北京市海淀区2022-2023高二(上)期末物理试卷(含解析)

2022-2023学年北京市海淀区高二(上)期末物理试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
得分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
1. 电磁波包含射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是( )
A. 红外线、无线电波、射线、紫外线 B. 射线、红外线、紫外线、无线电波
C. 紫外线、无线电波、射线、红外线 D. 无线电波、红外线、紫外线、射线
2. 下列情况能产生感应电流的是( )
A. 如图所示,导体顺着磁感线运动
B. 如图所示,条形磁铁插入线圈中不动时
C. 如图所示,小螺线管插入大螺线管中不动,开关一直接通时
D. 如图所示,小螺线管插入大螺线管中不动,开关一直接通,当改变滑动变阻器阻值时
3. 硅光电池具有低碳环保的优点.如图所示,图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图象,图线是某电阻的图象.在该光照强度下将它们组成闭合回路,则硅光电池的( )
A. 电动势为
B. 内阻为
C. 输出功率为
D. 效率为
4. 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率随电阻箱读数变化的曲线如图所示,由此可知( )
A. 电源最大输出功率可能大于
B. 外电路阻值分别为和时,电路的输出功率相等
C. 电源电动势为
D. 电阻箱所消耗功率最大时,电源效率大于
5. 如图所示,竖直平面内存在着两个方向竖直向上的相同带状匀强电场区,电场区的高度和间隔均为,水平方向足够长一个质量为、电荷量为的小球以初速度在距离电场上方处水平抛出,不计空气阻力,则( )
A. 小球在水平方向一直做匀速直线运动
B. 小球在电场区可能做直线运动
C. 若场强大小为,小球经过两电场区的时间相等
D. 若场强大小为,小球经过两电场区的时间相等
6. 如图所示,均匀带电圆环所带电荷量为,半径为,圆心为,为垂直于圆环平面中心轴上的一点,,则点的场强强度为( )
A.
B.
C.
D.
7. 如图所示,水平正对的金属板、与干电池连接,板接地,静电计的电荷量导线以及电池的内阻均不计。开关闭合,一带负电的油滴静止于两板间的点。下列说法正确的是( )
A. 若仅将板上移一些,则静电计指针的张角减小
B. 若仅将板下移一些,则油滴向下运动
C. 若断开,且仅将板下移一些,则油滴的电势能增大
D. 若断开,且仅在、间插入玻璃板,则油滴向上运动
8. 如图所示,实线为方向未知的三条电场线,、两带电粒子从电场中的点以相同的初速度飞出.仅在电场力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线所示,则( )
A. 一定带正电,一定带负电 B. 的加速度减小,的加速度增大
C. 的电势能减小,的电势能增大 D. 的动能减小,的动能增大
9. 如图所示,在世界女排大奖赛中,中国球员朱婷竖直跳起,恰好在她达最高点时将水平飞来的排球迎面击出,排球以更大的速率水平返回,直接落在对方的场地上,忽略空气阻力。则下列说法正确的是( )
A. 在击打过程中朱婷与球组成的系统动量不守恒
B. 击打前后瞬间朱婷与球组成的系统的动能相等
C. 朱婷与球在水平方向动量守恒
D. 朱婷与球在水平方向的动量变化量相等
10. H、H、三个原子核,电荷均为,质量之比为::,如图所示,它们以相同的初速度由点平行极板射入匀强电场,在下极板的落点为、、,已知上极板带正电,原子核不计重力,下列说法正确的是( )
A. 三个原子核在电场中运动的时间相等
B. H、H、的加速度关系是
C. 落在点的原子核是
D. 三个原子核刚到达下板时的动能相等
11. 如图所示,电源电动势,内阻,,,最大阻值为,电流表和电压表均为理想表。当滑动变阻器的滑片由向端移动过程中,以下说法正确的是( )
A. 当滑动变阻器的滑片在端时,功率最大
