江西省九江市白鹿外国语学校高二物理期末试卷含解析

江西省九江市白鹿外国语学校高二物理期末试卷含解析 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. （单选题）如图2所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸外偏转，这一束带电粒子可能是： A．向左飞行的正离子   B．向右飞行的正离子 C．向右飞行的负离子   D．以上说法都不对 参考答案： B 2. （多选）图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是(　　) A．带电粒子所带电荷的符号 B．带电粒子在a、b两点的受力方向 C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大 参考答案： BCD 3. （单选）某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量φ随时间的变化规律可用右图表示，则（  ） A．t1和t2时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大 B．t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零 C．t3时刻，线圈中的感应电动势为零 D．t4时刻，线圈中的感应电动势为零 参考答案： C 4. 一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T。从中性面开始计时，当时，线圈中感应电动势的瞬时值为2V，则此交变电流的有效值为 A．    B．    C．   D． 参考答案： C 5. （单选）如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接．将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电荷量Q、电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是 A．Q变小，C不变，U不变，E变小    B．Q变小，C变小，U不变，E不变 C．Q不变，C变小，U变大，E不变 D．Q不变，C变小，U变大，E变小 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. 静止在匀强磁场中的U，放出α粒子，衰变成Th，衰变后Th的速度方向与磁场方向垂直． （1）写出衰变方程：　                　； （2）Th的轨道半径与α粒子的轨道半径之比为　       　． 参考答案： （1）； （2）1：45． 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；动量守恒定律；原子核衰变及半衰期、衰变速度． 【分析】（1）根据质量数守恒和电荷数守恒，写出衰变方程． （2）根据动量守恒定律得知， U与α粒子的动量大小相等，它们在磁场中由洛伦兹力提供粒子在磁场运动的向心力，由牛顿第二定律求出半径的表达式，再根据两粒子的质量数、电荷数，求出半径之比． 【解答】解：（1）根据质量数和电荷数守恒可知，衰变的方程为： （2）在磁场中两粒子由洛伦兹力提供粒子在磁场运动的向心力得： Bqv=m 由上式得：R= 由动量守恒定律可知，两粒子的动量大小相等，方向相反； 所在磁场相同，则有： ===； 故答案为：（1）； （2）1：45． 7. 小船相对于地面以速度v向东行驶，若在船上以相对于地面相同的速率2v分别水平向东和向西抛出两个质量相等的重物，则小船的速度将______________.(填增大，减小或不变） 参考答案： 增大  8. （4分）一段长40 cm的直导线通有电流2 A，放在磁感应强度为5 T的匀强磁场中，当直导线与磁场方向平行时，受到的安培力大小是      N，当直导线与磁场方向垂直时，受到的安培力大小是         N。 参考答案： 0，4 9. （4分）地球同步卫星定点在______ 上空，同步卫星绕地球旋转的周期是____h。 参考答案： 赤道，24 10. 已知钠发生光电效应的极限波长为λ0=5×10-7m ,普朗克常量h＝6.63×10－34J·s ；现用波长为λ=4×10-7m 的光照射用金属钠作阴极的光电管,求: (1)钠的逸出功Wo=   ▲    J  (2)为使光电管中的光电流为零, 在光电管上所加反向电压U至少为（写出表达式）     ▲        （用h、U、电子电量e、真空光速c、λ0、λ等字母来表示） 参考答案： 3.978×10-19  或4×10-19  （4分）  U=hc/e(1/λ-1/λ0)  11. 某同学有一条打点计时器打出的小车运动的纸带如图所示.，取计数点A、B、C、D、E.每相邻两个计数点间还有4个实验点(图中未画出),已用刻度尺测量以A为起点,到B、C、D、E各点的距离且标在图上,　则纸带运动加速度的大小为a=     m/s2,打纸带上C点时瞬时速度大小vC=      m/s.(结果保留三位有效数字) 参考答案： 0.497   0.155 12. 在图所示的8个不同的电阻组成，已知R1=12Ω，其余电阻值未知，测得A、B间的总电阻为4Ω，今将R1换成6Ω的电阻，A、B间总电阻变成        Ω。   参考答案： 3 用等效替代法，可把除R1外的其他电阻等效为一个电阻R，在AB间R1与等效电阻R为并联关系，则RAB=RR1/（R+R1）=12R/（12+R）=4，解得R=6Ω，若R'1=6Ω时，则R'AB=RR'1/（R+R'1）=6×6/（6+6）=3Ω。 13. 长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷，则金属杆中点处的场强为          ，金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强大小为            . 