黑龙江省牡丹江市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

黑龙江省牡丹江市高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．关于磁感应强度,下列说法中正确的是: （　　）
A．由可知,B与F成正比,与IL成反比
B．通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零
C．通电导线不受安培力的地方也可能存在磁场
D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定,其大小和方向是唯一确定的,与通电导线无关
2．如图所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，管的内壁光滑，AB为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的AB及其以下部分处于水平向左的匀强电场中。现将一直径略小于塑料管内径，质量为m，带电量为+q的小球从管中A点由静止释放，已知qE=mg，以下说法正确的是（　　）
A．小球释放后，到达D点时速度最大，并在BDA间往复运动
B．小球释放后，第一次达到B点时对管壁的压力大小为4mg
C．小球释放后，第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力之比为5∶1
D．小球释放后，前后两次经过最高点C时对管壁的压力之差为4mg
3．如图所示，置于磁场中的一段导线与缠绕在螺线管上的导线组成闭合回路，螺线管上的绕线方式没有画出，A是正下方水平放置在地面的细金属圆环，若磁场在变化的过程中，线圈A突然跳起，以下磁场的强弱B随时间t变化的规律可能正确是（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，平行板电容器两极板A、B与两端电压为的电池两极相连，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，充电完毕后，电容器所带电荷量为，此时悬线偏离竖直方向的夹角为，则（　　）
A．电容器的电容为
B．将此电容器两板之间电压降为1V时，电容器的电容为
C．保持S闭合，将A板向B板靠近，电容器所带电荷量减少
D．断开S，将A板向B板靠近，夹角不变
5．如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0=r，可变电阻Rx的总阻值为2r．在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中（ ）
A．电源的总功率保持不变
B．Rx消耗的功率减小
C．电源内消耗的功率增大
D．R0消耗的功率减小
二、单选题
6．如图，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处自由下落接近回路时（　　）
A．P、Q将相互远离
B．磁铁的加速度大于g
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
7．如图，半径为d的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场垂直圆所在的平面。一带电量为q、质量为m的带电粒子从圆周上a点对准圆心O射入磁场，从b点折射出来，若α=60°，则带电粒子射入磁场的速度大小为（ ）
A． B．
C． D．
8．如图，水平导轨MM′和NN′平行放置，连接理想变压器的输入端，两导轨间有垂直平面向里的匀强磁场，导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，变压器输出端连接理想电压表、理想电流表和滑动变阻器。则下列说法正确的是（　　）
A．若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀速直线运动，电压表示数逐渐减小
B．若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀加速直线运动，电流表示数逐渐增大
C．若导体棒向左匀速直线运动，滑动变阻器划片向下移动，电流表示数增大
D．若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀加速直线运动，电流表示数保持不变
9．如图，a、b是竖直方向上同一电场线的两点，一带负电的质点在a点由静止释放，到达b点时速度为零，则（ ）
A．电场方向竖直向上 B．电场力先做负功后做正功
C．该电场是匀强电场 D．该电场的电场强度逐渐减小
10．匀强电场中有、、三点。在以它们为顶点的三角形中，，。电场方向与三角形所在平面平行。已知、和点的电势分别为、和。该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（　　）
A．、 B．，
C．， D．、
11．静置于桌面上的水平螺线管中通有如图所示的恒定电流，螺线管正上方固定一通电直导线M，M中通有垂直纸面向里的恒定电流，导线恰与螺线管中轴线垂直，纸面内，螺线管正上方以直导线M为圆心的圆上有a、b、c、d四点。其中a、c连线恰为圆的竖直直径，b、d连线为圆的水平直径。已知a点的磁感应强度方向水平向左，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是（　　）
