2020-2021学年江西省九江市高二上学期期末考试物理试题 word版
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一、单项选择题(共6小题,每小题5分,共30分)
1.关于磁场、磁感应强度和磁感线的描述,下列叙述正确的是( )
A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,在磁场中是客观存在的
B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C.磁感线总是从磁体的N极指向S极
D.由 可知, B与 F成正比,与 IL成反比
答案: B
2.歼-20是我国研制的一款单座双发动机并具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的第四代战斗机,于2011年1月11日实现首飞,代表着中国高端技术发展,使得我国开始具备世界一流空军实力,能够和任何敌人进行同代同水平空中对抗。国庆阅兵时歼-20在天安门上空沿水平方向呼啸而过,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,机翼的两端之间会有一定的电势差,则从飞行员的角度看,机翼左端的电势比右端的电势( )
A.底 B.高 C.相等 D.以上情况都有可能
答案: B
3.如图所示,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度,若保持两极板带的电量不变,减小两极板间的距离,同时在两极板间插入电介质,那么静电计指针的偏转角度( )
A.一定增大
B.一定减小
C.一定不变
D.可能不变
答案: B
4.如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L标有“6V 12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中不正确的是( )
A.电动机的输入功率是12W
B.电动机的输出功率是12W
C.电动机的热功率是2.0W
D.整个电路消耗的电功率是24W
答案: B
5.一带负电粒子在电场中仅受电场力作用沿x轴正方向做直线运动的v--t图象如图所示,起始点o为坐标原点,下列关于电势φ、粒子的动能EK、电场强度E、粒子的加速度a与位移x的关系图像中可能合理的是( )
答案:C
6.如图所示,M、N两根通电长直导线在同一水平面内,且垂直纸面固定放置,通电电流相等且均垂直纸面向外,在M、N两根导线正中间竖直放有一可自由移动的通电导线ab,通电导线ab的电流方向竖直向上。则通电导线ab在安培力作用下运动情况( )
A.静止不动
B.沿纸面顺时针转动
C.a端转向纸内,b端转向纸外
D.a端转向纸外,b端转向纸内
答案: D
二、多项选择题(共2小题,每小题5分,共10分,有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)
7(普通).如图所示,直线MN与水平面方向成45°角,MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小均为B。一粒子源位于MN上的a点,能水平向右发射不同速率的质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子(重力不计),若所有粒子均能通过MN上的b点,已知ab=L,则粒子的速度可能是( )
A.
B.
C.
D.
答案: ACD
7(重点).如图所示,纸面内半径为R、圆心为O的圆形区域外存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,纸面内的线段PA与圆形区域相切与A点,。若P点处有一粒子源沿PA方向射出不同速率的带正电粒子(质量为m,电荷量为q,不计重力),则能射入圆形区域内部的粒子的速率可能为( )
A.
B.
C.
D.
答案:CD
8(普通).如图所示,已知电源的内阻r=2Ω,定值电阻R1=0.5Ω,可变电阻R2的最大电阻为1.5Ω,当调节可变电阻R2的阻值从最大到零的过程中,以下说法正确的是( )
A.电源总功率一直变大
B.可变电阻R2消耗功率先变大再变小
C.电源输出功率先变大再变小
D.电源效率一直变小
答案: AD
8(重点).如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r一定,A、B为平行板电容器的两块正对金属板,R1为光敏电阻,电阻随光强的增大而减小。R3为定值电阻,且R3>r.当R2的滑动触头P在a端时,闭合开关S,此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U.以下说法正确的是( )
A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动,则I减小,U减小
B.若仅增大A、B板间距离,则电容器所带电荷量减少
C.若仅用更强的光照射R1,则电源的输出功率减小
D.若仅用更强的光照射R1,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
答案: BD
三、实验题(本题有2小题,共15分)
9.如图所示,在图(1)中,G为指针在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况。今使它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁的运动方向是______;图(3)中电流计的指针将向______偏转;图(4)中的条形磁铁上端为______极。
答案:向下插入(2分) ; 右 (2分); N (2分)
10.为了测量一节干电池的内阻,某实验小组准备设计了如图所示的电路,在实际连接过程中,发现定值电阻和滑动变阻器各有两种型号可供选择,分别是
定值电阻a(阻值1Ω、额定功率5W);
定值电阻b(阻值10Ω、额定功率20W);
滑动变阻器c(阻值范围0~10Ω、额定电流2A);
滑动变阻器d(阻值范围0~100Ω、额定电流1A)。
请解答以下问题:
(1)定值电阻R0应选择_____(填“a”或“b”),滑动变阻器应选择_____(填“c”或“d”);
(2)记录数据后,得实验结果如图中甲所示。根据图线测得干电池的电动势为_______V(结果保留两位小数),干电池的内阻为_____Ω(结果保留两位小数);
(3)现有一小灯泡,其U-I特性曲线如图中乙所示,若将此小灯泡和定值电阻R0串联接在上述干电池两端,小灯泡的实际功率是_______W(结果保留两位小数)。
答案: (1)a、c;(每空2分)(2)1.50、1.00(每空2分);(3)0.25~0.28(2分).
四、计算题(本题共5小题,8+8+9+10+10=45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.)
