2020北京人大附中高二(上)期末物理
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2020北京首都师大附中高二(上)期末物理(选考)第I卷(共36分)一、单项选择题(本大题共12小题,每小题3分,共36分。
)1. 电磁学中电荷量、电动势、电容、磁通量这四个物理概念的国际制单位是()A. 库伦,特斯拉,法拉,伏特B. 库伦,伏特,法拉,韦伯C. 库伦,伏特,法拉,特斯拉D. 安培,焦耳,伏特,韦伯2. 下列关于电场线和磁感线的论述中,不正确...的是()A. 电场线和磁感线都是一些假想曲线,客观上并不存在。
B. 静电场电场线是不闭合的曲线,而磁感线是闭合的曲线C. 沿电场线的方向电势降低,沿磁感线的方向磁场减弱D. 磁感线和电场线都可以用来描述场的强弱和方向3. 面积是S的矩形导线框,放在一磁感应强度为B且范围足够大的匀强磁场中,线框平面与磁场方向成30°,则穿过导线框所围面积的磁通量为()A. BS B. √32BS C. 12BS D. BS4. 两根长直通电导线互相平行,电流方向相同,它们的截面处于等边△ABC的A和B处,如图1所示。
两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都是B0,则C处磁场的总磁感应强度大小是()A. 0B. B0C. √3B0D. 2B05. 如图2,一束沿某坐标轴运动的电子,在z轴P点处产生的磁感应强度B的方向沿x轴负方向。
则电子束运动的方向是()A. 沿x轴正方向B. 沿x轴负方向C. 沿y轴正方向D. 沿y轴负方向6. 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关连接成如图3所示的电路。
在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转。
由此可以推断()A. 线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转B. 线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转C. 滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央D. 因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向7. 如图4所示,在水平面上有一光滑的U形金属框架,框架上跨接一金属杆ab,在框架的区域内有一竖直方向的匀强磁场(图中未画出)。
2020-2022北京高二(上)期末物理汇编交变电流的描述一、单选题 1.(2022·北京西城·高二期末)某旋转电枢式交流发电机,当转子的旋转角速度为ω时,其产生的电动势随时间变化的关系式为m sin e E t ω=。
那么当转子的旋转角速度减为12ω时,其产生的电动势随时间变化的关系式为( ) A .m 1sin 22e E t ω'=B .m sin 2e E t ω'=C .m 2sin2e E t ω'=D .m 1sin 2e E t ω'=2.(2022·北京师大附中高二期末)家庭电路中电压的瞬时值表达式为220sin314(V)=U t ,则交流电压的有效值是( ) A .220VB .1102VC .110VD .2V3.(2021·北京市第十二中学高二期末)两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。
两电热器的电功率之比为( )A .12B .5∶4C .3∶4D .3∶24.(2021·北京·高二期末)如图甲所示为一台小型发电机的示意图,单匝线圈逆时针转动。
若从中性面开始计时,产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。
已知发电机线圈内阻不计,外接灯泡的电阻为R =2Ω,理想电压表与灯泡并联。
则下列判断正确的是( )A .t =0.01s 时,线圈位置与中性面垂直B .t =0.005s 时,理想电压表读数为2C .灯泡的电功率为18WD .0~0.005s 内,通过灯泡的电荷量为0.015C5.(2021·北京·杨镇第一中学高二期末)如图所示为交流发电机的示意图,从线圈通过如图所示的位置开始计时.如果发电机产生的交变电流的频率为50Hz,电动势的最大值为400V,则发电机产生的电动势瞬时值表达式为A.e = 400sin50t(V)B.e = 400cos50t(V)C.e = 400sin100πt(V)D.e = 400cos100πt(V)6.(2020·北京·中央民族大学附属中学高二期末)如图所示,把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后并联在电路中。
2020-2022北京高二(上)期末物理汇编涡流、电磁阻尼和电磁驱动一、单选题1.(2022·北京·人大附中高二期末)如图所示,电磁炉是利用感应电流(涡流)的加热原理工作的。
