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文檔簡介
山西省忻州市受錄聯(lián)校2021-2022學(xué)年高二物理下學(xué)期期末試題含解析一、選擇題:本題共5小題,每小題3分,共計(jì)15分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.電阻R和電動(dòng)機(jī)M相串聯(lián)接到電路中,如圖,已知電阻R跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等.電鍵接通后,電動(dòng)機(jī)正常工作.設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2,經(jīng)過時(shí)間t,電流通過電阻做功W1,產(chǎn)生熱量Q1,電流通過電動(dòng)機(jī)做功W2,產(chǎn)生熱量Q2.則有(
)A.U1<U2
Q1=Q2
B.U1=U2
Q1<Q2
C.W1=W2
Q1=Q2
D.W1<W2
Q1<Q2參考答案:A2.如圖所示,A,B為兩塊豎直放置的平行金屬板,G是靜電計(jì),開關(guān)S合上后,靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度.下述做法可使指針張角增大的是()A.使A,B兩板靠近些B.使A,B兩板正對(duì)面積錯(cuò)開些C.斷開S后,使B板向左平移減小板間距離D.斷開S后,使A,B板錯(cuò)位正對(duì)面積減小參考答案:D試題分析:由圖可看出靜電計(jì)測得的是A、B兩金屬板間的電勢(shì)差,電勢(shì)差增大,指針張角就增大。只要電鍵S閉合著,兩板間的電勢(shì)差就不變,總等于電源的電動(dòng)勢(shì),故A、B項(xiàng)錯(cuò);斷開S后,兩板上的電量保持不變,兩板間距變小,由知電容C增大,再由知兩板間的電勢(shì)差U減小,故C項(xiàng)錯(cuò);斷開S后減小兩板正對(duì)面積,由知電容C減小,再由知電壓U增大,故D項(xiàng)正確??键c(diǎn):本題考查了靜電計(jì)、電容及平行板電容器的電容概念和公式。3.(單選題)下列說法正確的是( )A.兩個(gè)電荷直接接觸才能產(chǎn)生相互作用力
B.兩個(gè)磁體間的相互作用力是通過磁感線產(chǎn)生作用的C.電荷在磁場中一定受到磁場力的作用D.兩個(gè)電荷間的相互作用力是通過電場產(chǎn)生作用的參考答案:D4.(單選)小萌同學(xué)家樓道燈的控制電路中接入了光傳感器。在天黑時(shí),燈就亮;在天亮?xí)r,燈就熄滅。這樣天黑時(shí),不管是否有人經(jīng)過樓道,燈都是亮著的,白白浪費(fèi)了寶貴的電能。學(xué)了門電路和傳感器后,小萌同學(xué)就試著改進(jìn)樓道燈,以節(jié)約能源。她設(shè)想在樓道燈控制電路中接入另一個(gè)傳感器,在天黑時(shí),出現(xiàn)聲音燈才開啟,這樣便可節(jié)約大量電能。你認(rèn)為小萌應(yīng)接入的傳感器和兩個(gè)傳感器間采用的門電路分別是(
)A.溫度傳感器、與門
B.聲傳感器、與門
C.聲傳感器、或門
D.力傳感器、或門參考答案:B5.圖21為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖,其中盒縫間的加速電場場強(qiáng)大小恒定,且被限制在A、板間,如圖所示。帶電粒子從處以速度沿電場線方向射入加速電場,經(jīng)加速后再進(jìn)入型盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)于這種改進(jìn)后的回旋加速器,下列說法正確的是A.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速兩次B.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周C.加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)D.加速電場方向需要做周期性的變化
參考答案:二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計(jì)16分6.一只氖管的起輝電壓(達(dá)到或超過起輝電壓后氖管會(huì)發(fā)光)與交變電壓V的有效值相等,若將這交變電壓接到氖管的兩極,在一個(gè)周期內(nèi),氖管的發(fā)光時(shí)間為
參考答案:
0.01s
7.將一個(gè)滿偏電流為1mA,內(nèi)阻為100Ω的電流表改裝成量程為0~3V的電壓表,需要
聯(lián)一個(gè)
Ω的電阻參考答案:串
2900
8.某同學(xué)用如圖甲所示的電路測量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,其中R是電阻箱,R0是定值電阻,且R0=3000Ω,G是理想電流計(jì)。改變R的阻值分別讀出電流計(jì)的讀數(shù),作出圖像如圖乙所示,則電源的電動(dòng)勢(shì)是_________,內(nèi)阻是_________。參考答案:3V
,
1Ω