参考答案： 0、  金属杆处于静电平衡状态，内部场强为0；金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强等于点电荷在该处产生的场强，则 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （填空）（2014秋?赫章县校级月考）如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，现有实验器材：铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平．回答下列问题： （1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有　AC　（填入正确选项前的字母） A．刻度尺    B．秒表     C．0～12V的交流电源       C．220V的交流电源 （2）实验中产生误差的原因有　纸带与打点计时器之间有摩擦；米尺测量下落高度时有误差　（写出两个原因） 参考答案： （1）AC（2）纸带与打点计时器之间有摩擦；米尺测量下落高度时有误差 验证机械能守恒定律 解：（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离．故A、C正确，B、D错误． 故选：AC． （2）该实验产生的误差有：纸带与打点计时器之间有摩擦；米尺测量下落高度时有误差；重物下落过程中受到空气阻力等等． 故答案为：（1）AC（2）纸带与打点计时器之间有摩擦；米尺测量下落高度时有误差 15. 在实验室中用游标卡尺测量一物体长度的读数是________毫米,螺旋测微仪测量金属丝的直径时，由图可知金属丝的直径是         毫米。                                       参考答案： （1）　101.25　　（3分）     （2）　0.900  （3分） 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. （12分）如图所示，足够长、宽度L1＝0.1m、方向向左的有界匀强电场场强E＝70 V/m，电场左边是足够长、宽度L2＝0.2 m、磁感应强度B＝2×10－3 T的有界匀强磁场．一带电粒子电荷量为q＝＋3.2×10－19C，质量为m＝6.4×10－27 kg，以v＝4×104 m/s的速度沿OO′垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出，粒子重力不计，求： （1）带电粒子在磁场中运动的轨道半径和时间； （2）带电粒子飞出电场时的速度大小. 参考答案： （1）0.4 m. （2）3×104 m/s. 考点：带电粒子在电场及磁场中的运动 【名师点睛】本题考查了求粒子的轨道半径、运动时间与速度，分析清楚粒子的运动过程、应用牛顿第二定律、粒子的周期公式与动能定理即可正确解题。 17. （12分）两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上，导轨左端接有电阻R=10Ω，导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg，电阻可不计的金属棒ab静止释放，沿导轨下滑（金属棒ab与导轨间的摩擦不计）。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大值。求此过程中金属棒达到的最大速度和电阻中产生的热量。（g=10m/s2） 参考答案： 当金属棒速度恰好达到最大速度时，受力分析，则mgsinθ=F安          （2分） 由法拉第电磁感应定律： E=BLv                                  （1分） 由闭合电路欧姆定律： I=                                     （1分） 又 F安=BIL                                                   （1分） 由以上各式解得最大速度v =5m/s                                  （2分） 下滑过程据动能定理得： mgh－W = mv2                          （2分） 解得W=1.75J                                                 （1分） ∴此过程中电阻中产生的热量Q=W=1.75J                         （2分） 18. 如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长度为L=0.1m，两板间距离为d=0.4cm．有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下极板上．当微粒落到下极板上时，所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上．设前一微粒落到下极板上时，后一微粒才能开始射入两极板间．已知微粒质量为m=2×10﹣6kg，电荷量为q=1×10﹣8C，电容器电容为C=10﹣6F．取g=10m/s2．试求： （1）为使第一个微粒能落在下极板中点，微粒的入射速度． （2）以（1）问所求速度入射的带电粒子，最多能落到下极板上的个数． 参考答案： 解：（1）第一个粒子在极板间做平抛运动，即 水平位移：x=v0t…① 竖直位移： =at2，…② 由①、②解得：x=v0； 为使第一粒子能落在下板中点，x=L， 代入数据解得：v0=2.5m/s； （2）设以上述速度入射的带电粒子，最多能有n个落到下极板上．则第（n+1）个粒子的加速度为a， 由牛顿运动定律得： mg﹣qE=ma…③ 其中E===…④ 由③、④得：a=g﹣…⑤ 第（n+1）粒子做匀变速曲线运动： x=v0t=L，y=at2， y=（g﹣）2（）2， 第（n+1）粒子不落到极板上，则y≤， 即：（g﹣）2（）2≤， 解得：n=600； 答：（1）为使第一个粒子能落在下板中点O，粒子入射速度v0应为2.5m/s； （2）以上述速度入射的带电粒子，最多能有600个落到下极板上．