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湖北省宜昌市峡口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,质量相等的A、B两个物块放在匀速转动的水平圆盘上,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列关系中正确的是( )
A.它们所受的摩擦力FA>FB
B.它们的线速度VA<VB
C.它们的运动周期TA<TB
D.它们的角速度ωA>ωB
参考答案:
A
2. (单选)一个电压表由表头与分压电阻R串联而成,如图所示,若在使用中发现电压表的读数总是比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进( )
A.在R上串联一个比R小得多的电阻
B.在R上串联一个比R大得多的电阻
C.在R上并联一个比R小得多的电阻
D.在R上并联一个比R大得多的电阻
参考答案:
A
3. (多选题)如图所示,质量为M的小球被一根长为L的可绕O轴在竖直平面内自由转动的轻质杆固定在其端点,同时又通过轻绳跨过光滑定滑轮与质量为m的小球相连.不计摩擦,忽略杆水平时质量为M的小球与滑轮间的距离,竖直绳足够长,若将M由杆呈水平状态即由图示位置开始释放,则( )
A.m在运动过程中满足机械能守恒
B.当m与M的速度相同时,其速度的大小为
C.在m上升的过程中绳对m的拉力大于m的重力
D.若M能通过最低点,则其速度大小为
参考答案:
BCD
【考点】机械能守恒定律;物体的弹性和弹力.
【分析】小球M从水平位置运动到竖直位置的过程中,M、m两球组成的系统机械能守恒,M球运动到最低点,M球沿绳子方向上的分速度等于m的速度,根据系统机械能守恒求出小球M通过最低点时的速度大小.当系M的绳子与杆垂直时,m与M的速度相同时,再由系统的机械能守恒求两者的速度大小.
【解答】解:A、由于绳子拉力对m做功,所以m在运动过程中机械能不守恒,故A错误.
B、当系M的绳子与杆垂直时,m与M的速度相同时,设此时杆与水平方向的夹角为α,根据几何知识可得 cosα==0.8,sinα=0.6
设M与m的速度大小为v.根据系统的机械能守得:MgLsinα=mg(Lsinα﹣L)+,解得 v=.故B正确.
C、m加速上升,处于超重状态,则绳对m的拉力大于m的重力,故C正确.
D、M能通过最低点时,设系M的绳与竖直方向的夹角为θ,则由几何知识可得 sinθ==
设此时M和m的速度分别为vM、vm,则vMsinθ=vm,
根据系统的机械能守恒得:MgL=mg(﹣L)+MvM2+mvm2;
解得 vM=.故D正确.
故选:BCD
4. 下列说法中正确的是
A.惯性是只有物体在匀速直线运动或静止时才表现出来的性质
B.物体的惯性与物体的运动状态有关,速度大的物体惯性大
C.静止的物体不易被推动,说明物体在静止时的惯性比在运动时的惯性大
D.惯性是物体的固有属性,与运动状态和是否受力无关
参考答案:
ACD
5. 如图所示.水平方向有磁感应强度大小为0.5 T的匀强磁场,匝数为5的矩形线框ab边长为 0.5m。ad边长为0.4 m,线框绕垂直磁场方向的转轴OO′匀速转动,转动的角速度为 20rad/s,线框通过金属滑环与阻值为10Ω的电阻R构成闭合回路。t=0时刻线圈平面与 磁场方向平行。不计线框及导线电阻,下列说法正确的是
A. 线圈中的最大感应电动势为10 V
B. 电阻R两端电压的瞬时值表达式u=10sin20t (V)
C. 电阻R中电流方向每秒变化20次
D. 电阻R消耗的电功率为5 W
参考答案:
C
【详解】A.线圈中产生的感应电动势的最大值为Em=NBSω=5×0.5×2.5×0.4×20V=50V;故A错误.
B.不计线框及导线电阻,则电阻R两端电压的最大值 Um=Em=50V,则电阻R两端电压的瞬时值表达式u=Umcosωt=50cos20t(V);故B错误.
C.交流电的频率为,周期T=0.1s,电流在一个周期内方向变化2次,所以电阻R中电流方向每秒变化20次;故C正确.
D.R两端电压的有效值为,R消耗的电功率,解得P=125W;故D错误.
