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山西省臨汾市永和縣閣底鄉(xiāng)中學2021-2022學年高二物理月考試卷含解析一、選擇題:本題共5小題,每小題3分,共計15分.每小題只有一個選項符合題意1.某導線中的電流是7.5x10-3A,則通過導線橫截面的電荷量為15C所需要的時間為(
)
A、5.0x10-4s
B、5.0x10-6s
C、5.0x10-5s
D、2.0x103s參考答案:D2.(單選題)關(guān)于萬有引力,下列說法正確的是A.萬有引力是開普勒首先發(fā)現(xiàn)的B.只有質(zhì)量極大的天體間才有萬有引力,質(zhì)量較小的物體間沒有萬有引力C.地面附近物體所受到的重力就是萬有引力D.重力是由于地面附近的物體受到地球吸引而產(chǎn)生的,但重力并不是萬有引力參考答案:D3.(多選題)如圖甲所示,M是一個小型理想變壓器,原副線圈匝數(shù)之比n1:n2=10:1,接線柱a、b間接一正弦交變電源,其電壓隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示.變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖,其中R2是用半導體熱敏材料(電阻隨溫度升高而減?。┲瞥傻膫鞲衅?,R1為一定值電阻.下列說法中正確的是()A.電壓表V的示數(shù)為22VB.當R2所在處出現(xiàn)火警時,電壓表V的示數(shù)減小C.當R2所在處出現(xiàn)火警時,電流表A的示數(shù)增大D.當R2所在處出現(xiàn)火警時,電阻R1的功率變大參考答案:BCD【考點】變壓器的構(gòu)造和原理;電功、電功率;正弦式電流的最大值和有效值、周期和頻率.【分析】輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的,電壓與匝數(shù)程正比,由圖象無頻率,電流與匝數(shù)成反比,根據(jù)理想變壓器的原理分析即可.【解答】解:A、由圖象可知,輸入的電壓為220V,變壓器的電壓與匝數(shù)成正比,由此可得副線圈的電壓為22V,電壓表測的是半導體熱敏材料的電壓,R1,R2的總電壓為22V,所以電壓表的示數(shù)小于22V,所以A錯誤;B、當出現(xiàn)火警時,溫度升高,電阻R2減小,副線圈的電流變大,所以原線圈電流即電流表示數(shù)增大,則R1的電壓要增大消耗的功率也增大,由于副線圈的總電壓不變,所以R2的電壓即電壓表示數(shù)就要減小,所以BCD正確;故選:BCD.4.如圖1所示,A、B兩物體質(zhì)量mA=2mB,靜止在光滑水平面上,當燒斷細線后(原來彈簧被壓縮),則下列說法正確的是(
)
A、彈開過程中A的速率小于B的速率B、彈開過程中A的動量小于B的動量C、A、B同時達到速度最大D、當彈簧恢復原長時兩物體同時脫離彈簧參考答案:ACD5.我國載人飛船“神舟七號”的順利飛天,極大地振奮了民族精神.“神七”在軌道飛行過程中,宇航員翟志鋼跨出飛船,實現(xiàn)了“太空行走”,當他出艙后相對于飛船靜止不動時,以下說法正確的是(
)A.他處于平衡狀態(tài)
B.他不受任何力的作用C.他的加速度不為零
D.他的加速度恒定不變參考答案:C二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.(6分)正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET):它的基本原理是將放射性同位素15O注入人體,參與人體的代謝過程.15O在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子,被探測器探測到,經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖象.根據(jù)PET原理,回答下列問題:①寫出15O的衰變的方程式______________________。②設(shè)電子質(zhì)量為m,電荷量為q,光速為c,普朗克常數(shù)為h,則探測到的正負電子湮滅后生成的光子的波長λ=
。參考答案:①ON+e(3分);②=
(3分)7.“世界物理年”決議的作出是與愛因斯坦的相對論時空觀有關(guān)。一個時鐘,在它與觀察者有不同相對速度的情況下,時鐘的頻率是不同的,它們之間的關(guān)系如圖所示。由此可知,當時鐘和觀察者的相對速度達到0.6c(c為真空中的光速)時,時鐘的周期大約為
。在日常生活中,我們無法察覺時鐘周期的變化的現(xiàn)象,是因為觀察者相對于時鐘的運動速度
。若在高速運行的飛船上有一只表,從地面上觀察,飛船上的一切物理、化學過程和生命過程都變
