还剩18页未读，
继续阅读
2019-2020学年天津市五校高二上学期期末联考物理试题含解析
展开
这是一份2019-2020学年天津市五校高二上学期期末联考物理试题含解析，共21页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. “嫦娥一号”卫星经过一年多的绕月球运行，完成了既定任务，并成功撞月．如图为卫星撞月的模拟图，卫星在控制点开始进入撞月轨道．假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R，周期为T，引力常量为G．根据题中信息（ ）
A. 可以求出月球的质量
B. 可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力
C. “嫦娥一号”卫星在控制点处应加速
D. “嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2km/s
【答案】A
【解析】
【详解】A．卫星绕月球作圆周运动时万有引力提供向心力，故有，解得月球的质量，可见根据题中信息可以求出月球的质量，故A正确；
B．月球对“嫦娥一号”卫星的引力，由于题中没有给出卫星的质量，故无法求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力，故B错误；
C．卫星由外轨向内轨变轨，卫星在控制点处应减速，故C错误．
D．第二宇宙速度11.2km/s，是卫星脱离地球的束缚进入太阳系成为一颗人造地球行星的最小速度，而嫦娥一号卫星跟随月球围绕地球运动，没有脱离地球的束缚，故其发射速度小于第二宇宙速度，故D错误．
2. 如图电路中，电灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，下列说法中正确的是
A. 在S闭合瞬间，A、B同时发光，接着A熄灭，B更亮
B. 在S闭合瞬间，A不亮，B立即亮
C. 在电路稳定后再断开S的瞬间，通过A灯电流方向为a→b
D. 在电路稳定后再断开S的瞬间，B闪烁一下然后逐渐熄灭
【答案】A
【解析】
【详解】AB、合上开关S接通电路，A、B立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过L的电流慢慢变大，最后L将灯泡A短路，导致A熄灭，B更亮，故A正确，B错误；
C、稳定后再断开S的瞬间，B灯立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以A灯亮一下再慢慢熄灭，通过A灯电流方向为b→a，故C错误；
D、稳定后再断开S的瞬间，B灯立即熄灭，故D错误．
3. 从发电站输出的功率为 220kW，输电线的总电阻为 1Ω，分别用110V 和 110kV两种电压输电．两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为 ( )
A. 100：1B. 1：100C. 1000：1D. 1：1000
【答案】C
【解析】
【详解】输电线路上电流：；
损失的电压：
；
故采取不同电压损失电压之比为
，
故选C．
4. 如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中 （ ）
A. 导体框中产生的感应电流方向相反
B. 导体框中产生的焦耳热相同
C. 导体框ad边两端电势差相同
D. 通过导体框截面的电量相同
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．两种情况下都是穿出磁场，穿过线圈的磁通量减小，根据右手定则，导线框产生的感应电流方向相同，均沿逆时针方向，所以A错误；
B．导体框中产生的焦耳热
可知，Q与速度v成正比，所以导线框产生的焦耳热不同，则B错误；
C．向上移出磁场的过程中，电动势
ab边两端电势差
向右移出磁场的过程中，电动势
ab边两端电势差
所以C错误；
D．通过导体框截面的电量为
沿两个不同方向移出，磁通量的变化量相同，所以通过导体框截面的电量相同，所以D正确；
故选D。
5. 如图所示，一矩形金属线圈面积为S、匝数为N，在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度ω绕垂直磁场的固定轴匀速转动。则（ ）
A. 线圈中磁通量变化率最大值NBSω
B. 电动势的峰值是NBSω
C. 从如图位置开始转过60°时，电动势的瞬时值是
D. 从中性面开始转过90°的过程中，电动势的平均值是
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据
可得线圈中磁通量变化率的最大值
电动势的峰值是
Em=NBSω
选项A错误，B正确；
C．从如图位置开始转过60°时，电动势的瞬时值是
选项C错误；
D．从中性面开始转过90°的过程中，电动势的平均值是
选项D错误。
故选B。
6. 如图甲所示，U型导体框架abcd放置于水平面内，导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置处于垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示，MN始终保持静止。规定竖直向上为磁场正方向，沿导体棒由M到N为感应电流的正方向，水平向右为导体棒所受安培力F的正方向，水平向左为导体棒所受摩擦力f的正方向，下列图像中不正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】时间内，磁感应强度不发生变化，回路中没有感应电流，导棒受到的安培力和摩擦力为零；
