导线放在磁感应强度为零处,它所受磁场力一定为零
C.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,该处的磁感应强度一定为零
D.磁场中某处磁感应强度的方向,与直线电流在该处所受磁场力方向相同
参考答案:
B
5. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则 ( )
A.NC间场强方向指向x轴负方向
B.A点的电场强度大小为零
C.C点的电场强度不为零
D.将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功
参考答案:
A
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图所示,两只相同的白炽灯L1和L2串联接在电压恒定的电路中.若L1的灯丝断了,经搭丝后与L2. 串联,重新接在原电路中,则此时L1的亮度与灯丝未断时比较将 (填“不变”、“变亮”或者“变暗”)
参考答案:
7. (4分)已知地磁场的水平分量为Be,利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度,如测定如图所示的通电线圈中央一点的磁感应强度。实验方法是:(1)先将未通电线圈平面沿南北方向放置,中央放一枚小磁针,下面有量角器,此时磁针N极指向北方。(2)给线圈通电,此时小磁针N极指向北偏东角后静止。由此可以断定线圈内电流方向(自东向西看)是 (填“顺”或“逆”)时针方向的,线圈中央的磁感应强度如B= 。
参考答案:
逆,Betan
8. 如下图,导体框内有一垂直于框架平面的匀强磁场,磁感应强度为0.12T,框架中的电阻R1=3Ω,R2=2Ω,其余部分电阻均不计,导体棒AB在磁场中的长度为0.5m,当AB以10m/s速度匀速沿着导体框移动时,所需外力F=_______N,,通过R2上的电流I2=_______A.
参考答案:
9. 一质量为m的物体,沿半径为R的圆形向下凹的轨道滑行,如图所示,经过最低点的速度为v,物体与轨道之间的滑动摩擦因数为μ,则它在最低点时所受到的摩擦力为_____
参考答案:
10. 弹簧振子在振动过程中具有动能和势能,在振子离开平衡位置的运动过程中,速度逐渐 ,位移逐渐 ,动能 ,势能 ,在这一过程中,是 转化 能。
参考答案:
11. 作用在某物体上同一点的两个力F1=40N,F2=30N,两力的合力最大值是 N;两力的合力最小值是 N;当两个力互相垂直时合力的大小是 N.
参考答案:
70,10,50.
【考点】力的合成.
【分析】两力合成时,合力随夹角的增大而减小,当夹角为零时合力最大,夹角180°时合力最小,并且有|F1﹣F2|≤F≤F1+F2
【解答】解:两力合成时,合力范围为:|F1﹣F2|≤F≤F1+F2;
当两个力的夹角为0°时,两力的合力最大,其最大值是 70N;
当两力的夹角为 180°时,两力的合力最小,其最小值是10N;
当两个力互相垂直时合力的大小是=50N.
故的答案:70,10,50.
12. 将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图,金属球表面的电势处处相等,a、b为电场中的两点,则:
a点的电势比b点的 ;
检验电荷-q在a点的电势能比在b点的
参考答案:
高 低
13. 在生产和生活中,有时要将平动转换成转动,或把转动转换为平动.例如螺旋千斤顶将手柄的转动转换成顶杆的 平动 ;显微镜的对焦机构将调焦旋纽的 转动 转换成镜筒的 平动 .
参考答案:
考点:
力矩的平衡条件.版权所有
分析:
物体上各个点的运动轨迹平行是平动,转动中各个点的运动轨迹不平行.
解答:
解:螺旋千斤顶将手柄的转动转换成顶杆的上下的平动;
显微镜的对焦机构将调焦旋纽的转动转换成镜筒的平动;
故答案为:平动,转动,平动.
点评:
本题关键是明确平动与转动的区别,平动可以将物体简化为质点,基础题目.
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验;气垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成.
(l)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③接通光电计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞,碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2,两滑块通过光电门后依次被制动;
⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑块1通过光电门1的挡光时间△t1=10.01ms,通过光电门2的挡光时间△t2=49.99ms,滑块2通过光电门2的挡光时间△t3=8.35ms;
⑧测出挡光片的宽度d=5mm,测得滑块1(包括撞针)的质量为ml=300g,滑块2(包括弹簧)质量为m2=200g;
(2)数据处理与实验结论:
①实验中气垫导轨的作用是
②碰撞前滑块l的速度vl为 m/s;碰撞后滑块1的速度v2为 m/s;滑块2的速度v3为 m/s;(结果保留两位有效数字)
③在误差允许的范围内,通过本实验,同学们可以探究出哪些物理量是不变的?通过对实验数据的分析说明理由.(至少回答2个不变量).
a. b. .