(填“快”或“慢”)了。參考答案:遠小于光速
慢8.地球南極對應(yīng)于地磁_____________
地球北極對應(yīng)于地磁____________。參考答案:北極
,南極。9.某市陸航團的一架固定翼飛機以900m/s的速度沿水平方向飛行,恰好自西向東飛行到聊城四中上空,經(jīng)該校高二師生測定該處地磁場的豎直分量為0.5×10-4T,飛機的翼展為12m,機翼兩端間的感應(yīng)電動勢為_
_V,機翼的
(東、南、西或北)側(cè)電勢高,在飛行員的
(左或右)側(cè)。參考答案:10.在勻強磁場中,有一段5cm的導線和磁場垂直。當導線通過的電流是lA時,受磁場的作用力是0.1N,那么磁感應(yīng)強度B=_______T;現(xiàn)將導線長度增大為原來的3倍,通過電流減小為原來的一半,那么磁感應(yīng)強度B=_______T。參考答案:2;211.(4分)同地的甲、乙兩單擺,甲振動35次時間內(nèi)乙正好振動21次,若甲的擺長為45cm,則乙的擺長_______cm.參考答案:12512.在某次冰壺比賽中,運動員將一冰壺甲以3m/s速度推出,與正前方另一靜止的相同質(zhì)量的冰壺乙發(fā)生對心正碰,碰撞后冰壺乙以2m/s速度向前滑行,方向與冰壺甲碰前運動方向相同,則碰后瞬間冰壺甲的速度大小為
,該碰撞是
(選填“彈性碰撞”或“非彈性碰撞”)。參考答案:1m/s
非彈性碰撞兩冰壺碰撞過程,動量守恒,由動量守恒得:即解得:;得碰后瞬間冰壺甲的速度為:碰撞前動能是:,碰撞后的動能是:,由此可知,碰撞前后,系統(tǒng)動能關(guān)系為,該碰撞為非彈性碰撞13.面積是0.5m2的導線環(huán),放在某一勻強磁場中,環(huán)面與磁場垂直,穿過導線環(huán)的磁通量是1.0×10-2Wb,則該磁場的磁感應(yīng)強度B等于
T。參考答案:0.02三、簡答題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.(12分)如圖所示,有兩個帶正電的粒子P和Q同時從勻強磁場的邊界上的M點分別以30°和60°(與邊界的交角)射入磁場,又同時從磁場邊界上的同一點N飛出,設(shè)邊界上方的磁場范圍足夠大,不計粒子所受的重力影響,則兩粒子在磁場中的半徑之比rp:rQ=____________,假設(shè)P粒子是粒子(),則Q粒子可能是________,理由是_______________________________。參考答案:(1)兩粒子在磁場中的半徑之比:(5分)(2)可能是質(zhì)子(3分),質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)之比為1:1(4分)15.如圖所示,有兩個質(zhì)量均為m、帶電量均為q的小球,用絕緣細繩懸掛在同一點O處,保持靜止后懸線與豎直方向的夾角為θ=30°,重力加速度為g,靜電力常量為k.求:(1)帶電小球A在B處產(chǎn)生的電場強度大??;(2)細繩的長度L.參考答案:(1)(2)(1)對B球,由平衡條件有:mgtan
θ=qE帶電小球在B處產(chǎn)生的電場強度大?。?/p>
(2)由庫侖定律有:
其中:r=2Lsin
θ=L
解得:【點睛】本題關(guān)鍵是對物體受力分析,然后結(jié)合共點力平衡條件、庫侖定律和電場強度的定義列式求解.四、計算題:本題共3小題,共計47分16.(計算)如圖甲所示,在xOy坐標系中,x<0的區(qū)域內(nèi)存在方向與x軸相同的勻強電場,電場強度為E.在x>0的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向內(nèi)的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B0,在x軸左側(cè)距原點O為d處有一點P,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從P點由靜止釋放,經(jīng)電場加速后從O點射入磁場.不計粒子的重力作用.(1)求粒子在磁場中運動的軌道半徑r;(2)若磁感應(yīng)強度的大小保持為B0不變,而磁場的方向隨時間t的變化如圖乙所示,圖中B>0表示磁場方向垂直于紙面向內(nèi),而B<0則表示磁場方向垂直于紙面向外.已知圖象的變化周期T0=,求粒子在0~,時間內(nèi)的什么時刻從O點射入,就可以在0~T0的時間內(nèi)再次運動到y(tǒng)軸,并求粒子再次運動到y(tǒng)軸時落點的范圍?參考答案:(1)粒子在磁場中運動的軌道半徑為;(2)t應(yīng)滿足或,粒子再次運動到y(tǒng)軸的坐標范圍為到達y軸的下方,到達y軸的上方..
