区级联考天津市河西区学年高二上学期期末考试物理试题含答案解析.docx
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区级联考天津市河西区学年高二上学期期末考试物理试题含答案解析
【区级联考】天津市河西区【最新】高二上学期期末考试物理试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.图中属于交变电流的是
A.
B.
C.
D.
2.下列说法正确的是( )
A.“科学总是从正确走向错误”表达的并不是一种悲观失望的情绪
B.提出“日心说”人是托勒密
C.开普勒通过天文观测,发现了行星运动的三定律
D.托勒密的“日心说”阐述了宇宙以太阳为中心,其它星体围绕太阳旋转
3.距水平地面一定高度处由静止开始下落的雨滴,着地前遇到水平方向吹来的风,则
A.雨滴做平抛运动
B.风速越大,雨滴下落时间越长
C.风速越大,雨滴下落时间越短
D.雨滴着地时间与水平风速无关
4.在水平冰面上,狗拉着雪橇做匀速圆周运动,O点为圆心,能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力
的选项是()
A.
B.
C.
D.
5.如图所示,过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道.质量为m的游客随过山车一起运动,当游客以速度v经过圆轨道的最高点时()
A.处于超重状态
B.速度v的大小一定为
C.向心加速度方向竖直向下
D.座位对游客的作用力为
6.如图所示,一小钢球在光滑水平桌面上沿AB直线运动,C处有一小球门,BC垂直于AB.现用同一根细管分别沿甲、乙、丙三个方向对准B处吹气,可将钢球吹进球门的是( )
A.甲方向
B.乙方向
C.丙方向
D.都有可能
7.如图所示,在光滑水平面上,质量为m的小球在细线的拉力作用下,以速度v做半径为r的匀速圆周运动.小球所受向心力的大小为( )
A.m
B.m
C.mυ2r
D.mυr
8.【最新】6月24日,航天员刘旺手动控制“神舟九号”飞船完成与“天宫一号”的交会对接,形成组合体绕地球做匀速圆周运动,轨道高度为340km.测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天链一号”中继卫星、陆基测控站、测量船,以及北京飞控中心完成.根据以上信息和你对航天相关知识的理解,下列描述正确的是
A.组合体匀速圆周运动的周期一定大于地球的自转周期
B.组合体匀速圆周运动的线速度一定大于第一宇宙速度
C.组合体匀速圆周运动的角速度大于“天链一号”中继卫星的角速度
D.“神舟九号”从低轨道必须加速才能与“天宫一号”交会对接
9.a、b、c三个
粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场,由此可以肯定()
①在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上
②b和c同时飞离电场
③进入电场时,c的速度最大,a的速度最小
④动能的增量相比,c的最小,a和b的一样大
A.①B.①②C.③④D.①③④
10.我国将于【最新】建成完整的“北斗二号”导航系统,该系统由5颗地球同步卫星和30颗其他卫星组成.则地球同步卫星( )
A.绕地球运行的轨道为椭圆B.运行周期与地球自转周期相同
C.可静止在涟水上空D.运行方向与地球自转方向相反
11.【最新】8月16日,我国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”被送入500km高的运行轨道上,现已投入使用.“墨子号”卫星在轨道上的运行速度( )
A.等于11.2km/sB.等于7.9km/s
C.小于7.9km/sD.大于7.9km/s
12.回旋加速器是加速带电粒子的装置
其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )
A.减小磁场的磁感应强度
B.增大匀强电场间的加速电压
C.增大D形金属盒的半径
D.减小狭缝间的距离
13.质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器,它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动,然后利用相关规律计算出带电粒子的质量。
其工作原理如图所示,虚线为某粒子的运动轨迹,由图可知()
A.此粒子带负电
B.下极板
比上极板
电势高
C.若只增大加速电压
,则半径
变大
D.若只增大入射粒子的质量,则半径
变小
14.关于电磁感应,下列说法中正确的是
A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大
B.穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零
C.穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大
D.通过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
15.如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,一矩形线框abed与通电导线共面放置,且ad边与通电导线平行.下列情况中不能产生感应电流的是
A.导线中电流变大
B.线框向右平动
C.线框以直导线为轴转动
D.线框以ad边为轴转动
16.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流电动势如图所示,下面说法正确的是
A.交流电动势的有效值为20V
B.交流电动势的有效值为10
V
C.t=0.01s线圈处于中性面
D.交流电动势的频率为50Hz
17.如图所示,当把理想变压器副线圈回路中的开关S闭合时,则
A.交流电压表示数将变大
B.交流电压表示数将变小
C.交流电流表示数将变小
D.交流电流表示数将变大
18.如图所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球.开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向.(电源的内阻不能忽略)下列判断正确的是()
A.小球带负电
B.当滑动头从a向b滑动时,细线的偏角θ变大
C.当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从上向下
D.当滑动头从a向b滑动时,电源的总功率一定变小.
