河南省信阳市高二下学期开学考试物理试题（word版含答案）

河南省信阳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
1．一个质量为m的质点以速度v0做匀速运动，某一时刻开始受到恒力F的作用，质点的速度先减小后增大，其最小值为．质点从开始受到恒力作用到速度减至最小的过程中(　　)
A．经历的时间为 B．经历的时间为
C．发生的位移为 D．发生的位移为
2．如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电荷量为－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q Q，AB＝h，小球滑到B点时的速度大小为，则以下说法正确的是（　　）
A．小球由A到B的过程中静电力做的功为mgh
B．小球由A到B的过程中静电力做的功为
C．A、C两点间的电势差为
D．A、C两点间的电势差为
3．电磁泵在生产、科技中得到了广泛应用。如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为L1，两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为ρ，在泵头通入导电剂后液体的电导率为σ（电阻率的倒数），泵体所在处有方向垂直向外的匀强磁场，磁感应强度为B，把泵体的上下两表面接在电压为U的电源上（内阻不计），则（　　）
A．泵体上表面应接电源负极
B．通过泵体的电流
C．增大磁感应强度可获得更大的抽液高度
D．增大液体的电导率可获得更大的抽液高度
4．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的阻值，把线圈放入一方向垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是（　　）
A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向
B．电阻R两端的电压随时间均匀增大
C．线圈电阻r消耗的功率为4×10-4W
D．前4s内通过R的电荷量为8×10-2C
5．如图（a）所示，小物块甲固定在光滑水平面的左端，质量m=0.4kg的小物块乙可在光滑水平面上滑动．甲、乙两物块间因存在相互作用力而具有一定的势能，它们的相互作用力沿二者连线且随两者间距的变化而变化．现已测出势能随间距x的变化规律，如图（b）中的曲线（实线）所示．已知曲线与x轴相切的切点坐标为x0=20cm；虚线①为势能变化曲线的渐近线，其纵坐标值为0.28J，与曲线交点的横坐标值为6cm；虚线②为经过曲线上x1=11cm点的切线，斜率绝对值k=0.03J/cm，则
A．小物块乙在x0=20cm处所受的相互作用力为0
B．将小物块乙从x=6cm处静止释放，其有可能返回出发点
C．将小物块乙从x=6cm处静止释放，其所能达到的最大速度为1m/s
D．小物块乙经过x1=11cm处时一定有向右且大小为7.5m/s2的加速度
二、单选题
6．如图所示，一通有恒定电流的无限长直导线固定在光滑水平面上，一质量为0.4kg的金属环，在该平面上以m/s、与导线成的初速度开始运动，在足够长的运动时间里（　　）
A．金属环中一直有顺时针的感应电流
B．金属环受到的安培力与运动方向相反
C．金属环中最多能产生0.8J的电能
D．金属环最多减少的动能为5.4J
7．图甲是示波管的原理图，它由电子枪、偏转电极( XX′ 和 YY′ )、荧光屏组成.管内抽成真空，给电子枪通电后，如果在偏转电极 XX′ 和 YY′ 上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心 O 点，在那里产生一个亮斑.若在偏转极板YY′ 上加如图乙所示的电压，在偏转极板 XX′ 上加如图丙所示的电压，则在示波器荧光屏出现的图象是下图中的
A． B． C． D．
8．如图所示，一理想变压器的原线圈接正弦交流电源，副线圈接有可变电阻R。原线圈中的电流为I1，输入功率为P1，副线圈中的电流为I2，输出功率为P2。当可变电阻的滑片向下移动时（　　）
A．I2增大，P2增大
B．I2增大，P2减小
C．I1减小，P1增大
D．I1减小，P1减小
9．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
10．如图所示电路中电源内阻不可忽略，R3被短路时，电路中出现的现象为（　　）
A．A、C两灯变亮，B、D两灯变暗
B．B、C两灯变亮，A、D两灯变暗
C．C、D两灯变亮，A、B两灯变暗
D．A、B两灯变亮，C、D两灯变暗
三、实验题
