广东省东莞市高二（下）期初考试物理试题（word版含答案）

广东省东莞市高二（下）期初考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R1是滑动变阻器，R2=0.5r，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%，当滑片由a端向b端移动的过程中（　　）
A．电源效率增大 B．电源输出功率增大
C．电压表V1和V的示数比值增大 D．电压表V1和V示数变化量、的比值始终等于
2．关于磁场、磁感应强度和磁感线的描述，下列叙述不正确的是（　　）
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，在磁场中是客观存在的
B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C．磁感线总是从磁体的N极指向S极
D．不论通电导体在磁场中如何放置，都能够检测磁场的存在
3．如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是(　　)
A．磁铁插向左环，横杆发生转动
B．磁铁插向右环，横杆发生转动
C．磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流
D．磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流
4．如图所示，空间存在一匀强电场，其方向与水平方向间的夹角为30°．A、B、C是竖直平面内的三个点，其中AB与电场垂直，BC沿水平方向，且AB=BC．一质量为m，电荷量为q的带正电小球以初速度v0从A点水平向右抛出，经过时间t小球落到C点，速度大小仍是v0，，则下列说法中正确的是（ ）
A．电场方向沿电场线斜向上
B．电场强度大小为E=
C．小球下落高度
D．此过程增加的电势能等于
5．一个正方形线圈受到水平拉力F作用离开磁场，在此过程中线圈的图像如图所示。已知线圈质量，总电阻，且各边电阻相同，磁感应强度不计一切摩擦力。则下列说法正确的是（　　）
A．在线圈离开磁场的过程中，外力F大小保持不变
B．时刻，外力F的大小为0.2N
C．线圈穿过磁场过程中，通过线圈的电荷量为
D．时，两点之间的电势差
6．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机．如图表示了它的发电原理：将一束等离子体喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体的初速度为v，两金属板的板长(沿初速度方向)为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表的示数为I，那么板间电离气体的电阻率不可能为( )
A．
B．
C．
D．
二、单选题
7．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（ ）
A．粒子带负电
B．粒子在M点的电势能大于N点的电势能
C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D．粒子在M点的动能大于在N点的动能
8．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，输出端接有一交流电动机，其线圈的电阻为R．将原线圈接在正弦交流电源两端，变压器的输入功率为P0时，电动机恰好能带动质量为m的物体匀速上升，此时理想电流表A的示数为I．若不计电动机的机械损耗，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．电动机的输出功率为P0/k
B．原线圈两端电压的有效值为kIR
C．原线圈中电流的有效值为I/k
D．副线圈两端电压的有效值为IR
9．回旋加速器的核心部分是真空室中的两个相距很近的D形金属盒，把它们放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面向下．连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝中能形成匀强电场，带电粒子在磁场中做圆周运动，每次通过两盒间的窄缝时都能被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置引出，如果用同一回旋加速器分别加速氚核()和粒子() ，比较它们所需的高频交流电源的周期和引出时的最大动能，下列说法正确的是
A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较大
B．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大
