高二物理第二学期期末检测试题(附答案)
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一.本题共10小题;每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.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.
1.某交变电压为u=6sin314t V,则( )
A.用此交变电流作打点计时器的电源时,打点周期为0。02 s
B.把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上,小灯泡正常发光
C.把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上,小灯泡将烧毁
D.耐压6 V的电容器不能直接用在此电源上
2.如图甲所示电路,电源电动势为E,内阻不计,滑动变阻器的最大电阻为R,负载电阻为R0。当滑动变阻器的滑动端S在某位置时,R0两端电压为E/2,滑动变阻器上消耗的功率为P。若将R0与电源位置互换,接成图乙所示电路时,滑动触头S的位置不变,则( )
A.R0两端的电压将小于E/2
B.R0两端的电压将等于E/2
C.滑动变阻器上消耗的功率一定小于P
D.滑动变阻器上消耗的功率可能大于P
3.下列四个实验现象中,不能表明电流能产生磁场的是( )
A.甲图中,导线通电后磁针发生偏转
B.乙图中,通电导线在磁场中受到力的作用
C.丙图中,当电流方向相同时,导线相互靠近
D.丁图中,当电流方向相反时,导线相互远离
4.在一个给定电源的闭合电路中,关于电源的输出功率,下面说法正确的是( )
A.输出功率随外电阻的增大而增大
B.输出功率随外电阻的增大而减小
C.当外路短路时,电源输出功率最大
D.当外电阻与电源内阻相等时,电源输出功率最大
5.为了测出自感线圈的直流电阻,可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应该( )
A.首先断开开关S1
B.首先断开开关S2
C.首先拆除电源
D.首先拆除安培表
6.在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动,当它运动到M点,突然与一不带电的静止粒子碰撞合为一体,碰撞后的运动轨迹应是图中的哪一个?(实线为原轨迹,虚线为碰后轨迹,不计粒子的重力)( )
7.一个闭合线圈垂直置于匀强磁场中,若磁感应强度如图所示,则线圈中的感应电流随时间变化的图线是下图中的( )
8.如图所示,匀强磁场的方向垂直于电路所在平面,导体棒ab与电路接触良好.当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时,若不计摩擦和导线的电阻,整个过程中,灯泡L未被烧毁,电容器C未被击穿,则该过程中( )
A.感应电动势将变大
B.灯泡L的亮度变大
C.电容器C的上极板带负电
D.电容器两极板间的电场强度将减小
9.等离子气流由左方连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中,ab直导线与P1、 P2相连接,线圈A与直导线cd连接.线圈A内有随图乙所示的变化磁场,且磁场B的正方向规定为向左,如图甲所示,则下列叙述正确的是( )
A.0~1s内ab、cd导线互相排斥 B.1~2s内ab、cd导线互相吸引
C.2~3s内ab、cd导线互相吸引 D.3~4s内ab、cd导线互相排斥
10110.某LC振荡电路和振荡频率为520 kHz,为能提高到1040kHz,可以调节LC电路中的元件以达到目的,具体可以( )
A.调节可变电容器,使电容增大为原来的4倍
B.调节可变电容器,使电容减小为原来的1/4倍
C.调节电感线圈,使线圈匝数增加到原来的4倍
D.调节电感线圈,使线圈自感系数变为原来的1/2
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二.本题共2小题,每空2分,共16分,把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。
11.(6分)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大,某同学为研究这一现象,利用下列实验器材:电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0—10Ω)、电源、小灯炮、开关、导线若干来设计实验。并通过实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压)。
I/U
0
0。12
0。21
0。29
0。34
0。38
0。42
0。45
0。47
0。49
0。50
0
0。20
0。40
0。60
0。80
1。00
1。20
1。40
1。60
1。80
2。00
(1)请在上面的方框中画出实验电路图。
(2)在上图中画出小灯泡的I-U曲线。
(3)把本题中的小灯泡接到上图所示电路中,若电源电动势E=2。0V, 内阻不计, 定值电阻R=5Ω,则此时小灯泡的功率是____ _W。
12.(10分)把一满偏电流为500、内阻约100—200的灵敏电流计改装成量程为3V、6V的伏特表,应先通过半偏法测出灵敏电流计的内阻,再串联恰当的电阻改装而成
(1)用半偏法测定该灵敏电流计的内阻,可选择的器材有:
滑动变阻器R1,最大阻值2 K
滑动变阻器R2,最大阻值10K
电阻箱R3,阻值0—9999
定值电阻R4,阻值1K
不计内阻的直流电源:E1(电动势3。0V)、E2(电动势4。5V)、E3(电动势7。5V)
单刀单掷开关两个、导线若干。
在下面方框中画出测定该灵敏电流计内阻的电路图,为减小实验误差,实验中电源应选择
,滑动变阻器应选择
(2)若实验测得灵敏电流计的内阻为150,改装成的伏特表电路如图所示,则两个串联的定值电阻的阻值为R1= ,R2=
三.本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,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。
13.(10分)如图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上,向额定电压为1。80×104 V的霓虹灯供电,使它正常发光。为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过12 mA时,熔丝就熔断。
(1)熔丝的熔断电流是多大?