11．在“探究功与速度变化的关系”实验中，设计了如图1所示的实验方案：使小车在橡皮筋的作用下被弹出，第二次、第三次…操作时分别改用2根、3根…同样的橡皮筋将小车弹出．测出小车被弹出后的速度，然后找到牵引力对小车做的功与小车速度的关系．
（1）除了已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_____电源；（填“交流”或“直流”）
（2）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不是均匀的（如图2所示），为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_____（选填“AE”或“FK”）部分进行测量．
（3）从理论上讲，橡皮筋做的功W0与物体获得的末速度V0之间的关系是W0正比于____．
12．某同学要分别测量一小灯泡（3.8V、1.5W）在常温下和正常工作时的电阻，方法如下：
（1）用欧姆表测量小灯泡常温下的电阻
①应先____________后________________（填写正确答案标号）
A．将选择开关置于×1档
B．将选择开关置于×10档
C．将红黑表笔短接调零
②测量示数如图甲，读数小灯泡常温下的电阻为______Ω．
（2）用图乙所示电路测量小灯泡正常工作时的电阻，图中为滑动变阻器，为电阻箱，电源电动势为E=6V，
①请在答题纸上将实物图连接补充完整_______
②为检查电路连接是否有断接处，该同学进行了如下操作：将的滑动触头P移至C处，只闭合，发现电压表示数接近6V，若仪器都完好，则没有连接好的区间是__________
A．ab段 B．cd段 C．eP段
③排除故障后，将拨向接点1，接通，调节__________，使电压表示数达到3．8V；之后拨向接点2，调节_______________，使___________，的读数即为小灯泡正常工作时的电阻．
四、解答题
13．如图所示的电路中，电源的电动势E=10V，内阻忽略不计，电阻的阻值分别为 R1=R2=20Ω、R3=10Ω，滑动变阻器的最大阻值R=40Ω，电容器的电容C=20μF，则：
（1）将滑动触头P置于ab中点，合上电键S，待电路稳定后再断开S．求断开S的瞬 间，通过R1的电流大小和方向；
（2）闭合电键S，当滑动触头P缓慢地从a点移到b点的过程中，通过导线BM的电量为多大？
14．如图所示，圆心为 O，半径为 R 的圆形区域中有垂直纸面向里的匀 强磁场，磁感应强度为 B．质量为 m、电量为 q 的带正电微粒从圆周上 M 点沿 半径 MO 方向射入磁场，射出磁场时速度方向偏转了 120°，不计微粒重力，求：
(1)微粒入射速度大小．
(2)微粒在磁场中运动的时间．
(3)若将微粒的入射速度增大为原来的 3 倍，求射出点和入射点 M 之间的距 离．
15．如图所示，某空间存在上下相邻的两个有界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁场区域宽度均为，磁场方向水平，磁感应强度大小均为，Ⅰ区域的磁场垂直于纸面向里，Ⅱ区域的磁场与Ⅰ区域方向相反。现有均匀导体材料制成的矩形线框，水平边长、竖直边长、质量、总电阻。线框平面跟磁场方向垂直，线框的水平边与磁场边界平行，线框从磁场上方高处自静止开始自由下落，线框下边进入磁场时立即对其施加一外力F，使线框保持此时速度匀速通过磁场区域，忽略空气阻力，取。
（1）求线框通过两磁场相邻边界时感应电流的方向；
（2）求线框在通过磁场过程中线框内产生的热量Q；
（3）如果规定竖直向上为力F的正方向，以线框开始进入Ⅰ区域为计时起点，请通过定量计算分析并画出线框通过磁场区域的过程中的图像。
16．A、B两车在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小为，B车的速度大小为。当A、B两车相距时，B车因前方突发情况紧急刹车（已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动），加速度大小为，从此时开始计时，求：
(1)A车追上B车之前，两者相距的最大距离；
(2)A车追上B车所用的时间；
(3)从安全行驶的角度考虑，为避免两车相撞，在题设条件下，A车在B车刹车的同时也刹车，则A车加速度的大小满足的条件？
试卷第页，共页
试卷第页，共页
参考答案：
1．AD
【解析】
【详解】
质点减速运动的最小速度不为0，说明质点不是做直线运动，是做类斜抛运动，
质点的速度先减小后增大，其最小值为，分析可知初速度与恒力的夹角为150°，
在沿恒力方向上有：，
，
在垂直恒力方向上有，
质点的位移，
联解可得：经历的时间为，
发生的位移为
故选AD．
2．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．小球由A到B的过程中
解得