C．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小
D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较小
10．如图所示，由同种材料制成，粗细均匀，边长为L、总电阻为R的单匝正方形闭合线圈MNPQ放置在水平面上，空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场，磁场两边界成θ=角。现使线圈以水平向右的速度ν匀速进入磁场，则（　　）
A．当线圈中心经过磁场边界时，N、P两点间的电势差U=BLv
B．当线圈中心经过磁场边界时，线圈所受安培力大小
C．线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中，回路中的平均电功率
D．线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中，通过导线某一横截面的电荷量
11．关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度的方向处处与等电势面垂直
B．电场强度为零的地方，电势也为零
C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
D．任一点的电场强度方向总是与该点电荷的受力方向相同
12．将两个点电荷A、B分别固定在水平面上轴的两个不同位置上，将一正试探电荷在水平面内由A点的附近沿x轴的正方向移动到B点附近的过程中，该试探电荷的电势能随位置变化的图象如图所示，已知，图中的水平虚线在C点与图线相切，两固定点电荷的电荷量分别用qA、qB表示．则下列分析正确的是
A．两固定点电荷都带负电，且
B．C点的电场强度最小但不等于零
C．如果将试探电荷改为负电荷，则该电荷在C点的电势能最大
D．A、B两点间沿x轴方向的电场强度始终向右
13．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（　　）
A．直导线中电流方向垂直纸面向里
B．a点的磁感应强度为0
C．d点的磁感应强度为0
D．b点的磁感应强度为T，方向斜向下，与B成45°角
14．带正电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以v甲、v乙、v丙速度垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中，其轨迹如图所示，则下列说法正确的是( )
A．v甲C．电场力对丙做正功，动能增大 D．电场力对甲做正功，动能增大
15．如图所示，虚线表示某电场的等势面，等势面的电势图中已标出。一带电粒子仅在电场力作用下由点运动到点，粒子的运动轨迹如图中实线所示。设粒子在点时的速度大小为、电势能为，在点时的速度大小为、电势能为。则下列结论正确的是（ ）
A．粒子带正电，，
B．粒子带负电，，
C．粒子带正电，，
D．粒子带负电，，
三、实验题
16．（1）某实验小组测定某种金属的电阻率，他们选取了该材料一段粗细均匀的金属丝进行粗测，选用多用电表“×1”欧姆挡测量其阻值，示数如图。读出金属丝电阻值为__Ω。
（2）为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值，进而测得其电阻率，实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下：
A．电源E（电动势3.0V，内阻不计）
B．电压表V1（0~3V，内阻约3kΩ）
C．电压表V2（0~15V，内阻约15kΩ）
D．电流表A1（0~0.6A，内阻约0.125Ω）
E.电流表A2（0~3A，内阻约0.025Ω）
F.滑动变阻器R1（0~50Ω，3A）
G.滑动变阻器R2（0~1750Ω，1.5A）
H.开关S和导线若干
为了调节方便，测量准确，并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，滑动变阻器应选用__，连接电路时，电压表应选________，电流表应选____（均选填选项前的字母）；
（3）如图3所示，实验小组使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为__mm；
（4）请在图4中用连线代替导线完成实验器材的连接_________（提示∶注意选取合适的电表量程）；
（5）由实验正确操作获得金属丝的长度L，直径D以及电流表读数I、电压表的读数U，则此材料电阻率的表达式为________（用题中字母表示）。
17．某物理兴趣小组要测量电源的电动势E和内阻r（E约为4.5V，r约为1Ω）．
实验室可提供的实验器材有：
A．电压表V1（量程0﹣3V，内阻R1约为3kΩ）
B．电压表V2（量程0﹣15V，内阻R1约为15kΩ）
