北京四中学年高二第二学期期末考试物理试题文档格式.docx
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当线圈第一次通过位置I和位置II时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向依次为()
A.位置I位置II均为逆时针方向
B.位置I逆时针方向,位置II顺时针方向
C.位置I位置II均为顺时针方向
D.位置I顺时针方向,位置II逆时针方向
5.假如全世界60亿人同时数1g水中的分子个数,每人每小时可以数5000个,不间断地数,已知水的摩尔质量为18g/mol,阿伏加德罗常数为6×
1023,则完成任务所需的时间最接近于()
A.1年B.1千年C.10万年D.1千万年
6.如图所示是一种延时开关,当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,C线路接通;
当S1断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放,则()
A.由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用
B.由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用
C.如果断开B线圈的电键S2,延时作用仍很明显
D.如果断开B线圈的电键S2,延时作用将明显减弱
7.
(氡222)衰变为
(钋218)的规律如图所示。
纵坐标表示氡222的质量m与t=0时氡222的质量m0的比值。
则下列说法正确的是()
A.
衰变为
是
衰变
B.由图可知氡222的半衰期是3.8天
C.每经过3.8天会有相同数目的氡核发生衰变
D.若升高温度,氡222的半衰期将变长
8.如图所示,水面下的光源S向水面A点发射一束光线,反射光线为c,折射光线分成a、b两束,则()
A.在水中a光的速度比b光的速度小
B.由于色散现象,经水面反射的光线c也可能分为两束
C.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
D.若保持入射点A位置不变,将入射光线顺时针旋转,则从水面上方观察,a光将先消失
图1
9.先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电(如图1)。
第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化,如图2甲所示;
第二次灯泡两端的电压变化规律如图2乙所示。
若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的,则以下说法正确的是()
A.第一次灯泡两端的电压有效值是
B.第二次灯泡两端的电压有效值是
C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是2:
9
图2
D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是1:
5
10.在如图所示的电路中,自感线圈L的直流电阻小于灯泡A的电阻。
开关S闭合后,灯泡正常发光。
现断开开关S,以下说法正确的是()
A.断开S的瞬间,灯泡立即熄灭
B.断开S的瞬间,通过灯泡的电流方向为从C到D
C.断开S后,灯泡先变亮,再逐渐变暗
D.断开S后,灯泡在原来亮度基础上逐渐变暗
11.如图所示为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n=3的激发态,原子在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子。
若用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠,则下列说法正确的是()
A.这群氢原子能发出三种频率不同的光,其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短
B.这群氢原子能发出两种频率不同的光,其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高
C.金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eV
D.金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV
12.材料、粗细相同,长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线,分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上,并与导轨垂直,匀强磁场方向垂直导轨平面向内。
现施加外力使导线水平向右做匀速运动,且每次外力所做功的功率相同,已知三根导线在导轨间的长度关系是Lab<
Lcd<
Lef,则()
A.ab运动速度最大
B.ef运动速度最大
C.因三根导线切割磁感线的有效长度相同,故它们产生的感应电动势相同
D.三根导线中的电流相同
13.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。
则这两种光()
A.照射该光电管时a
光使其逸出的光电子最大初动能大
B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大
C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大
D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大
14.如右图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L,边长为L的正方形框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上。
使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是()
ABCD
15.如图所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。
质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。
磁场宽3h,方向与导轨平面垂直。
先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触。
用ac表示c的加速度,Ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移。
下列图象中正确的是()
二.填空题(本大题共3小题,共20分。
把答案填在答题纸的横线上)
R
16.
如图是交流发电机的结构示意图,面积为0.1m2、匝数N=100的线圈ABCD在B=0.1T的匀强磁场中匀速逆时针转动,角速度
rad/s。
线圈电阻
,外接电阻
。
从图示位置开始计时,此时感应电流的方向为(请用线圈的四个端点字母表示),线圈转动产生电动势的瞬时值表达式e=V;
电键闭合后,电压表的示数约为V。
(计算结果保留两位有效数字)
17.
