D.两个图线上交点M与N的横坐标之比一定为1:
4,纵坐标之比一定为1:
2
12.如图所示为某住宅区的应急供电系统,由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成.发电机中矩形线圈所围的面积为S,匝数为N,电阻不计,它可绕水平轴OO'在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动.矩形线圈通过滑环连接降压变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,R0表示输电线的电阻.以线圈平面与磁场平行时为计时起点,下列判断正确的是()
A.若发电机线圈某时刻处于图示位置,变压器原线圈的电流瞬时值为零
B.发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt
C.当滑动触头P向下移动时,变压器原线圈两端的电压将升高
D.当用户数目增多时,为使用户电压保持不变,滑动触头P应向上滑动
13.在圆形区域的匀强磁场的磁感应强度为B,一群速率不同的质子自A点沿半径方向射入磁场区域,如图所示,已知该质子束中在磁场中发生偏转的最大角度为120°,圆形磁场的区域的半径为R,质子的质量为m,电量为e,不计重力,则该质子束的速率可能是()
A.B.
C.D.
14.如图所示,竖直面内有一个闭合导线框ACDE(由细软导线制成)挂在两固定点A.D上,水平线段AD为半圆的直径,在导线框的E处有一个动滑轮,动滑轮下面挂一重物,使导线处于绷紧状态。
在半圆形区域内,有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。
设导线框的电阻为r,圆的半径为R,在将导线上的C点以恒定角速度ω(相对圆心O)从A点沿圆弧移动的过程中,若不考虑导线中电流间的相互作用,则下列说法正确的是()
A.在C从A点到D点的过程中,导线框中感应电流的方向先逆时针,后顺时针
B.在C从A点到图中∠ADC=30°位置的过程中,通过导线上C点的电量为
C.当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时,导线框中的感应电动势最大
D.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中,导线框中产生的电热为
二、实验题(本题共两个小题,15题6分,16题12分,共18分)
15.(6分)“用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下:
①向体积V油=1mL的油酸中加酒精,直至总量达到V总=500mL;
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=100滴时,测得其体积恰好是V0=1mL;
③先往浅盘里倒入2cm深的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内小方格的个数N,小方格的边长l=20mm.
根据以上信息,回答下列问题:
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________mL(计算结果保留两位有效数字)
(2)油膜轮廓的总面积为_______________m2(计算结果保留两位有效数字)
(3)油酸分子直径是________m.(计算结果保留两位有效数字)
16.(12分)某学习小组探究一小灯泡在不同电压下的功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接.
(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左向右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,请按此要求用笔划线代替导线在图中完成余下导线的连接;
(2)实验测得的数据如下表记录:
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电压U(V)
0
0.30
0.60
0.90
1.20
1.50
1.80
2.10
2.40
2.70
电流I(A)
0
0.10
0.20
0.28
0.35
0.40
0.45
0.48
0.50
0.51
请将剩余两个点描在图乙的坐标图中,并画出小灯泡的伏安特性曲线;
(3)根据所画伏安特性曲线判断:
①将该灯泡直接接在一电动势为3V、内阻为1Ω的电源两端,小灯泡的功率为W;(结果保留两位小数)
②将只相同的小灯泡并联后,与①中电源、以及一定值电阻R0=0.25Ω串联成闭合回路,可使灯泡消耗的总功率最大,最大值约为W.(结果保留两位小数)
三、计算题(本题共3个小题,17题10分,18题12分,19题14分,共36分。
请写出必要的说明文字和解题步骤,只写出最后结果的不给分。
)
17.如图所示是用金属导线制成一矩形框架abcd,其中ab=cd=2ad=2bc=2m,框架放在水平面上,磁感强度为B=1T的匀强磁场垂直于框架平面竖直向下,用同样的金属导线MN垂直于ab和cd,从ad处开始以v0=0.5m/s的速度匀速向右运动,已知该金属导线每米电阻为0.1Ω,求在MN从ad向bc运动的过程中:
(1)MN两点间最大的电势差.
(2)MN运动过程中框架消耗的最大电功率Pm.
18.如图所示,倾角θ=30°、宽为L=1m的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上。
现用一平行于导轨的F牵引一根质量m=0.2kg、电阻R=1Ω的导体棒ab由静止开始沿导轨向上滑动;牵引力的功率恒定为P=90W,经过t=2s导体棒刚达到稳定速度v时棒上滑的距离s=11.9m。
导体棒ab始终垂直导轨且与导轨接触良好,不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10m/s2。
求:
(1)从开始运动到达到稳定速度过程中导体棒产生的焦耳热Q1;
(2)若在导体棒沿导轨上滑达到稳定速度前某时刻撤去牵引力,从撤去牵引力到棒的速度减为零的过程中通过导体棒的电荷量为q=0.5C,导体棒产生的焦耳热为Q2=2.0J,则撤去牵引力时棒的速度v′多大?
19.如图所示,两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。
A板电势高于B板,电场强度为E;磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度为B1。
平行金属板右侧有一挡板M,中间有一小孔O′,OO′是平行于两金属板的中心线。
挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场感应强度为B2。
CD为磁场B2边界上的一绝缘板,它与M板的夹角θ=45°,=a,现有大量质量均为m,含有各种不同电荷量、不同速度的带正负电粒子(不计重力),自O点沿OO′方向进入电磁场区域,其中有些粒子沿直线OO′方向运动,并进入匀强磁场B2中,求:
(1)沿直线进入匀强磁场B2的带电粒子的速度;
(2)能击中绝缘板CD的粒子中,所带电荷量的最大值;
(3)绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度。
高二第一学期期末考试·物理试题参考答案
1.D2.B3.B4.C5.B6.B7.D8.D9.D10.D11.AB12.BD13.ABC14.ABD
15.
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
V′==×mL=2.0×10-5mL.
(2)根据大于半个方格的算一个,小于半个方格的舍去,油膜形状占据的方格数大约为115个,故面积S=115×20×20mm2=4.6×104mm2
(3)油酸分子直径d==mm=4.3×10-10m.
16.【解析】
试题分析:
(1)探究小灯泡在不同电压下的功率大小,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,实物电路图如图所