C．电流表A（量程0﹣0.6A，内阻RA为9Ω）
D．滑动变阻器R（0﹣10Ω，额定电流为2A）
E．开关S以及导线若干
在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：
(1)在虚线方框中画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中给出的符号或字母标注__．
(2)在所完成实验电路中，电压表选择正确，按正确实验操作，当电流表的示数为I1时，电压表的示数为U1；当电流表的示数为I2时，电压表的示数为U2，则E＝_____，r＝_____．
四、解答题
18．如图所示，MNPQ是固定与水平桌面上的足够长的U型金属导轨，导轨中接有阻值为R=6Ω的电阻，两导轨的间距为l=1.0m，质量为m=0.6kg，电阻r=4Ω的金属杆EF可在轨道上滑动，滑动时保持与轨道垂直，杆与轨道之间的滑动摩擦力大小f=0.32N，导轨的电阻不计，初始时，杆EF位于图中的虚线处，虚线右侧有一无限宽的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，磁感应强度的大小为B=1.0T，在t=0时刻，给EF杆一瞬时冲击，使之获得方向向右的初速度．经过施加t=1.25s，EF杆离开虚线的距离为x=2.0m，若不考虑回路的自感．求：
（1）在t=0s时刻，流过金属杆EF电流的大小与方向；
（2）在t=1.25s时刻，金属棒EF的速度大小；
（3）在此过程中电阻R上产生的焦耳热．
19．如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，圆形区域内ac、df为互相垂直的竖直和水平两条直径，沿df方向距f点为R的g点处固定一足够长的挡板，挡板与fg的夹角，粒子打到挡板上会被吸收，圆形磁场区域以外空间存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、电荷量为的带负电粒子自c点沿ca方向以速度v射入磁场，经磁场偏转后从f点沿fg方向射出磁场，之后恰好未打在挡板上，图中已画出粒子在电场中运动的轨迹。
（1）求匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）求匀强电场的电场强度大小E；
（3）若将原电场换为方向垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小（），求粒子返回圆形磁场区域边界时的位置到f点的距离。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．ACD
【解析】
【详解】
A.滑片由a端向b端移动的过程中，R1逐渐增大，总电阻增大，总电流减小，内阻所占电压减小，路端电压增大，电源的效率，电源的效率增大，故A正确；
B.当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，滑片处于a端时，外电路电阻为R2=0.5rr，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%，此时路端电压等于内电压，即外电路电阻等于内阻，此时输出功率最大，所以当滑片由a端向b端移动的过程中，电源输出功率先增大后减小，故B错误；
C.串联电路电流相等，则，当滑片由a端向b端移动的过程中，R1增大，增大，故C正确；
D.根据闭合电路欧姆定律得：
U1=E﹣I（R2+r）
U=E﹣Ir
则有：
则
故D正确。
故选ACD。
2．ACD
【解析】
【详解】
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，在磁场中不是客观存在的，是假想的，选项A错误，符合题意；
B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的，选项B正确，不符合题意；
C．在磁体外部磁感线总是从磁体的N极指向S极，在磁体内部磁感线从S极指向N极，选项C错误，符合题意；
D．若导线放置的方向与磁场方向平行，则导线不受安培力，则此时不能够检测磁场的存在，选项D错误，符合题意。
故选ACD。
3．BD
【解析】
【详解】
左环不闭合，磁铁插向左环时，产生感应电动势，但不产生感应电流，环不受力，横杆不转动；故AC错误；右环闭合，磁铁插向右环时，环内产生感应电流，环受到磁场的作用，横杆转动；根据楞次定律：来拒去留，从上向下看横杆发生逆时针方向转动．所以选项BD正确．故选BD．
4．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．小球从A点到C点的动能变化为0，故合外力做功为0，因为重力做的是正功，故电场力做负功，即小球受到方向斜向下的电场力，该小球又带正电，故电场线的方向斜向下，选项A错误；
