学年高二上学期期末物理复习综合练习7.docx

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学年高二上学期期末物理复习综合练习7

2019-2020学年高二上学期期末复习综合练习（七）

一、选择题（1-8为单选，9-12为不定项选择）

1．我国的火星探测任务基本确定，将于2020年左右发射火星探测器．这将是人类火星探测史上前所未有的盛况．若质量为m的火星探测器在距火星表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动运行周期为T，已知火星半径为R，引力常量为G，则（　　）

A．探测器的线速度v＝

B．火星的平均密度为ρ＝

C．探测器的向心加速度a＝G

D．火星表面重力加速度g＝

2．如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以B＝B0＋kt（k>0）随时间变化，t＝0时，P、Q两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t，电容器P板（　　）

A．不带电

B．所带电荷量与t成正比

C．带正电，电荷量是

D．带负电，电荷量是

3．如图所示，一个匝数为N＝100匝的线圈以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1∶n2＝10∶1的理想变压器给阻值R＝20Ω的电阻供电。

已知电压表的示数为20V，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（　　）

A．t＝0时刻流过线圈的电流最大

B．原线圈中电流的有效值为10A

C．穿过线圈平面的最大磁通量为

Wb

D．理想变压器的输入功率为10W

4．如图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹．云室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直．由此可知粒子（　　）

A．一定带正电

B．一定带负电

C．不带电

D．可能带正电，也可能带负电

5．如图所示，在匀强磁场区域中有一光滑固定斜面体，在斜面体上放置一根长为L、质量为m的导线，当通以如图方向的电流后，导线恰好能保持静止，则磁感应强度B满足（　　）

A．B＝

，方向竖直向上B．B＝

，方向垂直纸面向外

C．B＝

，方向沿斜面向上D．B＝

，方向竖直向下

6．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的长方体流量计．该装置由绝缘材料制成，其长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加一匀强磁场，前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是（　　）

A．M端的电势比N端的高

B．电压表的示数U与a和b均成正比，与c无关

C．电压表的示数U与污水的流量Q成正比

D．若污水中正、负离子数相同，则电压表的示数为0

7．一台小型发电机与计算机相连接，计算机能将发电机产生的电动势随时间变化的图象记录下来，如图甲所示，让线圈在匀强磁场中以不同的转速匀速转动，计算机记录了两次不同转速所产生正弦交流电的图象如图乙所示.则关于发电机先后两次的转速之比na∶nb，交流电b的最大值正确的是（　　）

A．3∶2，

VB．3∶2，

V

C．2∶3，

VD．2∶3，

V

8．质量相等的A、B两物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用而从静止开始做匀加速直线运动．经过时间t0和4t0速度分别达到2v0和v0时，分别撤去F1和F2，两物体都做匀减速直线运动直至停止．两物体速度随时间变化的图线如图所示．设F1和F2对A、B两物体的冲量分别为I1和I2，F1和F2对A、B两物体做的功分别为W1和W2，则下列结论正确的是（　　）

A．I1∶I2＝12∶5，W1∶W2＝6∶5

B．I1∶I2＝6∶5，W1∶W2＝3∶5

C．I1∶I2＝3∶5，W1∶W2＝6∶5

D．I1∶I2＝3∶5，W1∶W2＝12∶5

9．如图所示，A是地球的同步卫星，B是位于赤道平面内的近地卫星，C为地面赤道上的物体，已知地球半径为R，同步卫星离地面的高度为h，则（　　）

A．A、B加速度的大小之比为

2

B．A、C加速度的大小之比为1＋

C．A、B、C速度的大小关系为vA>vB>vC

D．要将B卫星转移到A卫星的轨道上运行至少需要对B卫星进行两次加速

10．两个小球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，B球在前，A球在后，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝3m/s.当A球与B球发生碰撞后，A、B两球的速度v′A、v′B可能为（　　）

A．v′A＝4m/s　v′B＝4m/s

B．v′A＝7m/s　v′B＝2.5m/s

C．v′A＝4m/s　v′B＝6m/s

D．v′A＝2m/s　v′B＝5m/s

11．如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一电阻R，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中.t＝0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，金属棒电阻为r，导轨电阻忽略不计.已知通过电阻R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示.下列关于棒的运动速度v、外力F、流过R的电荷量q以及闭合回路中磁通量的变化率

随时间变化的图象正确的是（　　）

12．两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　）

A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减小

B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能也减小

C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大

D．分子动能和分子势能之和在整个过程中不变

二、实验题

13．气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。

我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计）。

采用的实验步骤如下：

①用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。

②调整气垫导轨，使导轨处于水平。

③在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。

④用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。

⑤按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。

当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。

（1）实验中还应测量的物理量是________________________________________________。

（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________________，式子中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是_______________________________。

（3）利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？

如能，请写出表达式：

______。

14．在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化规律如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能。

对此，以下判断正确的是（　　）

①通电后，其电功率先增大后减小　②通电后，其电功率先减小后增大　③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变　④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变

A．①②B．②③

C．②④D．①④

三、计算题

15.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN。

Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5T。

在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1kg、电阻R1＝0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。

然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4kg、电阻R2＝0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。

cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10m/s2，问：

（1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向；

（2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大？

（3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离

x＝3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少？

16.如图甲所示，半径为R＝0.45m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，B点为轨道最低点，在光滑水平面上紧挨B点有一静止的平板车，其质量M＝5kg，长度L＝0.5m，车的上表面与B点等高，可视为质点的物块从圆弧轨道最高点A由静止释放，其质量m＝1kg，g取10m/s2.

