云南省昆明市铁路第五中学高二物理上学期期末试题含解析

云南省昆明市铁路第五中学高二物理上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. 一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴oo`匀速转动，线圈平面位于如图（甲）所示的匀强磁场中。通过线圈内的磁通量Φ随时间的变化规律如图（乙）所示。下列说法正确的是（    ） Ａ、t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化          率最大； B、t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变； C、t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变； D、t2、t4时刻线圈中感应电动势最小。 参考答案： C 2. （单选）如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,现用两根绝缘细线将它们悬挂于真空中同一点.已知两球静止时,它们离水平地面的高度相等,线与竖直方向的夹角分别为、,且<.现有以下判断,其中正确的是   A.a球的质量一定大于b球的质量   B.a球的电荷量一定大于b球的电荷量   C.a球对b球的库伦力一定大于b球对a球的库伦力    D.以上说法均不正确 参考答案： A 3. （单选题）如图所示的电路中，a、b、c三只小灯泡均发光，当把滑动变阻器R的滑动片P向下滑动时，三只灯泡的明暗变化是（       ） A．a、b灯都变暗，c灯变亮 B．a、c灯都变暗，b灯变亮 C．a、b、c三灯都变亮 D．a、b、c三灯都变暗 参考答案： A 4. （单选题）在如图所示电路中，为电源电动势，为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况（　　） A．I1增大，I2不变，U增大  B．I1减小，I2增大，U减小 C．I1增大，I2减小，U增大  D．I1减小，I2不变，U减小 参考答案： B 5. 如图，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳.以下说法正确是（    ） A．本实验采用的物理思想方法是控制变量法 B．本实验采用的物理思想方法是等效替代法 C．实验中必须记录两分力的夹角     D．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 参考答案： BD 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 电动机是       能转化为        能的装置。电动机的        与          之比叫做电动机的效率。 参考答案： 电能；机械能；输出功率；输入功率7. （2分）一定质量的理想气体发生了状态变化，在这个过程中外界对它做了450J的功，它放出了100J的热量，则气体内能的增量是         。 参考答案：  350 J 8. （实验）一个匝数为1 000的金属圈所包围的面积为0.25 m 2 的闭合线圈平面与均匀分布的磁场的磁感线的方向垂直，该磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图所示.画出0—4×10 -2 s内的感应电动势的图象，标明感应电动势的大小. 参考答案： 根据法拉第电磁感应定律，当穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈中的感应电动势E=n =nS ，其中 为B-t图中图线的斜率，从0—4×10 -2 s的图线的斜率不变，可知感应电动势的大小、方向均不变. 由法拉第电磁感应定律可得E=n =n =1 000×0.25×  V=12 500 V. 9. 如图所示，L1和L2是远距离输电的两根高压线，在靠近用户端的某处用电压互感器和电流互感器监测输电参数．在用电高峰期，用户接入电路的用电器逐渐增多的时候．甲　减小　（填增大、减小或不变）；乙　增大　．（填增大、减小或不变）． 参考答案： 解：由图可知：甲是电压互感器，乙是电流互感器，所以甲是电压表，乙是电流表． 在用电高峰期，用户接入电路的用电器逐渐增多的时候，副线圈总电阻变小，副线圈总电流变大，所以输电导线电流变大， 输电导线电阻R不变，由U=IR可知，电压损失变大，所以高压线上输出电压变小， 根据匝数比等于电压之比，所以甲电表的示数变小． 输电导线电流变大，所以乙电表的示数变大， 故答案为：减小，增大． 10. 某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化与转盘转动的周期一致。经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图像。 （1）在图像记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是___________________。 （2）圆盘匀速转动时的周期是_______s。 参考答案： （1）先快慢不变，后越来越慢（3分）  （2） 11. 用与竖直方向成θ角（θ＜45°）的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同  悬挂一个重为G的小球，这时绳b的拉力设为F1．现保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面内逆时转过θ角指向2位置，这时的拉力设为F2；当再转过θ角，绳b的拉力指向3位置，拉力设为F3，三种情况b绳拉力大小的比较是_________________(用“＞”“＜”“＝”表示)；当b轻绳指向2位置时，a轻绳受的力为______________． 参考答案： 12. 如图所示，质量为m的带正电小球套在竖直的绝缘杆上并能沿杆竖直下滑，匀强磁场的磁感应强度大小为B方向水平，并与小球运动方向垂直。