时间内，磁感应强度均匀减小，导体棒中有从M到N的感应电流，感应电流大小不变，导棒受到的安培力向右、摩擦力向左；
时间内，磁感应强度方向相反，均匀增大，导体棒中有从M到N的感应电流，感应电流大小不变，导棒受到的安培力向左、摩擦力向右；
结合题意可判断A错误，符合题意，BCD正确，不符合题意。
故选A。
7. 如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入场区，经一段时间运动到N点，关于小球由M到N的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 小球可能做匀变速运动B. 小球可能做匀速圆周运动
C. 小球动能一定增加D. 小球机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球受到重力、电场力和洛伦兹力作用，若速度大小变化，则洛伦兹力变化，合力变化，所以小球不可能做匀变速运动，故A错误；
BC．若重力等于电场力，洛伦兹力提供向心力，小球做匀速圆周运动，小球的动能不变，故B正确，C错误；
D．小球运动过程中洛仑兹力不做功，电场力做负功，所以机械能减少，故D错误。
故选B。
8. 物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用，左图为它的示意图。它由两个铝制的D形盒组成，两个D形盒正中间开有一条狭缝。两个D形盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。右图为俯视图，在D形盒上半面中心S处有一正粒子源，它发出的正粒子，经狭缝电压加速后，进入D形盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D形盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。已知正离子电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小为U，磁场的磁感应强度大小为B，D形盒的半径为R。每次加速的时间极短，可忽略不计。正粒子从离子源出发时的初速度为零，不计粒子所受重力。则（ ）
A. 高频交变电压变化的周期为
B. 粒子在回旋加速器中的总的时间为
C. 在下半个D形盒中粒子第一次与第n次运动的轨道半径之比为
D. 粒子可获得的最大动能为
【答案】D
【解析】
【详解】A．带电粒子转一个完整的圆也就是完整的一个周期来看，当带电粒子经过第一次加速，转一个半圆，然后高频交流电源改变，使带电粒子加速，进入下一个半圆，走完下一个半圆后，高频交流电源继续改变，这时带电粒子将进入下一个周期，而高频交流电源改变两次算一个周期，因此，高频交流电源周期与粒子运动周期相同，粒子运动周期为
则高频交变电压变化的周期为
故A错误；
BD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，则
解得
当
时，速度有最大值，此时动能最大，最大动能为
粒子共被加速了n次，则
解得
又因为在一个周期内带电粒子被加速两次，则粒子在回旋加速器中的总的时间为
故B错误，D正确；
C．粒子在电场中第一次加速，则
解得
则粒子以 速度第一次在下半盒中运动，根据
解得
粒子第n次进入下半盒运动前，已在电场中加速了次，则
解得
则半径
故在下半个D形盒中粒子第一次与第n次运动的轨道半径之比为为
故C错误。
故选D。
二、多项选择题（本题共4小题，每题5分，共20分。每题有多个选项符合题意，全选对得5分，选对但不全得3分，错选或多选不得分）
9. 已知地球半径为 R，质量为 M，自转角速度为 ω，万有引力恒量为 G，地球同步卫星与地 心间的距离为 r，则
A. 地面赤道上物体随地球自转运动的线速度为 ωR
B. 地球同步卫星的运行速度为 ωr
C. 地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为 ωR
D. 地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A项：地面赤道上物体随地球自转运动的角速度等于地球自转角速度，轨道半径等于地球半径R，所以，故A正确；
B项：地球同步卫星角速度等于地球自转角速度，所以，故B正确；
C、D项：由万有引力提供向心力有：得，，故C错误，D正确．
故选ABD．
10. 如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的电压如图乙所示。氖泡在两端电压达到100V时开始发光。下列说法中正确的是（ ）
A. 图乙中电压的有效值为最大值一半
B. 开关断开后，电压表的示数变大
C. 开关断开后，变压器的输出功率不变
D. 开关接通后，氖泡的发光频率为50Hz
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据电流的热效应
解得
图乙中电压的有效值为最大值一半，故A正确；
B．，电压表的示数不变，故B错误；
C．开关断开后，不变,副线圈上增大，电流减小，变压器的输出功率
减小，故C错误；
D．理想变压器的原、副线圈匝数比等于电压比，可知副线圈上最大电压为，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，由图可知，氖泡一个周期内发光一次，故其发光频率与交流电的频率一样
故D正确。
故选AD。