二、多选题
19.关于平抛运动,下列说法中正确的是( )
A.平抛运动的轨迹是曲线,所以平抛运动是变速运动
B.平抛运动是一种匀变速曲线运动
C.平抛运动的水平射程x由初速度
决定,与下落的高度h无关
D.平抛运动的落地时间t由初速度
决定,
越大,t越大
20.图中a、b为真空中竖直向上的电场线上的两点,一带电质点在a点由静止释放,沿电场线向上运动,到b点恰好速度为零.下列说法中正确的是()
A.带电质点在a、b两点所受电场力都是竖直向上
B.a点的电势比b点的电势高
C.a点的电场强度比b点的电场强度大
D.带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小
三、解答题
21.如图,水平放置金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为lm,磁场的磁感强度大小为1T,方向与导轨平面夹角为α=37°,金属棒αb的质量为0.02kg,放在导轨上且与导轨垂直,且与导轨的动摩擦因数为0.4,电源电动势为1.5V,内阻为0.5Ω,定值电阻R为1Ω,其余部分电阻不计.则当电键K闭合的瞬间,求:
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)电流多大?
(2)棒αb的加速度为多大?
22.如图所示,光滑管道AB部分平直,BC部分为竖直半圆环,圆环半径为
现有一个质量为m半径为
的小球,以水平速度
从管口A端射入管道
小球通过最高点C点时,小球对轨道的压力大小为
,求小球落回水平管道AB上距离B点多远?
23.如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计.求0至t1时间内
(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;
(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.
24.(10分)从粒子源射出的带电粒子的质量为m、电荷量为q,它以速度v0经过电势差为U的带窄缝的平行板电极S1和S2间的电场,并从O点沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平行板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角θ=60°,如图8-2-20所示,整个装置处于真空中.
(1)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(2)求粒子在磁场中运动所用的时间t.
参考答案
1.C
【解析】
【分析】
电流的方向在周期性变化的电流为交变电流;交变电流的大小不一定变化,方向一定在不断地变化。
【详解】
电流的方向在周期性变化的电流为交变电流;交变电流的方向在不断地变化,ABD选项中电流方向不变,是直流电;C选项电流大小不变,方向变化,是交变电流。
故选C。
2.A
【详解】
“科学总是从正确走向错误”,表明科学发展的曲折性,并不是表达一种悲观失望的情绪,A正确;提出“日心说”人是哥白尼,B、D错误;开普勒通过对第谷的观测数据的研究,发现了行星运动的三定律,C错误.
故选A
3.D
【解析】
【详解】
A项:
由平抛运动定义可知:
物体以一定的初速度沿水平方向抛出,如果物体仅受重力作用,这样的运动叫做平抛运动,而题意中水平无初速度,且不是仅受重力作用,故A错误;
B、C、D项:
不管风速多大,下落时间只跟高度有关,故B、C错误,D正确。
4.C
【详解】
雪橇做匀速圆周运动,合力指向圆心,提供向心力;滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反,故沿切线向后;拉力与摩擦力的合力指向圆心,故拉力指向斜右上方;故C正确,ABD错误。
故选C。
5.C
【解析】
游客做圆周运动,在最高点,受重力和轨道的压力,合外力提供向心力,合外力向下,加速度竖直向下,游客处于失重状态,故A错误,C正确;在最高点,根据向心力公式得:
mg+N=m
;只有当N=0时,v=
,故B错误;在最高点,根据向心力公式得:
mg+N=m
;解得:
N=m
-mg,故D错误.故选C.
点睛:
本题主要考查了向心力公式的直接应用,要求同学们能正确对物体进行受力分析,知道当加速度方向向上时,处于超重状态,当加速度方向向下时,处于失重状态,难度不大,属于基础题.
6.C
【详解】
小球若进入球门,则吹气后小球的速度方向沿BC方向,画出小球的初速度、末速度的方向,由平行四边形定则画出小球速度变化的方向如图,则:
由图可知钢球的速度变化
的方向沿丙的方向,加速度方向沿丙的方向,所以沿丙的方向吹气,故C正确,ABD错误.
7.A
【解析】
【详解】
根据牛顿第二定律得,小球的向心力由细线的拉力提供,则有:
,故A正确,B、C、D错误;
故选A.
【点睛】
小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动,由细线的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律求解.
