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2022-2023學(xué)年湖南省婁底市鎖石實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二物理期末試卷含解析一、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.關(guān)于電場(chǎng)線和磁感線,下列說(shuō)法正確的是()A.電場(chǎng)線和磁感線都是閉合的曲線B.磁感線是從磁體的N極發(fā)出,終止于S極C.電場(chǎng)線和磁感線都不能相交D.電場(chǎng)線和磁感線都是現(xiàn)實(shí)中存在的參考答案:C【考點(diǎn)】磁感線及用磁感線描述磁場(chǎng);電場(chǎng)線.【分析】電場(chǎng)線的方向是正電荷所受電場(chǎng)力的方向,而正負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力的方向相反;電場(chǎng)線的切線方向即為場(chǎng)強(qiáng)的方向,故任意兩條電場(chǎng)線都不會(huì)相交;只有電場(chǎng)線是直線,帶電粒子的初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線方向在同一條直線上時(shí)電場(chǎng)線才與帶電粒子的軌跡重合;電場(chǎng)線的疏密代表電場(chǎng)的強(qiáng)弱,故電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng).磁感線的引入是為了形象地描述磁場(chǎng)的特點(diǎn),規(guī)定磁感線上每一點(diǎn)的切線方向與磁場(chǎng)的方向相同,磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱;磁場(chǎng)的方向在磁鐵的內(nèi)部為S極到N極的方向,磁鐵的外部是N極到S極的方向.【解答】解:A:磁感線是閉合的曲線,而電場(chǎng)線從正電荷出發(fā),終止于負(fù)電荷,不是閉合的曲線.故A錯(cuò)誤;B:磁感線的方向在磁鐵的內(nèi)部為S極到N極的方向,磁鐵的外部是N極到S極的方向,是閉合曲線.故B錯(cuò)誤;C:電場(chǎng)線的切線方向即為場(chǎng)強(qiáng)的方向,故任意兩條電場(chǎng)線都不會(huì)相交;磁感線上每一點(diǎn)的切線方向與磁場(chǎng)的方向相同,故任意兩條磁感線都不會(huì)相交.故C正確;D:電場(chǎng)線和磁感線都是人們?yōu)榱嗣枋鰣?chǎng)的性質(zhì)而引入的,在現(xiàn)實(shí)中是不存在的.故D錯(cuò)誤.故選C2.某電子在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法正確的是A.電子的運(yùn)動(dòng)軌跡為一拋物線B.電子的運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓周C.磁場(chǎng)強(qiáng)弱不會(huì)影響軌跡D.電子速度大小不會(huì)影響軌跡參考答案:B3.通電螺線管中有如圖所示方向的電流,其中各小磁針N極所指方向向左的是(
)A.甲B.乙C.丙D.丁參考答案:B4.一只斷了燈絲的燈泡,搭接燈絲后使用,要比原來(lái)亮一些,這是因?yàn)闊艚z的
A.電阻變小
B.電阻變大
C.電阻率變小
D.電阻率變大參考答案:A5.一定質(zhì)量的理想氣體,由初始狀態(tài)A開(kāi)始,按圖中箭頭所示的方向進(jìn)行了一系列狀態(tài)變化,最后又回到初始狀態(tài)A,即A→B→C→A(其中BC與縱軸平行,CA與橫軸平行),這一過(guò)程稱為一個(gè)循環(huán),則:A.由A→B,氣體分子的平均動(dòng)能
(填“增大”、“減小”或“不變”)B.由B→C,氣體的內(nèi)能
(填“增大”、“減小”或“不變”)C.由C→A,氣體
熱量(填“吸收”或“放出”)參考答案:(1)A.增大;B.減??;C.放出二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計(jì)16分6.用接在50Hz交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,測(cè)定小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和加速度,某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,如下圖所示,從比較清晰的點(diǎn)起,每五個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn),分別標(biāo)明O、A、B、C、D(按打點(diǎn)的先后次序),量得O與A兩點(diǎn)間距離x1=30mm,C與D兩點(diǎn)間的距離x2=48mm。由圖可知,小車(chē)在做勻
速運(yùn)動(dòng)(選填“加”或“減”),小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
m/s2,小車(chē)在B與C兩點(diǎn)間的平均速度為
m/s。參考答案:加;0.6;0.427.如圖所示將圖(a)中的電鍵閉合,電流計(jì)指針由中央向右偏轉(zhuǎn)。如圖(b)所示,當(dāng)把條形磁鐵N極插入線圈時(shí),電流計(jì)指針將向
偏轉(zhuǎn);如圖(c)所示,當(dāng)把條形磁鐵S極從線圈中拔出,電流計(jì)指針將向
------------
偏轉(zhuǎn)。(填“右”或“左”)
參考答案:左、左8.把長(zhǎng)L=0.25m的導(dǎo)體棒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2T的勻強(qiáng)磁強(qiáng)中,使導(dǎo)體棒和磁強(qiáng)方向垂直,如圖所示.若導(dǎo)體棒的電流I=2.0A,方向向右,則導(dǎo)體棒受到的安培力大小F=____________N,安培力的方向?yàn)樨Q直向__________(選填“上”或“下,').參考答案:.5.0×10-3
