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湖南省湘潭市湘钢第一子弟中学高二物理期末试题含解析
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. 已知阿伏伽德罗常数为N,,某物质的摩尔质量为M(kg/mol),该物质的密度为(kg/m3),则下列叙述中正确的是 ( )
A、1kg该物质所含的分子个数是N B、1kg该物质所含的分子个数是
C、该物质l个分子的质量是(kg) D、该物质1个分子占有的空间是(m3)
参考答案:
D
2. 如图所示为火警报警装置的一部分电路示意图,其中R为用半导体材料制成的NTC热敏电阻,RO为一定值电阻,当传感器R处出现火情时,电流表的示数I报警器两端电压U的变化情况是
A.I变大,U变大
B.I变小,U变小
C.I变大,U变小
D.I变小,U变大
参考答案:
A
3. 在图所示的电路中,理想变压器的变压比为2:1,四个灯泡完全相同,若已知灯泡L3和L4恰能正常工作,那么( )
A.L1和L2都能正常工作
B.L1和L2都不能正常工作
C.L1和L2中只有一个能正常工作
D.条件不足,无法判断
参考答案:
A
【考点】变压器的构造和原理.
【分析】设每只灯的额定电流为I,因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光,所以副线圈中的总电流为2I,由电流关系求出匝数比;由匝数比求电压关系.
【解答】解:设每只灯的额定电流为I,额定电压为U,因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光,所以副线圈中的总电流为2I,电流与匝数成反比,所以原副线圈电流之比为1:2,即原线圈的电流为I,所以L1和L2都能正常工作,
故选:A
4. (单选)如图甲、乙所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯A的电阻,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则( ).
A.在电路甲中,断开S后,A将立即熄灭
B.在电路甲中,断开S后,A将先变得更亮,然后逐渐变暗
C.在电路乙中,断开S后,A将逐渐变暗
D.在电路乙中,断开S后,A将先变得更亮,然后逐渐变暗
参考答案:
D
5. (单选)闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部),以下结论中正确的是( )
A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥
参考答案:
B
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 一个正方形线圈放在匀强磁场中,当线圈平面与匀强磁场方向垂直时,通过线圈的磁通量为5.0×10﹣3Wb,当线圈平面转到与匀强磁场方向平行时,通过线圈的磁通量为 Wb,如果转动的时间为10﹣2s,则线圈中产生的平均感应电动势为 _V.
参考答案:
0,0.5.
【考点】法拉第电磁感应定律;磁通量.
【分析】通过线圈的磁通量可以根据Φ=BSsinθ进行求解,θ为线圈平面与磁场方向的夹角,并由法拉第电磁感应定律,即可求解平均感应电动势的大小.
【解答】解:当线圈平面与磁场方向平行时,线圈平面与磁场方向的夹角为0°,由Φ=BSsinθ,则Φ=0.
根据法拉第电磁感应定律,则有: =0.5V.
故答案为:0,0.5.
7. 如图所示,在点电荷Q形成的电场中有A、B、C三点,若Q为正电荷,则________点电势最高,将正电荷放在________点时电势能最大,将负电荷放在________点时电势能最小。若Q为负电荷,则________点电势最低,将正电荷放在________点时电势能最小,将负电荷放在________点时电势能最大。
参考答案:
8. 黑体辐射的实验规律如图所示,图中画出了三种温度下黑体辐射的强度与波长的关系.可见,一方面,随着温度的降低,各种波长的辐射强度都有 (选填“增加” 或“减少”),另一方面,辐射强度的极大值向波长 (选填“较长”或“较短”)的方向移动.
参考答案:
减少 、 较长
由图可知,随温度的降低,相同波长的光辐射强度都会减小;同时最大辐射强度向右侧移动,即向波长较长的方向移动。
9. 如图所示电路中,已知I=3A,I1=2A,R1=10Ω,R2=5Ω,R3=30Ω,则通过电流表的电流方向为向 ,电流的大小为 A.