B. 电压表示数变化与电流表示数变化的比值一定保持不变
C. 电源输出效率一直减小,电源输出功率先增大后减小
D. 当时,消耗功率最大,最大值为
12. 如图所示,、、、、是在纸面内圆上的五个点,其中、的连线均过圆心点,,在、两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线,两根导线中分别通有大小相等的电流,已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小,为常量,为该点到导线的距离,为导线中的电流强度。则下列说法中正确的是( )
A. 若两根导线中电流同向,则点磁感应强度不为零
B. 若两根导线中电流同向,则、两点磁感应强度大小相等
C. 若两根导线中电流反向,则、两点磁感应强度相同
D. 无论两根导线中电流同向还是反向,、、三点的磁感应强度大小不相等
13. 某同学想设计一个实验测量某金属棒的电阻率,提供的器材有:
A.电流表满偏电流,内阻
B.电流表量程为,内阻约为
C.电阻箱
D.滑动变阻器,最大允许电流
E.干电池组电动势,内阻约为
F.一个开关和导线若干
如图甲所示,用螺旋测微器测得金属棒的直径 ;如图乙所示,用分度游标卡尺测得金属棒的长度 。
该同学找来一个多用表,用欧姆挡“”粗测金属棒的电阻,发现指针偏转角度过大,他应换用 挡填“”或“”,换挡后欧姆调零再次测量时指针静止如图丙所示,则金属棒的阻值约为 。
为了精确地测量金属棒的电阻,从而计算出电阻率,该同学将电流表与阻值调为 的电阻箱串联改装成量程为的电压表,并在图丁虚线框画出测量原理图。
14. 用图所示的电路。测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:双量程电流表:量程,;双量程电压表:量程,;滑动变阻器:阻值范围,额定电流;滑动变阻器:阻值范围,额定电流
为了调节方便,测量精度更高,实验中应选用电流表的量程为______,电压表的量程为______,应选用滑动变阻器______填写滑动变阻器符号。
根据图正确连接图中的实物电路,注意闭合开关时滑动变阻器的滑片应处于正确的位置并选择正确的电表量程进行连接。
通过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数,利用这些数据在图中画出了图线。由图象可以得出,此干电池的电动势______,内阻______。
引起该实验的系统误差的主要原因是______。
A.由于电流表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
B.由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大
C.由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小
D.由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大
15. 如图所示,竖直放置的一半圆形光滑绝缘轨道固定在方向水平向右的匀强电场中,一质量为、所带电荷量为的带电小球放置在轨道上,平衡时小球与轨道圆心的连线与竖直方向的夹角为,重力加速度为,求:
小球所带电性;
电场强度的大小。
16. 质量为的篮球从距地板高处由静止释放,与水平地板撞击后反弹上升的最大高度,从释放到弹跳至高处经历的时间。忽略空气阻力作用,重力加速度取,求:
篮球刚接触地板时和反弹离地时的速度大小;
篮球对地板的平均撞击力;
篮球与地板撞击过程中损失的机械能。
17. 矩形线框的边长分别为、,可绕它的一条对称轴转动,匀强磁场的磁感应强度为,方向与垂直,初位置时线框平面与平行,如图所示。
初位置时穿过线框的磁通量为多少?
当线框沿如图所示方向绕过时,磁通量为多少?这一过程中磁通量的变化为多少?
18. 如图所示的电路中,电源的电动势为,电阻的阻值为,小灯泡的额定电压为,额定功率为,当开关接位置时,电压表的读数为,求:
电源的内阻;
当开关接位置时,小灯泡中的电流;
此时小灯泡能正常发光吗?实际功率是多少?
