福建省三明市高二下学期开学考试物理试题（word版含答案）

福建省三明市高二下学期开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ，足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上，有一质量为m，带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转竖直向下，则（　　）
A．小球能在斜面上连续滑行距离
B．小球能在斜面上连续滑行距离x=
C．小球能在斜面上连续滑行的时间t=
D．小球不会离开斜面
2．下列有关磁感应强度的说法正确的是（ ）
A．一小段通电导线放在磁场中某处，如果受到的磁场力为零，该处的磁感应强度不一定为零
B．把一小磁针放在磁场中某处，如果小磁针北极受到的磁场力为零，该处的磁感应强度一定为零
C．根据公式B=F/IL可知，放置在磁场中1m长的通电直导线，通过1A的电流，如果受到的磁场力为1N，则该处的磁感应强度就是1T
D．磁场中某处的磁感应强度B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向一致
3．某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0Ω。现闭合开关S，理想电压表V的示数为4.0V，则（　　）
A．三个灯泡的总电阻约为8.3Ω
B．电源的电动势为60V
C．电源消耗的热功率为30W
D．电源的效率约为89.3%
4．在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子
A．一定带正电
B．速度
C．若速度，则粒子在刚进入电场、磁场之后的一小段时间内速度一定减小
D．若换为另外一种电性的粒子从右端以大小为v的速度沿虚线方向进入，仍能做直线运动
5．如图所示，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接入电路，两端电压为U，则（　　）
A．通过两棒的电流不相等
B．两棒的自由电子定向移动的平均速率相同
C．两棒内的电场强度不同，细棒内场强大
D．细棒的电压U1大于粗棒的电压U2
6．如图，水平线上的O点放置一点电荷，图中画出电荷周围对称分布的几条电场线．以水平线上的某点O′为圆心画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，下列说法正确的是(　　)
A．b、e两点的电场强度不相同
B．a点电势低于c点电势
C．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差
D．电子沿圆周由d到b，电场力做正功
二、单选题
7．下列叙述正确的是（　　）
A．力学中三个基本物理量的单位是千克、米和秒
B．蹦极运动员离开蹦床上升过程中处于超重状态
C．利用霍尔元件能够把电压这个电学量转换为磁感应强度这个磁学量的特性，可以制出测磁感应强度大小的仪器
D．探究加速度与质量、合外力关系实验采用的是等效替代的方法
8．很多物理量都采用了比值定义的方法，例如：电场强度的表达式称为定义式，下列表达式中，不属于比值定义法的是
A． B． C． D．
9．如图所示，在与直流电源相接的平行板电容器内部，有一个带电体 P 正好处于静止状态．下列推断正确的是 （　　）
A．S 保持闭合，将 A 板上移一小段距离，P将会向上运动
B．S 保持闭合，将 A 板上移一小段距离，P将会向下运动
C．S 断开后，将 A 板上移一小段距离，P将会向上运动
D．S 断开后，将 A 板上移一小段距离，P将会向下运动
10．如图所示，一金属棒AC在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴（过O点）匀速转动，OA=2OC=2L，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为ω、电阻为r，内、外两金属圆环分别与C、A、D良好接触并从A、D各引出一接线柱与外电阻R相接（没画出），两金属环圆心皆为O且电阻均不计，则（ ）
A．金属棒中有从A到D的感应电流
B．外电阻R中的电流为
C．当r=2R时，外电阻消耗功率最大
D．金属棒AO间电压为
11．“磁生电”是电磁学的重大发现之一，不但具有重要的理论意义，而且具有极大的实用价值，引领人类进入了电气时代。首先通过实验发现电磁感应现象的科学家是（　　）
A．牛顿 B．库仑 C．法拉第 D．爱因斯坦
12．如图甲所示，在直角坐标系中，x=至x=3区域内有两个垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小相等但方向相反，磁场区域的宽度均为。高为的正三角形导线框ABC在外力作用下，从图示位置沿x轴正向匀速穿过两磁场区域。以逆时针方向为电流的正方向，以x轴正方向为力的正方向，在图乙中关于感应电流I、线框所受安培力F随x坐标变化的关系图象中，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
三、实验题
13．在“测定直流电动机的效率”实验中：
（1）根据电路图补充完成实物图的连线_______；
（2）记录质量为m的重物做匀速运动时，上升的高度为h时，所用的时间为ｔ；电动机两端电压为U、通过的电流为Ｉ。则电动机输入功率为_______，效率为_____________。（重力加速度大小为g）