参考答案:
右,0.5
10. 如图所示,水平放置的两个带有等量异种电荷的平行金属板中间有一个质量为m、带正电的小球q刚好能处于静止状态,则两带电金属板间的电场强度大小为_________,方向是_________ 。
参考答案:
mg/g 竖直向上
11. 某热机在工作中从高温热库吸收了8×106 kJ的热量,同时有2×106 kJ的热量排放给了低温热库(冷凝器或大气)。则在工作中该热机对外做了 kJ的功,热机的效率 %.
参考答案:
12. 在光滑的水平面上,质量为2kg的平板小车以3m/s速度做匀速直线运动,质量为1kg的物体从5m高处自由下落掉在车上.由于物体与车之间存在摩擦,经过0.4s它们达到了共同的速度 m/s,小车所受摩擦力的大小为 N.
参考答案:
2 , 5
13. 一只小船在静止的水中行驶的最大速度v1=2.0m/s,现使此船在水流速度大小
v2=1.2m/s的河中行驶(设河水以稳定的速度沿平行河岸方向流动,且整个河中水的流速处处相等)。若河宽为64m且河岸平直,则此船渡河的最短时间为 s;要使小船在渡河过程中位移最小,则小船渡河的时间为 s。
参考答案:
32, 40
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. (4分)下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是 : 当放在保险箱前地板上的按钮开关 S 被脚踩下而闭合,同时安装在保险箱里的光敏电阻 R0被手电筒照射时, 蜂鸣器就会发出鸣叫声。在实验中我们在R0处连接的是______电阻, &是_______门电路。
参考答案:
光敏,与门
15. (4分)如图是测量磁感应强度B的一种装置,把一个电阻值为R、匝数为N、面积为S的小测量线圈L放在通电螺线管内待测处,线圈平面与螺线管轴线垂直,将测量线圈跟测量电量的仪器G表(电阻为Rg)串联,当闭合电键K后,G表可测得流过测量线圈的电量△Q,则
(1)测量磁感应强度B所运用的原理是
A.法拉第电磁感应定律和电阻定律
B.闭合电路欧姆定律和电阻定律
C.法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律
D.法拉第电磁感应定律和楞次定律
(2)用此方法可测量通电螺线管内轴线处磁感应强度的表达式为B= 。
参考答案:
(1)C(2分);(2)△Q (2分)
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. (14分)如图所示,在x<0与x>0的区域中,存在磁感应强度分别为B1与B2的匀强磁场,磁场方向均垂直与纸面向里,且B1>B2.一个带负电的粒子从坐标原点O以速度v沿x轴负方向射出,要使该粒子经过一段时间后又经过O点,B1与B2的比值应满足什么条件?
参考答案:
粒子分别在x<0与x>0的区域中做匀速圆周运动,设粒子的速度大小为v,电荷量和质量分别为q和m,在x<0与x>0的区域中运动的半径分别为r1和r2,由牛顿第二定律
,
得,………………2分
由于B1>B2,所以r1>r2.………………2分
如图所示,粒子经过一次r1和一次r2的半圆后,粒子与y轴的交点位置向下移动的距离为
…………………………4分
经过n(n=1,2,3,……)次这样的回转,粒子与y轴的交点位置向下移动的距离为nd
要使粒子经过一段时间后又经过O点,必须满足的的条件是:nd=2r1
即: n=1,2,3,…………………………4分
所以B1与B2的比值应满足的条件是 n=1,2,3,…………2分
17. 如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示.
求:(1)金属杆在5s末时的运动速度.
(2)第4s末时外力F的瞬时功率.
参考答案:
解:(1)由楞次定律知,Φ变大,线圈的感应电流方向为逆时针,所以通过R的电流方向为b→a, (2)由VV, AA,
VV,
18. 如图所示,PQ和MN为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30g.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10m/.若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动,应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?
参考答案:
若导轨粗糙,设棒和导轨之间的最大静摩擦力为f.若,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同,设此时电流为,即有,
解得 ;
若BIl<Mg,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反,设此时电流为,即有
解得 .
即ab棒中的电流为 1.0A≤I≤2.0A.
根据左手定则判断,棒中的电流方向应该由a到b.
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