下列关于电磁炉的说法,正确的是( )A .电磁炉可用陶瓷器皿作为锅具对食品加热B .电磁炉面板采用陶瓷材料,发热部分为铁锅底部C .电磁炉面板采用金属材料,通过面板涡流发热传导到锅里,再加热锅内食品D .电磁炉的锅具一般不用铜锅,是因为铜锅中不能形成涡流2.(2021·北京市第十二中学高二期末)关于涡流,下列说法中错误是( )A .真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B .家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C .阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D .变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流3.(2021·北京市第十二中学高二期末)如图所示,竖直平面内有一金属圆环,半径为a ,总电阻为4R (指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,环的最高点A 用铰链连接长度为2a 、电阻为2R 的导体棒AB ,AB 由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B 点的线速度为v ,则这时AB 两端的电压大小为( )A.23BavB.6BavC.3BavD.Bav4.(2020·北京·人大附中高二期末)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“阿拉果圆盘实验”,实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示,实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后,下列说法正确的是()A.因为穿过圆盘的磁通量不变,圆盘上没有感应电流B.穿过整个圆盘的磁通量发生了变化从而产生沿圆盘边缘的环形电流C.圆盘内局部面积的磁通量变化产生感应电流,从而产生磁场导致磁针转动D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成了环形电流,此电流产生的磁场导致磁针转动5.(2021·北京·杨镇第一中学高二期末)如图所示,将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间,铝框可以绕竖直轴线'OO自由转动.转动磁铁,会发现静止的铝框也会发生转动.下列说法正确的是()A.铝框与磁极转动方向相反B.铝框始终与磁极转动的一样快C.铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的D.铝框是因为受到安培力而转动的6.(2020·北京·高二期末)如图所示,光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管,其粗细,长短均相同,其中管甲无缝,管乙有一条平行于轴线的细缝,两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b,同时从两管上端由静止释放,穿过铝管后落到地面(忽略空气阻力)。
2020-2021学年北京市人大附中高二(上)期末物理试卷1.(单选题,4分)下列物理量与其单位的对应关系,不正确的一组是()A.磁感应强度单位——特斯拉B.磁通量单位——韦伯C.磁通量变化率单位——伏特D.自感系数单位——安培每秒2.(单选题,4分)如图所示,甲乙丙三套装置完全一样,都放置在磁感应强度大小相等的匀强磁场中。
导电导轨、导体棒都在同一平面内,相互垂直,电源有一定内阻。
甲乙两套装置的平面水平,丙轨道平面与水平面夹角θ;磁场甲图竖直向上、乙图与水平面夹θ角、丙与导轨平面垂直。
但三个导体棒都静止,则()A.甲图中导体棒对导轨压力最大B.乙图中导体棒对导轨压力最大C.乙图中轨道对棒的摩擦力最大D.丙图中轨道对棒的摩擦力一定沿轨道向下3.(单选题,4分)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。
设线圈总电阻为2Ω,则()A.t=0时,线圈平面平行于中性面B.t=1s时,线圈中的电流改变方向C.t=1.5s时,线圈中的感应电动势最大D.一个周期内,线圈产生的热量为8π2J4.(单选题,4分)如图所示为某交变电流随时间变化的图象。
则此交变电流的有效值为()A. √102B. √52C. 3√24D. 325.(单选题,4分)如图所示,在铁芯P上绕着上下两个线圈a和b,匝数分别为n1=800和n2=200,上线圈a两端与u=100 √2 sin314tV的交流电源相连,将下线圈b两端接交流电压表,考虑到漏磁,则()A.若上线圈输入正弦交变电流,下线圈可输出恒定电流B.若上线圈输入恒定电流,穿过下线圈的磁通量为零C.电压表读数不可能为25VD.电压表读数可能为25 √2 V6.(单选题,4分)某一个带有速度选择器的质谱仪原理如图所示,A为粒子加速器,加速电压为U1;B为速度选择器,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B1;B的两板间距离为d,电场方向向左或向右未知;C为偏转分离器,磁感应强度为B2。
人大附中翠微学校2022-2023学年度高二上学期期末练习物理(选考)2023年01月04日说明:本练习共分为两部分,共四道大题,22道小题,共8页,满分100分,考试时间90分钟,请在答题纸上作答,试卷作答无效。
第I卷(共48分)一、单项选择题(本题共10小题,每题3分,共计30分。
