黑龙江省双鸭山市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

黑龙江省双鸭山市高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图甲所示，光滑平行金属导轨、所在平面与水平面成角，M、P两端间接有阻值为R的定值电阻。阻值为r的金属棒垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．从时刻开始，棒受到一个平行于导轨向上的外力F作用，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直，且接触良好，通过R的感应电流I随时间t变化的图象如图乙所示，下面分别给出了穿过回路的磁通量、磁通量的变化率、棒两端的电势差和通过棒的电荷量q随时间t变化的图象，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　）
A．图（a）中利用了发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器，从而实现手机充电
B．图（b）中给电磁炉接通交变电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热
C．图（c）中如果线圈B不闭合，S断开将不会产生延时效果
D．图（d）中给电子感应加速器通以恒定电流时，被加速的电子获得恒定的加速度
3．如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么
A．合上S，A、B一起亮，然后A变暗后熄灭
B．合上S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮
C．断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭
D．断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭
4．如图所示，AOB为一边界为圆弧的匀强磁场区域，圆弧半径为R，O点为圆心，D点为边界OB中点，C点为边界上一点，且CD∥AO。现有两个完全相同的带电粒子以相同速度射入磁场（不计粒子重力），其中粒子1从A点正对圆心O射入，恰从B点射出，粒子2从C点沿CD射入，从某点离开磁场，则（　　）
A．粒子2在磁场中的轨道半径等于R
B．粒子2必在B点射出磁场
C．粒子1与粒子2在磁场中运行时间之比为3：2
D．粒子1与粒子2离开磁场时速度方向相同
5．如图所示，质量为m、带电量为e的电子垂直于磁感应强度为B的匀强磁场，以一定的速度从a点沿边界进入长为D、宽为L的abcd矩形磁场区域，偏转后恰好从c点离开磁场，如图所示．根据这些信息，可求出
A．轨道半径
B．轨道半径的最大值为L
C．电子离开磁场时的动量
D．电子在磁场中运动的时间
二、单选题
6．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能EP随位移x变化关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x＝x1对称的直线，x2～x3段是曲线，则下列说法正确的是（　　）
A．x1处电场强度最小
B．在O、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3＜φ2＝φ0＜φ1
C．0～x2段带电粒子做匀变速直线运动
D．0～x1段电场方向不变，大小变，x1～x3段的电场强度大小方向均不变
7．两个较大的平行板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正负极上，开关S闭合时质量为m，带电荷量为–q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在保持其他条件不变的情况下，将下极板向上移动，以下说法正确的是（　　）
A．油滴将向上运动，电流计中的电流从b流向a
B．油滴将向下运动，电流计中的电流从a流向b
C．油滴将向上运动，电流计中的电流从a流向b
D．油滴静止不动，电流计中无电流流过
8．下列各图所描述的物理情境中，没有感应电流的是
A． B．
C． D．
9．真空中有甲、乙两个点电荷，当它们相距r时，它们间的静电力为F.若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的，两者间的距离变为2r，则它们之间的静电力变为(　　)
A． B． C． D．
10．如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实验，在一块绝缘板中部安装一个线圈，并接有电源，板的四周有许多固定的带负电的小球。整个装置悬挂起来，在接通开关瞬间，整个圆板将（自上而下看）（　　）
A．逆时针转动一下
B．静止不动
C．不管板上小球的电性如何，开关闭合瞬间，圆板转动方向都是一样的
D．电路稳定情况下，断开开关瞬间圆板转动方向与开关接通瞬间圆板转动方向相反
11．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是(　 　)．