A．a点的磁感应强度大于c点的磁感应强度
B．b、d两点的磁感应强度相同
C．导线在图示位置时，通电螺线管所受的安培力竖直向下
D．若将通电直导线M竖直向下移动到a点的过程中，安培力对直导线做正功
12．在国际单位制中，电流的单位是（　　）
A．安培 B．伏特 C．焦耳 D．特斯拉
13．如图甲所示，一个质量为m，电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动且细杆处于匀强磁场中（不计空气阻力），现给圆环一向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环的速度－时间图像如图乙所示。则关于圆环所带的电性，匀强磁场的磁感应强度B和圆环克服摩擦力所做的功W（重力加速度为g），则下列说法正确的是（　　）
A．圆环带负电 B．
C． D．
14．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，被加速的质子（H）从D形盒中央由静止出发，经交变电场加速后进入磁场。若忽略质子在电场中的加速时间，下列说法正确的是（　　）
A．如果只增大交变电压U，质子在加速器中运行时间将变短
B．如果只增大交变电压U，质子的最大动能会变大
C．质子的最大动能跟磁感应强度B成正比
D．若要用此回旋加速器加速α粒子（He），需要调高交变电场的频率
15．如图所示，直线A为电源的U-I图线，曲线B为灯泡电阻的U-I图线，则以下说法不正确的是（　　）
A．由图线A，电源的电动势为3V，内阻为2Ω
B．由图线A，当电流为2A时，电源输出功率为4W
C．由图线B，随着灯泡两端电压增大，灯泡的电阻是增大的
D．由图线B，当灯泡两端电压为2V时，电阻为1Ω
三、实验题
16．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是图中的_______（填“甲”或“乙”）。
(2)现有滑动变阻器（），开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（） B．电压表（）
C．电流表（） D．电流表（）
实验中电压表应选用______，电流表应选用______（填字母）
(3)某同学记录的5组数据如下表所示，请将数据点标在图中，并画出图线_______。
序号 1 2 3 4 5
电压 1.44 1.37 1.25 1.13 1.06
电流 0.050 0.100 0.200 0.300 0.350
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势______V，内电阻_____Ω。（结果均保留3位有效数字）
(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的电源效率η都会发生变化，以下示意图能正确反映关系的是____________。
A． B．
C． D．
四、解答题
17．如图所示，一质量为、电荷量为的粒子以速度从连线上的点竖直向上射入大小为、方向水平向右的匀强电场中。已知与水平方向成角，粒子的重力可以忽略，求粒子到达连线上的某点时与点的距离。（已知）
18．如图所示，空间中有两个匀强磁场区域I、II被虚线隔开，区域I内的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，区域II内的磁感应强度大小为2B、方向垂直纸面向外。质量为m、电量为q（q>0）的带正电粒子，以初速度v从A点沿与虚线成夹角方向进入磁场区域I。粒子重力忽略不计，磁场区域足够大，将粒子从A点出发计为第一次经过虚线，求：
（1）粒子从A点出发到第2次经过虚线时离出射点A的距离L1；
（2）粒子从A点出发到第3次经过虚线的时间；
（3）粒子第8次经过虚线的位置离出射点A的距离L2。
19．如图所示，两条足够长的平行金属导轨PQ、EF倾斜放置，间距为L，与水平方向夹角为θ ．导轨的底端接有阻值为R电阻，导轨光滑且电阻不计．现有一垂直导轨平面向上的匀强磁场大小为B，金属杆ab长也为L，质量为m，电阻为r，置于导轨底端．给金属杆ab一平行导轨向上的初速度v0，经过一段时间后返回底端时已经匀速．金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好．求
（1）金属杆ab刚向上运动时，流过电阻R的电流方向；
（2）金属杆ab返回时速度大小及金属杆ab从底端出发到返回底端电阻R上产生的焦耳热；
（3）金属杆ab从底端出发到返回底端所需要的时间．
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参考答案：
1．CD
【解析】
【详解】
本题考查磁感应强度的概念，磁感应强度是磁场本身的性质，与放不放导体无关，与电流的大小无关；该公式只是计算式，不是决定式，CD对．
2．CD
【解析】
【详解】
A．小球释放后电场力对其做正功，假设小球能够到达C点，且到达C点时的速度大小为vC，则根据动能定理有
解得