11.用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为1.0×10-2kg,所带电荷量为+2.0×10-8C,现加一水平向右的匀强电场,平衡时绝缘绳与铅垂钱成30°夹角.求这个匀强电场的电场强度.
答案:
解:(1)小球的受力如图,
根据共点力平衡有:mgtanθ=qE
12.如图所示,,当开关S断开时,电流表的示数为当开关S闭合时,电流表的示数为电流表内阻不计求:
电源的电动势和内阻;
断开和闭合两种情况下,电源的输出功率.
答案:
【答案】解:当开关断开时,由闭合电路的欧姆定律得:
当开关闭合时,由闭合电路的欧姆定律得:
解得:,
当开关断开时,有:
当开关闭合时,有:
答:电源的电动势为3V,内阻为;
断开时电源的输出功率为,S闭合时电源的输出功率为.
13.如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计,水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。有两导体棒a、b质量分别为,,电阻值分别为,。b棒静止放置在水平导轨上足够远处,与导轨接触良好且与导轨垂直;a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放,运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,重力加速度为g,求:
(1)a棒刚进入磁场时,b棒受到的安培力大小;
(2)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,a棒上产生的焦耳热;
答案: a棒刚进入磁场时,由动能定理,有:
解得:
a棒切割磁感线的感应电动势为:
感应电流为:
安培力为:
(2)a棒、b棒在磁场中动量守恒,有:
解得:
设整个回路产生的热量为Q,由能量守恒定律
得:
A棒上产生得热量为:
14(普通).如图所示,两根平行的水平光滑金属导轨M、N,电阻不计,相距L=0.2 m,垂直导轨方向放一个质量m=4×10-2kg的金属棒ab,ab的电阻R0=0.5 Ω,两金属导轨一端通过电阻R=2 Ω和电源相连.电源电动势E=6 V,内阻r=0.5 Ω,若在整个区域施加一个水平方向的匀强磁场,使金属棒对导轨的压力恰好是零,并保持静止.(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)整个电路中的电流是多大?
(2)所加的磁场磁感应强度大小和方向?
(3)导体棒ab产生的热功率P热 是多大?
答案:
解:(1)根据闭合电路欧姆定律得:;
即:整个电路中的电流是2A;
(2)由题,ab处于静止,且对导轨的压力恰好为零,则磁场对ab的安培力必定竖直向上,与重力平衡,则得安培力的大小为 F=mg=0.4N,方向竖直向上;
由左手定则判断可知,B的方向水平向右;
由F=BIL得,;
即:磁感应强度B的大小为1T;
(3)导体棒产生的热功率为P=I2R0=22×0.5W=2W;
即:导体棒ab产生的热功率P热是2W。
14(重点).如图所示,水平导轨间距L=0.5m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m=l kg,电阻R0=0.9Ω,与导轨接触良好;电源电动势E=10V,内阻r=0.1Ω,电阻R=4Ω;外加匀强磁场的磁感应强度B=5T,方向垂直于ab,与导轨平面成α=53°角;ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度g=10m/s2,ab处于静止状态.(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6.)求:
(1)通过ab的电流大小和方向.
(2)ab受到的安培力大小和方向.
(3)重物重力G的取值范围.
答案:
解:(1)由闭合电路的欧姆定律可得:
通过ab的电流,方向:由a到b;
即:通过ab的电流大小为2A,方向由a向b;
(2)ab受到的安培力:F=BIL=5×2×0.5=5N;
即:ab受到的安培力大小为5N;
(3)ab受力如图所示:
;
最大静摩擦力:fmax=μ(mg-Fcos53°)=3.5N;
由平衡条件得:
当最大静摩擦力方向向右时:T=Fsin53°-fmax=0.5N;
当最大静摩擦力方向向左时:T=Fsin53°+fmax=7.5N;
由于重物平衡,故:T=G;
则重物重力的取值范围为:0.5N≤G≤7.5N;
即:重物重力G的取值范围为0.5N≤G≤7.5N。
15(普通).如图所示直角坐标系xoy,P(a,-b)为第四象限内的一点,一质量为m、电量为q的负电荷(电荷重力不计)从原点O以初速度v0沿y轴正方向射入.在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场,该电荷恰好能通过P点.求:匀强磁场的磁感应强度.
答案: 解:由于在整个坐标存在着匀强磁场,所以负电荷做完整的圆周运动,有几何关系,设其轨迹半径为r,有:
解得:
洛伦兹力提供向心力,有:
从而解得:
15(重点).如图所示,坐标平面第Ⅰ象限内存在水平向左的匀强电场,在y轴左侧区域存在宽度为a=0.3m的垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B(大小可调节).现有比荷为的带正电粒子从x轴上的A点以一定初速度v0=2×107m/s垂直x轴射入电场,且从y轴上P点进入磁场,,OA=0.1m,不计重力.求:
(1)电场强度大小;
(2)要使粒子不从CD边界射出,则磁感应强度B的取值范围.
答案: 解:(1)由图可知,粒子在第一象限内做平抛运动,轴方向匀加速,轴方向匀速,有:
(2)设粒子从P点进入的速度方向与轴成,
则:
可知:,
由几何关系可知,临界状态时圆周运动轨迹与CD相切
有:
解得:
又粒子在匀强磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
解得有:
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