北京市朝阳区高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

北京市朝阳区高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．电流方向就是正电荷定向移动的方向
B．外电路短路时，电源的内电压等于零
C．外电路断开时，电源的路端电压为零
D．由公式可知，电阻R与电压U成正比，与电流I成反比
2．如图所示，绝缘轻杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场，不考虑两球之间的相互作用。初始时轻杆与电场线垂直（如图中实线位置），将杆向右平移的同时顺时针转过90°（如图中虚线位置），发现A、B两球电势能之和不变。根据图中给出的位置关系，可判断下列说法中正确的是（　　）
A．A球一定带正电荷，B球一定带负电荷
B．A、B两球带电量的绝对值之比qA：qB=1：2
C．A球电势能一定增加
D．电场力对A球和B球都不做功
3．下列四图表示真空中不计重力的带电微粒在电场或磁场中运动的某一时刻，此时微粒不受力的是（　　）
A． B．
C． D．
4．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）
A．磁感应强度沿磁感线方向逐渐减小
B．磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中受力的方向
C．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量
D．磁感应强度的方向就是正电荷在该处的受力方向
5．如图所示，有一个表头G，满偏电流Ig = 500 mA，内阻Rg = 200 Ω，把它改装为有1 A和10 A两种量程的电流表，则R2的阻值为
A．R2=5Ω B．R2=10Ω
C．R2=15Ω D．R2=20Ω
6．如图甲是回旋加速器的工作原理图。若带电粒子在磁场中运动的动能EK随时间t的变化规律如图乙所示，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑因相对论效应带来的影响，若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法中正确的是（　　）
A．在乙图中，
B．在乙图中，
C．若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能不变
D．不改变磁感应强度和交流电频率，该回旋加速器能用于加速α 粒子
7．如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环M和N．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确（　　）
A．两环静止不动 B．两环互相远离
C．两环互相靠近 D．两环同时向左运动
8．图甲是观察电容器放电的电路．先将开关S与1端相连，电源向电容器充电，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，在屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示．则下列判断正确的是
A．随着放电过程的进行，该电容器的电容逐渐减小
B．根据I-t曲线可估算出该电容器的电容大小
C．电容器充电过程的I-t曲线电流应该随时间的增加而增大
D．根据I-t曲线可估算出电容器在整个放电过程中释放的电荷量
9．如图所示，在正方形abcd区域内存在一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B1．一带电粒子从ad边的中点P垂直ad边射入磁场区域后，从cd边的中点Q射出磁场；若将磁场的磁感应强度大小变为B2后，该粒子仍从P点以相同的速度射入磁场，结果从c点射出磁场，则等于
A． B． C． D．
10．如图所示，边长为L的等边三角形导体框是由3根电阻为3r的导体棒构成，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导体框所在平面，导体框两顶点与电动势为E，内阻为r的电源用电阻可忽略的导线相连，则整个线框受到的安培力大小为（　　）
A．0 B．
C． D．
11．如图所示，O、A、B是匀强电场中的三个点，电场方向平行于O、A、B所在的平面。OA与OB的夹角为60°，OA=3l，OB=l。现有电荷量均为q（q>0）的甲、乙两粒子以相同的初动能从O点先后进入匀强电场，此后甲经过A点时的动能为，乙经过B点时的动能为，若粒子仅受匀强电场的电场力作用，则该匀强电场的场强大小为（　　）
A． B． C． D．
12．一个闭合电路产生的感应电动势较大，是因为穿过这个闭合电路的( )
A．磁感应强度大 B．磁通量较大
C．磁通量变化量较大 D．磁通量的变化率较大
13．a、b两个带正电的粒子经同一电场由静止加速，先后以v1、v2从M点沿MN进入矩形匀强磁场区域，经磁场偏转后分别从PQ边E、F离开。直线ME、MF与MQ的夹角分别为30°、60°，粒子的重力不计，则两个粒子进入磁场运动的速度大小之比为（　　）
A．v1：v2=1：3 B．v1：v2=3：1 C．v1：v2=3：2 D．v1：v2=2：3
14．如图所示电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（　　）
A．S接通时，A2先达到最亮，稳定后A1与A2亮度相同
B．电路稳定后断开S时，A2先熄灭，A1闪亮后熄灭
C．S接通时，A1先达到最亮，稳定后A1与A2亮度相同
D．电路稳定后断开S时，A1闪亮后与A2一起熄灭