19. 如图所示为示波管的原理图,在板和电子枪之间加电压使电子枪发射出的电子经电压加速后沿中心线进入偏转电场,在电场力作用下发生偏转,电子最终打在右侧荧光屏上的点。已知、之间的电场可视为匀强电场,偏转电极、之间的间距为,极板长度为,偏转电压为,极板右边缘到荧光屏的距离为。电子从电子枪发射时初速度可不计,电子电荷为、质量为,电子重力忽略不计。求:
电子经电压加速后的速度大小;
电子从偏转电场射出时的侧移量;
荧光屏上的点到屏的中心位的距离。
20. 如图所示,水平绝缘轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接,半圆形轨道的半径。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度。现有一电荷量,质量的带电体可视为质点,在水平轨道上的点由静止释放,已知点与圆形轨道最低点距离。带电体与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度,取。求:
带电体运动到圆形轨道的最高点时,对轨道的压力大小?
带电体第一次经过点后,落在水平轨道上的位置到点的距离?
带电体在轨道上运动时最大的动能是多少?
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、紫外线和射线。故D正确。ABC错误,
故选:。
电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线和射线.
本题考查对电磁波谱的掌握情况,属于识记类问题,要求能根据波长或频率的大小关系牢记相应电磁波并掌握它们各自的性质和应用.
2.【答案】
【解析】解:感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化,
A、导体顺着磁感线运动,通过闭合电路的磁通量不变,不会产生感应电流,故A错误;
B、条形磁铁插入线圈中不动时,线圈中没有磁通量的变化,从而不会产生感应电流,故B错误;
C、小螺线管插入大螺线管中不动,开关一直接通时,通过闭合回路的磁通量不变,不会产生感应电流,故C错误;
D、小螺线管插入大螺线管中不动,开关一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时,电路中电流发生改变,产生的磁场发生变化,中的磁通量发生变化,产生感应电流,故D正确;
故选:。
根据感应电流产生的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化进行分析判断有无感应电流产生。
对于判断有无感应电流产生对照感应电流产生的条件,一定要抓住两点:一是电路要闭合;二是磁通量要变化。
3.【答案】
【解析】解:、由闭合电路欧姆定律得

当时,,由与纵轴的交点读出电动势为,根据两图线交点处的状态可知,将它们组成闭合回路时路端电压为,电流为,则电池的内阻为

故A错误,B正确;
C、硅光电池的输出功率

故C错误;
C、硅光电池的效率为

故D错误;
故选:。
由闭合电路欧姆定律得,当时,,由图可知电池的电动势;根据欧姆定律求出硅光电池的内阻;根据功率公式可求得输出功率。
该题考查了对图象的理解能力,对于线性元件欧姆定律可以直接利用;但对于非线性元件不能直接利用欧姆定律求解;同时对于电源的内阻往往根据电源的曲线研究斜率得到。
4.【答案】
【解析】解:电源最大输出功率即电阻箱最大消耗功率,由图可知为,不会大于,故A错误;
电源的输出功率可表示为,当时,输出功率最大,最大值为,代入图中数据解得,;电源的输出功率为,外电路阻值分别为和时,代入上述表达式可知,电路的输出功率相等,故B错误,C正确;
D.电阻箱所消耗功率最大时,,电源效率为,故D错误。
故选:。
电源最大输出功率即电阻箱最大消耗功率,根据图像能判断出电源的最大输出功率;