8.C
【解析】
试题分析:
设飞船的质量为m,轨道为r,地球的质量为M.根据牛顿第二定律得:
则得,,由于同步卫星的轨道高度约3.6×104km,远大于组合体的高度,则根据上式可知,组合体匀速圆周运动的周期一定小于同步卫星的周期,即小于地球自转的周期,故A错误.第一宇宙速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度,等于近地卫星的速度,由上式知,组合体匀速圆周运动的线速度一定小于第一宇宙速度,故B错误.由上式知,组合体的轨道半径较小,角速度较大,故C正确.“神州九号”通过加速做离心运动,可以到“天宫一号”的轨道上去,从而实现和“天宫一号”对接,故D正确
考点:
考查了万有引力定律的应用
9.D
【详解】
①②三个α粒子进入电场后加速度相同,由图看出,竖直方向a、b偏转距离相等,大于c的偏转距离,由
得知,a、b运动时间相等,大于c的运动时间,即
ta=tb>tc
故在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上,而c先飞出电场。
故①正确,②错误.
③三个α粒子水平方向上做匀速直线运动,则有x=v0t.由图看出,b、c水平位移相同,大于a的水平位移,即
xb=xc>xa
而
ta=tb>tc
可见,初速度关系为:
vc>vb>va,
故③正确.
④由动能定理得:
△Ek=qEy
由图看出,a和b的偏转距离相等,大于c的偏转距离,故ab动能增量相等,大于c的动能增量,故④正确.故选D.
10.B
【详解】
A、地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道,故A错误;
B、地球同步卫星运行周期与地球自转一周的时间相等,即24小时时,故B正确;
C、地球同步卫星静止在赤道上空某处,南通不在赤道上,所以不可静止在南极上空,故C错误;
D、地球同步卫星的运行方向与地球自转方向相同,故D错误.
【点睛】
地球同步卫星即地球同步轨道卫星,又称对地静止卫星,是运行在地球同步轨道上的人造卫星,卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等.
11.C
【解析】
万有引力提供向心力可知:
,所以
,半径越大,速度越小,即“高轨低速”,
是第一宇宙速度,即近地轨道的环绕速度,
轨道比近地轨道高,速度小于
,故C正确。
点睛:
“墨子号”是地球的卫星,运行速度一定小于第二宇宙速度,即小于
,卫星
高的运行轨道上,根据“高轨低速大周期”速度可知小于
。
12.C
【详解】
粒子在回旋加速器中的最大半径为D形盒的半径,由
,故最大动能为
A.由以上推导可知,增大磁感应强度可以增大最大动能,故A错误;
B.增加加速电压对最大动能无影响,故B错误;
C.增大D形盒半径
可以增大最大动能,故C正确;
D.减小狭缝间距离对最大动能无影响,D错误;
故选C。
13.C
【详解】
A.由左手定则可知,粒子带正电,故A错误;
B.粒子经过电场要加速,因正电粒子,所以下极板S2比上极板S1电势低,故B错误;
C.根据动能定理得
由
得
若只增大加速电压
,则半径
变大,若只增大入射粒子的质量,则半径
变大,故C正确,D错误。
故选C。
14.D
【详解】
A.由公式
可知,穿过线圈的磁通量越大,线圈的磁通量变化率不一定大,感应电动势不一定越大,故A错误;
B.由公式
可知,穿过线圈的磁通量为零,若线圈的磁通量变化率不为零,则感应电动势就不为零,故B错误;
C.由公式
可知,穿过线圈的磁通量变化越大,线圈的磁通量变化率不一定大,感应电动势不一定越大,故C错误;
D.穿过线圈的磁通量变化越快,磁通量的变化率越大,由法拉第电磁感应定律得知,感应电动势越大,故D正确。
15.C
【解析】
【分析】
根据感应电流的条件:
当闭合回路中磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电流.根据直导线磁场的分布规律,判断几种情况下,穿过线圈的磁通量是否变化即可。
【详解】
A.线框不动,增大导线中的电流,则周围的磁感应强度增强,则线框中磁通量增大,可以产生感应电流。
故A错误;
B.线框向右运动时,线框中的磁感应线强减小,故磁通量减小,可以产生感应电流,故B错误;
C.线框以直导线为轴转动,线框中的磁通量不变,不会产生感应电流,故C正确;
D.线框以导线ad为轴转动,线框中的磁通量变化,会产生感应电流,故D错误。
故选:
C
16.B
【解析】
【分析】
由图可读出电动势的最大值,计算有效值。
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦交变电流.磁通量为零,感应电动势最大;磁通量最大时,感应电动势为零,线圈恰好通过中性面。
由图可读出周期,计算频率。
【详解】
AB、由图象可得Em=20v,有效值为:
E=
V=10
V,故A错误,B正确;
C.t=0.01s时电动势最大,磁通量为零,线圈平面与中性面垂直,故C错误;
D.由图象可得交流电的周期为T=0.04S,所以频率为:
f=1/T=1/0.04Hz=25Hz,故D错误;
故选:
B.