14．(1)如图所示，螺旋测微器的示数为____________mm，游标卡尺的读数_______cm
(2)一量程为100μA的电流表，内阻为100Ω，现串联一个9900Ω的电阻将它改装为电压表，该电压表的量程是__________V。用它来测量电压，表盘指针位置如实验图所示，此时电压的大小为__________V。
15．如图所示：
电流表读数为_____．
电压表读数为_____．
16．某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9 V左右，内阻r约为50 Ω)，已知该电池允许输出的最大电流为150 mA．该同学利用如图(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为2 kΩ，R为电阻箱．阻值范围0～9 999 Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．
(1)实验室备有的定值电阻有以下几种规格：
A．2 Ω B．20 Ω C．200 Ω D．2 000 Ω
本实验应选________(填入相应的字母)作为保护电阻．
(2)在图(b)的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接．
(3)该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值；读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图(c)所示，其读数为________．
四、解答题
17．如图所示，质量为m、电荷量为e的粒子从A点以v0的速度垂直电场线沿直线AO方向射入匀强电场，由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角，已知AO的水平距离为d，不计重力，求：
(1)从A点到B点所用的时间；
(2)粒子在B点的速度大小；
(3)匀强电场的电场强度大小．
18．如图甲所示，两条相距l=1 m的水平粗糙导轨左端接一定值电阻。t=0s时，一质量m=1kg、阻值r=0.5Ω的金属杆，在水平外力的作用下由静止开始向右运动，5s末到达MN，MN右侧为一匀强磁场，磁感应强度B=1T，方向垂直纸面向内。当金属杆到达MN后，保持外力的功率不变，金属杆进入磁场，8s末开始做匀速直线运动。整个过程金属杆的v t图像如图乙所示。若导轨电阻忽略不计，杆和导轨始终垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10 m/s2，试计算：
（1）进入磁场前，金属杆所受的外力F的大小；
（2）定值电阻的阻值R；
（3）若前8s金属杆克服摩擦力做功127.5J，试求这段时间内电阻R上产生的热量。
19．桌面上有一轻质弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端B点位于桌面右侧边缘．水平桌面右侧有一竖直放置、半径R＝0.3 m的光滑半圆轨道MNP，桌面与轨道相切于M点．在以MP为直径的右侧和水平半径ON的下方部分有水平向右的匀强电场，场强的大小E＝.现用质量m1＝0.4 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点．用同种材料、质量为m2＝0.2 kg、带＋q的绝缘物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后物块离开桌面由M点沿半圆轨道运动，恰好能通过轨道的最高点P.（取g＝10 m/s2）
（1）物块m2经过桌面右侧边缘B点时的速度大小；
（2）物块m2在半圆轨道运动时对轨道的最大压力；
（3）释放后物块m2运动过程中克服摩擦力做的功．
20．小稳受回旋加速器的启发，设计了如图1所示的“回旋变速装置”。两相距为d的平行金属栅极板M、N，板M位于x轴上，板N在它的正下方。两板间加上如图2所示的幅值为U0的交变电压，周期。板M上方和板N下方有磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场。粒子探测器位于y轴处，仅能探测到垂直射入的带电粒子。有一沿x轴可移动、粒子出射初动能可调节的粒子发射源，沿y轴正方向射出质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子。t=0时刻，发射源在（x，0）位置发射一带电粒子。忽略粒子的重力和其它阻力，粒子在电场中运动的时间不计。
（1）若粒子只经磁场偏转并在y=y0处被探测到，求发射源的位置和粒子的初动能；
（2）若粒子两次进出电场区域后被探测到，求粒子发射源的位置x与被探测到的位置y之间的关系。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．AC
【解析】
【详解】
AB.小球对斜面的正压力恰好为零时
qE=mg
迅速将电场方向反向后，对小球受力分析可得
FN+qvB=(mg+qE)cosθ
(mg＋qE)sinθ=ma
解得
a=3gsinθ
随v增大，斜面的支持力FN减小，当FN=0时，小球离开斜面，此时速度为
由动能定理得
解得
，
A正确，B错误；