（1）求物块滑到B点时对轨道压力的大小；

（2）若平板车上表面粗糙，物块最终没有滑离平板车，求物块最终速度的大小；

（3）若将平板车固定且在上表面铺上一种动摩擦因数逐渐增大的特殊材料，物块在平板车上向右滑动时，所受摩擦力Ff随它距B点位移L的变化关系如图乙所示，物块最终滑离了平板车，求物块滑离平板车时的速度大小．

17.某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为俯视图。

回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为D1、D2。

D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。

两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。

D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B。

若质子从粒子源O处进入加速电场的初速度不计，质子质量为m、电荷量为＋q。

加速器接入一定频率的高频交变电压，加速电压为U。

不考虑相对论效应和重力作用。

（1）求质子被加速后获得的最大动能Ekm和高频交变电压的频率f；

（2）若使用这台回旋加速器加速α粒子，需要如何改造？

（3）若两D形盒狭缝之间距离为d，且d≪R，计算质子在电场中运动的总时间t1与在磁场中运动的总时间t2，并由此说明质子穿过电场的时间可以忽略不计的原因。

2019-2020学年高二上学期期末复习综合练习（七）答案

一、选择题

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

D

D

C

A

D

C

B

C

BD

AD

AB

ACD

二、实验题

13.解析：

（1）验证动量守恒，需要知道物体的运动速度，在已经知道运动时间的前提下，需要测量运动物体的位移，即需要测量的量是B的右端至D板的距离L2。

（2）由于运动前两物体是静止的，故总动量为零，运动后两物体是向相反方向运动的，设向左运动为正，则有mAvA－mBvB＝0，即mA

－mB

＝0。

造成误差的原因：

一是测量本身就存在误差，如测量质量、时间、距离等存在误差；二是空气阻力或者是导轨不是水平的等。

（3）根据能量守恒知，两运动物体获得的动能就是弹簧的弹性势能。

故有Ep＝

。

14.D

三、计算题

15.解析：

（1）ab中电流方向为由a流向b。

（2）开始放置时ab所受摩擦力为最大静摩擦力，设为Fmax

Fmax＝m1gsinθ

设ab刚要上滑时，cd棒的感应电动势为E，

E＝BLv

I＝

设ab所受安培力为F安，

F安＝BIL

由平衡条件有

F安＝m1gsinθ＋Fmax

综合上式，代入数据解得

v＝5m/s。

（3）设cd棒运动过程中在电路中产生的总热量为Q总，由能量守恒定律

m2gxsinθ＝Q总＋

m2v2

又Q＝

Q总

解得Q＝1.3J。

16.解析　

（1）物块从圆弧轨道A点滑到B点的过程中机械能守恒：

mgR＝

mvB2

解得：

vB＝3m/s

在B点由牛顿第二定律得FN－mg＝m

解得：

FN＝30N

则物块滑到B点时对轨道的压力FN′＝FN＝30N

（2）物块滑上平板车后，系统的动量守恒，

mvB＝（m＋M）v共

解得v共＝0.5m/s

（3）物块在平板车上滑行时克服摩擦力做的功为Ff－L图线与横轴所围的面积，则

Wf＝

J＝2J

物块在平板车上滑动的过程中，由动能定理得：

－Wf＝

mv2－

mvB2

解得：

v＝

m/s.

17.

（1）当质子在磁场中运动的轨迹半径为D形盒的半径R时，质子的动能最大，设此时速度为vm，则

qvmB＝m

，Ekm＝

mvm2

解得Ekm＝

回旋加速器正常工作时高频交变电压的频率f等于质子在磁场中运动的频率，则

＝T＝

＝

解得f＝

。

（2）由于加速质子时f＝

＝

，α粒子的比荷为质子的

则f′＝

＝

，故不能直接加速α粒子

改造方案一：

磁感应强度加倍

改造方案二：

交变电压频率减半。

（3）质子在狭缝中加速时，有q

＝ma

质子在磁场中运动速度大小不变，故其在电场中运动的总时间t1＝

＝

质子在磁场中运动的周期T＝

设质子在电场中加速了n次，则有nqU＝Ekm

解得n＝

质子在磁场中运动的总时间t2＝

T＝

则

＝

因为d≪R，得t1≪t2，故质子穿过电场的时间可以忽略不计。

班级：

姓名：

成绩：

2019-2020学年高二上学期期末复习综合练习（七）答题纸

一、选择题

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

二、实验题

13．

（1）

（2）

14.

三、计算题