15．下列关于物理学史的说法正确的是（　　）
A．特斯拉发现了电流的磁效应，因此用他的名字作为磁感应强度的单位
B．奥斯特发现了电流的磁效应，并发现了电磁感应现象
C．法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通上的变化
D．在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律
16．如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，以50r/s的转速绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为T．矩形线圈通过滑环和电刷与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，原、副线圈匝数比为2：1电表均为理想交流电表．当线圈平面与磁场方向平行时开始计时．下列说法正确的是（ ）
A．副线圈两端交变电压的频率为25 Hz
B．P上移时，电流表示数减小
C．电压表示数为100V
D．电阻上消耗的功率为200w
二、实验题
17．某实验小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示。虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为6.0Ω的定值电阻。
（1）已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=500μA，内阻Rg=2000Ω，若要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只______Ω（结果保留两位有效数字）的定值电阻R1；
（2）该小组连好电路进行实验，将测得的六组实验数据描绘在如图乙所示的坐标纸上______，利用所描绘的图像，可得电动势E=______V，内阻r=______Ω（结果均保留两位有效数字）；
（3）该小组在上述实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则导致内阻测量值总是偏大的原因是______。
A．电压表内阻的影响
B．滑动变阻器的最大阻值偏小
C．R1的实际阻值比计算值偏小
D．R0的实际阻值比标称值偏小
18．某同学要测定一个圆柱体的电阻率，进行了如下操作：
（1用10分度的游标卡尺测量圆柱体的长度，由图可知其长度为______mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图，可知其直径为_______mm；
（3）用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×1”位置的多用电表粗略测量该圆柱体的电阻，根据图所示的表盘，可读出被测电阻阻值为______Ω
（4）为了精确的测量该圆柱体的电阻，他选用了以下仪器，用伏安法进行测量，实验要求电压表的读数从0开始，请在框图中画出实验电路图_______．
A．直流电源，输出电压为6V；
B．电压表3V，内阻大约1kΩ；
C．电流表0.6A，内阻大约1Ω；
D．滑动变阻器，总电阻10Ω；
E．开关、导线若干
三、解答题
19．将带电量为C的正电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了J的功，再从B移到C，电场力做了的功，则：
（1）该电荷从A移到C的过程中，电势能的变化量为多少？
（2）若规定B点的电势为0，则A点和C点的电势分别为多少？
（3）若将一带电量为C的负点电荷，从A点移到C点，电场力做功为多少？
20．如图（a）所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。
(1)若在C、D间连一个理想电压表，其读数是多少？
(2)若在C、D间连一个理想电流表，其读数是多少？
(3)图（a）中虚线框内的电路可等效为一个电源，即图（a）可等效为图（b），其等效电动势E′等于CD间未接入用电器时CD间的电压；若用导线直接将CD两点连接起来，通过该导线的电流等于等效电源的短路电流。则等效电源的内电阻r′是多少？
(4)若在C、D间连一个“6V，3W”的小灯泡，则小灯泡的实际功率是多少？
21．多反射飞行时间质谱仪其原理如图所示，从离子源A处飘出的正离子初速度不计，经电压为U的匀强电场加速后射入质量分析器。质量分析器由两个反射区和漂移管（无场区域）构成，开始时反射区内无电场，当离子第一次进入漂移管时，两反射区开始加上等大反向的匀强电场E，由于电场强度足够大，使得进入反射区的离子能够反射回漂移管。离子经多次往复飞行即将进入反射区2时，撤去反射区电场，离子打在荧光屏B上被探测到，利用离子从A到B的总飞行时间测质量。设不同离子的电荷量均为q，重力不计。求：
（1）质量为m的离子通过加速电场后的速度大小；
（2）离子在反射区2减速为零时，在反射区2通过的距离大小；
（3）若质量为m的离子反射一次被接收总飞行时间为t，待测离子反射一次被接收总飞行时间为tx，则待测离子质量mx为多少。
22．如图所示，交流发电机线圈的面积为0.05m2，共100匝．该线圈在磁感应强度为T的匀强磁场中，以10的角速度匀速转动，电阻R1和R2的阻值均为50Ω，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时，则：
（1）写出电压的瞬时值的表达式？
（2）电流表的示数是多少？
（3）上消耗的电功率为多少？
试卷第页，共页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