B．由动能定理可得
WG－W电=0
故
mg×AB×cos30 －Eq×BC×cos30 =0
解得
E=
选项B正确；
C．在竖直方向上，小球受重力与电场力在竖直方向的分力，故
F=mg+Eq×sin30 =
所以小球沿竖直方向的加速度为a=，故小球下落的高度
h==
选项C正确；
D．电势能的增加量等于电场力做的功，即
W=Eq×BC×cos30 =mg××cos30 =
选项D错误．
故选BC。
考点：小球在重力与电场力的作用下运动，动能定理．
5．BD
【解析】
【详解】
AB．由图像，可知线圈拉出的过程做匀加速直线运动，根据速度时间图线围成的面积知，线圈的边长
加速度
根据牛顿第二定律得
又
，，
联立得
代入数据得
可知F不是恒力，当t=0时，F=0.2N，故B正确，A错误。
C．线圈穿过磁场过程中，通过线圈的电荷量
故C错误；
D．t=2s时，速度v=0.4m/s，则切割产生的感应电动势
E=BLv=1×0.4×0.4V=0.16V
则ab间的电势差
故D正确。
故选BD。
6．ACD
【解析】
【详解】
由左手定则知，正离子向B板运动，即B板带正电．发电机稳定时，离子所受电场力等于洛伦兹力，即： ,解得：U=Bvd
又
R1为板间电离气体的电阻，且 ，联立得到电阻率ρ的表达式为：
故B正确，ACD错误．此题选择不正确的选项，故选ACD．
7．B
【解析】
【详解】
A.根据曲线运动受到的力指向凹处可知，粒子受力沿电场线的切线方向，粒子带正电，故A错误；
BD. 由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向沿电场线斜向左下方，电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，粒子在M点的动能小于在N点的动能，故B正确，D错误；
C. M点处的电场线较疏，而N点处电场线较密，则M点处的电场强度较小，粒子所受的电场力也较小，故C错误．
故选B
8．C
【解析】
【详解】
变压器的输入功率为P0时，输出功率也为P0，电动机的输入功率为P0，内阻消耗的功率为I2R，则电动机的输出功率为P0-I2R，故A错误；电动机两端电压大于IR，则副线圈电压有效值大于IR，则原线圈电压有效值大于kIR，故B错误；变压器的电流与匝数成反比，副线圈的电流为I，所以原线圈中电流的有效值为I/k，故C正确，D错误； 故选C．
点睛：关键是知道变压器的输入功率和输出功率相等，电动机对物体做功转化为物体的机械能，即为电动机的输出的功率．
9．C
【解析】
【详解】
带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据 ，知氚核（）的质量与电量的比值大于α粒子（），所以氚核在磁场中运动的周期大，则加速氚核的交流电源的周期较大根据 得，最大速度，则最大动能，氚核的质量是α粒子的倍，氚核的电量是倍，则氚核的最大动能是α粒子的倍，即氚核的最大动能较小．故C正确，A、B、D错误．故选C．
【点睛】
解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，以及会根据 求出粒子的最大速度．
10．D
【解析】
【详解】
AB．当线圈中心经过磁场边界时，此时切割磁感线的有效线段为NP，根据法拉第电磁感应定律，NP产生的感应电动势为E=BLv，此时N、P两点间的电势差U为路端电压，有
U=E=BLv
此时QP、NP受安培力作用，且两力相互垂直，故合力为
F安=
故AB错误；
C．当线圈中心经过磁场边界时，回路中的瞬时电功率为
在线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中，感应电动势一直在变化，故
回路中的平均电功率不等于经过磁场边界时的瞬时电功率，故C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，通过导线某一横截面的电荷量为
故D正确。
故选D。
11．A
【解析】
【详解】
A．电场强度的方向处处与等电势面垂直，选项A正确；
B．电场强度为零的地方，电势不一定为零，例如等量同种电荷连线的中点，选项B错误；
C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势不一定逐渐降低，例如负的点电荷电场，选项C错误；
D．任一点的电场强度方向总是与该点正电荷的受力方向相同，选项D错误。
故选A。
12．C
【解析】
【详解】
正试探电荷由点到点的过程中，电势能始终为正值，因此两固定点电荷均带正电，图线的斜率为电场力，又由于水平虚线在点与图线相切，因此点的电场力为零，即试探电荷在点时，受到的在A、B两点的点电荷的电场力等大反向，已知，由可知 ，故A错误；由以上分析可知试探电荷在点的电场力为零，则点的电场强度为零，故B错误；如果将试探电荷改为负电荷，则该电荷在由点到点的过程中，电场力先做负功再做正功，电势能先增大后减小，因此点的电势能最大，故C正确；由于两固定点电荷均带正电，则在轴上的电场强度方向先向右再向左，故D错误．所以C正确，ABD错误．
