安徽省江淮名校高二（下）开学联考物理试题（word版含答案）

安徽省江淮名校高二（下）开学联考物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示为两电阻和的伏安特性曲线。若两电阻分别与两个相同的电池A、B串联，组成闭合回路。以下说法正确的是（　　）
A．电阻的阻值较小
B．电阻的发热功率一定较小
C．电源A的总功率一定较大
D．电源A的效率一定较大
2．如图，在直角坐标系第一象限轴与直线所夹范围内存在匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里。一带负电的粒子以速度自轴上点垂直射入磁场，一段时间后，该粒子垂直直线射出磁场，自轴上点（图中未画出）离开第一象限。已知，不计粒子重力。则下列判断正确的是（　　）
A．粒子在磁场中运动的轨道半径为
B．粒子离开第一象限点的横坐标为
C．粒子在第一象限磁场中的运动时间为
D．粒子在第一象限的运动时间为
3．如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点不计重力下列说法正确的是　　
A．M带负电荷，N带正电荷
B．M在b点的动能小于它在a点的动能
C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
4．回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（　　）
A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大
B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间会变短
C．若只将质子换成α粒子，仍可用此装置加速α粒子
D．质子第9次被加速前、后的轨道半径之比为
二、单选题
5．质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示，一带电粒子从容器下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，然后经沿着与磁场方向垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，测得该粒子在磁场中运动的轨道半径为r，则该粒子的比荷为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，平行板电容器与电动势为E、内阻不计的直流电源连接，下极板接地（静电计所带电量可忽略），一带负电的油滴固定于电容器的中点P．现将下极板竖直下移使上、下极板间距变为原来的2倍，则
A．变化后电容器的电容变为原来的2倍
B．静电计指针的张角变为原来的一半
C．带电油滴的电势能增大，变为原来的2倍
D．P点的电势升高，变为原来的1.5倍
7．在如图所示的电场中，将一个负电荷从A点移到B点，下列说法正确的是（ ）
A．A点场强比B点大
B．电荷在A点受力大
C．整个过程电场力做负功
D．整个过程电势能减小
8．下列叙述错误的是
A．质量、长度和时间是力学中三个基本物理量，它们的单位千克、米和秒就是基本单位
B．导体达到静电平衡时，表面各处电势相等，场强也相等
C．蹦极运动员离开蹦床上升过程中处于失重状态
D．探究加速度与质量、合外力的关系实验采用的是控制变量的方法
9．如图所示，在正点电荷Q形成的电场中有A、B、C、D四点，A、B、C为直角三角形的三个顶点，D为AC的中点，∠A＝30°，A、B、C、D四点的电场强度大小分别用EA、EB、EC、ED表示，已知EA＝EC，B、C两点的电场强度方向相同，点电荷Q在A、B、C三点构成的平面内。则以下错误的是（　　）
A．点电荷位于AC的垂直平分线与BC的反向延长线的的交点上
B．D点电势高于A点电势
C．将一正点电荷q从A点沿直线移到C点，电场力先做正功再做负功
D．B、A两点和B、C两点间的电势差满足UBA＝UBC