9.繞在同一鐵芯上的線圈Ⅰ、Ⅱ按圖所示方法連接,判斷在以下各情況中,線圈Ⅱ中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生,若有則判斷R中感應(yīng)電流方向(沒有填“無”有則填“向左”或“向右”)①閉合電健K的瞬時(shí)___________________.②保持電鍵K閉合的________________________.③斷開電鍵K的瞬時(shí)_______________________.④電鍵K閉合將變阻器RO的滑動(dòng)端向左滑動(dòng)時(shí):___________.參考答案:向右,無,向左,向右。10.(4分)驗(yàn)鈔機(jī)上發(fā)出的___
能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光;電視機(jī)的遙控器發(fā)出的________可控制電視機(jī);光的________現(xiàn)象說明光是一種橫波;用激光垂直照射一個(gè)不透光的小圓板時(shí),光屏上影的中心會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮斑,這是光的__________現(xiàn)象。參考答案:紫外線,紅外線,偏振,衍射11.如圖11所示,線圈面積,匝數(shù),兩端點(diǎn)連接一電容器,線圈中的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度按增加,則A、B兩點(diǎn)________(填A(yù)或B)點(diǎn)電勢(shì)高;電容器所帶電荷量__________C。參考答案:12.電量為2×10-6C的正點(diǎn)電荷放入電場中A點(diǎn),受到作用力為4×10-4N,方向向右,則該點(diǎn)的場強(qiáng)為
N/c,方向
。若把另一電荷放在該點(diǎn)受到力為2×10-4N,方向向左,則這個(gè)電荷的電量大小為
C,是
(填正或負(fù))電荷。參考答案:200、向右、、負(fù)13.如圖是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖,它裝有雙金屬片溫度傳感器,其作用是控制電路的通斷,常溫下右圖中上下觸點(diǎn)是
(填“接觸”或“分離”)的,當(dāng)溫度升高時(shí)雙金屬片
_(填“上層”或“下層”)膨脹比另一層大。若需要設(shè)定更高的溫度,則應(yīng)該調(diào)節(jié)升降螺絲向
(填“上”或“下”)。參考答案:接觸,上層,下三、實(shí)驗(yàn)題:本題共2小題,每小題11分,共計(jì)22分14.(1)在練習(xí)使用多用電表時(shí),某同學(xué)將選擇開關(guān)撥至“×10Ω”擋時(shí),歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可簡化為圖甲中虛線框內(nèi)的電路,歐姆表已經(jīng)進(jìn)行了必要的調(diào)零.該同學(xué)想用一個(gè)電阻箱Rx較精確地測出該電路中電源的電動(dòng)勢(shì)E和該倍率下完成調(diào)零后歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)(即Rg+R0+r),他的操作步驟是:a.將歐姆表與電阻箱Rx連成圖甲所示的閉合電路;b.改變電阻箱阻值,記下電阻箱示數(shù)Rx和對(duì)應(yīng)的電流表G的示數(shù)I;c.將記錄的各組Rx、I的數(shù)據(jù)描點(diǎn)在乙圖中,得到1/I—Rx圖線;d.由乙圖所作1/I—Rx圖線,求出電源電動(dòng)勢(shì)E和歐姆表內(nèi)阻R內(nèi).圖甲中,a表筆的顏色是▲(填紅或黑),電源電動(dòng)勢(shì)E為▲V,歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)為▲Ω,電流表G的量程是▲mA.
(2)若該同學(xué)將圖甲中電流表G并聯(lián)一個(gè)定值電阻,組成一個(gè)新的歐姆表(表盤刻度不變),新歐姆表的倍率較改裝前歐姆表的倍率▲(填變大、變小或相同)
.參考答案:(1)黑(2分)8(2分)160(2分)50(2分)(2)變小.15.器材:量程為10.0mA、內(nèi)阻約30-40的電流表一個(gè),定值電阻R1=150,定值電阻R2=100,單刀單擲開關(guān)K,導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測量一干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5V)的電動(dòng)勢(shì)。按要求在實(shí)物示意圖上連線。(以畫線代替導(dǎo)線)用已知量和直接測得量表示的待測電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為=
式中各直接測得量的意義是:
