黑龙江省哈尔滨高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

黑龙江省哈尔滨高二（下）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、带电量为q的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图所示，带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，已知重力加速度为g，下面说法中正确的是（　　）
A．小球带负电
B．小球在斜面上的运动是匀加速直线运动
C．小球在斜面上运动的加速度逐渐增大
D．小球对斜面的作用力恰好为零时的速率为
2．如图所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要线圈产生感应电流，下列方法中可行的是（ ）
A．将线圈向左平移一小段距离
B．将线圈向上平移
C．以ab为轴转动（小于90°）
D．以ac为轴转动（小于60°）
3．如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方（磁极间距略大于矩形线圈的宽度．）当磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向（从上向下看）是（　　）
A．摩擦力方向一直向左
B．摩擦力方向先向左、后向或右
C．感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针
D．感应电流的方向顺时针→逆时针
4．我们通常用阴极射线管来研究磁场、电场对运动电荷的作用，如图所示为阴极射线管的示意图．玻璃管已抽成真空，当左右两个电极连接到高压电源时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下，由阴极沿 x 轴方向飞向阳极，电子掠射过荧光屏，屏上亮线显示出电子束的径迹．要使电子束的径迹向 z 轴正方向偏转，在下列措施中可采用的是 ( )
A．加一电场，电场方向沿 y 轴正方向
B．加一电场，电场方向沿 z 轴负方向
C．加一磁场，磁场方向沿 z 轴正方向
D．加一磁场，磁场方向沿 y 轴负方向
5．根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置—电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是（　　）
A．要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自N向M的电流
B．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流
C．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度
D．使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向
6．在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路(线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略)，关于这个实验下面说法中正确的是(　　)
A．闭合开关的瞬间，A、B一起亮，然后A熄灭
B．闭合开关的瞬间，B比A先亮，然后B逐渐变暗
C．闭合开关，电路稳定后再断开，A、B灯中的电流方向均为从左向右
D．闭合开关，电路稳定后再断开，A逐渐变暗，B闪亮一下然后逐渐变暗
7．如图所示为测定磁感应强度大小的装置，弹簧测力计下端挂一矩形线圈，线圈匝数为n，将矩形线圈的短边（长为L）置于蹄形磁体的N极、S极间的磁场中的待测位置，线圈的质量为m，（重力加速度为g）．为了测量方便和精确，调节好装置后闭合开关，调节滑动变阻器使得弹簧测力计的示数刚好为零，此时电流表示数为I，下列说法中正确的有
A．装置图中线圈平面与N极、S极连线垂直
B．当电路未接通时弹簧测力计的读数为0
C．在磁场中的线圈短边中的电流方向向里
D．N极和S极之间磁场的磁感应强度为
8．一环形线圈放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直线圈平面向里，如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么下列选项正确的是（　　）
A．第1s内线圈中感应电流的大小逐渐增加
B．第2s内线圈中感应电流的大小恒定
C．第3s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向
D．第4s内线圈中感应电流的方向为逆时针方向
二、单选题
9．如图所示，把一个平行板电容器接在电压的电源上。现进行下列四步操作：(1)合上S；(2)在两板中央插入厚为的金属板；(3)断开S；抽出金属板。则此时电容器两板间的电势差为（　　）
A．0 B．6V C．24V D．48V
10．如图所示，通电直导线通有竖直向上的电流，其右侧一个初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向向上射出，不计电子重力，则（　　）
A．电子将向左偏转，速率不变
B．电子将向右偏转，速率不变
C．电子运动方向不变，速率不变
D．电子将向右偏转，速率改变
11．某同学对两个电阻各进行了一次测量，图中的A、两点是根据两个电阻两端的电压和通过的电流在坐标系中所描的点，若A点表示的电阻大小为，点表示的电阻大小为，则（　　）
A． B． C． D．无法判断
12．如图所示，在垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别在向右的拉力作用下以v、3v速度匀速拉出磁场，则在这两个过程中（　　）
A．导体框中产生的焦耳热相同 B．外加拉力的冲量可能不同
C．ab边一直不受安培力 D．通过导体截面的电荷量相同
13．下列说法中，正确的是　　
