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2022-2023学年江西省萍乡市小枧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. (多选)两金属板(平行)分别加上如下图中的电压,能使原来静止在金属板中央的电子(不计重力)有可能做往返运动的电压图象应是(设两板距离足够大)( )
参考答案:
BC
2. 自然界中的四种基本力(万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用)是不需要物体相互接触就能起作用的,但弹力是在物体与物体接触时才能发生的,以下所说的力不属于弹力的是
A.拉力 B.压力 C.支持力 D.摩擦力
参考答案:
D
3. 下列说法正确的是
A.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
C.外界对气体做正功,气体的内能一定增大
D.温度升高,物体内每个分子的热运动速率都增大
参考答案:
B
4. (多选题)如图所示,质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放,落到地面上后又陷 入泥潭中,由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点时速度减为零.不计空气阻力,重力加速度为 g.关于小球在刚接触地面到速度变为零的过程中,下列说法中正确的有( )
A.小球的机械能减少了mgh
B.小球克服阻力做的功为mg(H+h)
C.小球所受阻力的冲量等于m
D.小球动量的改变量大小等于m
参考答案:
BD
【考点】动量定理.
【分析】通过小球重力势能和动能的变化量求出小球机械能的减小量,对全过程运用动能定理,求出小球克服阻力做功的大小,根据动量定理求出小球阻力的冲量.
【解答】解:A、小球在整个过程中,动能变化量为零,重力势能减小mg(H+h),则小球的机械能减小了mg(H+h).故A错误.
B、对全过程运用动能定理得,mg(H+h)﹣Wf=0,则小球克服阻力做功Wf=mg(H+h).故B正确.
C、落到地面的速度v=,对进入泥潭的过程运用动量定理得,,知阻力的冲量大小不等于.故C错误.
D、落到地面的速度v=,对进入泥潭后的速度为0,所以小球动量的改变量大小等于m.故D正确.
故选:BD
5. 加在某台电动机上的电压是U(V),电动机消耗的电功率为P(W),电动机线圈的电阻为R(Ω),则电动机线圈上消耗的热功率为 ( )
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. 如图所示,水平导轨处于蹄形磁铁的磁场中,导线P所在处的磁场方向竖直 (选填“向上”或“向下”);闭合电键,通电导线P在磁场中受到的力称为 (选填“安培力”或“洛伦兹力”),由左手定则可知,该力的方向 (选填“向左”或“向右”)。
参考答案:
向上,安培力,向右。
7. 已知电流表的内阻约为0.1Ω,电压表内阻约为10kΩ.若待测电阻约为5Ω,用伏安法测其电阻,应采用电流表 法,测量值比真实值偏 ;若待测电阻约为500Ω,用伏安法测其电阻时,应采用电流表 法.ks5u
参考答案:
外接 、 小 、 内接
8. (4分)如图所示。一质量为m、带电量为+q的粒子以速度V沿着与磁场边界CD成θ角的方向射入磁感应强度为B的足够大的匀强磁场区域。则该粒子在磁场中的运动时间为t= ,粒子在磁场运动的过程中距离射入点的最大距离为 。
参考答案:
2(π—θ)m/Bq(2分),2mV/Bq(2分)
9. (2分)牛顿曾设想,从高山上水平抛出的物体,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远。如果抛出速度足够大,物体就将绕地球运动,成为人造地球卫星(如图)。设地球的质量为M,物体到地心的距离为r,万有引力常量为G,则当物体抛出的速度增大到 时,物体将绕地球运动而不落回地面。
参考答案:
10. 一台发电机最大输出功率为4000 kW,电压为4000 V,经变压器T1升压后向远方输电.输电线路总电阻R=1 kΩ.到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的损耗可忽略,发电机处于满负荷工作状态,则T2原、副线圈电压分别为 和 有 盏灯泡(220 V,60 W)正常发光
参考答案:
1.8×105 V 220 V 6×104
11. 蓄电池上标注的“2V”是指电池的 ,蓄电池能把 能转化为电能.家用电热水器工作时利用了电流的 效应.
参考答案:
解:蓄电池上标注的“2V”是指电池的 电动势是2.0V,蓄电池能把 化学能转化为电能.
家用电热水器工作时把电能转化为热能,利用了电流的 热效应.