A．根据磁感应强度定义，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比
B．磁感应强度B是标量，没有方向
C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反
D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同
12．无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比．如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I．在两导线的连线上有a、b、c三点，a点为两根直导线连线的中点，b、c两点距导线的距离均为L．下列说法正确的是（ ）
A．a点和b点的磁感应强度方向相反
B．a点和b点的磁感应强度大小之比为8：1
C．c点和b点的磁感应强度方向相同
D．c点和b点的磁感应强度大小之比为5：1
三、实验题
13．为确定某电子元件的电气特性，做如下测量。
用多用电表测量该元件的电阻，选用“”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择______（选填“”或“”）倍率的欧姆挡，并______后进行测量，多用电表的示数如图所示，测量结果为______。
14．用图示电路测量一节蓄电池的电动势和内阻（电动势约为2V，内阻很小），为防止滑动变阻器电阻过小导致电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R0，除蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外，可供使用的器材还有：
A．电流表A1（量程0.6A，内阻很小）；
B．电流表A2（量程3A，内阻很小）；
C．电压表（量程3V，内阻很大）；
D．定值电阻（阻值1Ω，额定功率5W）；
E．定值电阻（阻值10Ω，额定功率10W）；
(1)实验中电流表应选取______，保护电阻应选取______（填器材前面的选项如A、B、C、D、E）
(2)某同学选用器材进行了实验，他调整滑动变阻器共测得了5组电流、电压的数据，如下表。请在图中做出电源的路端电压U随电流I变化的图象( )。
电流表读数I/A 1.72 1.35 0.98 0.63 0.34
电压表读数U/V 0.16 0.57 0.95 1.35 1.65
(3)结合图象求出蓄电池的电动势为______V，内阻为_____Ω。（结果保留二位有效数字）
四、解答题
15．如图甲所示，光滑倾斜导体轨道（足够长）与光滑水平导体轨道平滑连接。轨道宽度均为L=1m，电阻忽略不计。水平向右的匀强磁场仅分布在水平轨道平面所在区域；垂直于倾斜轨道平面向下，同样大小的匀强磁场仅分布在倾斜轨道平面所在区域。现将两质量均为m=0.3kg的导体棒eb和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道的顶端，并同时由静止释放，已知eb和cd的电阻关系为，导体棒cd下滑过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示，g=10m/s2。求：
(1)倾斜的导轨平面与水平面间夹角；
(2)磁场的磁感应强度B；
(3)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，eb棒上产生的焦耳热Q=0.25J，求该过程中通过cd棒横截面的电荷量q。
16．图为质谱仪的结构示意，由加速电场、速度选择器、偏转磁场三部分组成。一个质量为m，电荷量为q的粒子从加速电场的正极板附近由静止释放，沿直线运动，经速度选择器后由P点垂直射入磁感应强度为B0匀强磁场，最后垂直打在位于A1A2间的照相底片上的P'点。已知PP'间的距离为L，速度选择器中的匀强电场的场强大小为E，不计粒子重力。求：
(1)速度选择器中的磁场B的方向和大小；
(2)加速电场的电压U。
17．如图所示，两块水平放置、相距为2d的金属板接在电压可调的直流电源上，金属板长为2d，两板间存在方向垂直纸面向里、宽度为d的匀强磁场．现有一质量为m、电量为q的带负电颗粒以v0的水平速度沿中心线进入两板之间，调节电源电压，使带电颗粒在电场区域恰好沿水平方向做匀速直线运动，经过电场和磁场共存区域后从P点射出，已知P点距下极板为d/2，重力加速度为g．
（1）判断上极板所带电荷的种类，并求两极板间的电势差；
（2）求匀强磁场的磁感应强度大小；
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BC
【解析】
【详解】
A．由图看出，通过R的感应电流随时间t增大，根据法拉第电磁感应定律得知，穿过回路的磁通量是非均匀变化的，Φ-t应是曲线，A错误；
B． 由电流图象得
k是比例系数
则
B正确；
C．a、b两端的电压
则Uab与t成正比，C正确；
D．根据
D错误。
故选BC。
2．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．电流流过发射线圈会产生变化的磁场，当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电，即利用发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器，从而实现手机充电，A正确；