13．D
【解析】
【详解】
A．根据题意可知，c点的磁感应强度为0，说明通电导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在c点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向外，A错误；
B．通电导线在a处的磁感应强度方向水平向右，则a点磁感应强度为2T，方向与B的方向相同，不为零，B错误；
C．通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向上，则d点感应强度为，方向与B的方向成45°斜向上，不为零，C错误；
D．由上知道，通电导线在b点产生的磁感应强度大小为1T，由安培定则可知，通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向下，根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知，b点感应强度为，方向与B的方向成45°斜向下,D正确。
故选D。
14．C
【解析】
【详解】
AB．分别对三个粒子受力分析，根据运动轨迹可知：
可知：，故AB错误；
C．丙粒子受到的电场力竖直向下，电场力做正功，动能增加，故C正确；
D．甲粒子受到的电场力竖直向下，电场力做负功，动能减少，故D错误。
故选C．
15．A
【解析】
【详解】
由题图中所标出的等势面的电势值，知该电场可能是正点电荷形成的电场，电场强度的方向由电势高的地方指向电势低的地方。根据曲线运动的规律，带电粒子受到的电场力指向曲线的内侧，即带电粒子受到的电场力与电场强度方向相同，则带电粒子带正电；带正电粒子从运动到点，电场力做负功，电势能增大，动能减少，故A项正确，BCD错误；
故选A。
16． 6 F B D 0.675 见解析
【解析】
【详解】
（1）[1]5~10之间的分度值为1，由于欧姆挡表盘刻度不均匀，所以不用估读，即金属丝的电阻值为6Ω。
（2）[2]为了调节方便，测量准确，并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，滑动变阻器采用分压式接法，所以应选用最大阻值较小的F。
[3]为了能够使电表的指针有适当的摆动幅度，从而减小读数误差，电压表应选择B。
[4]通过金属丝的最大电流为
为了能够使电表的指针有适当的摆动幅度，从而减小读数误差，电流表应选择D。
（3）[5]电阻丝的直径为
（4）[6]由于金属丝的阻值满足
所以为了尽量减小系统误差，电流表应采用外接法。如图所示。
（5）[7]根据欧姆定律可得
根据电阻定律可得
联立可得
17．
【解析】
【详解】
(1)[1]由于电源电动势约为4.5V，故电压表选择A，误差较小，同时电流表的内阻已知，采用相对电源的电流表内接法，从而减小实验误差，若滑动变阻器接入电路的阻值为零，闭合开关S时，电压表被短路，则电路中电流为：I= =4.51+9A=0.45A＜0.6A，即电流表不会被烧坏．电路设计如图所示，
(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律，则有：
U1＝E﹣I1(r+RA)
U2＝E﹣I2(r+RA)
联立可以得到：
18．(1) 方向F到E (2) 1m/s (3)
【解析】
【详解】
【分析】导体切割磁感线时产生感应电动势，由闭合电路欧姆定律和由右手定则可得流过金属杆EF电流的大小与方向，由动量定理可得金属棒EF的速度大小；由动能定理可得过程中电阻R上产生的焦耳热；
解：（1）导体切割磁感线时的感应电动势
流过金属杆EF电流的大小
由右手定则可得方向F到E
（2）由动量定理可得-=-ft-Bql
通过导体的电荷量
金属棒EF的速度大小v1=1m/s
（3）由动能定理可得-=W安-fx
过程中产生的总焦耳热Q=-W安
过程中电阻R上产生的焦耳热
19．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）粒子运动的轨迹如图1所示，由几何关系可知，粒子运动的轨迹半径
粒子在磁场中做圆周运动
解得
（2）粒子在电场中做类平抛运动，粒子速度和挡板相切时
解得
（3）粒子离开圆形磁场区域到返回的过程中，运动轨迹如图2所示，粒子在匀强磁场内做圆周运动
解得
根据几何关系可知
粒子返回圆形磁场区域边界的位置i到出射点f的距离
当k较小时，粒子运动轨迹恰好与挡板相切，如图3所示，根据几何关系可知
则
故时粒子返回圆形磁场区域的位置到f点的距离
当时，粒子不能返回圆形磁场区域。
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