江西师大附中2016年高二物理下学期期末试题（附答案）

1 / 14 江西师大附中 2016 年高二物理下学期期末试题（附答案） 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址 m 江西师大附中高二年级物理期末考试卷 命题人：刘鸿审题人：胡纪明 一、选择题（ 1 8 题单选， 9 12 多选，每题 4 分，漏选得2 分，共 48分） 1下列叙述中，不正确的是（ B ） A在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替实际物体采用了理想模型的方法 B根据速度定义式，当 t 非常非常小时，就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度，该定义采用了等效替代法 c伽利略的物理思 想方法的研究顺序是提出假说，数学推理，实验验证，合理外推 D在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法 2用绝缘细线悬挂一个质量为 m，带电荷量为 +q 的小球，让它处于右图所示的磁感应强度为 B 的匀强磁场中由于磁场的运动，小球静止在图中位置，这时悬线与竖直方向夹角为 ，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向是（ c ） 2 / 14 A，水平向左 B，竖直向下 c，竖直向上 D，水平向右 3某同学在实验室做了如图所示的实验，铁 质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为 10 3s， g 取 10m/s2，则小球开始下落的位置距光电门的距离为（ B ） A 1mB 4如图所示，固定于水平面上的金属架 abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 mN 沿框架以速度 v 向右做匀速运动 t=0 时，磁感应强度为 B0，此时 mN 到达的位置恰好使mbcN 构成一个边长为 l 的正方形为使 mN 棒中不产生感应电流，从 t=0开始，磁感应强度 B 随时间 t 变化的示意图为（ c ） A B c D 5如图所示，一物块从一光滑且足够长的固定斜面顶端 o点无初速释放后，先后通过 P、 Q、 N 三点，已知物块从 P 点运动到 Q 点与从 Q 点运动到 N 点所用的时间相等，且 PQ 长度为 3m， QN长度为 4m，则由上述数据可以求出 oP 的长度为（ c ） A 2mB mc mD 3m 3 / 14 6如图所示，矩形线圈 abcd，面积为 S，匝数为 N，线圈电阻为 R，在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴 P1和 P2以相同的角速度 匀速转动（ P1以 ab边为轴， P2以ad边中点与 bc 边中点的连线为轴），当从线圈平面与磁场方向平行开 始计时，线圈绕过 90 的过程中，绕 P1和 P2轴转动产生的交流电的电流大小、电荷量及焦耳热分别为 I1、 q1、Q1及 I2、 q2、 Q2，则下列判断正确的是（ c ） A线圈绕 P1 和 P2 轴转动时电流的方向相同，都是abcd B q1 q2= c I1=I2= D Q1 Q2= 7某同学在学习了动力学知识后，绘出了一个沿直线运动的物体的加速度 a、速度 v、位移 x 随时间变化的图象如图所示，若该物体在 t=0时刻，初速度均为零，则下列图象中表示该物体沿单一方向运动的图象是（ c ） A B c D 8 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在正方形 abcd区域内， o 点是 cd边的中点，一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从 o 点沿纸面以垂直于 cd 边的速度射入正方形内，经过时间 t0 刚好从 c 点射出磁场，现设法使该带电粒4 / 14 子从 o 点沿纸面以与 od 成 300 的方向，以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是（ A ） A若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从 cd边射出磁场 B若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从 ad边射出磁场 c若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它不一定从 bc边射出 磁场 D若该带电粒子在磁场中经历的时间是 t0，则它一定从 ab边射出磁场 9甲、乙两辆汽车在同一水平直道上运动，其运动的位移时间图象（ x t 图象）如图所示，则下列关于两车运动情况的说法中正确的是（ BcD ） A甲车先做匀减速直线运动，后做匀速直线运动 B乙车在 1 10s 内的平均速度大小为 /s c在 0 10s内，甲、乙两车相遇两次 D若乙车做匀变速直线运动，则图线上 P 所对应的瞬时速度大小一定大于 /s 10把一根不计重力的、通电的硬直导线 ab 