在每小题的选项中有且只有一个符合题意。
)1.在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是()A.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷。
密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现原子核由质子和中子组成C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋(Po)和镭(Ra)两种新元素,之后他们的女儿和女婿用实验发现了中子的存在D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核内部存在质子2.对于一个只有两个分子组成的系统,其分子势能Ep与两分子间距离r的变化关系如图所示。
仅考虑两个分子之间的作用,下列说法正确的是()A.当r=r1时,分子间的作用力为零B.当r=r1时,分子间的作用力表现为引力C.从r=r1到r=r2的过程中,分子间的作用力逐渐减小D.从r=r1到r=r2的过程中,分子系统的势能逐渐增大3.1827年,植物学家布朗首先在显微镜下研究了悬浮在液体中的小颗粒的运动。
图2所示为现代用显微镜观察水中炭颗粒的运动得到的观测记录,该图记录的是()A.某个分子无规则运动的情况B.某个炭颗粒做布朗运动的轨迹C.某个炭颗粒做布朗运动的速度-时间图线D.按相等时间间隔依次记录的某个运动炭颗粒位置的连线4.关于图1中四个示意图所表示的实验,下列说法中正确的是()A.图①实验使人类第一次发现原子内部还有结构B.图②实验说明光是横波C.图③实验中,从锌板射出的是光子,它来自于原子核的内部D.图④实验中所示的三种射线是从原子核内部释放的,说明原子核有复杂的结构图15.关于下列核反应方程的说法中正确的是()A .He C H N 4212611157+→+是α衰变方程B .He Th U 422349023892+→是核裂变方程C .1141022H 2He n +→一定是释放核能的核反应方程D .n P Al He 103015271342+→+是发现中子的核反应方程6.如图2所示,静止的氡原子核(22286Rn )在垂直于纸面的匀强磁场中,由于衰变放出某种粒子而生成一个新的原子核,新核和粒子的运动径迹是两个在纸面内的外切圆。
123图 1142018-2019 北北京⾼高⼆二上学期期末模拟练习 1注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B 铅笔填涂,非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
⼀一.选择题(不不定项选择)1.(2007 海海淀期中)如图 2 所示,半径为 ,表⾯面光滑的半圆柱体固定于⽔水平地⾯面,其圆⼼心 在点,位于竖直⾯面内的曲线轨道 的底端⽔水平,与半圆柱相切于圆柱⾯面顶点 。
质量量为的⼩小滑块沿轨道滑⾄至 点时的速度⼤大⼩小为 ,⽅方向⽔水平向右。
滑块在⽔水平地⾯面上的落点为(图中未画出),不不计空⽓气阻⼒力力,则( BC )A. 滑块将沿圆柱体表⾯面始终做圆周运动滑⾄至 点B. 滑块将从点开始作平抛运动到达点C .之间的距离为D .之间的距离为v 02.(16 ⽯石景⼭山期末)如图 11 所示,⼩小铁块从⼀一台阶顶端以初速度 v 0=4m/s ⽔水平抛出。
如果每级台阶的⾼高度和宽度均为 1m ,台阶数量量⾜足够多,重⼒力力加速度 g 取10m/s 2,则⼩小铁块第⼀一次所碰到的台阶的标号是( B ) A. 3 B. 4 C. 5 D. 63(. 2018 ⽯石景⼭山期末)发球机从同⼀一⾼高度向正前⽅方依次⽔水平射出两个初速度不不同的乒乓球(忽略略空⽓气的影响)。
初速度较⼤大的球越过球⽹网,初速度较⼩小的球没有越过球⽹网。
其原因是 ( B)A .初速度较⼤大的球在相同时间间隔内下降的距离较⼤大B .初速度较⼤大的球通过同⼀一⽔水平距离所⽤用的时间较少C .初速度较⼩小的球在下降相同距离时在竖直⽅方向上的速度较⼤大D .初速度较⼩小的球下降相同距离所⽤用的时间较多4.(2018 ⻄西城期末)在⽔水平地⾯面附近某⼀一⾼高度处,将⼀一个⼩小球以初速度 v 0 ⽔水平抛出,⼩小球经时间 t 落地,落地时的速度⼤大⼩小为 v ,落地点与抛出点的⽔水平距离为 x ,不不计空⽓气阻⼒力力。
2020年北京师范大学附属实验中学高二(上)期末考试物理一、本题共14小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题意的。