电源输出功率最大时即内电阻和外电阻相等时,根据图像可求电源电动势;
电阻箱所消耗功率最大时,电源效率计算电源的效率;
本题考查电功率的计算,要注意明确电路输出功率为最大时为内电阻和外电阻相等,
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题将小球的运动沿水平方向和竖直方向正交分解后,对于竖直方向的运动,关键是找出小球的运动的一般规律,然后分析计算。
将小球的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解,其水平方向不受外力,做匀速直线运动,竖直方向在无电场区做匀加速运动,有电场区做匀变速运动,但加速度不同,运用速度时间关系公式分析,可以得到小球在竖直方向的运动规律。
【解答】
A、将小球的运动沿着水平方向和竖直方向进行分解,水平方向不受外力,故小球在水平方向一直以速度做匀速直线运动,故A正确。
B、小球在电场区时,受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力,若电场力与重力大小相等,二力平衡,小球能做匀速直线运动,故B正确。
C、若场强大小为,则电场力等于,在电场区小球所受的合力为零,在无电场区小球匀加速运动,故经过每个电场区时小球匀速运动的速度均不等,因而小球经过每一无电场区的时间均不等,故C错误。
D、当场强大小为,电场力等于,在电场区小球所受的合力大小等于,方向竖直向上,加速度大小等于,方向竖直向上,根据运动学公式,有
经过第一个无电场区
经过第一个电场区
由联立解得


接下来小球的运动重复前面的过程,即每次通过无电场区都是自由落体运动,每次通过电场区都是末速度为零匀减速直线运动,因此,小球经过两电场区的时间相等,故D正确。
故选:。
6.【答案】
【解析】解:将圆环等分小段,每段看作点电荷,带电量
根据电场强度的决定式,每个点电荷在处的场强
由对称性可知,各小段在处的场强垂直于轴方向的分量抵消,沿轴向的分量之和为带电圆环在处的场强,大小为
故A正确,BCD错误;
故选:。
本题将圆环微分,看成点电荷,根据点电荷场强公式,结合对称性,即可解答。
本题考查学生对点电荷场强公式以及电场叠加的掌握,难度不高,比较基础。
7.【答案】
【解析】解:、当开关保持闭合时,则两极板间的电势差保持不变,将板向上移一小段距离后,则两极板间的电势差保持不变,静电计指针的张角不变,故A错误;
B、当开关保持闭合时,则两极板间的电势差保持不变,根据公式可知,将板下移一小段距离后,两极板间的电场强度减小,电场力减小,故油滴向下运动,故B正确;
C、当开关断开时,电容器的电荷量保持不变,根据公式,以及联立可得:,当板下移,增大,场强不变,点到板的距离变大,则点电势增大,电势能减小,故C错误;
D、当在、间插入玻璃板时,介电常数变大,则变小,从而使电场力小于油滴重力,则油滴向下运动,故D错误。
故选:。
根据开关的状态得出过程中的不变量,根据公式,以及从而得出场强和电势能的变化。
本题是电容器的动态分析问题,关键抓住不变量,当电容器与电源始终相连,则电势差不变,当电容器与电源断开,则电荷量不变.同时掌握电容的定义式与决定式的内容,并在理解的基础上记住结论.
8.【答案】
【解析】解:、由运动轨迹如图可知,、做曲线运动,由于电场线方向未知,故、电性不能确定,故A错误.
B、根据、两粒子做曲线运动轨迹弯曲程度即电场线的疏密可知,所处的电场线变密,电场强度变强,所受的电场力在增大,加速度在增大;所处的电场线变疏,电场强度变弱,所受的电场力在减小,加速度在减小,故B正确.
、根据图知、两粒子的电场力、速度的夹角为锐角,电场力对电荷做正功,其动能都增大,其电势能都减小,故CD错误.
故选:.
物体做曲线运动的条件:力与速度不共线,要明确力和运动轨迹间的关系;电场力做功与电势能、动能的关系,电场线与电场强度的关系判断即可.
先有曲线运动的条件判断电场力的方向;明确电场力做功与电势能、动能的关系.