B．给电磁炉接通交变电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热，B正确；
C．如果线圈不闭合，则B线圈中会有电磁感应现象，但不产生感应电流，故不会产生延时效果，C正确；
D．给电子感应加速器通以恒定电流时产生的磁场不变，即磁通量不变，则不会产生感生电场，则不能加速电子，D错误。
故选ABC。
3．AD
【解析】
【详解】
AB．闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，B变亮．A正确，B错误;
CD．断开S，B立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过A灯，A闪亮一下后熄灭． D正确，C错误；
故选AD。
点评：对于通电与断电的自感现象，它们是特殊的电磁感应现象，可用楞次定律分析发生的现象．
4．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
粒子运动轨迹如图所示
AB．粒子1从A点正对圆心射入，恰从B点射出，粒子在磁场中运动的圆心角为90°，粒子轨道半径等于BO，粒子2从C点沿CD射入其运动轨迹如图所示，设对应的圆心为O1，运动轨道半径也为BO=R，连接O1C、O1B，O1COB是平行四边形
O1B=CO
则粒子2一定从B点射出磁场，故AB正确；
CD．粒子1的速度偏角，粒子在磁场中转过的圆心角
θ1=90°
连接PB，可知P为O1C的中点，由数学知识可知，θ2=∠BO1P=60°，两粒子的速度偏角不同，粒子在磁场中运动的周期
两粒子的周期相等，粒子在磁场中的运动时间
可得运动时间之比
t1：t2=θ1：θ2=90°：60°=3：2
故C正确，D错误；
故选ABC。
5．ACD
【解析】
【详解】
试题分析：画出粒子运动的轨迹图，根据几何知识求解半径，然后根据求解电子的动量以及运动时间．
粒子运动轨迹如图所示，根据几何知识可得，，而在中，故，从图中可知要使粒子从c点射出，半径大于L，故A正确B错误；根据，可求得电子离开磁场时的动量，C正确；根据余弦定理可求得轨迹所对应的圆心角aoc，然后根据求得粒子运动时间，故D正确．
6．B
【解析】
【详解】
A．根据电势能与电势的关系，场强与电势的关系，得
由数学知识可知图像切线的斜率等于，x1处的斜率可以认为与前段时间相等，故此时电场强度并不是最小的，故A错误；
B．根据电势能与电势的关系：，粒子带负电，q＜0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有
φ3＜φ2＝φ0＜φ1
故B正确；
C．由图可知，O~x1段和x1~x2段电场方向相反，故加速度并不相同，不是一直做匀变速运动，故C错误；
D．O~x1段电场方向不变，大小不变，x2~x3段图像的斜率减小，故电场强度减小，故D错误。
故选B。
7．A
【解析】
【详解】
将下极板向上移动，d减小，根据电容的决定式知，C增加，而电压U不变，则由可知，电容器带电量增大，电容器处于充电状态，电路中产生逆时针方向的电流，则电流计中有b流向a的电流。由于电容器板间电压不变，则由可知，E增加，油滴所受电场力增加，故油滴将向上运动。
故选A。
8．A
【解析】
【分析】
根据产生感应电流的条件：穿过闭合线圈的磁通量要发生变化来判断．图丙中，线圈磁通量为零．
【详解】
A．电键S闭合稳定后，穿过线圈的磁通量保持不变，线圈不产生感应电流，故A符合题意；
B．磁铁向铝环A靠近，穿过线圈的磁通量在增大，线圈产生感应电流．故B不符合题意；
C．金属框从A向B运动，穿过线圈的磁通量时刻在变化，线圈产生感应电流，故C不符合题意；
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，产生感应电流，故D不符合题意．
9．D
【解析】
【详解】
根据库仑定律可知甲、乙两个点电荷间的库仑力，若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的1/3，两者间的距离变为2r，则它们之间的静电力变为，故D正确．故选D．
10．D
【解析】
【详解】
AB．根据右手螺旋定则可以判断接通电源瞬间，螺线管的下端为Ｎ极，产生向下的磁场，再由楞次定律可知圆盘会顺时针转动（从上往下看）并产生逆时针方向的电流，从而产生向上的磁场，AB错误；
C．若小球带正电，开关闭合瞬间，圆板将顺时针（从上往下看）转动，C错误；
D．电路稳定情况下，断开开关瞬间磁通量减小，而闭合开关瞬间磁通量增大，根据楞次定律可知，圆板转动方向相反，D正确。
故选D。
11．D
【解析】
【详解】
A．磁感应强度定义是比值定义法，磁场中某点的磁感应强度B与F和I均无关，选项A错误；
B．磁感应强度B是矢量，有方向，选项B错误；
C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向垂直，选项C错误；
D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同，选项D正确；
故选D.