放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形， 如图所示导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由 a 向 b，关于导线的受力和运动情况下述说法正确的是（ Ac ） 5 / 14 A硬直导线先转动，然后边转动边下移 B硬直导线只能转动，不会向下移动 c硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直 D在图示位置， a 端受力垂直纸面向内， b 端受力垂直纸面向外 11用如图所示的装置可以测定导体中单位体积内的自由电子数 n现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽度为 l，厚为 d，与侧面垂直的匀强磁场磁感应强度为 B当通以图示方向电流 I 时，在导体 c、 f 表面间用电压表可 测得电压U已知自由电子的电荷量为 e，则下列判断正确的是（ AD ） A c 表面电势高 B f 表面电势高 c该导体单位体积内的自由电子数为 D该导体单位体积内的自由电子数为 12如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为 B、方向相反的水平匀强磁场，如图所示， PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个共 n 匝，边长为 a，总质量为 m，总电阻为 R 的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度 v 从图示位置向右运动，当线框中心线 AB运动到 PQ重合时，线框的速度为，则（ AB） A此时线框中的电功率为 B此时线框的加速度为 6 / 14 c此过程通过线框截面的电量为 D此过程回路产生的电能为 二、填空题（每空 2 分，共 10分） 13（ 1）如图所示是甲同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带 已知打点计时器电源频率为 50Hz， A、 B、 c、 D 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出 A、 B两点间距 x= cm， c点对应的速度是 vc= m/s，纸带的加速度是 a= m/s2（计算结果保留三位有效数字） (2)乙同学在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下： 为了计算加速度，最合理的方法是 c 计数点序号 123456 计数点对应的时刻（ s） 通过计数点的速度（ m/s） A、根据任意两计数点的加速度公式 a=算出加速度 B、根据实验数据画出 v t 图象，量出其倾角，由公式a=tan 求出加速度 c、根据实验数据画出 v t 图象，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式 a=算出加速度 7 / 14 D、依次算出通过连续两计数点的加速度，算出平均值作为小车的加速度 （ 3）丙同学用打点计时器测定物体的加速度当电源频率低于 50Hz时，如果仍按频率为 50Hz 的 时间间隔打一次点计算，则测出的加速度数值 _大于 _频率为 50Hz 时测出的加速度的数值（后一空格填写大于、小于或等于） 三、计算题 (计算题 5 题，需要写出必要的解题步骤，共 42分 ) 14（ 8 分）春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x0=9m 区间的速度不超过 v0=6m/s现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以 v 甲 =20m/s 和 v 乙 =34m/s 的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为 a 甲 =2m/s2的加速度匀减速刹车 （ 1）甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章； （ 2）若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前 9m处的速度恰好为 6m/s，乙车司机在发现甲车刹车时经 t0=的反应时间后开始以大小为 a 乙 =4m/s2的加速度匀减速刹车为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前 9m 区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？ 