11. 在高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现五颜六色的弧状、带状或幕状的极其美丽壮观的发光现象，这就是我们常说的“极光”．“极光”是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的．假如我们在北极地区忽然发现正上方的高空出现了射向地球的沿顺时针方向生成的紫色弧状极光(显示带电粒子的运动轨迹)．则关于引起这一现象的高速带电粒子的电性及弧状极光的弯曲程度的说法中，正确的是( )
A. 高速粒子带负电B. 高速粒子带正电
C. 轨迹半径逐渐减小D. 轨迹半径逐渐增大
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB．北极存在竖直向下的磁场，因为从地面上看粒子顺时针方向运动，俯视图为粒子沿逆时针方向运动，根据左手定则可得粒子带正电，A错误，B正确；
CD．因为空气阻力的存在，粒子的动能变小，速度变小，根据公式可得粒子运动半径减小，C正确，D错误。
故选BC。
12. 如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是（ ）
A. 达到稳定状态时，上表面的电势低于下表面电势
B. 仅增大h时，上、下表面的电势差减小
C. 仅增大电流I时，上、下表面的电势差增大
D. 在电子向金属导体板某一侧聚集的过程中，电子所受的洛伦兹力对电子做正功
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据左手定则，知自由电子向上偏转，则上表面带负电，下表面带正电，上表面的电势低于下表面电势，A正确；
B C．根据电流的微观表达式
I=neSv=nedhv
可知，h增大时，载流金属导体中的载流子运动的速度减小；根据
解得
知与h无关，与d成反比，仅增大电流I时，上、下表面的电势差增大，B错误、C正确。
D．在电子向金属导体板某一侧聚集的过程中，电子所受的洛伦兹力与速度方向垂直，洛伦兹力对电子不做功，D错误。
故选AC。
三、计算题（本题共3小题，13题14分，14题16分，15题18分）
13. 如图所示，在直角坐标系xy的第一象限中分布着与y轴平行的匀强电场，在第四象限中分布着垂直于纸面方向的匀强磁场，一个质量为m，电荷量为q的正粒子（不计重力），从A（0、2）点平行于x轴射入电场，初速度m/s。从x轴上的P点（4、0）第一次由电场进入磁场，接着从磁场经过x轴上的Q点（8、0）再次进入电场。已知该粒子的比荷为＝108C/kg，求：
（1）匀强电场的方向和匀强磁场的方向；
（2）求粒子经过P点时的速度；
（3）匀强磁场的磁感应强度B的大小。
【答案】（1）电场方向为沿y轴负方向，磁场方向为垂直于纸面向里；（2），方向与x轴成；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意可知，带正电的粒子受向下的电场力，可知电场方向为沿y轴负方向；根据左手定则，磁场方向为垂直于纸面向里。
（2）粒子在电场中作类平抛运动
水平方向
竖直方向
联立上述方程得
粒子从P点进入磁场时的速度大小
方向与x轴成
（3）粒子在磁场中作匀速圆周运动，由图可知圆弧所对应的圆心角θ＝90°
圆周运动的轨道半径
同时有
解得
14. 如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L＝1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值R＝0.4的电阻。质量m＝0.01kg、电阻r＝0.3的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响）。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）金属棒ab在开始运动的1.7s内，通过电阻R的电量q；
（3）金属棒ab在开始运动的2.3s内，电阻R上产生的热量。
【答案】（1）0.1T；（2）1C；（3）0.50J
【解析】
【详解】（1）根据图像可得，1.7s后金属棒达到了最大速度，最大速度为
金属棒达到最大速度时受到的安培力等于重力，则有
其中
联立解得
（2）金属棒ab在开始运动的1.7s内下降的距离为x1，通过电阻R的电量为
代入数据解得
（3）由能量守恒可知，在开始运动的2.3s内下降的距离为x2，金属棒减小的重力势能转化为金属棒的动能和电路的内能。设电路中产生的总焦耳热为，根据能量守恒定律得
电阻R上产生的热量
联立解得
15. 如图所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。
（1）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少；
（2）求导体棒所达到的恒定速度；
（3）导体棒以恒定速度运动时，求维持导体棒匀速运动，外界在单位时间内需提供的总能量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律可得
其中
联立解得
（2）稳定时
其中
联立解得
（3）导体棒以恒定速度v2运动时，满足
据功能关系可得
联立解得
1. “嫦娥一号”卫星经过一年多的绕月球运行，完成了既定任务，并成功撞月．如图为卫星撞月的模拟图，卫星在控制点开始进入撞月轨道．假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R，周期为T，引力常量为G．根据题中信息（ ）
A. 可以求出月球的质量
B. 可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力