帶電粒子在勻強磁場中的運動;帶電粒子在勻強電場中的運動解:(1)粒子經(jīng)電場加速,由動能定理得:…①粒子在磁場中運動,有:…②聯(lián)立解得粒子在磁場中運動的軌道半徑為:=…③(2)粒子在磁場中運動周期為:…④粒子在磁場中運動,恰好能在再次運動到y(tǒng)軸的情況如圖所示,圖中角度θ滿足,即:θ=30°…⑤對于①的情況,粒子從O點射入的時刻為:…⑥對于②的情況,粒子從O點射入的時刻…⑦因此粒子能在再次運動到y(tǒng)軸,從O點射入的時刻t應(yīng)滿足:…⑧或…⑨粒子再次運動到y(tǒng)軸的坐標范圍,到達y軸的下方有:﹣2r<y≤﹣(r+2rcosθ)即:即…⑩到達y軸的上方有:r+2rcosθ≤y≤2r解得:即.答:(1)粒子在磁場中運動的軌道半徑為;(2)t應(yīng)滿足或,粒子再次運動到y(tǒng)軸的坐標范圍為到達y軸的下方,到達y軸的上方..17.如圖所示,在矩形abcd區(qū)域內(nèi)存在著勻強磁場,兩個不同帶電粒子從頂角c處沿cd方向射入磁場,分別從p、q兩處射出。已知cp連線和cq連線與ca邊分別成30°和60°角,不計兩粒子的重力。(1)若兩粒子的比荷相同,求兩粒子在磁場中運動的時間之比;(2)若兩粒子比荷不同,但都是由靜止經(jīng)同一電場加速后進入磁場的,求兩粒子在磁場中運動的速率之比。參考答案:(1)設(shè)C—>P時間為t1,對應(yīng)圓心角為
C—>q為t2,對應(yīng)圓心角為∵
∴
又∵
∴T1=T2
(2分)
由圖分析可知:
(2分)
∴
(2分)(2)設(shè)C—>P粒子的軌道半徑為R1
C—>q粒子的軌道半徑為R2
ca=d
R1+R1·sin30°=d
又∵
∴
∴
(4分)18.如圖所示,匝數(shù)為100匝、面積為0.01m2的線圈,處于磁感應(yīng)強度B1為T的勻強磁場中。當線圈繞O1O2以轉(zhuǎn)速n為300r/min勻速轉(zhuǎn)動時,電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1A。電動機的內(nèi)阻r為1Ω,牽引一根原來靜止的、長L為1m、質(zhì)量m為0.2kg的導體棒MN沿軌道上升。導體棒的電阻R為1Ω,架在傾角為30°的框架上,它們處于方向與框架平面垂直、磁感應(yīng)強度B2為1T的勻強磁場中。當導體棒沿軌道上滑1.6m時獲得穩(wěn)定的速度,這一過程中導體棒上產(chǎn)生的熱量為4J。不計框架電阻及一切摩擦,g取10m/s2。求:(1)若從線圈處于中性面開始計時,寫出電動勢的瞬時表達式;(2)導體棒MN的穩(wěn)定
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