故B正确，A错误；
CD．由图可知，B与C在一个等势面上，所以从B到C电场力做功为零，则有
故C正确，D错误。
故选BC。
3．CD
【解析】
【详解】
A．当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体，故A错误；
B．根据电阻定律，泵体内液体的电阻
因此流过泵体的电流
故B错误；
C．增大磁感应强度B，受到的磁场力变大，因此可获得更大的抽液高度，故C正确；
D．若增大液体的电导率，可以使电流增大，受到的磁场力变大，因此可获得更大的抽液高度，故D正确。
故选CD。
4．CD
【解析】
【详解】
A．根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量增大，则线圈中的感应电流方向为逆时针方向，故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律：可得：
感应电动势：
平均电流：
电阻R两端的电压
U=0.02×4=0.08V
即电阻R两端的电压不变，故B错误；
C．线圈电阻消耗的功率：
P=I2r=0.022×1=4×10-4W
故C正确；
D．前4s内通过的电荷量为：
q=It=0.02×4=0.08C
故D正确；
故选CD。
5．AD
【解析】
【详解】
A．因为Ep-x图像的斜率等于F=qE，可知小物块乙在x0=20cm处所受的相互作用力为0，选项A正确；
B．由图可知，在6cm＜x＜20cm区间内两球之间的作用力为排斥力，在20cm＜x＜∞区间内两球之间作用力为吸引力，无穷远处和6cm处的势能为0.28J．若小球乙的静止释放点在6cm＜x＜∞区间，小球乙做往复运动，而若将小物块乙从x=6cm处静止释放，则将到达无穷远处不能回到出发点，选项B错误；
C．将小物块乙从x=6cm处静止释放，则当电势能最小时动能最大，即在x0=20cm处动能最大，由能量关系：
解得
选项C错误；
D．小物块乙经过x1=11cm处时所受的电场力向右，大小等于该处切线的斜率，即F=k=0.03J/cm=3J/m=3N，则物块的加速度为
选项D正确。
6．D
【解析】
【详解】
A．金属环在沿导线方向运动时不产生感应电流，远离导线运动过程中穿过金属环的磁通量减小且直导线在其右侧产生的磁场方向竖直向下，由楞次定律可知，产生顺时针方向的感应电流，当垂直导线方向的速度减为零，最终金属环的运动状态为匀速沿导线运动，沿导线方向运动时穿过金属环的磁通量不变，无感应电流产生，故A错误；
B．金属环在沿导线方向运动时不产生感应电流，远离导线运动过程中产生感应电流，所以金属环受到的安培力的方向水平向左，故B错误；
CD．沿导线方向分速度为
根据动能定理解得
代入数值解得
故金属环动能减少量最多为5.4J，环中最多产生5.4J的电能，故C错误，D正确。
故选D。
7．B
【解析】
【分析】
示波管是带电粒子在电场中加速和偏转的实际应用．偏转电极 YY′：使电子束竖直偏转；XX′：使电子束水平偏转
【详解】
因为在偏转电极XX′之间加恒定不变的正向电压，则在OX方向上有恒定不变的偏移，在偏转电极YY′之间加正弦电压，电子上下扫描，在示波屏上出现一条竖直线．故B正确，ACD错误．故选B.
8．A
【解析】
【详解】
由于原线圈的输入电压不变，变压器的匝数比也不变，所以副线圈的输出电压不变，当可变电阻的滑片向下移动时，电阻R减小，副线圈的电流I2增大，所以原线圈的电流I1也要增大，由于副线圈的电压不变，根据
P=
可得，当电阻减小时，输出的功率P2将增大，所以原线圈的输入的功率P1也将增大，故A正确，BCD错误。。
故选A。
【点睛】
输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可。电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。
9．B
【解析】
【详解】
试题分析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左．根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下．故选B．
考点：洛伦兹力方向判定（左手定则）和直导线周围磁场的判定（右手螺旋定则）．
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
R3被短路时，整个电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律有
则电路的总电流越来越大，所以A灯变亮，R3被短路时，B灯两端的电压为 ，根据闭合电路欧姆定律有
所以与B灯并联的电路电压将变小，则C、D灯将变暗，根据串并联电路关系有