12．D
【解析】
【详解】
试题分析：根据右手螺旋定则，直导线周围产生的磁感线是以导线为圆心的同心圆，磁感应强度为磁感线的切线方向，电流I和3I在a点产生的磁感应强度方向都向下，合磁感应强度方向也向下，根据可知，电流I在b点产生的磁感应强度，方向向上，电流3I在b点产生的磁感应强度，方向向下，电流3I产生的磁感应强度大，合磁感应强度方向向下，所以A项错误；a点的磁感应强度大小为，b点的磁感应强度大小为，a点和b点的磁感应强度大小之比为16：1，所以B项错误；电流3I在c点产生的磁感应强度方向向上，并且电流3I离c点近产生的磁感应强度大，电流I在c点产生的磁感应强度方向向下，并且离c点远产生的磁感应强度小，c点的合磁感应强度方向向上，所以C项错误；c点的磁感应强度大小，c点和b点的磁感应强度大小之比为5：1，所以D项正确．
考点：本题考查了磁感应强度的叠加
13． 欧姆调零 70.0
【解析】
【分析】
【详解】
[1]用多用电表测量该元件的电阻，选用“”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择“”倍率的欧姆挡；
[2]换用不同的倍率后，要重新进行欧姆调零，再进行测量；
[3]多用电表的示数如题图所示，测量结果为
14． B D 2.0 （1.9-2.1均给分） 0.087 （0.082-0.120均给分）
【解析】
【详解】
(1)[1]若电流表量程选3A，为了便于读数（应使指针半偏及以上），电流需在1.5A以上。这样，电路总阻应在：
；
以下，变化范围太小，不利于滑动变阻器操作，所以电流表量程应选B；
[2]若定值电阻取10Ω，则电路中电流最大不超过：
，
电流值不到电流表小量程的，不利于精确读数，故定值电阻只能取D。
(2)[3]纵坐标不从0开始，可提高图线精度。描点出5个点后，应该用一条直线来“拟合”坐标系中描出的点。
(3)[4]由图线与纵坐标的交点可知：
E=2.025V；
根据要求故E取为2.0V，
[5]内阻为
。
15．(1)30°；(2)1.5T；(3)0.6C
【解析】
【详解】
(1)由a-v图象可知，导体棒cd刚释放时，加速度a=5m/s2
对cd棒受力分析，由牛顿第二定律得
联立解得
=30°
(2)当cd棒匀速下滑时，由图象知a=0，v=lm/s，此时
联立得
解得
B=1.5T
(3)eb棒产生的焦耳热
J
cd棒产生的热量为eb棒的两倍
对cd，由能量守恒定律
解得
x=0.6m
则
16．(1)，方向为垂直纸面向外；(2)
【解析】
【详解】
(1)粒子由P点垂直射入磁感应强度为B0匀强磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有
（R为轨道半径）
由几何关系
L=2R
解得
粒子经速度选择器出来，满足
解得
由左手定则，磁场B的方向为垂直纸面向外。
(2)粒子在电场中由静止加速
得
17．（1）（2）
【解析】
【详解】
试题分析：（1）电场力方向向上，电场强度方向向下，所以，上极板正电荷;
设两极板电势差为U，电场力与重力平衡，则
由：
得：
（2）颗粒在电场和磁场区域内做匀速圆周运动，设半径为R，由几何关系可知
得：
由
则磁感应强度：
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；物体的平衡
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