9.【答案】
【解析】解:、在击打过程中,朱婷与球组成的系统水平方向不受外力,竖直方向受到重力,合外力不为零,受力不平衡,所以系统动量不守恒,水平方向动量守恒,故AC正确;
B、由于朱婷击打球的过程中消耗体能,所以朱婷击打球后朱婷与球组成的系统的动能增大,故B错误;
D、在击打过程中朱婷与球组成的系统水平方向动量守恒,则朱婷与球在水平方向的动量变化量大小相等,方向相反,动量变化量不等,故D错误。
故选:。
根据动量守恒条件:合外力为零,分析动量是否守恒;根据能量的转化情况分析系统的动能的变化;根据水平方向的合外力是否为零,分析水平方向动量是否守恒。结合动量守恒定律分析朱婷与球在水平方向的动量变化量关系。
本题考查动量守恒定律和能量守恒定律。对于动量守恒定律,其守恒条件是:系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零,能够分析击球过程中能量的转化情况。
10.【答案】
【解析】解:、原子核在电场中做类平抛运动:,初速度相同,水平位移不同,故运动时间不同,故A错误;
B、根据牛顿第二定律可得加速度:,可知,质量之比为::,则加速度,故B正确;
C、原子核在平行电场线方向做匀加速运动,根据,可知,加速度最小,运动时间最长,落在点的原子核时间最长,故C正确;
D、根据: 而初动能。可知,三个原子核初动能不同,电场力做功相同,故末动能不同,故D错误。
故选:。
三个粒子垂直射入匀强电场中都做类平抛运动,根据水平方向的匀速直线运动规律比较时间;
根据粒子的偏转方向分析粒子受到的电场力方向,根据牛顿第二定律比较加速度;
粒子竖直方向的偏转量相同而水平位移不等,根据牛顿第二定律和位移公式写出偏转量的表达式,再分析水平位移与质量的关系;
写出电场力做功的表达式分析电场力做功关系。
解决该题的关键要掌握类平抛运动问题的处理方法:运动的分解法,根据牛顿第二定律和运动学公式得到竖直分位移表达式,根据表达式进行分析。
11.【答案】
【解析】解:当干路中的电流达到最大时,定值电阻消耗的功率最大,此时外电路的总电阻应最小,即滑动变阻器的滑片应置于端,故A错误;
B.根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
所以
由此可知,电压表示数变化与电流表示数变化的比值保持不变,故B正确;
C.电源的效率为
由此可知,随着外电路电阻减小,电源的效率减小;当外电路的电阻等于电源内阻时,电源的输出功率达到最大,即
代入数据解得
所以当滑片由端向端移动的过程中,电源的输出功率先增大后减小,故C正确;
D.利用等效电源法,除滑动变阻器之外的其它部分当作新电源的一部分,则
所以当的阻值与新电源的内阻相等时,新电源的输出功率达到最大,消耗的功率最大,即
故D正确。
故选:。
先分析外电路总电阻的变化情况,从而判断出电流表的示数变化情况,由路端电压与外电阻的关系分析电压表示数的变化情况。当内外电阻差值最小时电源的输出功率最大。
解决本题的关键要判断外电阻与路端电压、电流的关系。知道当电源内阻与外电阻相等时,电源的输出功率最大,然后结合闭合电路欧姆定律进行分析判断。
12.【答案】
【解析】解:、若两根导线中电流均向内,由安培定则可知,它们在点磁感应强度恰好等大、反向,故点合磁感应强度为零,同理可知,、两点磁感应强度如图所示

故E、两点的合磁感应强度大小相等,方向不同,故A错误,B正确;
C、设中电流向内、中电流向外,分别在、的磁感应强度如图所示,可知、两点的合磁感应强度相等,故C正确;

D、若、中电流均向内,分别在、的磁感应强度如图所示,

则、两点的合磁感应强度大小相等,方向不同,以此类推,可知无论两根导线中电流同向还是反向,、、三点的磁感应强度大小都相等,故D错误;
故选:。
根据右手螺旋定则确定两根导线在、、、四点磁场的方向,根据平行四边形定则进行合成。
解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系,会根据平行四边形定则进行合成。
13.【答案】
【解析】解:由图知,螺旋测微器的精度为,而其固定刻度为,可动刻度读数为,故金属棒的直径为。
游标卡尺的精度为,而主尺读数为,游标尺第条和主尺对应最齐,故游标尺读数为,故金属棒的长度为;
指针偏转角度过大,说明表盘指针刻度值过小,使指针偏转至中间刻度附近应换用小倍率,即换用。
