高二物理第一学期期末考试试题及答案泰州市Word格式文档下载.docx
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5.将一个半径为10cm的100匝圆形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,线框总电阻为3.14Ω,磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示。
则线框中感应电流的有效值为
A.
×
10-2AB.2
10-2A
C.2
10-2AD.
10-2A
二、多项选择题:
本题共4小题,每小题4分,共16分。
在每小题给出的四个选项中,有多个正确选项。
全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。
6.下列各图是电子技术中的常用电路,其中,乙图中的电容器的电容C较小,丙图中的电容器的电容C较大.a、b是部分电路的输入端,其中输入的高频成分用“~~”表示,低频成分用“~”表示,直流成分用“—”表示.关于负载电阻R中得到的电流特征,下列说法中正确的是A.图甲中R得到的是交流成分B.图乙中R得到的是高频成分C.图乙中R得到的是低频成分D.图丙中R得到的是直流成分
7.如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象,当调整线圈转速后,所产生正弦交流电的图象如图线b所示,以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是
A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B.线圈先后两次转速之比为3:
2
C.先后两次通过线圈的最大磁通量之比为3:
D.交流电b的电动势的最大值为
V
8.关于波动,下列说法正确的是
A.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
B.当波的波长远小于障碍物的尺寸时能够发生明显的衍射现象
C.发生干涉现象的两列波频率必然相同
D.产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动
9.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子由加速器的中心附近进人加速器,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。
如果用同一回旋加速器分别加速氚核和
粒子(氚核和
粒子质量比为3:
4,电荷量之比为1:
2),则以下说法正确的是
A.加速
粒子的交流电源的周期较大,
粒子获得的最大动能较小
B.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小
C.若增大加速电压,氚核获得的最大动能增大
D.若增大加速电压,氚核在加速器中运动的总时间变短
第Ⅱ卷(非选择题共89分)
三、简答题:
本题共2小题,共22分,把答案填在题中的横线上或根据要求作答。
10.(10分)
(1)(4分)在用单摆测定重力加速度的实验中,测得摆线的长度为L0、摆球的直径为d,实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图所示,由图可得重力加速度的表达式g=。
(2)(6分)取一轻质弹簧,上端固定在铁架台上,下端系一金属小球,如图甲所示。
一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期T与小球质量m的关系,并猜想T2与m成正比。
他多次换用质量不同的小球进行实验并测得相应的周期,具体数据
如下表。
m/kg
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
T/s
0.35
0.61
0.77
0.79
0.87
0.94
T2/s2
0.13
0.25
0.37
0.59
0.62
0.76
0.88
①请你根据表中的数据在乙图中作出T2与m的关系图线。
②假设图乙中图线的斜率为k,则T与m的关系式为。
③求得的斜率k的值为s2/kg。
11.(12分)传感器是指这样一类元件:
它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断。
把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
(1)下列关于传感器说法正确的是。
A.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电阻这个电学量;
B.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号;
C.热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量;
D.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器的作用是控制电路的通断。
(2)有一种测量压力的电子秤,其原理图如图所示。
E是内阻不计、电动势为6V的电源。
R0是一个阻值为300Ω的限流电阻。
G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。
R是一个压敏电阻,其阻值可随压力大小变化而改变,其关系如下表所示。
C是一个用来保护显示器的电容器。
秤台的重力忽略不计。
试分析:
压力F/N
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
280
260
240
220
180
①利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式R= Ω;
②若电容器的耐压值为5V,该电子秤的最大称量值为N;
③如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度,则该测力显示器的刻度。
(填均匀或不均匀)。
四、计算题:
本题共5小题,共67分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
12.(12分)如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2m/s.试回答下列问题:
(1)该简谐横波的波长、周期分别为多少?