(2)当副线圈电路中电流为10 mA时,变压器的输入功率是多大?
14.(10分)在研究性学习中,某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验,其实验装置如图所示。abcd是一个边长为L的正方形盒子,在a处和cd边的中点e处各有一个小孔,e外有一能显示粒子从e孔射出的荧光屏M。盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B。粒子源不断地发射相同的带电粒子,粒子的初速度可忽略,先让粒子经过电压为U的电场加速,然后粒子立即由a孔射入盒内,粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出。不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力。问:你认为该同学的设计方案可行吗?若可行,求出带电粒子的比荷;若不可行,说明你的理由。
15.(10分)如图所示,足够长的光滑金属框竖直放置,框宽l=0。5 m,框的电阻不计,匀强磁场磁感应强度B=1 T,方向与框面垂直,金属棒MN的质量为100 g,电阻为1 Ω.现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落,从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2
C,求此过程中回路产生的电能.(空气阻力不计,g=10 m/s2)�
16.(14分)在如图所示的空间区域里,y轴左方有一匀强电场,场强方向跟y轴正方向成60°,大小为;y轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0。20T.有一质子以速度v=2。0×m/s,由x轴上的A点(10cm,0)沿与x轴正方向成30°斜向上射入磁场,在磁场中运动一段时间后射入电场,后又回到磁场,经磁场作用后又射入电场.已知质子质量近似为m=1。6×kg,电荷q=1。6×C,质子重力不计.求:(计算结果保留3位有效数字)
(1)质子在磁场中做圆周运动的半径.
(2)质子从开始运动到第二次到达y轴所经历的时间.
(3)质子第三次到达y轴的位置坐标.
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
ABD
D
B
D
B
A
A
AB
BD
B
11.(6分)(1)和(2)的答案如图所示;(3)0。14—0。18W均可得分。(每问2分)
R2
E2
12.(10分)(1)E2 , R2 , 电路图如右上图
(2)5850 , 6000 (每空2分)
13.(10分)解:(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2,根据理想变压器的输入功率等于输出功率,有I1U1=I2U2
(3分)
当I2=12 mA时,I1即为熔断电流。代入数据,得I1=0。98 A。 (2分)
(2)设副线圈中电流为I2′=10 mA时,变压器的输入功率为P1,根据理想变压器的输入功率等于输出功率,有P1=I2′U2 (3分)
代入数据得,P1=180 W。
(2分)
14.(10分)解:可行。
设粒子经电场加速后离开电场时速度为v,根据动能定理:qU=(3分)
粒子进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如图,设圆周半径为R ,由几何关系可得
(L-R)2+(L/2)2=R2 (3分)
qvB=(2分)
联立求解,得(2分)
15.(10分)解:金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动,加速度减小到零时速度达到最大,根据平衡条件得�
mg= ①�(3分)
在下落过程中,金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E,由能量守恒定律得�
mgh=+E ②(3分)�
通过导体某一横截面的电量为�
q= ③�(2分)
由①②③解得�
E=mgh-=(2分)
16.(14分)(1)质子在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,
得质子做匀速圆周运动的半径为;(3分)
(2)由于质子的初速度方向与x轴正方向夹角为30°,且 半径恰好等于OA,因此,质子将在磁场中做半个圆周到达y轴上的C点,如答图所示.
根据圆周运动的规律,质子做圆周运动周期为,(2分)
质子从出发运动到第一次到达y轴的时间为, (1分)
质子进入电场时的速度方向与电场的方向相同,在电场中先做匀减速直线运动,速度减为零后反向做匀加速直线运动,设质子在电场中运动的时间,根据牛顿第二定律,
, (2分)
得.(1分)
因此,质子从开始运动到第二次到达y轴的时间t为. (1分)
(3)质子再次进入磁场时,速度的方向与电场的方向相同,在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,到达y轴的D点.
根据几何关系,可以得出C点到D点的距离为; (2分)
则质子第二次到达y轴的位置为 . (1分)
即质子第三次到达y轴的坐标为(0,34。6cm). (1分)
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