由图知,刻度值约为,又倍率为,故金属棒的阻值约为;
根据电路特点,串联电阻分担电压为:
根据欧姆定律有:
测量原理图如图所示;
故答案为:,;,;,测量原理图如解析所示。
根据螺旋测微器和游标卡尺的读数规则,可以得出金属棒的直径和长度;
根据欧姆表的工作原理,可知换用的倍率,根据读数规则可读出金属棒的阻值;
根据电表改装的原理,可以求出需串联电阻,根据测量金属棒的电阻的原理,可以画出测量原理图。
本题考查测定金属的电阻率,在使用螺旋测微器和游标卡尺时,要注意螺旋测微器需要估读,而游标卡尺不需要估读。
14.【答案】
【解析】解:一节干电池的电动势约为,则电压表选量程,应用伏安法测一节干电池电动势与内阻时,最大电流约为零点几安培,则电流表选择量程,为方便实验操作,滑动变阻器应选;
根据图甲所示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示。
通过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数,利用这些数据在图丙中画出了图线。
电源图象与纵轴交点坐标值是电动势的测量值,图象斜率绝对值是电源内阻测量值。
由图象可知,电动势测量值,电源内阻;
由电路图可知,相对于电源来说电流表采用了外接法,由于电压表的分流产生了系统误差。
引起该实验的系统误差的主要原因是由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小,故A正确,BCD错误;
故选:。
故答案为:;;;见答图;; ;。
根据电路最大电流选择电流表量程,根据电源电动势选择电压表量程,在保证安全的前提下,应选最大阻值较小的滑动变阻器;
根据电路图连接实物电路图;
电源图象与纵轴交点坐标值是电动势的测量值,图象斜率是电源内阻测量值;
由电路图可知,相对于电源来说电流表采用了外接法,由于电压表的分流产生了系统误差。
本题考查了实验器材的选择,选择实验器材时要掌握一下原则:安全性原则、精确性原则、方便实验操作性原则。
电学实验产生的系统误差一般都来自电压表的分流和电流表的分压,正确分析误差是解答本题的关键,同时要结合数学知识理解图象斜率和截距的含义。
15.【答案】解:对小球受力分析如图所示,
根据小球平衡可知电场力向右,沿电场线的方向,故小球带正电,根据共点力平衡条件可知:
解得:
答:带电小球带正电;电场强度的大小为。
【解析】对小球受力分析,根据共点力平衡条件进行分析,从而分析电性,并解得电场强度大小。
本题考查电场力与电场强度的关系,解题关键掌握小球的受力分析,注意电场力的计算公式。
16.【答案】解:设篮球刚接触地板时的速度大小为;反弹离地时的速度大小为,由动能定理得:
下落过程:
代入数据解得:
上升过程:
代入数据解得:
设篮球从高处下落到地板所用时间为,上升的时间为,由运动学公式得:
下落过程:
上升过程:
篮球与地板接触时间为:
地板对篮球的平均撞击力,取竖直向上为正方向,由动量定理得:

代入数据解得:
根据牛顿第三定律,篮球对地板的平均撞击力为:,方向向下
篮球与地板撞击过程中损失的机械能为:
答:篮球刚接触地板时和反弹离地时的速度大小分别为、
篮球对地板的平均撞击力为,方向向下
篮球与地板撞击过程中损失的机械能为
【解析】用动能定理求速率
用自由落体规律求时间,再用动量定理求作用力
用能量守恒定律求解
本题考查自由落体运动、动能定理、动量定理、能量守恒定律,要注意篮球运动过程:下落、碰地、反弹上升,注意速度的矢量性。
17.【答案】解:线框在初始位置时,线框平面与磁场平行,有效面积为零,则。
当线框绕轴沿图示方向转过时,线框与的夹角为,则
这一过程中穿过线框的磁通量的变化量为
答:初位置时穿过线框的磁通量为;
穿过线框的磁通量为,这一过程中穿过线框的磁通量的变化量为。
【解析】线圈在匀强磁场中,当线圈平面与磁场方向垂直时,穿过线圈的磁通量,是磁感应强度,是线圈的面积.当线圈平面与磁场方向平行时,穿过线圈的磁通量;
磁场与线圈既不垂直,也不平行,则可分解成垂直与平行,根据是线圈平面与磁场方向的夹角求解,根据初末磁通量即可求出磁通量的变化。
对于匀强磁场中磁通量的求解,可以根据一般的计算公式是线圈平面与磁场方向的夹角来分析线圈平面与磁场方向垂直、平行两个特殊情况.注意夹角不是磁场与线圈平面的夹角,同时理解磁通量不是矢量,但注意分清正面还是反面通过线圈.