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. (4分)在国际单位制中,加速度的单位是“米/秒2”,读作“ ”。加速度是描述速度变化 的物理量。
参考答案:
米每二次方秒,快慢
7. 、真空中两个静止点电荷之间的静电力大小为F,现将它们之间的距离增大为原来的2倍,它们之间的静电力大小变为 。
参考答案:
F/4
8. 一根均匀导线电阻为R,现将它均匀地拉长,使其直径变
为原来的一半,然后再截去长度的,剩余部分的电阻为_______R。
参考答案:
9. (4分)一金属导体的两端电压为4.5V时,通过导体的电流为0.3A,当导体两端的电压为6.0V时,通过导体的电流为__________A;当导体两端的电压为零时,导体的电阻为__________Ω。
参考答案:
0.4,15
10. 在图甲所示电路中,电源电压保持不变,R0、R2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表.闭合开关,调节滑动变阻器,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化.两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示.
根据图象的信息可知: (填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图线,电阻R2的阻值为 Ω,电源电压为 V,电阻R0的阻值为 Ω.
参考答案:
b,1,12,2.
由图知,当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,
根据欧姆定律的推导公式U=IR可知,R0两端的电压变大,R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小,
据此判断:图象中上半部分b为R1和R的I-U图象,下半部分a为R2的I-U图象,
即,b为电压表V1示数变化的图线;
由图象可知:
当R1和R2两端的电压为10V时,R2两端的电压为1V,电路中的电流为1A,
∴U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×R0------------------①
当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R2两端的电压,示数都为4V,电路中的电流最大为4A,
∴U=U2′+U0′=4V+4A×R0------------------②
由①②得:10V+1A×R0=4V+4A×R0
解得:R0=2Ω,
则电源电压为:U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×2Ω=12V
11. 在伏安法测电阻中,用时触法,发现电流表示数变化大,应采用 发现电压表示数变化大,应采用 。
参考答案:
12. 平行板电容器所带的电荷量为Q=4×10-8C,电容器两板间的电压为U=2V,则该电容器的电容为__________ F;如果将其放电,使其所带电荷量为原来的一半,则两板间的电压为___________ V,此时平行板电容器的电容为__________ pF。
参考答案:
(1). ; (2). 1; (3). ;
电容的定义式是,平行板电容器带电后,使其所带电荷量为原来的一半,电压减小一半,而电容不变.
已知,U=2V,则该电容器的电容为,若使电容器所带电荷量减少一半,电容不变,则板间电压U减小一半,即为,但电容不变,仍为。
【点睛】电容器的电容是表征电容器容纳本领大小的物理量,与电容器所带电量与电压无关.
13. 如图甲所示,为热敏电阻的R-t图像,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器的电阻为100 Ω。当线圈的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0 V,内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。则
(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)。
(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃,可变电阻R′的阻值应调节为________ Ω。
参考答案:
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 在用油膜法估测分子的大小的实验中,具体操作如下:
①取油酸1.0 mL注入250 mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250 mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液;
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL为止,恰好共滴了100滴;
③在边长约40 cm浅水盘内注入约2 cm深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;
④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油膜的形状;
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上,算出完整的方格有67个,大于半格的有14个,小于半格的有19个。
利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3,油膜面积为________m2,求得的油膜分子直径为________m。(结果全部取2位有效数字)
参考答案:
(1). (2). (3).
试题分析:油酸酒精溶液的浓度为,一滴溶液的体积为,则一滴油酸酒精溶液含纯油酸为;油膜的面积;油膜分子直径为。
考点:本题考查了用油膜法测分子直径实验。
15. 如右下图为一多用电表表盘示意图,多用电表的电阻测量挡共有“×1”、“×10”、“×100”、“× 1k”四个。现用该表测量一阻值大约为2kΩ的电阻,应将选择开关 调到 挡。
参考答案:
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离.已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1是多大.
参考答案:
解:火箭和卫星组成的系统在分离时水平方向上动量守恒,规定初速度的方向为正方向,有:
(m1+m2)v0=m2v2+m1v1
解得:.
答:分离后卫星的速率是.
17. 如图所示为某学校一套校内备用供电系统,由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V,40W"的白炽灯6盏)供电.如果输电线的总电阻R是4Ω,升压变压器和降压变压器(都是理想变压器)的匝数比分别是1:4和4:1,求:
(1)发电机的输出功率;
(2)发电机的电动势。
参考答案:
解(1)
(2)(10分) A
V
18. (10分)如图所示,一光滑斜面的直角点A处固定一带电量为,质量为m的绝缘小球,另一同样小球置于斜面顶点B处,已知斜面长为L,端把上部小球从B点从静止自由释放,球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处。求:
(1)小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度?
(2)小球运动到斜面底端C处时,球对斜面的压力是多大?
参考答案:
解析:
(1)由题意知:小球运动到点时,由于,所以有
即 ①
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