A．电场线与磁感线都是电场或磁场中实际存在的线
B．地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下
C．电场线和磁感线都不是不闭合曲线
D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布越密的地方，同一通电导线所受的磁场力也越大
14．甲图是平行板电容器产生的匀强电场，乙图是正点电荷产生的电场。A、B和C、D分别是两电场中的点，关于它们的场强和电势，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点场强和电势均相同
B．C、D两点场强和电势均相同
C．A、B两点场强和电势均不相同
D．C、D两点场强和电势均不相同
15．下列陈述与事实正确的是（　　）
A．牛顿发现万有引力定律，并测定了引力常量
B．安培发现了电流周围存在磁场，电流周围磁场方向符合安培定则
C．麦克斯韦提出电磁场理论，根据他的电磁场理论电磁波是横波
D．伦琴发现了一种射线叫X射线，它是由原子核受激发出的
16．如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R，bc是半径为R的四分之一圆弧与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到水平恒力的作用，自a点从静止开始向右运动，重力加速度大小为g，且小球运动到c点时速度为，则小球从a点运动到c点时机械能的增量是（　　）
A．2mgR B．3mgR C．4mgR D．5mgR
三、解答题
17．如图所示，质量m=2kg的滑块以v0=16m/s的初速度沿倾角θ=37°的斜面上滑，经t=2s滑行到最高点。然后，滑块返回到出发点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求滑块
(1)最大位移值x；
(2)与斜面间的动摩擦因数；
(3)从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率P。
18．如图所示，长为的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成竖直方向的匀强电场，一个带电量为、质量为的带电粒子，以初速度紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与入射方向成，不计粒子重力，，。求：
（1）粒子射出下极板边缘时速度的大小；
（2）匀强电场的场强的大小。
19．如图所示的电路中，电源电动势E=20V，内阻r=1.0Ω，电动机的电阻R0=2.0Ω，电阻R1=5.0Ω．电动机正常工作时，电压表的示数U1=10.0V，求：
(1)电动机消耗的电功率，将电能转化为机械能的功率；
(2)电源的输出功率。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BD
【解析】
【详解】
A．小球向下运动，带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，说明洛伦兹力垂直斜面向上，磁场垂直纸面向外，根据左手定则可判断小球带正电，A错误；
BC．小球没有离开斜面之前，在重力、支持力、洛伦兹力作用下做匀加速直线运动，虽然速度变大，导致洛伦兹力变大，但三个力的合力却不变，加速度不变，小球仍做匀加速直线运动，B正确，C错误；
D．则小球在斜面上下滑过程中，当小球受到的洛伦兹力等于重力垂直斜面方向的分力，小球对斜面压力为零，可得
则速率为
D正确。
故选BD。
2．ACD
【解析】
【详解】
要线圈产生感应电流，则线圈中的磁通量发生变化，向左平移一小段距离、以ab为轴转动（小于900）、以bd为轴转动（小于600）均可使线圈中的磁通量变化，将线圈向上平移，磁通量不发生变化，选项ACD正确．
3．AC
【解析】
【详解】
试题分析：当磁铁全部匀速向右通过线圈时，线圈始终静止不动，那么线圈刚开始穿过的磁感线要增多，故线圈有向右运动的趋势，以减小这种磁感线的数量，所以此时线圈受到的摩擦力向左；当磁铁要远离线圈时，线圈刚穿过的磁感线要减少，故线圈有向右运动的趋势，以增加这种磁感线的数量，故受到薄板摩擦力的方向仍向左，A正确；刚开始穿过线圈的磁感线向上，且增多，则线圈中产生的磁场方向会向下，则线圈中的感应电流是顺时针，当线圈运动到磁体中间时，磁感线要减少，故线圈中产生的感应电流沿逆时针方向，当线圈运动到磁铁的左端时，穿过线圈的磁场方向向下，且逐渐减少，故线圈产生的磁场方向向下，其中的感应电流方向为顺时针方向，所以C正确．
考点：楞次定律．
4．BD
【解析】
【详解】
A. 电子带负电，受电场力与电场线方向相反，如果要加电场，则电场方向应沿Z轴的反方向才能使电子束的径迹向Z轴正方向偏转，故A错B正确；
C. 根据左手定则可知，要使粒子向Z轴正方向偏转，所加磁场应沿y轴的负方向，故C错误D正确．
故选BD．
5．BC
【解析】
【详解】
A．电磁炮是靠安培力加速，要使炮弹沿导轨向右发射，则安培力向右，由左手定则可判断MN中的电流方向为MN，A错误；
BC．要想提高炮弹的发射速度，应增大安培力，由可得，BC正确；
D．使电流和磁感应强度方向同时反向，安培力方向不变，D错误。
故选BC。
6．BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．闭合开关的瞬间，线圈中产生很大的自感电动势，阻碍电流的通过，故B立即亮，A逐渐变亮．随着A中的电流逐渐变大，流过电源的电流也逐渐变大，路端电压逐渐变小，故B逐渐变暗，故A错误，B正确；
D．电路稳定后断开开关，线圈相当于电源，对A、B供电，回路中的电流在原来通过A的电流的基础上逐渐变小，故A逐渐变暗，B闪亮一下然后逐渐变暗，故D正确；
C．断开开关后，线圈中的自感电流从左向右，A灯中电流从左向右，B灯中电流从右向左，故C错误．
故选BD．
7．AC
【解析】
【分析】
根据共点力的平衡分析出导线框的重力与安培力的大小，然后由磁感应强度的定义式即可求出磁感应强度；
【详解】