參考答案:四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分16.如圖9所示,交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈abcd中,已知線圈面積為0.01m2,匝數(shù)100匝,線圈電阻r=2Ω,外電阻R=8Ω,電流表和電壓表對(duì)電路的影響忽略不計(jì)。線圈在磁感強(qiáng)度B=2/π(T)的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO’勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度ω=10πrad/s。若線圈經(jīng)圖示位置時(shí)開始計(jì)時(shí)(線圈平面平行于磁場方向),(1)寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值
(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過90°過程中,通過電阻R的電量
(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過90°過程中,線圈上產(chǎn)生的焦耳熱參考答案::1)峰值電動(dòng)勢(shì)Em="nBSω"=20v…..(1分)
有效值E=14.14V
(2)所求電量C…(2分)
(3)回路中電流的有效值A(chǔ)…(2分)
所求過程所用時(shí)間s…………(1分)
所以線圈中產(chǎn)生的焦耳熱J…………17.(8分)一質(zhì)量為m的小球,以初速度v0沿水平方向射出,恰好垂直地射到一傾角為30°的固定斜面上,并立即反方向彈回。已知反彈速度的大小是入射速度大小的,求在碰撞中斜面對(duì)小球的沖量大小(碰撞時(shí)間極短可不計(jì)重力的沖量)
參考答案:解析:小球在碰撞斜面前做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)剛要碰撞斜面時(shí)小球速度為v由題意,v的方向與豎直線的夾角為30°,且水平分量仍為0,如圖。由此得=20
①(3分)碰撞過程中,小球速度由變?yōu)榉聪虻呐鲎矔r(shí)間極短,可不計(jì)重力的沖量,由動(dòng)量定理,斜面對(duì)小球的沖量為
②(3分)由①②得
③(2分)18.(20分)如圖所示,一塊長為的光滑平板PQ固定在輕質(zhì)彈簧上端,彈簧的下端與地面固定連接。平板被限制在兩條豎直光滑的平行導(dǎo)軌之間(圖中未畫出豎直導(dǎo)軌),從而只能地豎直方向運(yùn)動(dòng)。平板與彈簧構(gòu)成的振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期。一小球B放在光滑的水平臺(tái)面上,臺(tái)面的右側(cè)邊緣正好在平板P端的正上方,到P端的距離為。平板靜止在其平衡位置。水球B與平板PQ的質(zhì)量相等?,F(xiàn)給小球一水平向右的速度,使它從水平臺(tái)面拋出。已知小球B與平板發(fā)生彈性碰撞,碰撞時(shí)間極短,且碰撞過程中重力可以忽略不計(jì)。要使小球與平板PQ發(fā)生一次碰撞而且只發(fā)生一次碰撞,的值應(yīng)在什么范圍內(nèi)?取參考答案:解析:如果小球的水平速度比較大,它與平板的第一次碰撞正好發(fā)生在平板的邊緣Q處,這時(shí)的值便是滿足題中條件的最大值;如果小球的水平速度較小,在它與平板發(fā)生第一次碰撞后再次接近平板時(shí),剛好從平板的邊緣Q處越過而不與平板接觸,這時(shí)的值便是滿足題中條件的最小值.設(shè)小球從臺(tái)面水平拋出到與平板發(fā)生第一次碰撞經(jīng)歷的時(shí)間為,有
(1)若碰撞正好發(fā)生在Q處,則有
(2)從(1)、(2)兩式解得的值便是滿足題中條件的最大值,即
(3)代入有關(guān)數(shù)據(jù)得
(4)如果,小球與平板的碰撞處將不在Q點(diǎn).設(shè)小球第一次剛要與平板碰撞時(shí)在豎直方向的速度為,則有
(5)以、分別表示碰撞結(jié)束時(shí)刻小球和平板沿豎直方向的速度,由于碰撞時(shí)間極短,在碰撞過程中,小球和平板在豎直方向的動(dòng)量守恒.設(shè)小球和平板的質(zhì)量都是m,則有
(6)因?yàn)榕鲎彩菑椥缘?,且平板是光滑的,由能量守恒可?/p>
(7)解(6)、(7)兩式,得
(8)
(9)碰撞后,平板從其平衡位置以為初速度開始作簡諧振動(dòng).取固定坐標(biāo),其原點(diǎn)O與平板處于平衡位置時(shí)板的上表面中點(diǎn)重合,x軸的方向豎直向下,若以小球和平板發(fā)生碰撞的時(shí)刻作為,則平板在t時(shí)刻離開平衡位置的位移
(10)式中
(11)A和是兩個(gè)待定的常量,利用參考圓方法,在t時(shí)刻平板振動(dòng)的速度
(12)因時(shí),.,由(9)、(11)、(12)式可求得
(13)
(14)把(13)、(14)式代入(10)式,得
(15)碰撞后,小球開始作平拋運(yùn)動(dòng).如果第一次碰撞后,小球再經(jīng)過時(shí)間與平板發(fā)生第二次碰撞且發(fā)生在Q處,則在發(fā)生第二次碰撞時(shí),小球的x座標(biāo)為
(16)平板的x座標(biāo)為
(17)在碰撞時(shí),有
(18)由(16)、(17)、(18)式,代入有關(guān)數(shù)據(jù)得
(19)這便是滿足的方程式,通過數(shù)值計(jì)算法求解方程可得(參見數(shù)值列表)
(20)如果第二次碰撞正好發(fā)生在平板的邊緣Q處,則有
(21)由(1)、(20)和(21)式得
(22)而
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