上9.如圖所示,兩條電阻忽略不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌、置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,兩導(dǎo)軌間的距離L=0.6m.電阻r=0.1金屬桿MN在水平向右的拉力作用下沿兩條導(dǎo)軌向右勻速滑動(dòng),速度=10m/s,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為3V,電阻R=0.9.由此可知,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=______T,MN受到的水平拉力F=
N.參考答案:0.5T,0.9N10.一物體由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a1,經(jīng)時(shí)間t后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a2,若再經(jīng)時(shí)間t恰能回到出發(fā)點(diǎn),則a1:a2應(yīng)為_(kāi)_________.參考答案:1:311.(4分)一單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示,由圖象可知,此單擺的振動(dòng)的周期為_(kāi)_________s,振幅是______________m。
參考答案:2
0.1512.如圖所示,粗細(xì)均勻的、電阻為r的金屬圓環(huán),放在圖示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,圓環(huán)直徑為l;長(zhǎng)為l、電阻為r/2的金屬棒ab放在圓環(huán)上,以v0向左運(yùn)動(dòng),當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí),金屬棒兩端的電勢(shì)差為
參考答案:BLV/313.如圖所示,某一交流電隨時(shí)間變化圖線,它的電流的最大值Im=_
_A,電流的有效值I=_
_A,交流電的周期T=_
_s,頻率f=_
_
Hz,交流電流的瞬時(shí)值表達(dá)式i=_
_。
參考答案:4A
2A
0.04s
25Hz
i=4sin50πt三、簡(jiǎn)答題:本題共2小題,每小題11分,共計(jì)22分14.(6分)現(xiàn)代家庭電器化程度越來(lái)越高,用電安全是一個(gè)十分突出的問(wèn)題。下表提供了一組部分人的人體電阻平均值數(shù)據(jù)。測(cè)量項(xiàng)目完全干燥時(shí)出汗或潮濕時(shí)電阻電流(加220V)電阻電流(加220V)手與手之間200kΩ1.1×10-3A5kΩ
手與腳之間300kΩ7.3×10-4A8kΩ
手與塑料鞋底之間400kΩ5.5×10-4A10kΩ
①?gòu)谋碇锌煽闯龈稍飼r(shí)電阻大約是潮濕時(shí)電阻的_______倍。②在空格中填入,對(duì)人體加220伏電壓后的電流值。③若對(duì)人的安全電流是25mA以下,上述哪幾項(xiàng)是十分危險(xiǎn)的。④電路上有規(guī)格為10A的熔絲(俗稱保險(xiǎn)絲),如右圖所示用電器R的功率是1500W,這時(shí)通過(guò)熔絲實(shí)際電流是多少?一個(gè)潮濕的人,手腳觸電,為什么熔絲不會(huì)斷(即熔絲不能救人命)。參考答案:(1)40(2)測(cè)量項(xiàng)目完全干燥時(shí)出汗或潮濕時(shí)電阻電流(加220V)電阻電流(加220V)手與手之間200kΩ1.1×10-3A5kΩ4.4×10-2A手與腳之間300kΩ7.3×10-4A8kΩ2.8×10-2A手與塑料鞋底之間400kΩ5.5×10-4A10kΩ2.2×10-2A(3)潮濕(4)0.15A15.(4分)如圖是高頻焊接原理示意圖,線圈中通以高頻交流電時(shí),待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,由于焊接處的接觸電阻很大,放出的焦耳熱很多,致使溫度升得很高,將金屬熔化,焊接在一起,我國(guó)生產(chǎn)的自行車(chē)車(chē)架就是用這種辦法焊接的。請(qǐng)定性地說(shuō)明:為什么交變電流的頻率越高,焊接處放出的熱量越多?參考答案:交變電流的頻率越高,它產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化就越快。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大,感應(yīng)電流就越大(2分),而放出的熱量與電流的平方成正比,所以交變電流的頻率越高,焊接處放出的熱餐越多(2分)。四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分16.如圖所示,在xoy坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第四象限內(nèi)有一垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子(重力不計(jì))經(jīng)過(guò)電場(chǎng)中坐標(biāo)為(3L,L)的P點(diǎn)時(shí)的速度大小為V0.方向沿x軸負(fù)方向,然后以與x軸負(fù)方向成45°角進(jìn)入磁場(chǎng),最后從坐標(biāo)原點(diǎn)O射出磁場(chǎng)求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大?。唬?)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??;(3)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O所用的時(shí)間.參考答案:解:粒子在電場(chǎng)中經(jīng)過(guò)點(diǎn)P后,做類平拋運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從O點(diǎn)射出,則其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.(1)設(shè)粒子在O點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,OQ段為圓周,PQ段為拋物線.根據(jù)對(duì)稱性可知,粒子在Q點(diǎn)時(shí)的速度大小也為v,方向與x軸正方向成45°角,可得:V0=vcos45°