17.D
【解析】
【分析】
闭合开关相当于负载增加,输出功率和输入功率都变大,根据原副线圈中电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,判断电压表示数的变化和电流表示数的变化。
【详解】
将电键S闭合,负载总电阻变小,根据原副线圈中电压比等于匝数比,由匝数和输入端电压不变可知输出端电压不变,交流电压表示数将不变,所以输出端电流变大,原副线圈中电流与匝数成反比,所以输出端电流变大时输入端I也增大,故ABC错误,D正确。
故选:
D.
18.C
【详解】
A.由图,A板带正电,B带负电,电容器内电场方向水平向右.细线向右偏,电场力向右,则小球带正电,故A错误;
B.滑动头向右移动时,R变小,外电路总电阻变小,总电流变大,路端电压
变小,电容器电压变小,细线偏角变小,故B错误;
C.滑动头向右移动时,电容器电压变小,电容器放电,因A板带正电,则流过电流表的电流方向向下,故C正确;
D.在滑片由a向b滑动时,滑动变阻器接入电阻减小;总电阻减小,总电流增大,则
可知,总功率增大,故D错误。
故选C。
19.AB
【分析】
平抛运动是具有水平方向的初速度只在重力作用下的运动,是一个匀变速曲线运动.解决平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动.
【详解】
A、B项:
平抛运动只受重力作用,加速度为重力加速度,不发生变化,是匀变速运动,运动轨迹是曲线,所以平抛运动一定是变速运动,故AB正确;
C项:
由平抛可得:
,
解得:
,即:
平抛运动的水平射程由物体下落的高度和初速度共同决定,故C错误;
D项:
由C知,平抛运动落地时间由h决定,与初速度无关,故D错误.
【点睛】
本题考查对平抛运动规律的掌握和理解,知道平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,结合运动规律分析水平射程和落地时间.
20.ABC
【解析】
【详解】
质点的速度从零到零,所以先加速后减小,过程中重力的大小和方向恒定不变,所以刚开始电场力大于重力,后来电场力小于重力,即电场强度在减小,即a点的电场强度大于b点的电场强度,同一条电场线电场方向不变,故电场力竖直向上,沿电场方向电势降低,故a点的电势比b点的高,ABC正确;过程中电场力做正功,电势能减小,a的电势能大于b点的电势能,D错误.
21.
(1)1A
(2)
【解析】
【详解】
(1)根据闭合电路的欧姆定律可得I=
A=1A
(2)对导体棒受力分析可知FN=mg+BILcosα
由牛顿第二定律可的BILsinα−μFN=ma
联立解得a=10m/s2
答:
(1)电流为1A;
(2)棒ab的加速度为10m/s2
【点睛】
(1)有闭合电路的欧姆定律求的电流;
(2)对导体棒受力分析根据牛顿第二定律求的加速度
22.
或者
【分析】
小球对轨道的压力大小为
,方向可能向上也可能向下,根据牛顿第二定律列方程求出最高点的速度,然后根据平抛运动规律求出落回AB上的距离.
【详解】
小球与內轨挤压时,在最高点,对小球受力分析有
平抛
x=v0t
解得
小球与外轨挤压时,在最高点,对小球受力分析有
平抛
x=v0t
解得
.
【点睛】
本题是平抛运动与向心力知识的结合,考查综合应用物理规律的能力.对于小球在管子里的运动情形与轻杆模型类似.
23.见解析
【分析】
本题考查法拉第电磁感应定律、焦耳定律、楞次定律.
【详解】
(1)由法拉第电磁感应定律知0至t1时间内的电动势为;
由闭合电路欧姆定律知通过R1的电流为:
由楞次定律可判断通过R1的电流方向为:
从b到a.
(2)通过R1的电荷量为:
电阻R1上产生的热量为:
24.
(1)
(2)
【解析】
试题分析:
(1)粒子进入平行板中的匀强电场,则电场力对其加速,利用动能定理则:
所以出电场的末速度为
根据洛伦兹力提供向心力有
,即
,带入则
(2)
根据粒子在磁场中的运动轨迹可知,在磁场中轨迹的圆心角为60°。
即
考点:
带电粒子在电场中的加速、带电粒子在磁场中的偏转
点评:
此类题型属于比较常规型的带电粒子在电场或者磁场中的运动问题。
根据动能定理可以求出在电场中加速后的末速度。
通过左手定则定圆心,画轨迹,从而根据几何知识判断出半径。
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- 级联 天津市 河西区 学年 高二上 学期 期末考试 物理试题 答案 解析