(每小题3分,共42分)1. 如图甲、乙、丙所示为三种带电体产生的电场线和等差等势面示意图,下列说法正确的是()A.甲图中A点和B点电场强度相同B.乙图中带电体表面上C点和D点电势相等C.丙图中F点电势大于E点电势,电子在F点电势能比较大D.甲图中A、B连线中点电势等于∅A+∅B22.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,设棒单位长度内所含有的电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒的运动而形成的等效电流大小为()A.qvSB. qvC. vqD. qvS3.电动势为E、内阻为r的电源与电阻箱R x、阻值为2r的定值电阻R连接成如图所示的电路,闭合开关S,调节电阻箱R x,下列说法正确的是()A.当R x=r时,电源的输出功率最大,最大值为E24rB.当R x=0时,电源内阻消耗的电功率最大,最大值为E2rC.随电阻箱R x阻值的增大,电源的效率先增大后减小D.当R x=2r时,电阻箱消耗的功率最大,最大值为E28r4.如图,电源内阻不可忽略,当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时,水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态,灯泡L也能正常发光,现将滑片由该位置向a端滑动,则()A.灯泡将变暗,电源效率将减小B.液滴带正电,将向下做加速运动C.电源的路端电压增大,输出功率也增大D.滑片滑动瞬间,带电液滴电势能将减小5.如图是某款能一件自动上水的全自动智能电热壶,当壶内水位过低时能自动加满水,加热之后的水,时间长了冷却,机器又可以自动加热到设定温度。
某同学为了研究其工作原理,经进一步查阅厂家相关技术说明了解到:“一键加水”是由一水泵(电动机)和传感器来实现的,单独对这一部分进行测试时发现,当其两端所加电压U1=10V时,电动机带不动负载,因此不转动,此时通过它的电流I1=2A;当其两端所加电压U2=36V时(通过变压器实现),电动机能带动负载正常运转,这时电流I2=1A,则下列说法正确的是()产品型号:MD-0625A.这种电热壶工作时加热部分的电阻值约为5Ω额定电压:220VB.正常工作时,其输出的机械功率为31W频率:50HzC.正常工作时,其电动机内阻两端电压为32V额定功率:1500WD.使用一天该水壶消耗的电能为36KWℎ容量:1.5L6.如图所示的U—I图像中,直线a表示某电源路端电压与电流的关系,直线b为某一电阻R的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图像可知()A.R的阻值为0.5ΩB.电源电动势为4.0V,内阻为0.5ΩC.2s内电阻R上消耗的电能为4JD.若将两个相同电阻R串联接入该电源,则电流变为之前的1/27.右图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器,速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E,平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1、A2。
上海北京师范大学附属高级中学2020年高二物理上学期期末试题含解析一、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. 在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。
一质点由平衡位置竖直向上运动,经0.1 s到达最大位移处,在这段时间内波传播了0.5 m。
则这列波能确定的是A.周期是0.2 s B.波长是0.5 mC.波速是2 m/s D.经1.6 s传播了8 m参考答案:D2. (多选)边长为L的正方形线框在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域.磁场区域的宽度为d(d>L).已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,有()A.产生的感应电流方向相反B.所受的安培力方向相同C.进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间D.进入磁场过程和穿出磁场过程中通过线框内某一截面的电荷量相等参考答案:ABD3. 实验测试表明,地球表面附近存在一个方向竖直向下的电场,若雨滴带负电,下落过程中某雨滴的机械能和电势能的变化情况是[]A.雨滴的机械能逐渐减小,电势能也逐渐减小.B.雨滴的机械能逐渐减小,电势能却逐渐增大.C.雨滴的机械能逐渐增大,电势能也逐渐增大.D.雨滴的机械能可能不变,电势能也可能不变.参考答案:B4. 傍晚,太阳将从西边落下,当人们观察到太阳刚好完全消失在地平线上的时刻,太阳的实际位置A.一定在地平线下方B.一定在地平线上方C.一定恰好落在地平线上D.部分在地平线上方,部分在地平线下方参考答案:A5. 两定值电阻的伏安特性线如图,则两电阻R1、R2之比为()A.:1 B 1: C 3:1 D 1:3参考答案:D二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. 如图二所示,电源电动势E=20V,内电阻r=1Ω,R1=6Ω,R2=4 Ω,R3=12 Ω,电流表电阻不计。
开关S1、S2 均闭合时电流表示数为_________A,当开关S1闭合、S2 均断开时S2两端的电压为_________V(此空结果保留三位有效数字)。
2020-2022北京重点校高二(上)期末物理汇编互感和自感一、单选题1.(2022·北京·人大附中高二期末)用电流传感器(相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究通电自感现象的电路如图甲所示。
电阻的阻值是R,多匝线圈L中未插入铁芯,电源电动势为E,L的电阻和电源的内阻均可忽略。