【解答】解：（ 1）对甲车速度由 20m/s 减速至 6m/s 的位移8 / 14 为： x1=m=91m x2=x0+x1=100m 即：甲车司机需在离收费站窗口至少 100m处 开始刹车 （ 2）设甲、乙两车速度相同时的时间为 t，由运动学公式得： v 乙 a 乙（ t t0） =v甲 a 甲 t 代入数据解得： t=8s 相同速度 v=v 甲 a 甲 t=4m/s 6m/s，即 v=6m/s 的共同速度为不相撞的临界条件 乙车从开始以 34m/s 减速至 6m/s的位移为： 代入数据解得： x3=157m 所以要满足条件甲、乙的距离为： x=x3 x1=157 91m=66m 答： （ 1）甲车司机需在离收费站窗口至少 100m处开始刹车才不违章 （ 2）甲、乙两车至少相距 66m 15（ 8 分）如图甲所 示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中 B 为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子 B 向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被 B 盒接收，从 B 盒发射超声波开始计时，经时间 t0=1s 再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移时间图象，已知图中 t1=66mx2=99m 求： 9 / 14 （ 1）超声波的速度 v （ 2）图中 t2大小 （ 3）物体的平均速度为多少 【解答】解：（ 1）由图超声波在 t1时间内通过位移为 x1， 则超声波的速度为 v 声 =330m/s （ 2）由图可知：超声 波通过位移为 x2时，所用时间为 =， 解得： t2= （ 3）物体通过的位移为 x2 x1 时，所用时间为 t= t1+t0 ， 物体的平均速度 =30m/s 16（ 8 分）如图甲，间距 L=的平行长直导轨 mN、 PQ水平放置，两导轨左端 mP之间接有一阻值为 R= 的定值电阻，导轨电阻忽略不计一导体棒 ab 垂直于导轨放在距离导轨左端 d=，其质量 m=，接入电路的电阻为 r= ，导体棒与导轨间的动摩擦因数 = ，整个装置处在范围足够大的竖直方向的匀强磁场中选竖直向下为正方向，从 t=0时刻开始，磁感应强度 B 随时间 t 的变化 关系如图乙所示，导体棒 ab 一直处于静止状态不计感应电流磁场的影响，当 t=3s 时，突然使 ab 棒获得向右的速度 v0=10m/s，同时在棒上施加一方向水平、大小可变化的外力 F，保持 ab 棒具有大小恒为a=5m/s2 方向向左的加速度，取 g=10m/s2 10 / 14 （ 1）求前 3s内电路中感应电流的大小和方向 （ 2）求 ab棒向右运动且位移 x1=时的外力 F （ 3）从 t=0时刻开始，当通过电阻 R 的电量 q=时， ab棒正在向右运动，此时撤去外力 F，且磁场的磁感应强度大小也开始变化（图乙中未画出）， ab棒又运动了 x2=3m后停止求撤去外力 F 后电阻 R 上产生的热量 Q 【解答】解：（ 1）前 3s内，根据图象可知， I=， E=， S=Ld， 联立解得： I=， 根据楞次定律可知，电路中的电流方向为 abPma ， （ 2）设 ab棒向右运动且位移 x1=时，速度为 v1，外力 F 方向水平向左，则 F+F安 +mg=ma ， F 安 =BIL， E=BLv1， 而 联立解得： F=，方向水平向左， （ 3）前 3s内通过电阻 R 的电量为： q1=It ， 撤去外力前，棒发生位移 x 过程中通过电阻 R 的电量为 q2，棒的速度为 v2，则 q2=q q1， =BLx ， v22=2ax， 11 / 14 由能量守恒可得： 联立各式并带入数据得： QR= 17（ 9 分）某直角坐标系中，在第四象限有一平行与 X 轴正方向相同的匀强电场，其余的所有区域也存在同样大小的匀强电场，但方向与 y 轴正方向相同，同时在 X 轴的正半轴有垂直纸面向里的匀强磁场现一质量 m、电量 q 的电荷以速度 v， 45 夹角进入该直角坐标系中，如图所示，先做直线运动，后做曲线运动与 X 轴垂直相交于 B 点 （ 1）判断电荷的电性， （ 2）电场强度和磁场强度的大小分别是多少 （ 3） AB间的距离是多少 （ 4）为了让电荷能做周期性的运动，在 X 轴的负半轴设计了一个有界的匀强磁场即可，试求此磁场的面积 【解答】解：（ 1）电荷在开始阶段做直线运动，受到重力、电场力和洛伦兹力，重力、电场力是恒力，电荷只有做匀速直线运动，说明电荷带正电 （ 2）根据平衡条件得 qE=mg，得 E= 由 qvB=mg 12 / 14 得 B= （ 3）在第一象限中，由于重力和电场力平衡，电荷做匀速圆周运动，其半径为 r= 电荷运动的轨迹如图，根据几何知识得， AB间距离为 S=（ 1+） r= （ 4）在 X 轴的负半轴，电荷 先沿水平做匀速直线运动，再做匀速圆周运动轨迹如图 设匀速圆周运动半径为 R，则（ 1+） R2=S 解得 R2= 所以有界的匀强磁场的面积为 SAB=R2+（ 1+） R2= 18（ 9 分）磁悬浮列车是一种高速交通工具，它具有两个重要系统：一个是悬浮系统，另一个是驱动系统驱动系统的简化模型如下：左图是实验车与轨道示意图，右图是固定在实验车底部的金属框与轨道间的运动磁场的示意图水平地面上有两根很长的平行直导轨，导轨间有垂直于水平面的等间距的匀强磁场（每个磁场的宽度与金属框的宽度相同），磁感应强度 B1、 B2 大小相同，相邻磁场的方向相反，所有磁场同时以恒定速度 v0 沿导轨方向向右运动，这时实验车底部的金属框将会受到向右的磁场力，带动实验车沿导轨运动 13 / 14 设金属框总电阻 R= ，垂直于导轨的边长 L=