10．竖直放置的平行板电容器，两极板、所带电荷量分别为和，如图所示。带电小球（电量为，质量为），用绝缘丝线悬挂在两金属板之间，平衡时丝线与板夹角为。极板固定不动，将极板沿竖直方向上移一些，并保持两板间距不变，且不与带电小球接触，则（　　）
A．电容器的电容变大
B．丝线与极板之间的夹角不变
C．电容器两板间电压变大
D．若将丝线剪断，小球在电场中将会做类平抛运动
三、实验题
11．某同学进行“测定电池的电动势和内阻”实验．
(1)提供的器材如图甲所示,其中两节干电池串联作为电源,部分线路已连好,请用笔画线代表导线把图甲中的实物连接成测量电路．_____
(2)图乙中的6个点表示实验测得的6组电流Ⅰ、电压U的值,在答题卷上作出U-I图线___,由此图线求得的两节电池总电动势E=_______V,两节电池总内阻r_______Ω．(结果保留2位小数)
图甲 图乙
(3)若所给的电流表已被损坏,现取来电阻箱,重新设计电路测定电池的电动势和内阻．下列选项中最为合理的是__________．
12．在测定金属的电阻率的实验中,所测金属丝的电阻大约为5Ω,先用伏安法测出该金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．用米尺测出该金属丝的长度L,用螺旋测微器测量该金属丝直径时的刻度位置如图所示：
（1）从图中读出金属丝的直径为_____________mm．
（2）实验时,取来两节新的干电池、开关、若干导线和下列器材:
A．电压表0～3V,内阻10kΩ
B．电压表0～15V,内阻50 kΩ
C．电流表0～0.6A,内阻0.05Ω
D．电流表0～3A,内阻0.01Ω
E.滑动变阻器,0～10Ω
F.滑动变阻器,0～100Ω
要比较准确地测出该金属丝的电阻值,电压表应选_____,电流表应选______,滑动变阻器选_____(填序号)．
（3）实验中,某同学的实物接线如图所示,请指出该实物接线中的两处明显错误．
错误1:____________________;
错误2:___________________．
四、解答题
13．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦）
14．如图甲所示，M、N是相距为d=0.1 m竖直放置的平行金属板，板间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B1=0.1 T．P、 Q为水平放置的两平行金属板，用导线将P与M、Q与N分别连接；A为绝缘挡板；C为平行于P和Q的荧光屏；A、P、Q、C的中间各有一个小孔，所有小孔在同一竖直中轴线上．荧光屏C的上方有垂直于纸面向里、磁感应强度为B2=0.01 T的匀强磁场．现有大量的正负离子混合物，以某一相同的速度垂直于磁场竖直向上射入金属板MN之间，离子的比荷的绝对值均为C/kg．仅能在P与Q、M与N之间形成电场，极板间形成的电场均可视为匀强电场，且忽略电场的边缘效应，不计离子重力．
(1) 判断金属板M的带电性质，并求出在N、M两板之间电场稳定后，电势差UNM与离子入射速度v之间的关系；
(2) 若离子以v1=3.0×105 m/s的速度射入磁场，在荧光屏上将出现由正、负离子形成的两个亮点，求两亮点到荧光屏小孔的距离之比；
(3) 若离子以v2=1.0×105 m/s的速度射入磁场，因某种原因，实际上离子通过C板上的小孔时会在竖直平面内形成一个发散角2θ（如图乙），所有离子速率仍相同．求荧光屏上亮点的长度Δx及同一时刻通过小孔的离子打到荧光屏上的最长时间差Δt．（已知θ=0.1415弧度，cosθ=0.99）
15．如图所示，某匀强电场的电场强度，、为同一条电场线上的两点．
（1）现将电荷量的检验电荷放在电场中的点，求该检验电荷在点所受电场力的大小；
（2）若、两点相距，求、两点间的电势差．
16．如图所示的空间分为I、Ⅱ两个区域，边界AD与边界AC的夹角为300，边界AC与MN平行，I、Ⅱ区域均存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里，Ⅱ区域宽度为d，边界AD上的P点与A点间距离为2d．一质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v=2Bqd/m，沿纸面与边界AD成600的图示方向从左边进入I区域磁场(粒子的重力可忽略不计)．