参考答案:
①a、大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.b、保证两个滑块的碰撞是一维的.
②0.50,0.10,0.60
③a、系统碰撞前后总动量不变.b.碰撞前后总动能不变.c.碰撞前后质量不变.
【考点】验证动量守恒定律.
【分析】(1)使用气垫导轨使两物块只能沿导轨做直线运动,保证了两物块碰撞前后在同一条直线上做一维碰撞,同时气垫导轨的使用减小了摩擦阻力,从而减小了实验误差.
(2)滑块的宽度除以滑块通过光电门的时间等于滑块通过光电门的速度.
(3)由于发生弹性碰撞,故碰撞过程中动量守恒,动能守恒.
【解答】解:①a、大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.
b、保证两个滑块的碰撞是一维的.
②滑块1碰撞之前的速度v1===0.50m/s;
滑块1碰撞之后的速度v2===0.10m/s;
滑块2碰撞后的速度v3===0.60m/s;
③a、系统碰撞前后总动量不变.
原因:系统碰撞之前的动量m1V1=0.15kgm/s 系统碰撞之后的动量m1V2+m2V3=0.15kgm/s
b.碰撞前后总动能不变.
原因:碰撞前的总动能Ek1=m1V12/2=0.0375J 碰撞之后的总动能Ek2=m1V22/s+m2V32/2=0.0375J,
所以碰撞前后总动能相等.
c.碰撞前后质量不变.
故本题答案为:①a、大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.b、保证两个滑块的碰撞是一维的.
②0.50,0.10,0.60
③a、系统碰撞前后总动量不变.b.碰撞前后总动能不变.c.碰撞前后质量不变.
15. (1)测量普通干电池电源电动势和内电阻应该选用__________(填“图甲”或“图乙”)所示的电路图.
(2)实验中某同学根据自己测得的实验数据在坐标纸上描了几个点,请你根据他描的点画出U—I图线,并根据图线求出电池的电动势E=__________V(保留2位有效数字),电池的内电阻r =__________Ω(保留2位有效数字).
参考答案:
(1)图甲(2)1.5,0.89~0.96
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. (7分)如图所示,行车通过长L=5m的吊索,吊着质量m=1.0×103kg的钢材,以=2m/s速度沿水平方向匀速行驶,行车突然停车。(g取10 m/s2)求:
(1)行车在行驶过程中,吊钩受到的拉力F;
(2)行车突然停车的瞬间,吊钩受到的拉力F′。
参考答案:
(1)由二力平衡条件知:F = mg = 104 N ①
(2)由题意知,行车突然停车的瞬间,钢材开始做圆周运动,其所受合力提供向心力,即:
F′-mg=②
∴F′= m(g +)= 1.08×104 N③
评分标准:①式3分;②③各式2分
17. 如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距l=0.50 m,左端接一电阻R=0.20 Ω,磁感应强度B=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面,导体棒ac垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当ac以v=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时.求:(1)ac棒中感应电动势的大小.(2)维持ac棒做匀速运动的水平外力F的功率大小.
参考答案:
18. (16分)如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图中由B到C),场强大小随时间变化如图乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面,大小随时间变化如图丙所示,从t=1s开始,在A点每隔2s有一个同种的离子沿AB方向(垂直于BC)的初速度v0射出,恰好能击中C点,若AB=BC=l,且粒子在AC间的运动时间小于1s,求:
(1)磁场的方向;
(2)图象中E0和B0的比值;
(3)1s末射出的粒子和3秒末射出的粒子由A点运动到C点所经历的时间比。
参考答案:
解析:
(1)3s末射出的粒子仅受电场力,且轨迹右偏,可判粒子带正电。1s末射出的粒子仅受磁场力,由左手定则可判磁场垂直纸面向外。
(2)仅磁场时,轨迹半径
r=
由图知r=L
仅电场时,
沿电场方向位移
L=
由以上各式得:v0:1
(3)1s末射出粒子仅受磁场力,轨迹为圆周
3s末射出粒子仅受电场力,轨迹为抛物线
∴t1:t2=:2
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