山西省忻州市辉顺沟中学高二物理期末试卷含解析

山西省忻州市辉顺沟中学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. 如图所示，粗细均匀的金属环上A、B、C、D四点把其周长分成四等份，当A、B点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P；当A、D点接入电路中时，圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)(　　) A．3P　   B.P     C．P        D.P 参考答案： B 2. （单选）如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（   ） A．a、b和c三点的线速度大小相等   B．a、b和c三点的角速度相等 C．a、b的角速度比c的大           D．c的线速度比a、b的大 参考答案： B 3. 如图所示，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中．导轨上有两根小金属导体杆ab和cd，其质量均为m，能沿导轨无摩擦地滑动．金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计．开始时ab和cd都是静止的，现突然让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，则(　　  ) A．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并将追上cd B．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cd C．开始时cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动 D．磁场力对两金属杆做功的大小相等 参考答案： C 4. （单选）利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是(  ) A．t2时刻小球所处位置是运动中最高点 B．t1～t2期间小球速度先增大后减小 C．t3时刻小球动能最小 D．t2与t5时刻小球速度大小不同 参考答案： B 5. （单选题）如下说法中正确的是 A、 正电荷由电势低处移到电势高处，电场力作正功 B、 负电荷沿电场线移动，电势能减小 C、正电荷放于电势越低处，电势能越小 D、负电荷放于电场线越密处，电势能越小　 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. （4分）质子、氘核、氚核垂直同一匀强磁场运动时，若它们的速率相等，则运动半径之比为__________，若它们的动量相等，则运动半径之比为___________。 参考答案： 1：2：3，1：1：1 7. （8分）如图所示，MN是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．则该带电粒子在a点的加速度一定____于在b点的加速度．带电粒子在a点时的电势能一定____于在b点时的电势能。 参考答案： 小，大 8. 有两个简谐运动：和，它们的振幅之比是 ________，频率之比是________。 参考答案： 9. 如图，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的闭合导线框，半径为l，电阻为R，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生的感应电流大小为       。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小为               。 参考答案： ， 10. 一台起重机将质量为kg的货物在2s的时间内匀速提升5m，不计额外功，起重机在这2s内做的功为__________J，起重机在这2s内的平均输出功率为__________W。货物克服重力做功           J 。（g取） 参考答案： 5 ×105   ； 2.5 ×105 ； 5 ×105 11. 在物理学史上，丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围存在磁场。随后，物理学家提出“磁生电”的闪光思想，首先成功发现“磁生电”的物理学家是              。 参考答案： 12. 某市陆航团的一架固定翼飞机以900m/s的速度沿水平方向飞行，恰好自西向东飞行到聊城四中上空，经该校高二师生测定该处地磁场的竖直分量为0.5×10－4T，飞机的翼展为12m，机翼两端间的感应电动势为 _    _V，机翼的     （东、南、西或北）侧电势高，在飞行员的   （左或右）侧。 参考答案： 13. 一万用表的欧姆挡有4档，分别为×1Ω，×10Ω，×100Ω，×1000Ω，现用它来测一未知电阻值，当用×100Ω挡测量时，发现指针的偏转角度很小，为了使测量结果更准确，测量前应进行如下两项操作，先        ，接着        ，然后再测量并读数。 参考答案：     换×1000Ω挡，两表笔对接进行电阻调零 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 在“研究匀变速直线运动的规律”实验中，小车拖纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，从中确定五个记数点，每相邻两个记数点间的时间间隔是0．1s，用米尺测量出的数据如图所示。则小车在C点的速度VC =     m/s，小车运动的平均加速度a =      m/s2． 参考答案： 1．9    2．0 15. （6分）某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：将打点计时器固定在光滑的长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面。让小车Ａ运动，小车Ｂ静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图１，碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体。他在安装好实验装置后，先接通电源然后轻推小车Ａ，使Ａ获得一定的速度，电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点，已知电源频率为50Hz。 （1）实验中打出的纸带如图2所示，并测得各计数点间距标在图上，则应选　　　　  段计算A的碰前速度；应选　　　　  段计算A和B碰后的共同速度（填BC、CD、DE）。 （2）已测得小车A的质量m1=0.20kg，小车B的质量m2=0.10kg，由以上测量结果可得：碰前总动量=　　　　  kg·m/s ；碰后总动量=　　　　  kg·m/s。                 参考答案： (1) BC（1分）；DE (1分）；0.21（2分）；0.208（2分） 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，在直角坐标系第I象限和第IV象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，在x轴上距坐 标原点L的A点有一粒子发射源，可以沿坐标轴平面朝任意方向发射速率为v的带电粒子，粒子质量为 m、带电量为q；已知沿y轴正方向射入的带电粒子恰好能垂直y轴射出磁场，不计粒子重力。求： (1)匀强磁场的磁感应强度 (2)带电粒子从y轴上射出磁场范围的长度； (3)所有从y轴上射出磁场的粒子中，在磁场中运动的最短时间。 参考答案： （1）（2）（3） 详解】（1）根据运动轨迹可知，带电粒子轨道半径    ① 由洛伦兹力提供向心力    ② 得    ③ （2）如图所示，打到y轴最上边的粒子距离坐标原点    ④ 打到y轴最下边的粒子距离坐标原点    ⑤ 所以带电粒子从y轴射出磁场范围的长度为    ⑥ （3）从坐标原点射出磁场的粒子运动时间最短 周期    ⑦ 运动时间    ⑧ 17. 如图所示，一个矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直．线圈匝数n=50，电阻r=1Ω，长L1=5cm，宽L2=4cm，角速度ω=100rad/s，磁场的磁感应强度B=0.2T．线圈两端外接电阻R=9Ω的用电器和一个交流电流表．求： （1）线圈中产生的最大感应电动势； （2）电流表的读数； （3）用电器上消耗的电功率． 参考答案： 解：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=NBSω=50×0.2×5×4×10﹣4×100=2.0V     （2）电流的有效值I====0.14A．     （3）小灯泡消耗的电功率P=I2R=0.142×9=0.18W． 答：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是2.0V．     （2）电流表的示数是0.14A．     （3）小灯泡消耗的电功率是0.18W． 18. 如图所示，在平行金属带电极板MN电场中将电量为4×10－6 C的负点电荷从A点移到M板，电场力做负功8×10－4 J，把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功为4×10－4 J，则： ⑴ＵＭＮ等于多少伏？ ⑵M板的电势和A点的电势分别是多少？ 参考答案：   (1)UMN=200V      (2)φM=-300V   φA=-100V