(1)若粒子从P点进入磁场，从边界MN飞出磁场，求粒子经过两磁场区域的时间．
(2)粒子从距A点多远处进入磁场时，在Ⅱ区域运动时间最短
(3)若粒子从P点进入磁场时，在整个空间加一垂直纸面向里的匀强电场，场强大小为E，当粒子经过边界AC时撤去电场，则该粒子在穿过两磁场区域的过程中沿垂直纸面方向移动的距离为多少
试卷第页，共页
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参考答案：
1．AC
【解析】
【详解】
A．根据
结合I-U图像可知，电阻R1的阻值较小，选项A正确；
B．接到相同的电源上时，由于当外电阻等于电源内阻时输出功率最大，因R1和R2与电源内阻的大小关系不确定，则电阻R1的发热功率不一定较小，选项B错误；
C．电源的总功率
电阻R1的阻值较小，则电源A的总功率一定较大，选项C正确；
D．电源的效率
电阻R1的阻值较小，可知电源A的效率一定较小，选项D错误。
故选AC。
2．AB
【解析】
【分析】
【详解】
如图，轨迹圆心为点，所以
根据几何关系
磁场中运动时间
在第一象限的路程
所以时间
故选AB。
3．ABC
【解析】
【详解】
试题分析：由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确．M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确．d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确．
D、N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误．故选ABC
考点：带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化．
4．BD
【解析】
【详解】
A．根据
得到当时，有最大速度，所以最大动能为
所以最大动能与U无关，A错误；
B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中的加速次数减少，则运动时间变短，B正确；
C．交流电源的周期和带电粒子在磁场中运动的周期相等，即
而质子的比荷与α粒子的比荷不同，所以不能直接用来加速α粒子，C错误；
D．由公式
以及半径公式
可得质子第n次加速前后的轨道半径之比为，所以第9次前后的半径之比为，D正确。
故选BD。
5．A
【解析】
【详解】
在加速电场有
在磁场中，根据牛顿第二定律得
解得
故选A。
6．D
【解析】
【详解】
A．根据公式可知，d变为原来的2倍后，电容器减小为原来的，A错误；
B．电容器与电源相连，两极板间的电势差恒定不变，而静电计的张角大小表示电容两极板电势差大小，所以静电计夹角也不变，B错误；
CD．电势差不变，d增大为原来的2倍，则根据可知电场强度减小为原来的，下极板接地，电势为零，而P到下极板的距离变为原来的1.5倍，变化前P点的电势为
；
变化后P点的电势为：
，
即P点的电势增大为原来的1.5倍，而油滴带负电，所以电势能减小，C错误D正确．
7．C
【解析】
【详解】
AB、电场线越密的地方电场强度越大，所以场强EAEB，电场力F=qE，FAFB，电荷在A点受力小，故A、B错误．
CD、一个负电荷从A点移到B点，电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功，电荷的电势能增加，故C正确，D错误．
8．B
【解析】
【详解】
质量、长度和时间是力学中三个基本物理量，它们的单位千克、米和秒就是基本单位，选项A正确；导体达到静电平衡时，表面各处电势相等，场强不一定相等，选项B错误；蹦极运动员离开蹦床上升过程中，加速度向下，处于失重状态，选项C正确；探究加速度与质量、合外力的关系实验采用的是控制变量的方法，选项D正确；此题选择错误的选项，故选B.