所以小球能够通过C点，之后小球运动至A点后再次开始被电场加速，每运动一周，其动能增大2mgR，其速度降不断增大下去，综上所述可知A错误；
B．小球释放后，设第一次达到B点时的速度大小为vB，所受管壁的支持力大小为N1，则根据动能定理有
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知小球释放后，第一次达到B点时对管壁的压力大小为5mg，故B错误；
C．设小球释放后，第一次经过最低点D时的速度大小为vD，根据动能定理有
设小球第一次经过最低点D时所受管壁的支持力大小为N2，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知小球释放后，第一次经过最低点D时对管壁的压力大小为5mg；
设小球第一次经过最高点C时所受管壁的支持力大小为N3，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知小球释放后，第一次经过最高点C点时对管壁的压力大小为mg。
综上所述可知，小球释放后，第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力之比为5∶1，故C正确；
D．设小球第二次经过最高点C时的速度大小为vC′，根据动能定理有
设小球第二次经过最高点C时所受管壁的支持力大小为N4，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知小球第二次经过最高点C时对管壁的压力大小为5mg，所以前后两次经过最高点C时对管壁的压力之差为4mg，故D正确。
故选CD。
3．CD
【解析】
【详解】
线圈中产生感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，由于线圈A突然跳起，向通电螺线管靠近，说明穿过线圈的磁通量减小，所以螺线管MN中产生的磁场在减弱，即螺线管中的电流减小，根据法拉第电磁感应定律
知减小，即B的变化率减小，故CD正确，AB错误。
故选CD。
4．AD
【解析】
【详解】
A．根据电容的定义式可得
故A正确；
B．电容器的电容大小由本身决定，与所加的电压无关，故B错误；
C．根据电容的决定式可知，d减小，C增大；根据得，可知电压U不变，电容C增大，电荷Q增加，故C错误；
D．断开开关，由于Q不变，根据和以及，联立可得
可知，将A板向B板靠近，电场不变，小球受力情况不变，夹角不变，故D正确。
故选AD。
5．BC
【解析】
【详解】
A．当变阻器的滑动片自A端向B端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，根据P=UI可知，电源总功率变大；故A错误；
B．将R0等效为内阻，所以电源内阻为2r，而滑动变阻器接入电阻最大为2r，此时滑动变阻器上消耗的功率最大，则当变阻器的滑动片自A端向B端滑动时，Rx消耗的功率减小，故B正确；
C．当变阻器的滑动片自A端向B端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，根据P=I2r可知，电源内消耗的功率增大，故C正确；
D．R0为定值电阻，其功率随电流的变化而变化，而在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻变小，则电流变大，故功率越来越大，故D错误；
故选BC。
【点评】
本题考查功率公式的应用，要注意分清定值电阻的功率与可变电阻功率的求法不同，熟练应用结论进行分析．
6．D
【解析】
【详解】
A.当条形磁铁从高处自由下落接近回路时，回路中的磁通量增大，根据楞次定律可知回路中将产生感应电流阻碍磁通量的增大，所以回路的面积将减小，即P、Q将相互靠近，故A错误；
BCD.回路中产生感应电流的磁场将阻碍磁铁的靠近，所以磁铁会受到向上的作用力，其加速度将小于g，故D正确，BC错误。
故选D。
7．B
【解析】
【详解】
由几何关系可知，粒子运动的轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力可知
可得
故选B。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A. 导体棒向左匀速直线运动，导体棒切割磁场产生感应电动势，大小为恒定，变压器只对交流电起作用，对直流电不起作用，故变压器输出端电压恒为零，故A错误；
BD. 若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀加速直线运动，产生的感应电动势，其电动势随时间均匀增大，根据可知，在变压器原线圈内形成均匀增大的磁场，副线圈内的磁场也是均匀增大的，故在副线圈内产生恒定的电压，根据可知，电流表的示数不变，故B错误，D正确；
C. 导体棒向左匀速直线运动，导体棒切割磁场产生感应电动势，大小为恒定，变压器只对交流电起作用，对直流电不起作用，故变压器输出端电压恒为零，滑动变阻器滑片向下移动，电流还是零，不变，故C错误；
故选：D。
9．D
【解析】
【详解】
A. 由题意可知，带电质点受两个力，重力和电场力，开始由静止向上运动，电场力大于重力，且方向向上，而质点带负电，所以电场方向竖直向下，故A错误．
B.电场力向上，位移向上，所以电场力始终做正功，故B错误．