闭合开关S,传感器记录了电路中电流i随时间t变化的关系图像,如图乙中曲线①所示。
如果改变某一条件,其他条件不变,重复实验,可以得到图乙中曲线②。
改变的条件可能是()A.线圈L中插入铁芯B.增大E C.增大R D.减小R2.(2022·北京·101中学高二期末)物理课上,老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。
按如图所示连接电路,先闭合开关S,电路稳定后小灯泡A正常发光,然后断开开关S,同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。
已知自感线圈L的直流电阻为R L,小灯泡A正常发光时电阻为R A。
下列说法中正确的是()A.R L>R AB.R L=R AC.断开开关S的瞬间,小灯泡A中的电流方向为a→bD.断开开关S的瞬间,小灯泡A中的电流方向为b→a3.(2022·北京师大附中高二期末)物理课上,卢老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。
按图连接电路,先闭合开关S,电路稳定后小灯泡A正常发光,然后断开开关S,同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。
已知自感线圈L的直流电阻为RL,小灯泡A正常发光时电阻为R A.下列说法正确的是()A .L A R R ≥B .L A R R ≤C .断开开关S 后的瞬间,小灯泡A 中的电流方向为a →bD .断开开关S 后的瞬间,小灯泡A 中的电流方向为b →a4.(2021·北京市第十二中学高二期末)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L 1和L 2为电感线圈。
实验时,断开开关S 1瞬间,灯A 1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S 2,灯A 2逐渐变亮,而另一个相同的灯A 3立即变亮,最终A 2与A 3的亮度相同。
2020年北京师大附属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. 有一负电荷自电场中的A点自由释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度图象如图7所示,则A、B所在电场区域的电场线分布可能是图中的()参考答案:B2. 如图所示矩形导线框与通电直导线在同一平面内,下面的操作能使矩形线框中产生感应电流的是A.矩形线框以直导线为轴转动(线框平面与直导线始终共面)B.二者位置不变,让直导线中电流增强C.矩形线框远离通电直导线D.矩形线框以ad边为轴转动参考答案:BCD3. (单选)两个分别带有电荷量﹣Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为().B.C.参考答案:解:相距为r时,根据库仑定律得:F=k =;接触后,各自带电量变为Q′==Q,则此时F′=k两式联立得F′=F,故A正确,BCD错误,故选:A.4. (多选)对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象,下列说法中正确的是()A、电流大小变化,方向不变,是直流电B、电流大小、方向都变化,是交流电C、电流最大值为0.2A,周期为0.01sD、电流大小变化,方向不变,不是直流电,是交流电参考答案:AC 根据交流电的定义、及图像可以判断5. (单选)原来静止的物体受到外力F的作用,右图所示为力F随时间变化的图线,则与F-t图象对应的v-t图象是下图中的()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. 在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中,金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,PQ中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其它条件不变,所产生的感应电动势大小变为E2.则E1与E2之比为,通过电阻R 的感应电流方向为(b→a或a→b)参考答案:1∶2,a→b7. 导体中的电流是5mA,那么在3.2秒内有______ C的电荷定向移动通过导体的横截面,相当于______个电子通过该截面。
2020北京人大附中高二(上)期末
物理 20201.14
制卷人:吴多常审卷人:刘永进成绩:
说明:本练习共两道大题,5道小题,共4页,满分50分,考试时间40分钟。
一、填空题:本题共2小题,共16分。
请将解答填写在答题卡相应的位置。
1. 小雨同学用图1甲的实验装置“研究电磁感应现象”。
闭合开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
(1)闭合开关稳定后,将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,灵敏电流计的指针(填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”);