试题分析：电流方向是正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反，故A正确；外电路短路时，，则电流为，内电压，故B错误；外电路断开时，电路中电流为零，电源的内电压为零，根据闭合电路欧姆定律得知，电源的路端电压等于电动势，故C错误；公式是比值定义法，具有比值定义法的共性，R与U、I无关，反映导体本身的特性，不能说电阻R与电压U成正比，与电流I成反比，故D错误．
考点：路端电压与负载的关系；电流、电压概念
【名师点睛】本题关键掌握部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律，要正确理解断路和短路时路端电压的大小．
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．两球电势能之和不变，电场力对系统做功为零，因此A、B电性一定相反，A可能带正电，也可能带负电，故A错误；
B．电场力对A、B做功大小相等，方向相反，所以有
EqB×L=EqA×2L
所以
qA：qB=1:2
故B正确；
C．A球的电性不确定，无法判断其电势能的变化，故C错误；
D．电场力对A、B都做功，代数和为零，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
AB．带电微粒在运强电场中，无论怎样运动，都会受到与电场强度方向平行的电场力，故AB错误；
CD．带电微粒在磁场中，运动方向与磁场方向不平行时，才会受到磁场力，故C错误，D正确。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
磁感应强度B大小用磁感线的疏密表示，越密处B大，越疏处B小．故A错误．磁感应强度B的方向与安培力F的方向互相垂直．故B错误．磁感应强度的物理意义就是用来描述磁场强弱和方向的物理量．故C正确．磁感应强度的方向就是小磁针在该处静止不动时N极的指向，即N极的受力方向．故D错误．故选C．
【点睛】磁场的方向就是小磁针静止的时候N极所指的方向，也是小磁针的N极所受力的方向，与小磁针的S极受力方向相反，与通电导线所受安培力的方向垂直．
5．D
【解析】
【详解】
改装为1A电流表时，并联电阻的分流电流为：1-500×10-3=0.5A，分流电阻的阻值为= 200Ω，改装为10A电流表时：，解得：R1=180Ω，R2=20Ω．故D正确．
6．C
【解析】
【详解】
A．粒子相邻两次被加速的时间间隔是
A错误；
B．根据动能定理，粒子相邻两次动能之差为
B错误；
C．设回旋加速器的半径为R，则离开回旋加速器的粒子的速度满足
质子获得的最大动能为
跟交流电压U无关，C正确；
D．根据周期公式 可知
而回旋加速器必须满足交流电的周期与粒子做圆周运动的周期相同，所以不改变磁感应强度和交流电频率，该回旋加速器能不能用于加速α 粒子。D错误。
故选C。
7．C
【解析】
【详解】
同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,知两线圈的运动情况是相互靠近,故C对；ABD错；
故选C
8．D
【解析】
【详解】
A项：电容器的电容由电容器本身的特性决定，与板间的电荷量无关，因此在放电过程中，该电容器的电容不变，故A错误；
B、D项：I-t图线与时间轴围成的面积表示电荷量，可估算出电容器在整个放电过程中释放的电荷量，但由于电容器电压的变化量无法估算，由知，不能估算出该电容器的电容大小，故B错误，D正确；
C项：电容器充电过程，电流应该随时间的增加而减小，充电完毕时电流减为零，故C错误．
9．A
【解析】
【详解】
试题分析：根据几何知识求解出两种情况下的半径大小，然后根据分析解题
设正方形边长为L，根据几何知识，当从Q点射出时，，当从c点射出时，根据几何知识可得，解得，粒子在磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，故有，解得，所以有，即，A正确；
【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，
10．B
【解析】
【详解】
根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，本题可将电路等效为3r和6r并联，并联后总电阻为＝2r，则路端电压
U＝·2r＝
根据欧姆定律I12＝ ，I3＝。则安培力
F1＝F2＝BI12L
F1、F2的夹角为120°，F3＝BI3L，方向如图所示。由以上各式联立解得三角形框架受到的安培力的合力大小F＝，B正确ACD错误。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
设电场方向与OA夹角为θ，则与OB夹角为60°-θ，由动能定理可知，由O到A
从O到B
联立解得
θ=30°
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
试题分析：根据法拉第电磁感应定律可知，闭合电路中产生的感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比，即磁通量的变化快慢，而与磁通量、磁通量变化量、磁感应强度没有直接关系，D正确；
考点：考查了法拉第电磁感应定律
【名师点睛】根据法拉第电磁感应定律，分析感应电动势大小的决定因素．磁通量变化率反映磁通量变化的快慢，与磁通量没有直接的关系
13．B
【解析】
【分析】
【详解】
a、b两个带正电的粒子在磁场中的运动轨迹如图
a粒子的轨道半径为R1，b粒子的轨道半径为R2，设MQ=d，则几何关系得
R1+R1sin30°=d，R2-R2sin30°=d
解得
R1：R2=3：1
设加速电场的电压为U，匀强磁场磁感应强度为B，有
，qvB=m
可得
则