故答案为:电动势 化学能 热
12. 在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳套用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳套拉橡皮条。在两次拉伸橡皮条时,要将橡皮条和绳的结点拉到_______位置,这样做是为了保证合力和分力作用效果的________性。
参考答案:
13. 关于物体的重心,下列说法中正确的是
A. 重心就是物体上最重的一点
B. 形状不规则的物体没有确定的重心
C. 重心是物体所受重力的作用点,故重心一定在物体上
D. 用一根细软线将物体悬挂起来,静止时重心一定在悬线所在直线上
参考答案:
D
【详解】A、重心是物体各部分所受重力的合力的作用点,不是物体上最重的一点,故选项A错误;
B、物体的重心不仅与形状有关,还与物体的质量分布有关,只要物体形状与物体的质量分布确定,物体重心的位置时确定的,故选项B错误;
C、重心不一定在物体上,也可以物体之外,比如均匀的圆环,重心在环外,故选项C错误;
D、用细软线将物体悬挂起来,静止时物体的重力与细线的拉力平衡,作用在同一直线上,所以重心一定在悬线所在直线上,故选项D正确;
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 某同学用如图所示的装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证碰撞中的动量守恒,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的支柱上,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次,图中O点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点,B球落点痕迹如图,其中米尺水平放置,米尺的零点与O点对齐
(1)从图中可以测出碰撞后B球的水平射程应取为--------------- cm
(2)若A球和B球的质量分别为mA和mB, 球的直径为d,OM的距离为S1, OP的距离为S2, ON的距离为S3, 则验证碰撞中的动量守恒的表达式为---------------
参考答案:
(1)80.38—80.44cm (2)
15. 在“测定电池的电动势和内阻”实验时,某同学的线路连接如图甲所示。[来(1)画出与图甲对应的电路图;
(2)在图乙坐标系中标出了该同学所测的实验数据,作出这些数据点的拟合直线,并读得该直线的截距为________A-1,求得其斜率为________V-1
电阻箱
(3)求得电池的电动势是________ V,内阻是 Ω
参考答案:
(1) 与图甲对应的电路图如图。
(2)0.8-1.0 0.65-0.69
(3)1.4-1.6 1.1-1.7
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 为了“探究碰撞中的不变量”,在光滑的水平桌面上放有A、B两个小球。A球的质量为0.3kg,以速度8m/s与质量为0.1kg的静止的B球发生碰撞,并测得碰撞后B球的速度为9m/s,A球的速度变为5m/s,方向与原来相同。根据这些实验数据,小明对这次碰撞的规律做了如下两种猜想:
【猜想1】碰撞后B球获得了速度,A球把速度传递给了B球。
【猜想2】碰撞后B球获得了动能,A球把减少的动能全部传递给了B球。
⑴你认为以上的猜想成立吗?
⑵若不成立,请简述理由。
⑶根据实验数据,计算说明:碰撞中B球增加的什么物理量与A球减少的相等。
参考答案:
见解析
⑴猜想1、2均不成立(1分) ⑵因为A球的速度只减少了3m/s,B球的速度却增加了9m/s,所以猜想1是错的。(1分)A球的动能减少了,
B球动能增加了,所以猜想2也是错的;(1分)
⑶B球动量的增加量ΔpB =0.1×9=0.9kg·m/s,(1分)
A球动量的减少量ΔpA=0.3×8-0.3×5=0.9 kg·m/s(1分)从计算结果可得,B球动量的增加量与A球动量的减少量相等,即系统的总动量保持不变。(1分)
17. 如图1所示电路图,图2中线段A为该电源的U—I图线,线段B为电阻R1的U—I图线,且已知,求:
⑴ 闭合S1断开S2时,电源的输出功率;
⑵ 闭合S1、S2时,电源的输出功率。
参考答案:
解:⑴ 由图线可知,当外电路只有R1时
电源输出功率
⑵ 由B线与A线的交点知,,由A线知:E =3V,r =0.5Ω,S1、S2都闭合时:
外电路总电阻
由闭合电路欧姆定律知:
电源输出功率
18. 图1是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO′轴转动,由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圈环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图2是线圈的主视图,导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈以恒定角速度ω逆时针转动.(只考虑单匝线圈)
(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式;
(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,如图3所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式;
(3)若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热.(其它电阻均不计)
参考答案:
考点:
交流的峰值、有效值以及它们的关系;闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.
专题:
压轴题;交流电专题.
分析:
(1)矩形线圈abcd转动过程中,只有ab和cd切割磁感线,先求出转动线速度,根据E=BLv,求出导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势,从而写出瞬时表达式;
(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,则在(1)中的瞬时表达式中加个相位即可;
(3)先求出平均电动势,根据欧姆定律求出平均电流,根据Q=I2RT即可求解.
解答:
解:(1)矩形线圈abcd转动过程中,只有ab和cd切割磁感线,设ab和cd的转动速度为v,则
在t时刻,导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为
E1=BL1v
由图可知v⊥=vsinωt
则整个线圈的感应电动势为e1=2E1=BL1L2ωsinωt
(2)当线圈由图3位置开始运动时,在t时刻整个线圈的感应电动势为e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)
(3)由闭合电路欧姆定律可知
这里的E为线圈产
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