(2)求出x=1.0m处质点在0~4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移;
(3)写出x=1.0m处质点的位移随时间变化的表达式。
13.(12分)有一条河流,河水流量为4m3/s,落差为5m,现利用它来发电,使用的发电机总效率为50%,发电机输出电压为350V,输电线的电阻为4Ω,允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5%,而用户所需要电压为220V,变压器为理想变压器,输电线路如图所示,已知重力加速度g=9.8m/s2。
求:
(1)发电机输出功率为多少?
(2)所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比分别为多少?
14.(12分)如图甲所示,质量为m,长为l的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度
,求此棒中恒定电流的大小。
同学甲的解法如下:
对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图)。
当最大偏转角θ时,棒受力平衡,有:
,得
同学乙的解法如下:
铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图丙所示。
F做功为:
重力做功为:
由动能定理得:
,
得
请你对同学甲和乙的解答作出简要的评价;
若你两者都不支持,则给出你认为正确的解答。
15.(15分)如图所示,位于竖直平面内的坐标系xoy,在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E=2N/C.在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强大小也为E的匀强电场,并在y>
h=0.4m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场.一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度,恰好能沿PO作直线运动(PO与x轴负方向的夹角为θ=45O),并从原点O进入第一象限.已知重力加速度g=10m/s2,问:
(1)油滴的电性;
(2)油滴在P点得到的初速度大小;
(3)油滴在第一象限运动的时间和离开第一象限处的坐标值。
16.(16分)如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α,导轨上端跨接一定值电阻R,导轨电阻不计.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向上,长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持良好接触,金属棒的质量为m、电阻为r,重力加速度为g,现将金属棒从紧靠NQ处由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为s时,速度达到最大值vm.求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中,电阻R上产生的电热;
(3)若将金属棒下滑s的时刻记作t=0,假设此时磁感应强度B0为已知,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,请推导这种情况下磁感应强度B与时间t的关系式。
参考答案
第Ⅰ卷选择题(共31分)
题号
1
3
4
5
答案
C
D
A
B
6
7
8
9
ACD
BD
CD
三、实验题(22分)
10.
(1)
(4分)
(2)①见下图(2分)②T=
或
(2分)③1.22~1.30(2分)
11.
(1)CD(3分)
(2)(每小题3分)①R=300-0.4F②600③不均匀
本题共5小题,共67分,
12.(12分)
(1)λ=2m,(2分)
(2分)
(2)S=4.5×
4A=90cm(3分)y=0(2分)
(3)
(cm)(3分)
13.(12分)
(1)因为
所以
w(3分)
(2)
(1分)
又因
(2分)
(2分)
14.(12分)
甲同学的错误原因:
认为物体速度为零时,一定处于平衡状态,或者认为偏角最大的是平衡位置。
乙同学的错误原因:
将安培力表示
导致F做功出错。
正解如下:
由动能定理:
,(6分)
15.(15分)
(1)油滴负电荷(2分)
(2)油滴受三个力作用(见下图),从P到O沿直线运动必为匀速运动,设油滴质量为m:
由平衡条件有
得
(3)进入第一象限,电场力和重力相等,知油滴先作匀速直线运动,进入y≥h的区域后作匀速圆周运动,路径如图,最后从x轴上的N点离开第一象限.(2分)
由O→A匀速运动位移为
知运动时间:
由几何关系和圆周运动的周期关系式
知由A→C的圆周运动时间为
由对称性知从C→N的时间
在第一象限运动的总时间
由在磁场中的匀速圆周运动,有
解得得到轨道半径
图中的
即离开第一象限处(N点)的坐标为(4.0m,0)(1分)
16.(16分)
(1)设匀强磁场的磁感应强度大小为B,则金属棒最大速度时产生的电动势
(1分)
回路中产生的感应电流
金属棒棒所受安培力
cd棒所受合外力为零时,下滑的速度达到最大,则
由以上四式解得
(1分)
(2)设电阻R上产生的电热为Q,整个电路产生的电热为Q总,则
(3分)
(1分)
解得
(1分)
(3)金属棒开始运动时的加速度大小为a,由牛顿第二定律有
解得
(2分)
由磁通量不变
(3分)
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