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2022年天津圣功中学高二物理上学期摸底试题含解析一、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.在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于衰变放射出某种粒子,结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片(如图所示),已知两个相切圆半径分贝为r1、r2.下列说法正确的是(
)A.原子核可能发生的是α衰变,也可能发生的是β衰变B.径迹2可能是衰变后新核的径迹C.若衰变方程是,则r1:r2=1:45D.若是α衰变,则1和2的径迹均是顺时针方向参考答案:CD【分析】静止原子核发生衰变,根据动量守恒可知,发生衰变后的粒子的运动的方向相反,在根据粒子在磁场中运动的轨迹可以判断粒子的电荷的性质;衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力可得半径公式,结合轨迹图分析。【详解】A.原子核衰变过程系统动量守恒,由动量守恒定律可知,衰变生成的两粒子动量方向相反,粒子速度方向相反,由左手定则知:若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆,若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆,所以为电性相同的粒子,可能发生的是衰变,但不是衰变,故A错误;BC.核反应过程系统动量守恒,原子核原来静止,初动量为零,由动量守恒定律可知,原子核衰变后生成的两核动量P大小相等、方向相反,粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:,解得:,由于P、B都相同,则粒子电荷量q越大,其轨道半径r越。捎谛潞说牡绾闪看笥诹W拥牡绾闪,则新核的轨道半径小于粒子的轨道半径,则半径为的圆为放出新核的运动轨迹,半径为的圆为粒子的运动轨迹,:::45,故B错误,C正确;D.若是衰变,生成的两粒子电性相同,图示由左手定则可知,两粒子都沿顺时针方向做圆周运动,故D正确。【点睛】知道原子核衰变过程动量守恒是本题解题的前提与关键,分析清楚图示运动轨迹、应用动量守恒定律与牛顿第二定律即可解题。2.电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则(
)A.三只电阻两端的总电压为18V
B.电路中的电流为0.8AC.三只电阻两端的总电压为20V
D.电阻R2的阻值为20Ω参考答案:D解:串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律得:,故B错误;根据欧姆定律得:,故D正确;R3两端的电压U3=IR3=3V;总电压U=U1+U2+U3=6+12+3=21V,故AC错误;故选D.3.高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的撞击时间约为2ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为(
)A.10N B.102N C.103N D.104N参考答案:C试题分析:本题是一道估算题,所以大致要知道一层楼的高度约为3m,可以利用动能定理或者机械能守恒求落地时的速度,并利用动量定理求力的大小。设鸡蛋落地瞬间的速度为v,每层楼的高度大约是3m,由动能定理可知:,解得:
落地时受到自身的重力和地面的支持力,规定向上为正,由动量定理可知:,解得:,根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为103N,故C正确故选C4.一个质量为2kg的物体,在3个共点力作用下处于匀速直线运动状态.现同时撤去大小分别为10N和15N的两个力,其余的力保持不变,关于此后该物体运动的说法中正确的是(
)A、可能做匀减速直线运动,加速度大小是10m/s2B、可能做匀速圆周运动,向心加速度大小是5m/s2C、可能做匀变速曲线运动,加速度大小可能是5m/s2D、一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是10m/s2参考答案:AC5.(2011?杭州一模)如图所示,在倾角为a的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒.当导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,可加一平行于纸面的匀强磁。蓖饧釉惹看懦〉拇鸥杏η慷菳的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中,下列关于B的大小变化的说法中,正确的是() A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小参考答案:A解:对导体棒受力分析,受重力G、支持力FN和安培力FA,三力平衡,合力为零,将支持力FN和安培力FA合成,合力与重力相平衡,如图从图中可以看出,安培力FA一直变大,由于FA=BIL,其中电流I和导体棒的长度L均不变,故磁感应强度渐渐变大;故。篈.二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.一个理想变压器的原线圈为1320匝,副线圈为60匝,在副线圈上接一个电阻值恒为10的电阻,通过它的交流电流为1A,则原线圈的输入功率为
W,在其他条件不变时,若将副线圈匝数加倍,则副线圈中电流将变为
A。参考答案:10,27.一足球质量为0.4kg,速度为5m/s,被足球运动复以大小10m/s速度沿相反方向踢回,则足球动量改变量为
kg·m/s。如果足球与脚接触时间为0.05s,则足球所受的平均冲力为
N(以踢回的方向为正方向)。参考答案:6kg·m/s,120N8.(4分)如图所示为甲、乙两单摆做简谐运动的图线,若g=9.8m/s2,甲的摆长L1为
;甲、乙两摆摆长之比为L1:L2为
;甲、乙两摆
摆角较大.