C. “嫦娥一号”卫星在控制点处应加速
D. “嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2km/s
【答案】A
【解析】
【详解】A．卫星绕月球作圆周运动时万有引力提供向心力，故有，解得月球的质量，可见根据题中信息可以求出月球的质量，故A正确；
B．月球对“嫦娥一号”卫星的引力，由于题中没有给出卫星的质量，故无法求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力，故B错误；
C．卫星由外轨向内轨变轨，卫星在控制点处应减速，故C错误．
D．第二宇宙速度11.2km/s，是卫星脱离地球的束缚进入太阳系成为一颗人造地球行星的最小速度，而嫦娥一号卫星跟随月球围绕地球运动，没有脱离地球的束缚，故其发射速度小于第二宇宙速度，故D错误．
2. 如图电路中，电灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，下列说法中正确的是
A. 在S闭合瞬间，A、B同时发光，接着A熄灭，B更亮
B. 在S闭合瞬间，A不亮，B立即亮
C. 在电路稳定后再断开S的瞬间，通过A灯电流方向为a→b
D. 在电路稳定后再断开S的瞬间，B闪烁一下然后逐渐熄灭
【答案】A
【解析】
【详解】AB、合上开关S接通电路，A、B立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过L的电流慢慢变大，最后L将灯泡A短路，导致A熄灭，B更亮，故A正确，B错误；
C、稳定后再断开S的瞬间，B灯立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以A灯亮一下再慢慢熄灭，通过A灯电流方向为b→a，故C错误；
D、稳定后再断开S的瞬间，B灯立即熄灭，故D错误．
3. 从发电站输出的功率为 220kW，输电线的总电阻为 1Ω，分别用110V 和 110kV两种电压输电．两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为 ( )
A. 100：1B. 1：100C. 1000：1D. 1：1000
【答案】C
【解析】
【详解】输电线路上电流：；
损失的电压：
；
故采取不同电压损失电压之比为
，
故选C．
4. 如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中 （ ）
A. 导体框中产生的感应电流方向相反
B. 导体框中产生的焦耳热相同
C. 导体框ad边两端电势差相同
D. 通过导体框截面的电量相同
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．两种情况下都是穿出磁场，穿过线圈的磁通量减小，根据右手定则，导线框产生的感应电流方向相同，均沿逆时针方向，所以A错误；
B．导体框中产生的焦耳热
可知，Q与速度v成正比，所以导线框产生的焦耳热不同，则B错误；
C．向上移出磁场的过程中，电动势
ab边两端电势差
向右移出磁场的过程中，电动势
ab边两端电势差
所以C错误；
D．通过导体框截面的电量为
沿两个不同方向移出，磁通量的变化量相同，所以通过导体框截面的电量相同，所以D正确；
故选D。
5. 如图所示，一矩形金属线圈面积为S、匝数为N，在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度ω绕垂直磁场的固定轴匀速转动。则（ ）
A. 线圈中磁通量变化率最大值NBSω
B. 电动势的峰值是NBSω
C. 从如图位置开始转过60°时，电动势的瞬时值是
D. 从中性面开始转过90°的过程中，电动势的平均值是
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据
可得线圈中磁通量变化率的最大值
电动势的峰值是
Em=NBSω
选项A错误，B正确；
C．从如图位置开始转过60°时，电动势的瞬时值是
选项C错误；
D．从中性面开始转过90°的过程中，电动势的平均值是
选项D错误。
故选B。
6. 如图甲所示，U型导体框架abcd放置于水平面内，导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置处于垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示，MN始终保持静止。规定竖直向上为磁场正方向，沿导体棒由M到N为感应电流的正方向，水平向右为导体棒所受安培力F的正方向，水平向左为导体棒所受摩擦力f的正方向，下列图像中不正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】时间内，磁感应强度不发生变化，回路中没有感应电流，导棒受到的安培力和摩擦力为零；
时间内，磁感应强度均匀减小，导体棒中有从M到N的感应电流，感应电流大小不变，导棒受到的安培力向右、摩擦力向左；
时间内，磁感应强度方向相反，均匀增大，导体棒中有从M到N的感应电流，感应电流大小不变，导棒受到的安培力向左、摩擦力向右；
结合题意可判断A错误，符合题意，BCD正确，不符合题意。
故选A。
7. 如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入场区，经一段时间运动到N点，关于小球由M到N的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 小球可能做匀变速运动B. 小球可能做匀速圆周运动