A、放置矩形线圈时，矩形线圈所在的平面要与N极S极的连线垂直从而是下边受到安培力作用，故选项A正确；
B、在接通电路前，线框处于静止，导线框此时只受到重力和弹簧的拉力作用，此时弹簧测力计的示数等于线框的重力，故选项B错误；
C、闭合开关，调节滑动变阻器使得弹簧测力计的示数刚好为零，说明线框受到向上的安培力作用，根据左手定则可知在磁场中的线圈短边中的电流方向向里，故选项C正确；
D、线框受到安培力和重力作用，二力处于平衡状态，则：，则，故选项D错误．
【点睛】
解决本题的关键掌握安培力的大小公式，掌握左手定则判断安培力的方向，然后根据二力平衡求解出磁感应强度的大小．
8．BD
【解析】
【分析】
【详解】
根据B-t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的，由法拉第电磁感应定律可得
可知，各段时间内的电流为定值，且大小相等。由题意可知，第1s内磁感线垂直线圈平面向里，则有
A．在第1s内，磁场正向增大，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向； 感应电流是恒定的，故A错误；
B．在第2s内，磁场反向减小，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向； 感应电流是恒定的，故B正确；
C．在第3s内，磁场正向增大，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向； 故C错误；
D．在第4s内，磁场反向减小，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向； 故D正确；
故选BD。
9．C
【解析】
【详解】
每个步骤造成的影响如下：
(1)合上开关S，电源对电容器充电，至电压为U，设电容为C，则带电荷量
板间形成一个匀强电场，场强为
(2)插入金属板，板的两侧出现等量异号的感应电荷，上下形成两个匀强电场区域，其宽度均为。由于整个金属板为等势体，则A板与金属板之间、金属板与B板之间的电势差均为。因此板间场强增大为原来的2倍，即（如答图所示），显然，在插入过程中，电源必须对A、B两板继续充电，板上电荷量增加为原来的2倍，即
(3)打开开关S，A、B两板的电荷量保持不变，即
(4)抽出金属板，电容器的电容仍为C，而电荷量为，所以两板间电势差变为
故选C。
10．B
【解析】
【详解】
根据安培定则可知导线右侧磁感应强度方向为垂直纸面向里，根据左手定则可知电子将向右偏转，由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变。
故选B。
11．B
【解析】
【详解】
根据
可知该点与原点连线的斜率等于电阻，因A点与原点连线的斜率较大，可知A的电阻较大，即
故选B。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电动势
感应电流
时间
焦耳热
导体框中产生的焦耳热之比为1：3，A错误；
B．导体框匀速拉出磁场，受到的安培力等于外力
则安培力冲量
则冲量相等，B错误；
C．在拉出磁场时，有感应电流，则ab边一直受安培力，C错误；
D．电荷量
以v、3v速度匀速拉出磁场，磁通量的变化量相同，所以通过导体框截面的电荷量相同，D正确。
故选D。
13．B
【解析】
【分析】
磁感线和电场线都是人们为形象描述场而假想的；利用磁感线和电场线的分布特点和疏密程度都反映场的强弱；导线受到的安培力：．
【详解】
A、磁感线和电场线都是人们为形象描述场而假想的，并不是实际存在的故A错误；
B、根据地球的磁场的特点可知，地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下故B正确；
C、磁感线是闭合的曲线，而静电场的电场线是从正电荷无限远出发终止于无限远负电荷的不闭合的曲线，故C错误．
D、电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布越密的地方，同一通电导线所受的磁场力不一定越大，还与导线与磁场的方向之间的关系有关，故D错误．
故选B
【点睛】
该题考查电场线与磁场线的特点，明确磁感线和电场线为形象描述场而假想的，并不是实际存在和分布特点是解题的关键．
14．D
【解析】
【分析】
【详解】
AC．匀强电场中，场强处处相同，沿电场线方向电势逐渐降低。所以A、B两点场强相同电势不相同。故AC错误；
BD．点电荷电场中，离场源电荷越近，场强越大，沿电场线方向电势逐渐降低。所以C、D两点场强和电势均不相同。故B错误；D正确。
故选D。
15．C
【解析】
【详解】
A．引力常量是卡文迪许测定的，故A错误；
B．电流周围存在磁场是奥斯特发现的，故B错误；
C．麦克斯韦提出电磁场理论，根据他的电磁场理论电磁波是横波，故C正确；
D．伦琴发现了一种射线叫X射线，它是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流，故D错误。
故选C。
16．B
【解析】
【详解】
小球从a点运动到c点时机械能的增量是
故选B。
17．(1)16m；(2)0.25；(3)67.9W
【解析】
【详解】
(1)小车向上做匀减速直线运动，有
得
(2)加速度
上滑过程
得
(3)下滑过程
由运动学公式
重力的平均功率
18．（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
(1)粒子离开电场时，合速度与水平夹角为37°。由速度的合成与分解得合速度
解得
(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动，则有：水平方向上
竖直方向上
由牛顿第二定律得
qE = ma
解得
19．(1)16W；8W；(2)36W
【解析】
【详解】
(1)回路的电流
电动机两端的电压为
电动机消耗的电功率为
电动机消耗的热功率为
电动机将电能转化为机械能的功率，则有
(2)电源的输出功率为
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