若小球的电荷量为q，球与杆间的动摩擦因数为μ，设竖直绝缘杆足够长，则小球由静止释放后的最大加速度am=______，下滑的最大速度vm= ______ 参考答案： 13. 一束带电粒子流从小磁针上方平行于小磁针方向从左向右飞过，结果小磁针北极向纸内转动，可以判断这束带电粒子带　正　电荷． 参考答案： 考点： 洛仑兹力．版权所有 分析： 小磁针N极受力方向与磁场方向相同．电流方向与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反．根据安培定则，将选项逐一代入检查，选择符合题意的选项． 解答： 解：向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向里，则N极转向里，S极转向外． 故答案为：正 点评： 本题考查应用物理基本定则的能力，B、C两项是等效的，A、D两项也是等效的，考试时抓住等效性，可以节省时间． 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （1）做“验证机械能守恒定律”的实验，已有铁架台、铁夹、电源、纸带、打点计时器，还必须选取的器材是图中的______（填字母） （2）实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.40cm、70.20cm、78.00cm、85.80cm。已知重锤的质量为2.00kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。根据以上数据，可知重锤由O点运动到C点，重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J。（结果均取3位有效数字） 参考答案：     (1). BD    (2). 15.3    (3). 15.2   根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的物理器材，纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值． （1）验证机械能守恒，即验证重物重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，所以需要重物，点迹间的时间间隔可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表，实验中需要刻度尺测量点迹间的距离，从而得出下降的高度以及瞬时速度的大小，故选BD； （2）重力势能减小量为．在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有，故动能的增加量为 【点睛】解决本题的关键知道实验的原理，会通过实验原理确定实验的器材，以及知道实验误差的来源；纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留． 15. 利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案： A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v. B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝计算出瞬时速度v. C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h＝计算出高度h. D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v. 以上方案中只有一种正确，正确的是________．(填入相应的字母) 参考答案： D 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. (10分) 铝的逸出功是4.2eV,现在将波长200nm的光照射铝的表面。求 (1)光电子的最大初动能； (2)铝金属的遏止电压；   (3)铝的截止频率。 参考答案： (1)光子的能量E=hν= 根据爱因斯坦光电效应方程有所以光电子的最大初动能为Ek= hν-W0 =10×10-19-4.2×1.6×10-19=3.3×10-19J（4分） (2) 遏止电压Uc满足Ek=Uce ,所以Uc=Ek/e=3.3×10-19/1.6×10-19≈2.1V（3分） (3)当光电子逸出时的动能为零时,再减小照射光的频率,便不能发生光电效应了,所以截止频率满足 hν0=W0 （3分） 17. （10分）有三个完全相同的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量－Q，C不带电，将A、B固定，然后让C先后与A、B接触一次，最后移走C球。问A、B间的相互作用力变为原来的多少倍？ 参考答案： A、B两球原先有引力F=7. A、B两球最后的斥力     以上两式相除可得：F′=，即A、B间的库仑力变为原来的倍. 18. 如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m．电压为10V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角，不计离子重力．求： （1）离子速度v的大小； （2）离子的比荷q/m； （3）离子在圆形磁场区域中运动时间t．   参考答案： 解析：（1）离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛仑兹力与电场力相等，即                        （2分）                       （2分） 解得 （1分） （2）在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有                    （2分） 由几何关系有        （2分） 离子的比荷     （2分） （3）弧CF对应圆心角为，离子在圆形磁场区域中运动时间，                                       （2分） 又周期