C. 小球动能一定增加D. 小球机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球受到重力、电场力和洛伦兹力作用，若速度大小变化，则洛伦兹力变化，合力变化，所以小球不可能做匀变速运动，故A错误；
BC．若重力等于电场力，洛伦兹力提供向心力，小球做匀速圆周运动，小球的动能不变，故B正确，C错误；
D．小球运动过程中洛仑兹力不做功，电场力做负功，所以机械能减少，故D错误。
故选B。
8. 物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用，左图为它的示意图。它由两个铝制的D形盒组成，两个D形盒正中间开有一条狭缝。两个D形盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。右图为俯视图，在D形盒上半面中心S处有一正粒子源，它发出的正粒子，经狭缝电压加速后，进入D形盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D形盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。已知正离子电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小为U，磁场的磁感应强度大小为B，D形盒的半径为R。每次加速的时间极短，可忽略不计。正粒子从离子源出发时的初速度为零，不计粒子所受重力。则（ ）
A. 高频交变电压变化的周期为
B. 粒子在回旋加速器中的总的时间为
C. 在下半个D形盒中粒子第一次与第n次运动的轨道半径之比为
D. 粒子可获得的最大动能为
【答案】D
【解析】
【详解】A．带电粒子转一个完整的圆也就是完整的一个周期来看，当带电粒子经过第一次加速，转一个半圆，然后高频交流电源改变，使带电粒子加速，进入下一个半圆，走完下一个半圆后，高频交流电源继续改变，这时带电粒子将进入下一个周期，而高频交流电源改变两次算一个周期，因此，高频交流电源周期与粒子运动周期相同，粒子运动周期为
则高频交变电压变化的周期为
故A错误；
BD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，则
解得
当
时，速度有最大值，此时动能最大，最大动能为
粒子共被加速了n次，则
解得
又因为在一个周期内带电粒子被加速两次，则粒子在回旋加速器中的总的时间为
故B错误，D正确；
C．粒子在电场中第一次加速，则
解得
则粒子以 速度第一次在下半盒中运动，根据
解得
粒子第n次进入下半盒运动前，已在电场中加速了次，则
解得
则半径
故在下半个D形盒中粒子第一次与第n次运动的轨道半径之比为为
故C错误。
故选D。
二、多项选择题（本题共4小题，每题5分，共20分。每题有多个选项符合题意，全选对得5分，选对但不全得3分，错选或多选不得分）
9. 已知地球半径为 R，质量为 M，自转角速度为 ω，万有引力恒量为 G，地球同步卫星与地 心间的距离为 r，则
A. 地面赤道上物体随地球自转运动的线速度为 ωR
B. 地球同步卫星的运行速度为 ωr
C. 地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为 ωR
D. 地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A项：地面赤道上物体随地球自转运动的角速度等于地球自转角速度，轨道半径等于地球半径R，所以，故A正确；
B项：地球同步卫星角速度等于地球自转角速度，所以，故B正确；
C、D项：由万有引力提供向心力有：得，，故C错误，D正确．
故选ABD．
10. 如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的电压如图乙所示。氖泡在两端电压达到100V时开始发光。下列说法中正确的是（ ）
A. 图乙中电压的有效值为最大值一半
B. 开关断开后，电压表的示数变大
C. 开关断开后，变压器的输出功率不变
D. 开关接通后，氖泡的发光频率为50Hz
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据电流的热效应
解得
图乙中电压的有效值为最大值一半，故A正确；
B．，电压表的示数不变，故B错误；
C．开关断开后，不变,副线圈上增大，电流减小，变压器的输出功率
减小，故C错误；
D．理想变压器的原、副线圈匝数比等于电压比，可知副线圈上最大电压为，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，由图可知，氖泡一个周期内发光一次，故其发光频率与交流电的频率一样
故D正确。
故选AD。
11. 在高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现五颜六色的弧状、带状或幕状的极其美丽壮观的发光现象，这就是我们常说的“极光”．“极光”是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的．假如我们在北极地区忽然发现正上方的高空出现了射向地球的沿顺时针方向生成的紫色弧状极光(显示带电粒子的运动轨迹)．则关于引起这一现象的高速带电粒子的电性及弧状极光的弯曲程度的说法中，正确的是( )
A. 高速粒子带负电B. 高速粒子带正电
C. 轨迹半径逐渐减小D. 轨迹半径逐渐增大
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB．北极存在竖直向下的磁场，因为从地面上看粒子顺时针方向运动，俯视图为粒子沿逆时针方向运动，根据左手定则可得粒子带正电，A错误，B正确；