v1：v2=3：1
故选B。
14．B
【解析】
【详解】
AC．S接通时，由于线圈L的自感系数很大，流过A1灯泡的电流大于A2灯泡，因此A1灯泡较亮，稳定后线圈相当于短路，A1灯泡熄灭，A2灯泡仍发光，故AC错误；
BD．电路稳定后断开S时，A2立即熄灭，由于线圈L的自感作用，A1先闪亮后逐渐熄灭，故B正确，D错误。
故选B。
15．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了磁现象和电现象之间的联系，法拉第发现了电磁感应现象，故AB错误；
C．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故C错误；
D．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，故D正确；
故选D。
16．C
【解析】
【详解】
试题分析：根据线圈中感应电动势Em=NBSω，结合开始计时位置，即可确定瞬时表达式，再由电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，并知道电表是交流电的有效值，逐项分析即可得出结论．
解：A、矩形线圈以50r/s的转速转动，故频率为50Hz，故A错误；
B、P上移时，原线圈的匝数减小，则导致副线圈电压增大，那么副线圈电流也增大，则原线圈的电流会增大，故B错误；
C、由于最大值Em=NBsω=100××0.02×100π=200V，有效值是最大值的 倍，所以交流电的有效值为U=100V，电压表示数为100V，故C正确；
D、当原、副线圈匝数比为2：1时，副线圈的电压为50V，电阻上消耗的功率为P=，故D错误；
故选C．
【点评】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，掌握感应电动势最大值的求法，理解有效值与最大值的关系．
17． 5.0 6.0 3.1 C
【解析】
【详解】
（1）[1]将灵敏电流计的量程扩大，根据并联电路的关系可求出分流电阻为
（2）[2]将测得的六组实验数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，如下图所示
[3][4]根据电路图及欧姆定律有
E=U+I（r+R0）
即
U=E﹣（r+R0）
U﹣I图像的截距是电动势，有
E=6.0V
（3）[5]内阻偏大的原因：A．如果考虑电压表的内阻，测得的电阻相当于电源E的内阻与R0串联后再与电压内阻并联的阻值，即测得的电阻值偏小，故A错误；
B．滑动变阻器的阻值不会影响r的测量结果，故B错误；
C．电表改装时，R1的实际阻值比标称值偏大，可导致通过表头的电流偏小，电流表读数偏小，故内阻测量值总量偏大，故C正确；
D．结合电路图，由闭合电路欧姆定律
E=U+I（R0+r）
可知R0的实际阻值比标称值小，可导致内阻测量值总量偏小，故D错误。
故选C。
18． 22.6 6.360-6.363 7
【解析】
【详解】
（1）由图得主尺读数为2.2cm=22mm，游标尺读数为，所以圆柱体的长度为22+0.6mm=22.6mm．由图得主尺读数为6mm，可动刻度读数为，所以圆柱体的直径为6+0.360mm=6.360mm．由图知，电阻读数要读多用电表最上的表盘，即读数为．
由题意要求电压表的读数从0开始，所以滑动变阻器要用分压接法，由待测电阻大约为7欧，满足电压表的内阻远大于待测电阻，得电流表要用外接法，电路图如图所示：
【点睛】
学生要会读游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的示数，知道滑动变阻器必须用分压接法的三种情况．
19．(1) (2) (3)
【解析】
【详解】
（1）电荷从A移到C的过程中，有，
代入数据解得电势能的变化量：
（2）电荷从电场中的A点移到B点有：，B点的电势
代入数据得：A点的电势为
同理得：C点的电势为
（3）电荷从A点移到C点有：，
代入数据，注意电荷为负，解得电场力做功：
20．(1)6V；(2)1A；(3)；(4)1.33W
【解析】
【分析】
【详解】
(1)若在C、D间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有
理想电压表读数为
UV=I1R2=6V
(2)若在C、D间连一个理想电流表，这时电阻R2与R3并联，并联电阻大小
根据闭合电路欧姆定律，有
理想电流表读数为
(3)依题意，该等效电源的电动势
短路电流，所以其等效内阻
(4)小灯泡的电阻
将小灯泡连在C、D之间，相当于接在等效电源E′两端，则流过小灯泡的电流大小为
小灯泡的实际功率为
21．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）离子加速过程由动能定理得
解得
（2）从A点出发到反射区2内减速为零过程
qU－qEx＝0
解得
（3）由上问可知每个离子匀变速路程相等，匀速路程也相等。
离子在每段变速阶段平均速度均为0.5v，设总路程为x1，则
x1=0.5v t1
设离子在匀速阶段总路程为x2，则
x2=v t2
总运动时间
t=t1+t2
联立得
可见，离子从A到B的总飞行时间与成正比。得
22．（1）（V）；（2）A；（3）25W。
【解析】
【详解】
（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为：
得V
从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值为：
（V）
（2）电流表的示数为有效值，则有：
A
（3）上消耗的电功率为：
W
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