C. 质点在a点由静止释放，到达b点时速度为零，所以质点先加速后减速，则电场力在改变，合力在改变，所以不是匀强场，故C错误．
D. 带电质点受两个力，重力和电场力，开始由静止向上运动，电场力大于重力，且方向向上，后来减速运动，电场力小于重力，所以电场力变小，电场的电场强度逐渐减小，故D正确．
10．B
【解析】
【详解】
取的中点，即为三角形的外接圆的圆心，且该点电势为，故为等势线，其垂线为电场线，方向为。外接圆上电势最低点为点，最高点为点。如图
设外接圆半径为，则有
，
则有
故
则点电势为0，为最低电势点；同理点电势为，为最高电势点。
故选B。
11．D
【解析】
【详解】
A．根据安培定则，螺线管在a、c两点的磁感应强度方向水平向右，直导线在a、c两点的磁感应强度大小相等，直导线在a点的磁感应强度方向水平向左，直导线c点的磁感应强度方向水平向右，则a点的磁感应强度小于c点的磁感应强度，A错误；
B．直导线在b、d两点的磁感应强度大小相等，直导线在b点的磁感应强度方向竖直向上，直导线d点的磁场方向竖直向下，螺线管在b、d两点的磁感应强度方向向右且大小相等，则b点磁感应强度方向向右上方，d点的磁感应强度方向向右下方，B错误；
C．螺线管在直导线处的磁感应强度方向水平向右，根据左手定则，导线所受的安培力的方向竖直向下，根据牛顿第三定律，通电螺线管所受的安培力竖直向上，C错误；
D．导线所受的安培力的方向竖直向下，将通电直导线竖直向下移动到a点的过程中，安培力对直导线做正功，D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．在国际单位制中，电流的单位是安培，所以A正确；
B．电压的单位为伏特，所以B错误；
C．功的单位是焦耳，所以C错误；
D．磁感应强度的单位为特斯拉，所以D错误；
故选A。
13．B
【解析】
【详解】
AB．圆环开始做减速运动，最终做匀速直线运动，说明初始状态速度较大，竖直向上的洛伦兹力大于重力，杆对圆环的支持力竖直向下，随着速度减小，洛伦兹力减小，直到支持力减小为0，洛伦兹力和重力二力平衡，圆环做匀速直线运动，根据左手定则可知圆环带正电，A错误；
B．圆环匀速直线运动，根据受力平衡
解得
B正确；
CD．根据动能定理
解得
CD错误。
故选B。
14．A
【解析】
【详解】
A．如果只增大交变电压，则质子在加速器中加速次数减少，因此质子的运行时间将变短，故A正确；
BC．根据得
最大动能为
故BC错误；
D．粒子在磁场中运动的周期为
可知，粒子的比荷不同，在磁场中的运动周期不同，而粒子在磁场中运动的周期和交变电场的周期相等，因此，用此回旋加速器加速α粒子（He），需要调低交变电场的频率。故D错误。
故选A。
15．A
【解析】
【详解】
A．电源的U-I图中，纵轴截距表示电源电动势，斜率大小表示电源内阻，所以由图线A，电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω，故A错误，符合题意；
B．由图线A，当电流为2A时，路端电压为2V，所以电源输出功率为
故B正确，不符合题意；
C．由图线B，可知，随着灯泡两端电压增大，图像上的点与原点连线的斜率是增大的，所以灯泡的电阻是增大的，故C正确，不符合题意；
D．由图线B，当灯泡两端电压为2V时，通过灯泡电流为2A，所以灯泡电阻为
故D正确，不符合题意。
故选A。
16． 乙 A C 1.50 1.25 B
【解析】
【详解】
(1)[1]电流表内阻与电池内阻相差不多，如果用甲图误差较大，应选用乙图；
(2)[2][3]干电池的电动势为1.5 V左右，为减小误差，应选择量程为3 V的电压表A；电流表选择C即可；
(3) [4]画出图线如图；
(4)[5][6]根据U－I图像，电源的电动势为纵轴的截距，为E=1.5 V，内阻为斜率的绝对值
(5)[7]因为
可知图像为过原点的直线，故选B。
17．
【解析】
【详解】
粒子在电场中做类平抛运动，水平方向
竖直方向
由
可得
由几何关系可知，到点的距离为
18．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）根据直线边界磁场的对称性，可知粒子从I区域射出时的速度方向与磁场边界仍然成，如图所示
所以由几何关系可以看出圆心角为，则可得
又在磁场中满足
所以解得
（2）同理由几何关系可得粒子在II区域中的圆心角，则粒子从A点出发到第3次经过虚线的时间为
其中
所以解得
（3）因为离子之后的运动具有周期性，如图
由几何关系可知粒子在II区域中的半径是在I区域中半径的一半，所以每经过两区域一次粒子沿虚线前进的位移为
如图所示，且在II区域中满足
则第8次经过虚线的位置离出射点A的距离为
解得
19．(1) 感应电流方向为a指向b (2) (3)
【解析】
【详解】
（1）由右手定则可知：感应电流方向为a指向b
（2）设返回底端匀速运动时速度为v,则两导轨间杆电动势为：
回路的总电阻为：
根据闭合电路的欧姆定律得：
根据平衡条件得：
联立解得：
杆从出发到返回过程中由能量守恒有：
又因为
联立解得：
（3）设上升过程时间为，下降过程序时间为，上升的距离为s
根据动理定理得：上升过程有
变形得：
同理可得下降过程：
所以
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