9．C
【解析】
【详解】
A．因、两点电场强度大小相等，所以点电荷在、两点连线的垂直平分线上，如图所示，和的方向相同，点电荷定在、连线上，过、两点连线的垂直平分线与、连线相交于，故点电荷在点，故A正确；
B．由几何关系得到的距离小于到的距离，根据越靠近正电荷，电势越高可知，点电势高于点电势，故B正确；
C．从点沿直线到点再到点，电势先升高再降低，故将正试探电荷从点沿直线移到点，电势能先增大后减小，电场力先做负功再做正功，故C错误；
D．点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆，、两点在同一等势面上，故有
故D正确；
错误的故选C。
10．C
【解析】
【详解】
A．平行板电容器电容的决定式为
将极板沿竖直方向上移一些，并保持两板间距不变，则S变小，所以C变小，故A错误；
C．电容的定义式为
由于C变小，而Q不变，所以U变大，故C正确；
B．两极板间电场强度为
由于U变大，而d不变，所以E变大，对小球根据平衡条件以及力的合成与分解可得
所以θ变大，故B错误；
D．若将丝线剪断，小球所受合外力恒定，将做初速度为零的匀加速直线运动，故D错误。
故选C。
11． 2.96V-2.99V 0.73Ω-0.78Ω C
【解析】
【分析】
（1）根据测电池的电动势和内电阻实验的原理可得出实验的电路图；（2）测出的路端电压和电流已标出，则用直线将这些点连接即可得出U-I图象；图象与纵坐标的交点为电动势；由闭合电路欧姆定律可求出内电阻．（3）
【详解】
（1）测电动势和内电阻的实验电路中，只需要用电压表测出路端电压，电流表测出电路电流，多测几组即可得出结论；故实验电路如图所示：
（2）将各点用直线连接起来，应让尽量多的点分布在直线上，误差较大的要舍去；如图所示：
由图可知，电源的电动势约为2.97V；由图可知，当电压为2.6V时，电流为0.5A；则有：E=U+Ir；解得：.（3）电流表已经损坏，可以用电压表与电阻箱并联，测出电流，再根据闭合电路欧姆定律列方程，然后解方程组求出电源电动势与内阻，故选C．
【点睛】
本题考查了实验器材的选取、求电源电动势与内阻、实验电路设计等；要知道测电源电动势与内阻的实验原理，这是正确解题的关键；要掌握应用图象法求电源电动势与内阻的方法．
12． 0.680 A C E 导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法测电阻
【解析】
【详解】
（1）[1]固定刻度读数：0；半刻度读数：0.5mm；可动刻度读数0.01mm×18.0=0.180mm；故螺旋测微器读数为：0.680mm；
（2）[2]]两节干电池电动势共为3V，为减小读数误差，选小量程电压表，故选A；
[3]回路中的最大电流约为：
A
电流不超过0.6A，故电流表同样选择小量程的，即选C；
[4] 滑动变阻器的特点是：电阻大的调节精度低，电阻变化快，操作不方便，故选小电阻的，即选E；
（3）[5] 导线连接在滑动变阻器的滑片上；
[6] 采用了电流表内接法测电阻．
13．55T；1.1×107W
【解析】
【详解】
根据运动学公式有
由牛顿第二定律
F=ma
安培力公式
F=BIL
可解得轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为
B=55T
磁场力的最大功率
P=Fv
安培力
F=BIL
代入数据可得
P=1.1×107W
14．（1） （2）/5 （3）
【解析】
【详解】
(1)由粒子的运动可知，M板带负电；
电场稳定后有：
；
(2)正负离子能通过MN板，则速度
在通过PQ之间后，正离子有：
负离子有：
因此打在灾光屏上到O点距离为：；
由以上各式解得：
(3)只有负离子通过小孔，稳定后极板间的电压为：
解得：
所以时间差为：．
15．（1）4×10-4V (2)2×103V
【解析】
【详解】
（1）该点电荷在点所受的电场力大小
（2）、两点间的电势差
16．（1）（2）d（3）
【解析】
【详解】
（1）设粒子在磁场中作圆周运动的半径为r，则

由题意，
解得，r=2d
粒子在磁场中作圆周运动的周期
设粒子在Ⅰ区转过的角度为θ，则
得θ=30°
粒子在Ⅰ区运动时间 t1=T
设粒子在Ⅱ区运动时间为t2，由对称关系可知，粒子经过两磁场区域的时间为t=t1+t2=2t1
解得，
（2）在Ⅱ区运动时间最短时，运动圆弧对应的弦长最短，应为d，由几何关系可知，粒子入射点Q到边界AC的距离应为d/2,则入射点Q与A点的距离为d．
（3）再加上电场后，粒子沿电场方向做匀加速运动的加速度为
在Ⅰ区沿电场方向的偏转距离为 y1=at12
在Ⅱ区域沿磁场方向做匀速运动，y2=at1 t2
则在粒子在穿过两磁场区域的过程中沿垂直纸面方向移动的距离为
y=y1+y2=
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