如图所示,理想变压器初级线圈的匝数为n1,次级线圈的匝数为n2,初级线圈的两端a、b接正弦交流电源,电压表V的示数为220V,负载电
阻R=44Ω,电流表A1的示数为0.20A。
则初级线圈和次级线圈的匝数比为,电流表A2的读数为A。
18.在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时,某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,当分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(如图1所示),游标卡尺的示数如图2所示;
接着转动手轮,当分划板中心刻度线对齐B条纹中心时(如图3所示),游标卡尺的示数如图4所示。
已知双缝间距d=0.5mm,从双缝到屏的距离L=1m。
①图2中游标卡尺的示数x1=mm;
②图4游标卡尺的示数x2=mm;
③实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是,计算波长的公式=(用已知量和直接测量量的符号表示);
所测光的波长=m。
三.简答题(本大题共3小题,共35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。
)
19.如图1所示,一个匝数n=100的圆形线圈,面积S1=0.4m2,电阻r=1Ω。
在线圈中存在面积S2=0.3m2、垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示。
将其两端a、b与一个R=2Ω的电阻相连接,b端接地。
试分析求解:
(1)圆形线圈中产生的感应电动势E;
(2)电阻R消耗的电功率;
(3)a端的电势φa。
20.如图所示,在坐标原点O处有一镭核(
),某时刻镭核由静止水平向右放出一个α粒子(
)而衰变成氡核(
设
粒子与氡核分离后它们之间的作用力、以及它们的重力忽略不计。
涉及动量问题时,质量亏损可不计。
(1)若整个空间存在垂直纸面向里的磁场,请在图中画出
粒子和氡核的运动轨迹,标出轨迹对应的粒子和环绕方向,并求出
粒子和氡核的半径之比。
(2)用如图装置研究该核反应产生的粒子。
粒子从M点沿x轴正向进入场区,当电场、磁场都存在时,能沿直线从N点离开场区;
已知电场强度大小为E,磁感应强度大小为B,方向垂直xoy平面向里,MN刚好是磁场圆的直径,也等于平行板板长l。
在距场右边界一定距离处有一接收屏,不考虑边缘效应。
I.请指出极板1、2所带电荷电性,并求出粒子的速度。
II.若已知粒子的比荷为k,去掉电场,保留磁场,求粒子经过磁场后的速度偏转角。
21.如图甲所示,表面绝缘、倾角=30的斜面固定在水平地面上,斜面的顶端固定有弹性挡板,挡板垂直于斜面,并与斜面底边平行。
斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域,其边界与斜面底边平行,磁场方向垂直斜面向上,磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。
一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25的单匝矩形闭合金属框abcd,放在斜面的底端,其中ab边与斜面底边重合,ab边长L=0.50m。
从t=0时刻开始,线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下,从静止开始运动,当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力,线框继续向上运动,并与挡板发生碰撞,碰撞过程的时间可忽略不计,且没有机械能损失。
线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。
已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面,且保持ab边与斜面底边平行,线框与斜面之间的动摩擦因数=
/3,重力加速度g取10m/s2。
(1)求线框受到的拉力F的大小;
(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-
(式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小,x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小),求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。
空白页
物理试题答题纸
班级学号姓名
一、选择题(填答题卡)
二.填空(本大题共3小题,共20分。
16._____________;
_____________;
17._____________;
_____________;
18.
_____________;
_________________________;
三.计算题(本大题共3小题,共35分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,并画出相应的受力图。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
19.
本题扣分:
20.
(1)
(2)
21.
参考答案
一、选择题
题号
1
2
3
4
6
7
8
10
11
12
13
14
15
答案
AC
BD
B
C
AB
AD
D
BC
16.ABCD,100cos(100t),57
17.5:
1.1A
18.①11.4②16.7③减小测量误差(或提高测量的精确度);
6.6×
10-7
并画出相应的受力图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)
19.
(1)穿过圆形线圈的磁通量发生变化
产生的感应电动势
(2)4.5W
(3)-3V
20.
(1)
;
(2)上极板带正电,下极板带负电;
;
2arctan
21.解:
(1)由v-t图象可知,在0~0.4s时间内线框做匀加速直线运动,进入磁场时的速度为v1=2.0m/s,所以在此过程中的加速度a=
=5.0m/s2
由牛顿第二定律F-mgsin-mgcos=ma
解得F=1.5N
(2)由v-t图象可知,线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动,
产生的感应电动势E=BLv1
通过线框的电流I=
=
线框所受安培力F安=BIL=
对于线框匀速运动的过程,由力的平衡条件,有F=mgsin+μmgcos+
解得B=0.50T
(3)由v-t图象可知,线框进入磁场区域后做匀速直线运动,并以速度v1匀速穿出磁场,说明线框的宽度等于磁场的宽度D=0.40m
线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动,到达档板时的位移为s-D=0.15m
设线框与挡板碰撞前的速度为v2
由动能定理,有-mg(s-D)sin-μmg(s-D)cos=
解得v2=
=1.0m/s
线框碰档板后速度大小仍为v2,线框下滑过程中,由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等,即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N,因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动,ab边刚进入磁场时的速度为v2=1.0m/s;
进入磁场后因为又受到安培力作用而减速,做加速度逐渐变小的减速运动,设线框全部离开磁场区域时的速度为v3
由v=v0-
得v3=v2-
=-1.0m/s,
因v3<
0,说明线框在离开磁场前速度已经减为零,这时安培力消失,线框受力平衡,所以线框将静止在磁场中某位置。
线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1=I2Rt=
=0.40J
线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2=
=0.05J
所以Q=Q1+Q2=0.45J…