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文档简介
2021-2022学年浙江省嘉兴市海盐实验中学高二物理上学期期末试卷含解析一、选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1.下列叙述中符合物理学史实的是(
)A.伽利略通过理想斜面实验,得出力不是维持物体运动原因的结论B.贝克勒耳通过对天然放射性的研究,发现原子核是由质子和中子组成的C.卢瑟福预言了中子的存在,查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子D.牛顿通过实验测出了万有引力恒量,验证了万有引力定律参考答案:AC2.(单选)如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>O)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)参考答案:B3.由电场强度的定义式E=F/q
可知,在电场中的同一点
A.电场强度E跟F成正比,跟q成反比
B.无论检验电荷所带的电量如何变化,F/q始终不变
C.电荷在电场中某点所受的电场力大,该点的电场强度强
D.一个不带电的小球在P点受到的电场力为零,则P点的场强一定为零参考答案:B4.(单选)如图所示,为某一点电荷形成电场中的一条电场线,a、b为线上的两点,则下列判断正确的是(
A.a点场强一定比b点场强大B.a点场强一定比b点场强小C.同一电荷在a、b两处所受电场力的大小可能相同D.同一电荷在a、b两处所受电场力的方向一定相同参考答案:D5.穿过一个电阻为2Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2Wb,则()A.线圈中的感应电动势一定是每秒减少2V
B.线圈中的感应电动势一定是2VC.线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD.线圈中的感应电流一定是2A参考答案:B二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.(2分)电流的方向:规定
为电流的方向。在金属导体中,电流的方向与
相反。参考答案:正电荷定向移动的方向;自由电子定向移动方向7.如图所示,弹簧振子在振动过程中,振子从a到b历时0.2s,振子经a、b两点时速度相同;若它从b再回到a的最短时间为0.4s,则该振子的振动频率为_______Hz.参考答案:1.25解:由题,振子从a到b历时0.2s,振子经a、b两点时速度相同,则a、b两点关于平衡位置对称.振子从b再回到a的最短时间为0.4s,则振子b→最大→b的时间是0.2s,根据对称性分析得知,振子从a→b→正最大→负最大→a的总时间为0.8s,即振子振动的周期为T=0.8s,频率为
故答案为:1.258.学习库仑定律后,某物理兴趣小组根据该定律探究相同金属小球的电荷量分配关系.取三个完全相同的不带电金属球A、B、C,首先使A球带上一定电荷,A、B接触后放到相距r的地方,测得两球间的库仑力为FAB。B、C接触后也放到相距r的地方,测得两球间的库仑力为FBC,如果金属球间的电荷量平分,FAB、FBC的比值等于
参考答案:4∶19.(8分)在水平面上,水平放置一根20cm长的铜棒,将其两端用软导线与电源连结,当铜棒中通有2A的电流时,且空间存在竖直方向上的磁感应强度大小为的匀强磁场,铜棒处于静止状态,如图所示,则铜棒受到的摩擦力大小为___________,方向是______________。
参考答案:0.16N,水平向左10.一理想变压器,当原线圈接入400v交变电压时,副线圈上“200v,40w”的灯泡恰好正常发光,则原、副线圈的匝数比为
;流过原线圈的电流为
A
参考答案:2:1
0.1
11.由自由落体运动验证机械能守恒定律,若实验中所用重物的质量m=1㎏,交流电源频率为50Hz,打出的纸带如图所示,O点为纸带上打下的第一点,O、A、B、C、D为相邻的几点.测得OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm,查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则打点计时器的打点时间间隔为
s,重物在B点时的速度vB=
m/s.从O到运动至B点的过程中,重物的重力势能减少量是
J.(后两空均保留两位有效数字)参考答案:0.02,0.59,0.18.【考点】验证机械能守恒定律.【分析】根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,从而得出B点的动能,根据下降的高度求出重力势能的减小量,从而即可求解.【解答】解:交流电源频率为50Hz,则打点计时器的打点时间间隔为T=0.02s,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则B点的瞬时速度vB==m/s=0.59m/s,那么重力势能的减小量△Ep=mgh=1×9.8×1.79×10﹣2J≈0.18J.故答案为:0.02,0.59,0.18.12.做简谐运动的单摆,当摆球做加速运动时,是______能不断转化为__________能,在做减速运动时,是__________能不断转化为__________能。参考答案:重力势能,动能,动能,重力势能13.甲、乙两个滑冰者,质量分别为48kg和50kg,甲手里拿着质量为2kg的球,两人均以2m/s的速度在冰面上相向滑行,冰面光滑,甲接球传给乙,乙接球传给甲,这样抛球若干次后,乙速度为0,则甲的速度为
参考答案:0
三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.关于电磁场的理论,下列说法正确的是(
)A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场参考答案:B15.如图所示,有两个质量均为m、带电量均为q的小球,用绝缘细绳悬挂在同一点O处,保持静止后悬线与竖直方向的夹角为θ=30°,重力加速度为g,静电力常量为k.求:(1)带电小球A在B处产生的电场强度大小;(2)细绳的长度L.参考答案:(1)(2)(1)对B球,由平衡条件有:mgtan
θ=qE带电小球在B处产生的电场强度大小:
(2)由库仑定律有:
其中:r=2Lsin
θ=L
解得:【点睛】本题关键是对物体受力分析,然后结合共点力平衡条件、库仑定律和电场强度的定义列式求解.四、计算题:本题共3小题,共计47分16.平板小车静止在光滑的水平面上,其质量为M,一质量为m的小物块以水平初速v0沿小车表面向右滑去,如图所示。由于小物块与平板小车表面间存在着摩擦,使小物块最终相对于平板小车静止。
求:(1)最终平板小车的速度是多大?(2)小物块的动量减小了多少?