18.【答案】解:当开关接时,电阻的电流,
根据闭合电路欧姆定律,代入;可得;
灯泡的额定电流,电阻
当开关接时,灯泡电流;
根据当开关接时,灯泡电流,小于灯泡的额定电流,实际功率小于其额定功率,则灯泡不能正常发光.
实际功率是;
答:电源的内阻;
当开关接位置时,小灯泡中的电流;
灯泡不能正常发光,实际功率;
【解析】当开关接时,根据闭合欧姆定律,求出电源的内阻;
根据闭合电路欧姆定律,研究开关接时,灯泡的电流;
灯泡的电流与额定电流比较,确定发光情况.并由功率公式求解实际功率.
本题关键抓住灯泡的电阻不变,比较灯泡明暗变化,把比较实际功率大小,变成比较电流大小就容易了.
19.【答案】解:设电子经电压加速后的速度为,根据动能定理得:
解得:
电子在偏转电场中做类平抛运动,在电沿着电场线的方向上做匀加速直线运动,
所以偏转量为:
根据平抛运动的推论:做类平抛运动的物体,某时刻速度的反向延长线过此刻水平位移的中点:
代入变形后解得:
答:电子经电压加速后的速度大小为;
电子从偏转电场射出时的侧移量为;
荧光屏上的点到屏的中心位的距离为。
【解析】在加速电场中,根据动能定理列式即可求解;
根据电子做类平抛运动,根据沿电场方向的匀加速直线运动求解;
首先求得电子飞出偏转电场时的合速度,再根据电子做类平抛运动,根据在水平方向上匀速直线运动,在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动等即可列式判断。
该题考查电子在匀强电场中的加速和偏转,其中涉及到动能定理、类平抛运动等知识点的运用,该题综合性较强,过程较多,难度较大。
20.【答案】解:间的距离为,依据动能定理有:
解得:
设带电体运动到点的速度为,依据机械能守恒定律有:
解得:
在点,根据牛顿第二定律有:
根据牛顿第三定律,带电体对轨道的压力
代入得到:,方向竖直向上
带电体离开点后在竖直方向上做自由落体运动,设在空间运动的时间为。
在竖直方向上有:
在水平方向上做匀减速运动,设在水平方向的加速度大小为,则有:
设落在水平轨道上的位置到点距离为,依据运动学公式:
解得:
电场力代入数据,重力,代入数据,故“等效重力”,解得,与竖直方向夹角
故动能最大出现在轨道夹角时,根据能量转化和守恒有:
解得
答:带电体运动到圆形轨道的最高点时,对轨道的压力大小为;
带电体第一次经过点后,落在水平轨道上的位置到点的距离为;
带电体在轨道上运动时最大的动能是。
【解析】根据动能定理求出带电体在点的速度,从到的过程运用机械能守恒定律求出点的速度大小。结合牛顿第二、三定律求出对点压力的大小;
离开点后,在竖直方向做自由落体运动,在水平方向上做匀减速直线运动,抓住等时性,结合运动学公式求出落在水平轨道上的位置到点的距离;
根据力的合成,找等效重力方向,确定动能最大的位置,根据能量转化和守恒,求最大动能。
本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律,综合性较强,对学生的能力要求较高,需加强训练。
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