CD．因为空气阻力的存在，粒子的动能变小，速度变小，根据公式可得粒子运动半径减小，C正确，D错误。
故选BC。
12. 如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是（ ）
A. 达到稳定状态时，上表面的电势低于下表面电势
B. 仅增大h时，上、下表面的电势差减小
C. 仅增大电流I时，上、下表面的电势差增大
D. 在电子向金属导体板某一侧聚集的过程中，电子所受的洛伦兹力对电子做正功
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据左手定则，知自由电子向上偏转，则上表面带负电，下表面带正电，上表面的电势低于下表面电势，A正确；
B C．根据电流的微观表达式
I=neSv=nedhv
可知，h增大时，载流金属导体中的载流子运动的速度减小；根据
解得
知与h无关，与d成反比，仅增大电流I时，上、下表面的电势差增大，B错误、C正确。
D．在电子向金属导体板某一侧聚集的过程中，电子所受的洛伦兹力与速度方向垂直，洛伦兹力对电子不做功，D错误。
故选AC。
三、计算题（本题共3小题，13题14分，14题16分，15题18分）
13. 如图所示，在直角坐标系xy的第一象限中分布着与y轴平行的匀强电场，在第四象限中分布着垂直于纸面方向的匀强磁场，一个质量为m，电荷量为q的正粒子（不计重力），从A（0、2）点平行于x轴射入电场，初速度m/s。从x轴上的P点（4、0）第一次由电场进入磁场，接着从磁场经过x轴上的Q点（8、0）再次进入电场。已知该粒子的比荷为＝108C/kg，求：
（1）匀强电场的方向和匀强磁场的方向；
（2）求粒子经过P点时的速度；
（3）匀强磁场的磁感应强度B的大小。
【答案】（1）电场方向为沿y轴负方向，磁场方向为垂直于纸面向里；（2），方向与x轴成；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意可知，带正电的粒子受向下的电场力，可知电场方向为沿y轴负方向；根据左手定则，磁场方向为垂直于纸面向里。
（2）粒子在电场中作类平抛运动
水平方向
竖直方向
联立上述方程得
粒子从P点进入磁场时的速度大小
方向与x轴成
（3）粒子在磁场中作匀速圆周运动，由图可知圆弧所对应的圆心角θ＝90°
圆周运动的轨道半径
同时有
解得
14. 如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L＝1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值R＝0.4的电阻。质量m＝0.01kg、电阻r＝0.3的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响）。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）金属棒ab在开始运动的1.7s内，通过电阻R的电量q；
（3）金属棒ab在开始运动的2.3s内，电阻R上产生的热量。
【答案】（1）0.1T；（2）1C；（3）0.50J
【解析】
【详解】（1）根据图像可得，1.7s后金属棒达到了最大速度，最大速度为
金属棒达到最大速度时受到的安培力等于重力，则有
其中
联立解得
（2）金属棒ab在开始运动的1.7s内下降的距离为x1，通过电阻R的电量为
代入数据解得
（3）由能量守恒可知，在开始运动的2.3s内下降的距离为x2，金属棒减小的重力势能转化为金属棒的动能和电路的内能。设电路中产生的总焦耳热为，根据能量守恒定律得
电阻R上产生的热量
联立解得
15. 如图所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。
（1）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少；
（2）求导体棒所达到的恒定速度；
（3）导体棒以恒定速度运动时，求维持导体棒匀速运动，外界在单位时间内需提供的总能量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律可得
其中
联立解得
（2）稳定时
其中
联立解得
（3）导体棒以恒定速度v2运动时，满足
据功能关系可得
联立解得
相关试卷
2019-2020学年天津市五校高一上学期期末联考物理试题含解析： 这是一份2019-2020学年天津市五校高一上学期期末联考物理试题含解析，共22页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2023衢州五校联盟高二上学期期末联考物理试题（创新班）含解析： 这是一份2023衢州五校联盟高二上学期期末联考物理试题（创新班）含解析，文件包含浙江省衢州市五校联盟2022-2023学年高二上学期期末联考物理试题创新班含解析docx、浙江省衢州市五校联盟2022-2023学年高二上学期期末联考物理试题创新班无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共41页， 欢迎下载使用。
2023衢州五校联盟高二上学期期末联考物理试题（创新班）含解析： 这是一份2023衢州五校联盟高二上学期期末联考物理试题（创新班）含解析，文件包含浙江省衢州市五校联盟2022-2023学年高二上学期期末联考物理试题创新班含解析docx、浙江省衢州市五校联盟2022-2023学年高二上学期期末联考物理试题创新班无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共41页， 欢迎下载使用。