CD.对小球受力分析，在沿斜面方向上合力为(qE＋mg)sinθ，且恒定，故沿斜面方向上做匀加速直线运动。由牛顿第二定律得
(qE＋mg)sinθ=ma
解得
a=2gsinθ
小球能在斜面上连续滑行的时间
解得
C正确，D错误。
故选AC。
2．AB
【解析】
【详解】
试题分析：小段通电导线平行放在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度不一定为零，可能导线与磁场平行放置，故A正确；把一小磁针放在磁场中某处，如果小磁针北极受到的磁场力为零，该处的磁感应强度一定为零，故B正确；磁感应强度只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的取向无关，只有垂直放置时在磁场中某处受到的磁场力为F，该处磁感应强度的大小一定是．故C错误；根据左手定则可知，磁场中某处的磁感应强度B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向垂直．故D错误；故选AB．
考点：磁感应强度
【名师点睛】磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系．再如密度也是，密度与物体的质量及体积均无关．同时电流元放入磁场中不一定有磁场力，还受放置的角度有关．
3．AD
【解析】
【详解】
A．理想电压表的示数是4.0V，由伏安特性曲线可知串联的灯泡电流是0.6A，此时小灯泡的电阻是
则有每个并联的灯泡的电流是0.3A，由伏安特性曲线可知灯泡两端电压是1.0V，此时每个小灯泡的电阻
所以总电阻为
R总=
A正确；
B．由闭合电路的欧姆定律，可得电源的电动势
E=4V+1V+0.6×1.0V=5.6V
B错误；
C．电源消耗的热功率是
P热=I2r=0.62×1.0W=0.36W
C错误；
D．电源的效率
D正确。
故选AD。
4．BC
【解析】
【详解】
AB．粒子从左射入，不论带正电还是负电，电场力大小为qE，洛伦兹力大小F=qvB=qE，两个力平衡，速度：
，
粒子做匀速直线运动。故A错误，B正确。
C．若速度，则粒子受到的洛伦兹力大于电场力，使粒子偏转，电场力做负功，根据动能定理可知粒子在刚进入电场、磁场之后的一小段时间内速度一定减小，故C正确；
D．此粒子从右端沿虚线方向进入，电场力与洛伦兹力在同一方向，不能做直线运动，故D错误。
故选BC。
5．CD
【解析】
【详解】
AD．设两段铜棒长度相等，细端电阻为R1，粗端为R2，根据电阻定律，则
R1>R2
由于两电阻串联，故电流相等
I1＝I2
U1>U2
故D正确，A错误．
C．由
知细棒内的场强E1大于粗棒内的场强E2，所以C正确；
B．又由
I＝neSv
可知，两段铜棒I、n、e相同，而S1v1>v2
所以B错误；
故选CD。
6．ABC
【解析】
【详解】
由图看出，b、e两点电场强度的大小相等，但方向不同，而电场强度是矢量，所以b、e两点的电场强度不同，故A正确．根据顺着电场线电势逐渐降低可知，离点电荷O越远，电势越低，故a点电势低于c点电势．故B正确．根据对称性可知，b、c 两点间电势差与e、d两点间电势差相等，故C正确．d点的电势高于b点的电势，由Ep=qφ=-eφ，则知电子在d点的电势能小于在b点的电势能，根据功能关系可知，电子沿圆周由 d 到 b，电场力做负功，故D错误．故选ABC．
【点睛】
常见电场的电场线分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意点电荷形成电场的对称性．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．
7．A
【解析】
【详解】
A．力学中三个基本物理量是质量、长度和时间，它们的单位是千克、米和秒，故A正确；
B．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，故B错误；
C．霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，故C错误；
D．探究加速度与质量、合外力关系实验采用的是控制变量法，故D错误。
故选A。
8．A
【解析】
【详解】
A、根据电阻定律电阻可知导线的电阻值大小与导线的长度成正比，与导线的横截面积成反比，不属于比值定义法，故选项A正确；
B、密度是物质的一种特性 物体的密度与物体的质量和体积无关，物体的密度的表达式属于比值定义法，故选项B错误；
C、电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量，由电容器本身决定，与和无关，电容的表达式属于比值定义法，故选项C错误；
D、在电场中，某点电荷的电势能跟它所带的电荷量之比，叫做这点的电势，电势的表达式属于比值定义法，故选项D错误．
9．B
【解析】
【分析】
当电键S闭合，电容器两端的电势差不变，结合电场强度的变化判断电场力的变化，从而确定液滴的运动情况；
当电键S断开时，电容器所带的电荷量不变，结合电容的定义式、匀强电场的电场强度公式得出电场强度的大小表达式，判断电场力的变化，从而确定液滴的运动情况；
【详解】
A、保持S闭合，则电容器两端的电势差不变，将电容器A极板上移一小段距离，d增大，则电场强度减小，电场力减小，则液滴向下运动．故A错误，B正确；