A灯的电流增大，C灯的电流减小，所以B灯的电流增大，则B灯变亮，所以D正确；ABC错误；
故选D。
11． 交流； FK
【解析】
【详解】
试题分析：（1）打点计时器需要使用交流电源．
（2）橡皮筋做功完毕，小车做匀速直线运动，使用需要测出橡皮筋做功完毕时的速度．
（3）根据实验原理分析答题．
解：（1）打点计时器需要使用交流电源，则除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源；
（2）应测出橡皮筋做功完毕时小车的速度，此时小车做匀速直线运动，在相等时间内的位移相等，为了测量小车获得的速度，由图示所示纸带可知，应选用纸带的FK部分进行测量．
（3）根据动能定理可知，则从理论上讲，橡皮筋做的功W0与物体获得的末速度V0之间的关系是W0正比于．
故答案为（1）交流；（2）FK；（3）．
【点评】
本题考查了实验器材、实验数据处理、实验方法，知道实验原理、实验注意事项，分析清楚题意即可正确解题．
12． A C 3.7 B R1 R2 电压表示数再次达到3.8V
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①[1][2]因为小灯泡的电阻非常小，所以使用×1档测量，在换档后需要先进行欧姆调零，即将红黑表笔短接调零，故AC正确；
②[3]欧姆表的读数为
（2）①[4]如图所示，
②[5]因在移动滑片过程中，电压表示数接近电源的电动势，说明电压表直接接在了电源两端；故说明cd段发生断路故障；
③[6][7][8]开关接1，此时灯泡接入电路，为了让电压达到3.8V，应调节滑动变阻器R1；将开关拔到2后，调节R2使其两端电压为3.8V，则此时R2的示数与灯泡电阻相等；
13．（1）0.02A，方向向左．（2）1.6×10-4 C．
【解析】
【详解】
（1）电键S闭合，电路稳定时电容器相当于断路．
BD两点的电势差为：UBD= E…①
PD两点的电势差为：UPD=E…②
则BP两点的电势差为：UBP=UBD-UPD…③
故断开S的瞬间，通过R1的电流方向向左，电流大小为：I1=
由①②③代入数据解得：I1=0.02 A
（2）P在a点时，有：UPD=…④
UBP=UBD-UPD …⑤
电容器M板带电荷量为：QM=CUBP …⑥
P在b点时，有：UBP=UBD…⑦
电容器M板带电荷量为：QM′=CUBP′…⑧
通过导线BM的电荷量为：Q=QM′-QM…⑨
由④⑤⑥⑦⑧⑨式解得：Q=1.6×10-4 C
【点睛】
本题考查闭合电路欧姆定律中的含容电路；要注意当无法明确电容器的串并联关系时则应先求出两端的电势，再求出两端的电势差即可求解．
14．（1）（2）（3）
【解析】
【分析】
电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识求出半径．洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求出速度．定圆心角，求时间．
【详解】
（1）设粒子做圆周运动的半径为r，由几何关系有:r=Rtan30°=
由qvB=
得
解得粒子的入射速度：v=
（2）因为速度偏转角为120°，所以对应的圆心角为120°，则微粒运动时间为t=T，
粒子运动的周期为：T=
解得t=
因为速度变成原来3倍，所以粒子运动半径r′也变成原来3倍即r′=
则由几何关系可得入射点与射出点距离为：d=2R·sin60°=
【点睛】
带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是画出粒子圆周的轨迹，往往用数学知识求半径．
15．（1）顺时针方向；（2）12J；（3）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)线框在通过两磁场相邻边界时，根据右手定则可判定线框中的电流为顺时针方向。
(2)设线框下边到达Ⅰ区域上边界时速度为，由动能定理得
解得
匀速通过Ⅰ区域时由
联立解得
匀速通过两磁场相邻边界时，上下两边切割磁感线产生感应电动势方向相同，相当于双电源，有
联立解得
匀速通过Ⅱ区域时，产生的热量与匀速通过Ⅰ区域时相同，即
则线框产生的总热量为
(3)设施加的外力F竖直向上，匀速通过Ⅰ区域时有
解得
匀速通过中间边界时有
解得
匀速通过2区域时有
解得
匀速通过的每一段所用时间均为
画出的图像如图所示
16．(1)； (2)； (3)
【解析】
【详解】
(1)当、两车速度相等时，相距最远，根据速度关系得
代入数据解得
此时根据位移公式有：
联立解得
(2)刹车停止的时间为
发生的位移为
此时间内
则
可见此时车并未追上车，而是在车停止后才追上，车追上车所用的时间为
(3)车刹车减速至0时刚好追上车时（这时车的速度为0），加速度最小
解得
所以不碰的条件为
试卷第页，共页
试卷第页，共页