参考答案:(1)mv0/(M+m)(2)v0-mv0/(M+m)17.(17分)2007年3月1日,国家重大科学工程项目“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”在合肥顺利通过了国家发改委组织的国家竣工验收。作为核聚变研究的实验设备,EAST可为未来的聚变反应堆进行较深入的工程和物理方面的探索,其目的是建成一个核聚变反应堆,届时从1升海水中提取氢的同位素氘,在这里和氚发生完全的核聚变反应,释放可利用能量相当于燃烧300公升汽油所获得的能量,这就相当于人类为自己制造了一个小太阳,可以得到无穷尽的清洁能源。作为核聚变研究的实验设备,要持续发生热核反应,必须把温度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在一定的空间内,约束的办法有多种,其中技术上相对较成熟的是用磁场约束核材料。如图所示为EAST部分装置的简化模型:垂直纸面的有环形边界的匀强磁场b区域,围着磁感应强度为零的圆形a区域,a区域内的离子向各个方向运动,离子的速度只要不超过某值,就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸,从而被约束。设离子质量为m,电荷量为q,环形磁场的内半径为R1,
外半径R2=(1+)R1。(1)将下列核反应方程补充完整,指出哪个属于核聚变方程。并求出聚变过程中释放的核能E0。已知H的质量为m2,H的质量为m3,α粒子的质量为mα,的质量为mn,质子质量为mP,电子质量为me,光速为c。A.(
)
B.(
)C.(
)
D.(
)(2)若要使从a区域沿任何方向,速率为v的离子射入磁场时都不能越出磁场的外边界,则b区域磁场的磁感应强度B至少为多大?(3)若b区域内磁场的磁感应强度为B,离子从a区域中心O点沿半径OM方向以某一速度射入b区,恰好不越出磁场的外边界。请画出在该情况下离子在a、b区域内运动一个周期的轨迹,并求出周期T。
参考答案:解析:(1)A属于聚变方程(1分)
,2,,(全对得1分)E=[m2+m3-(mα+mn)]c2
(1分)(2)如图1所示,当离子的速度沿与内边界圆相切的方向射入磁场,且轨道与磁场外圆相切时所需磁场的磁感应强度B1,即为要求的值。设轨迹圆的半径为r1,则r1=(1分)由:qvB1=m(1分)解之得:B1=(2分)(3)如图2所示(2分)。要使沿OM方向运动的离子不能穿越磁场,则其在环形磁场内的运动轨迹圆中最大值与磁场外边界圆相切。设这时轨迹圆的半径为r2,速度为v2,则:r22+R12=(R2一r2)2(1分)
解之得:r2=R1(1分)由qv2B=m解之得:v2=
(1分)离子在b区域中做匀速圆周运动的周期T1=
(1分)离子在b区域中一次运动的时间t1=
(1分)离子在a区域中由O到M点的运动时间t2=
(1分)离子在a、b区域内运动的周期T=4t1+8t2=(2分)18.足够长的倾角θ=53°的斜面固定在水平地面上,一物体以v0=6.4m/s的初速度,从斜面底端向上滑行,该物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.8,如图所示.(sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g=10m/s2)求:(结果保留2位有效数字)⑴物体从开始到再次返回斜面底端所需的时间;⑵物体返回斜面底端时的速度;⑶若仅将斜面倾角θ变为37°,其他条件不变,则物体在开始第1s内的位移大小.参考答案:解:⑴由牛顿第二定律上滑过程中:
(1分)
上滑最大距离:
上滑时间:
下滑过程中:
)
得
又根据
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