C、将S断开，只改变d时，Q不变，根据，，得，，将A板上移一小段距离，电场强度不变，电场力不变，液滴仍然处于静止状态，故CD错误．
【点睛】
本题考查电容器的动态分析，知道电容器与电源断开，电荷量不变，电容器始终与电源相连，电容器两端的电势差不变，并熟记当电量不变时，只改变两板间的距离时，电场强度不变．
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据右手定则，AD切割磁感线，因此感应电流方向从D到A，A错误；
B．AD产生的电动势
接入回路的总电阻为，因此流过R的电流
B正确；
C．当内电阻等于外电阻时，即
时，外电阻一消耗的功率最大，C错误；
D．因AD两端电压为
金属棒AO间的电压为AD的路端电压与DO间产生的电动势之和，D错误。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
首先通过实验发现电磁感应现象的科学家是法拉第。
故选C。
12．B
【解析】
【详解】
AB．在范围，线框穿过左侧磁场时，有效切割长度均匀增大，产生的感应电动势均匀增大，所以感应电流均匀增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值；在范围，在右侧磁场中切割磁感线，有效切割长度均匀增大，产生的感应电动势增大；在左侧磁场的部分切割磁感线，有效切割长度均匀增大，并且在左侧磁场的部分和在右侧磁场的部分的有效切割长度相等，两个电动势串联，感应电动势是在范围的感应电动势的2倍，所以感应电流是在范围的感应电流的2倍，同时电流方向为顺时针，为负值；在线框穿过左侧磁场时，有效切割长度均匀增大，同时电流方向为逆时针，为正值，故A错误，B正确；
CD．根据可知，在范围，有效切割长度均匀增大，感应电流均匀增大，所以线框所受安培力与有效切割长度的平方成正比，则有线框所受安培力F随x坐标变化的关系图象为抛物线，故C、D错误；
故选B。
13．
【解析】
【详解】
（1）[1]如下图
（2）[2]电动机输入功率为
[3]输出机械功率为
效率为
14． 1.848（1.846-1.849均算对） 4.240 1V 0.80V
【解析】
【详解】
(1)[1]螺旋测微器的示数为
（1.846-1.849均算对）
[2]游标卡尺的读数为
(2)[3]改装后的电压表的量程为
[4]电压表的量程为1V，由图可知电压的大小为0.80V。
15．
【解析】
【详解】
如图所示，电流表量程为，每小格代表，故读数为：；
如图所示，电压表量程为，每小格代表，故读数为：；
【点睛】
本题考查电流表和电压表的读数问题，注意各表的量程的选择问题．
16． B 6.5 V
【解析】
【详解】
（1）当滑动变阻器短路时，电路中通过的最大电流为50mA，则由闭合电路欧姆定律可知，定值电阻的最小阻值为：，故滑动变阻器应选B；
（2）根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；
（3）电压表应选择15V的量程，所以读数为6.5V
17．(1) (2) v0(3)
【解析】
【详解】
(1)粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场，
水平方向做匀速直线运动，则有：
解得：
（2）由牛顿第二定律得：
将粒子射出电场的速度v进行分解，则有 vy=v0tan45°=v0
根据速度时间关系：vy=at
联立解得：
（3）由动能定理得：
解得：
18．（1）6N；（2）1.1Ω；（3）20.28J
【解析】
【分析】
【详解】
（1）未进入磁场前，金属杆做匀加速直线运动
根据牛顿第二定律有
其中
代入数据，解得
F=6 N
（2）设金属杆到达MN瞬间速度为v1，则此时外力的功率
根据题意，金属杆进入磁场后外力的功率恒为Pm=30 W，最后以v2=4 m/s做匀速直线运动，受力平衡，有
联立并代入数据，解得
（3）0~8s内，对金属杆，根据动能定理，有
进入磁场前金属杆的位移
则0~8s内外力F做的总功
金属杆动能的变化量
联立方程，代入数据解得
前8s内电路产生的热量
则前8s内电阻R上产生的热量
19．（1）3m/s（2）（3）0.9J
【解析】
【详解】
试题分析：（1）在最高点重力提供向心力，由牛顿第二定律得： ①
B到P的过程中重力和电场力做功，由动能定理得： ②
联立①②得：vB=3m/s ③
（2）依题意，物块与圆心的连线与竖直方向之间的夹角是45°位置时（设为D点），对轨道的压力最大，物块对应的速度为vD，根据动能定理得： ④
⑤
联立③④⑤得：⑥
由牛顿第三定律得，物体对轨道的最大压力为
（3）由功能关系得：EP=μm1gsCB ⑦
⑧
联立⑥⑦⑧得克服摩擦力做功：Wf=μm2gsCB=0.9J
考点：圆周运动；动能定理
【名师点睛】该题通过动能定律的方式考查物体在竖直平面内的圆周运动，关键在于搞清物体运动的物理过程，分析物体的受力情况，选择适当的物理规律列出方程；注意在于竖直平面内的圆周运动的临界条件．属于中档题．
20．（1）发射源的位置；；（2）见解析；
【解析】
【详解】
（1）发射源的位置
粒子受到的洛伦兹力提供向心力，其中
粒子的动量：
粒子的初动能：
可得
（2）分下面三种情况讨论：
（i）如图1，
由
和，
及
得
（ii）如图2，
由、
和
及
得
（iii）如图3，
由、
和
及
得
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