解得:v=v0在粒子從P運(yùn)動(dòng)到Q的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:﹣qE0L=解得:E0=(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)由P到Q的過(guò)程中,水平方向的位移為x=v0t1豎直方向的位移為可得XQP=2L,OQ=L由OQ=2Rcos45°故粒子在QO段圓周運(yùn)動(dòng)的半徑:R=L及得.(3)在Q點(diǎn)時(shí),vy=v0tan45°=v0設(shè)粒子從P到Q所用時(shí)間為t1,在豎直方向上有:t1=粒子從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O所用的時(shí)間為:t2==則粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間為:t總=t1+t2=答:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大小為;(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為;(3)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O所用的時(shí)間.【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);帶電粒子在混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).【分析】(1)當(dāng)粒子從P點(diǎn)垂直進(jìn)入電場(chǎng)后,做類平拋運(yùn)動(dòng),再以與x軸成45°垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),接著從原點(diǎn)射出.由粒子在電場(chǎng)P點(diǎn)的速度可求出剛進(jìn)入磁場(chǎng)的速度,再由動(dòng)能定理可得電場(chǎng)強(qiáng)度.(2)從而由類平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合幾何關(guān)系可求出圓弧對(duì)應(yīng)的半徑,因此可算出磁感應(yīng)強(qiáng)度.(3)同時(shí)由周期公式及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出粒子從P點(diǎn)到O點(diǎn)的時(shí)間.17.如圖所示,兩塊相同的金屬板M和N正對(duì)并水平放置,它們的正中央分別有小孔O和O′,兩板距離為2L,兩板間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng);AB是一根長(zhǎng)為3L的輕質(zhì)絕緣豎直細(xì)桿,桿上等間距地固定著四個(gè)(1、2、3、4)完全相同的帶電荷小球,每個(gè)小球帶電量為q、質(zhì)量為m、相鄰小球間的距離為L(zhǎng),第1個(gè)小球置于O孔處.將AB桿由靜止釋放,觀察發(fā)現(xiàn),從第2個(gè)小球剛、進(jìn)入電場(chǎng)到第3個(gè)小球剛要離開(kāi)電場(chǎng),AB桿一直做勻速直線運(yùn)動(dòng),整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中AB桿始終保持豎直,重力加速度為g.求:(1)兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E;(2)第4個(gè)小球剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)AB桿的速度;(3)從第2個(gè)小球剛進(jìn)入電場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí),到第4個(gè)小球剛離開(kāi)電場(chǎng)所用的時(shí)間。參考答案:(1)兩個(gè)小球處于電場(chǎng)中時(shí),2qE=4mg(2分)解得E=(1分)(2)設(shè)第4個(gè)小球剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí),桿的運(yùn)動(dòng)速度為v,對(duì)整個(gè)桿及整個(gè)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理:4mg·5L-4·qE·2L=×4mv2
(2分)解得v=.(1分)(3)設(shè)桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為v1,對(duì)第1個(gè)小球剛進(jìn)入電場(chǎng)到第3個(gè)小球剛要進(jìn)入電場(chǎng)這個(gè)過(guò)程,應(yīng)用動(dòng)能定理得(2分)解得v1=(1分)第2個(gè)小球剛進(jìn)入電場(chǎng)到第3個(gè)小球剛要離開(kāi)電場(chǎng)的這段時(shí)間,整個(gè)桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)
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