(2)闭合开关稳定后,将线圈A从线圈B抽出的过程中,灵敏电流计的指针(填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”);
(3)如图1乙所示,R为光敏电阻,其阻值随着光照强度的加强而减小。
金属环A用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧。
当光照减弱时,从左向右看,金属环A中电流方向(填“顺时针”或“逆时针”),金属环A将向(填“左”或“右”)运动,并有(填“收缩”或“扩张”)的趋势。
2. 甲、乙两组同学通过实验研究水果电池组的电动势和内阻他们了解到水果电池的内阻可能比较大,因此设计了一个如图2所示的电路进行测量。
(1)甲同学制作了一个苹果电池组,接入图2的电路,调节滑动变阻器的位置,测量出相应的电压U和电流I,并将所测数据用“+”标注在坐标纸上,如图3所示。
请你画出这个苹果电池组的U-I图线。
(2)根据图3的U-I图线可求得该电池组的电动势E= V(保留三位有效数字),内阻r= Ω(保留三位有效数字)。
(3)关于该实验的误差,下列说法正确的是。
A. 由于电压表内阻的影响,会使电源内阻的测量值偏大
B. 由于电压表内阻的影响,会使电源内阻的测量值偏小
C. 由于电流表内阻的影响,会使电源内阻的测量值偏大
D. 由于电流表内阻的影响,会使电源内阻的测量值偏小
(4)乙组同学制作了一个柠檬电池组,完成了上述的实验后,发现电动势与甲组测到的基本相同,只是内阻差异较大。
这两组同学对两个电池组做了进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如图4所示的P-R和P-U图象。
若已知甲电池组的内阻较大,则下列各图中可能正确的是(选填选项的字母)。
二、计算题:本题共3小题,共计34分。
解答时请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,有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位。
3. 在如图5甲所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,螺线管导线电阻r=1.0Ω,R1=
4.0Ω,R2=
5.0Ω,C= 30μF。
在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁通量φ随时间t的变化规律如图5乙所示。
(1)求螺线管中产生的感应电动势大小;
(2)闭合S,电路中的电流稳定后,求电阻R1的功率:
(3)S断开后,求流经R2的电荷量。
4. 如图6所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。
金属导轨的一端接有电动势E= 4.2V、内阻r=1.0Ω的直流电源。
现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,此时导体棒恰好静止。
导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2.0Ω,金属导轨电阻不计,g取
10m/s2。
已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)导体棒受到的安培力大小;
(2)导体棒受到的摩擦力大小及方向;
(3)若将直流电源置换成一个电阻为R0=1.0Ω的定值电阻(图中未画出),然后将导体棒由静止释放,导体棒将沿导轨向下运动,求导体棒的最大速率(假设金属导轨足够长,导体棒与金属导轨之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)。
5. 图7为某种质谱仪的结构的截面示意图,该种质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。
其中静电分析器由两个相互绝缘且同心的四分之一圆柱面的金属电极K1和K2构成,O1点是圆柱面电极的圆心。
静电分析器中的电场的等势面在该截面图中时一系列以O1为圆心的同心圆弧,图中虚线A是半径为r的等势线。
S1和S2分别为静电分析器两端为带电粒子进出所留的狭缝。
磁分析器中有以O2为圆心、半径为2d的四分之一圆弧的区域,该区域有垂直于截面的匀强磁场,磁场左边界与静电分析器的右边界平行,P1为磁分析器上为带电粒子进入所留的狭缝。
离子源不断地发出正离子束,正离子束中包含电荷量均为q、质量分别为m1、m2的两种同位素离子。
离子束从离子源发出的初速度可忽略不计,经电压为U的加速电场加速后,全部从狭缝S1沿垂直于O1S1的方向进入静电分析器。
进入静电分析器后,同位素离子沿等势线A运动并从狭缝S2射出静电分析器,而后由狭缝P1沿垂直于O2P1的方向进入磁场中。
质量为m1的同位素离子偏转后从磁场下边界中点P2沿垂直于O2P2的方向射出,而质量为m2的同位素离子偏转后从磁场下边界的点P3射出,其中O2P3=√3d。
忽略离子的重力、离子之间的相互作用、离子对场的影响和场的边缘效应。
求:
(1)静电分析器中等势线A上各点的电场强度E的大小;
(2)两种同位素离子的质量之比m1:m2;
(3)两种同位素离子在磁场中的运动时间之比t1:t2。
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