参考答案:1m,16:9,甲 解:甲摆的周期为2s,乙摆的周期为1.5s,根据单摆的周期公式T=2π得:L1==1m;L2==m;摆长L=,甲、乙两摆的周期比为4:3,则摆长比为16:9.单摆小角度摆动,甲摆的振幅为7cm,乙摆的振幅为3cm,根据A=Lθ,两个摆的摆角之比为:,故甲摆的摆角较大;9.如图l—6—14所示的匀强电场中,M、N两点距离为2cm,两点间的电势差为5V,MN连线与场强方向成600角,则此电场的电场强度大小为
.参考答案:10.两平行金属板间的电压为U,两板间距为d,一质量为m,电量为q的带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电。肟绯∈,偏转距离为d/2,那么带电粒子离开电场时的动能
(粒子重力不计)参考答案:由题,带电粒子离开电场时,偏转距离为1/2d,而两平行金属板间的电压为U,两板间距为d,则离开电场和进入电场两点间电势差为1/2U,电场力做功为1/2qU,由动能定理得:11.(4分)一束光从真空射入某介质,在如图所示的θ1、θ2、θ3、θ4四个角中,入射角为
,折射角为
,这种介质的折射率为n=
;光在真空中的速度
光在这种介质中的速度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。参考答案:θ1,θ3,,大于12.匀强电场是指:电场强度的
和
都相同的区域参考答案:13.有一充电的平行板电容器,两板间电压为3V,现使它的电量减少3×10-4C,于是电容器两极板间电压减小了2V,此电容器的电容是________μF,电容器原来的带电量是________C,若电容器极板上的电量全部放掉,电容器的电容________μF.参考答案:三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.(6分)图所示是电场中某区域的电场线分布图,P、Q是电场中的两点。(1)请比较P、Q两点中电场强度的强弱并说明理由。(2)把电荷量为=3.0×C的正点电荷放在电场中的P点,正电荷受到的电场力大小为F=6.0N;如果把移去,把电荷量为=6.0×10C的负点电荷放在P点,求负荷电荷受到的电场力F的大小方向。参考答案:(1)Q点电场强度较强(1分)。因为Q点处电场线分布较P点密(1分)。(2)P点电场强度E=F/q=6/(3×10)×10(N/C)(2分)方向向左(或与电场强度方向相反)
(1分)15.关于电磁场的理论,下列说法正确的是(
)A.在电场周围一定产生磁。懦≈芪б欢ú绯.在变化的电场周围一定产生变化的磁。浠拇懦≈芪б欢ú浠牡绯.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场参考答案:B四、计算题:本题共3小题,共计47分16.场电荷Q=2×C,是正点电荷;检验电荷q=2×,是负电荷,它们相距r=2m且都在真空中,如图所示。(1)q受的电场力。ks5u(2)q所在的B点的场强EB。(3)只将q换为=4×10-5C的正点电荷,再求受力及B点的场强。(4)将受力电荷拿去后再求B点场强。参考答案:(1)F=kQq/r^2=9N(2)EB=kQ/r^2=4.5×10^5N/Cks5u(3)EB=kQ/r^2=4.5×10^5N/C(4)EB=kQ/r^2=4.5×10^5N/C17.如图所示,通电导体棒ab质量为m、长为L,水平地放置在倾角为θ的光滑斜面上,通以图示方向的电流,电流为I,要使导体棒ab静止在斜面上,求:
(1)若磁场方向竖直向上,则磁感应强度B为多大?(2)若要求磁感应强度最。虼鸥杏η慷热绾危坎慰即鸢:18.如图所示,在以O为圆心,半径为R的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁。懦〉拇鸥杏η慷却笮∥狟,方向垂直纸面向外.竖直平行正对放置的两金属板A、K连在电压可调的电路中.S1、S2为A、K板上的两个小孔,S1、S2和O在同一直线上,且;另有一水平放置的足够大的荧光屏D,O点到荧光屏的距离h=R.比荷(电荷量与质量之比)为k的带正电的粒子由S1进入电场后,通过S2射向磁场中心,通过磁场后落到荧光屏D上.粒子进入电场的初速度及其所受重力均可忽略不计.(1)求粒子垂直打到荧光屏上P点时速度的大。唬2)调节滑片P,使粒子打在荧光屏上Q点,PQ=h(如图所示),求此粒子从S1运动到光屏上Q点的时间.参考答案:(1)(6分)设粒子的质量为m,电荷量为q,垂直打在荧光屏上的P点时的速度为v1,粒子垂直打在荧光屏上,说明粒子在磁场中的运动是四分之一圆周,运动半径r1=R…2分根据牛顿第二定律
Bqv1=,
……2分依题意:k=q/m…………1分
解得:v1=BkR…………1分
(2)作出粒子的运动轨迹,,=30°,由几何知识=30°,故半径r2=,又,解得:,在电场中运动的时间:,第一段匀速运动的时间:在磁场中运动的时间:第二段匀速运动的时间:粒子运动的时间t=t1+t2+t3+t4=
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