黑龙江省双鸭山市高二下学期开学考试物理试题（word版含答案）

黑龙江省双鸭山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．如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值为R的电阻，空间存在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场．质量为m、电阻也为R的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上．初始时刻，弹簧恰处于自然长度．给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．不计导轨电阻，则下列说法中不正确的是（　　）
A．导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左
B．导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U=BLv0
C．导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能Ep=mv02
D．金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热Q=mv02
2．如图所示，圆形区域内以直线AB为分界线，上半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。下半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小未知，圆的半径为R。在磁场左侧有一粒子水平加速器，质量为m，电量大小为q的粒子在极板M右侧附近，由静止释放，在电场力的作用下加速，以一定的速度沿直线CD射入磁场，直线CD与直径AB距离为0.6R。粒子在AB上方磁场中偏转后，恰能垂直直径AB进入下面的磁场，之后在AB下方磁场中偏转后恰好从O点进入AB上方的磁场。带电粒子的重力不计。则
A．带电粒子带负电
B．加速电场的电压为
C．粒子进入AB下方磁场时的运动半径为0.1R
D．AB下方磁场的磁感应强度为上方磁场的3倍
3．如图所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线，OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图像，由图可知
A．固定电阻R的阻值为1 Ω
B．该电源的内阻为2 Ω
C．该电源的短路电流为1 A
D．当该电源只对电阻R供电时，电源的输出功率最大
4．用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，总电阻为R，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以的变化率增强时，则（　　）
A．线圈中感应电流方向为acbda B．线圈中产生的电动势
C．线圈中a点电势高于b点电势 D．线圈中a、b两点间的电压
二、单选题
5．下图所示，闭合小金属球从高h处的光滑曲面上端无初速度滚下，又沿曲面的另一侧上升，则下列说法正确的是（　　）
A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h
B．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度大于h
6．如图，在带正电的橡胶圆盘附近悬挂一根小磁针，磁针静止时南北极均在圆盘中心轴延长线上。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针带动悬线偏离竖直方向。下列说法正确的是（　　）
A．悬线偏离的原因是圆盘周围产生了磁场 B．悬线偏离的原因是圆盘周围存在电场
C．仅改变圆盘所带电荷的电性，悬线偏离方向不变 D．仅改变圆盘的转动方向，悬线偏离方向不变
7．矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上，ab边与MN平行，导线MN中通入如图所示的电流方向，当MN中的电流增大时，下列说法正确的是（　　）
A．导线框中有顺时针方向的感应电流
B．导线框中有逆时针方向的感应电流
C．导线框所受的安培力的合力向左
D．导线框所受的安培力的合力为零
8．如图所示为某静电纺纱工艺示意图，虚线为电场线，、、为电场中三点，、在中间水平虚线上的等势点到的距离相等，为中间水平虚线的中点，电场线关于水平虚线的垂直平分线对称，一电子从点经过运动到点，下列说法正确的是（　　）
A．电子在三点的电势能大小
B．三点的电场强度大小
C．电场力对电子做的功
D．电子可仅受电场力可以从a点经过b运动到c点
9．三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三根导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相等，如图所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B0，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B0，则O处的磁感应强度的大小和方向为(　　)
A．大小为B0，方向沿OA方向
B．大小为2B0，方向竖直向下
C．大小为2B0，方向沿OA方向
D．大小为2B0，方向沿OB方向
10．将电量为q的点电荷放在电场中的A点，它受到的电场力为F，产生该电场的场源 电 荷的电量为Q，则A点 的 场 强 大 小 为： （ ）
A．F/Q B．Q/ q C．F/q D．Fq
11．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，待电路稳定后断开开关，b逐渐变暗，a闪亮一下然后逐渐变暗
D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，a、b灯中的电流方向均为从左向右
12．如图所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,使A灯变暗、B灯变亮,则故障可能是
①短路
②断路
③断路
④短路
A．①②
B．②③
C．①④
D．②④
三、实验题
13．在“描绘小灯泡I－U特性曲线”实验中，超超同学用所给的器材连接电路，其中小灯泡的额定电压为2.5V．她按连接的电路进行实验．实验时,她调节滑动变阻器滑片的位置，并记录电表的示数．
（1）如图甲所示为超超同学连接的实物线路，你认为连接是否正确？ （填“正确”或“错误”）
（2）开关闭合之前滑动变阻器的滑片应该置于_______端（选填“A端”或“B端”）
（3）超超在实验中测得有关数据如下表，其中一组数据有明显的错误，请你判断错误的是第 组．
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
I/A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.380 0.42 0.45 0.47
U/V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60
（4）如图乙所示是超超同学某次测量时电流表、电压表的示数，则电流表读数为 A ，电压表读数为 V．
14．（1）如图甲是简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为500 μA，内阻Rg＝200 Ω，R1＝20 Ω，R2＝180 Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接．若电源电动势为1.5 V，内阻忽略不计，R3＝400 Ω，则欧姆挡中值电阻为______Ω．
（2）如图乙，如果用欧姆档来测电阻，当用×100Ω挡测量时，若指针指在∞刻线附近，则应换用___（填“×1”“×10”或“×1k”）挡，换挡之后应先将红、黑表笔短接，调节部件T，进行____（填“欧姆调零”或“机械调零），使指针对准电阻的“0”刻线．再将待测电阻接入红黑表笔之间．
四、解答题
15．如图所示，水平放置的平行金属板长为L，上级板)M'带正电、下极板NN'带负电。在平行金属板右侧区域有垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m,电量为q的带正电的粒子，从上板左侧边缘M处以水平速度v0射入电场，从下板边缘N'射出后进入磁场区域，再以2v0的速度从上板边缘M'返回电场区域，粒子落到金属板上不反弹，不计粒子重力，忽略粒子所带电荷对极板内电场的影响。求:
(1)电场强度E的大小:
(2)粒子在电场和磁场中运动的总时间。
16．在墨尔本Avalon机场曾举办过电动汽车和飞机的竞速比赛．出场的电动汽车P9D是特斯拉全系Models车型中性能最强的一款，在Ludicrous疯狂加速模式下，其百里加速时间仅为28s（时速从0到100kmh）；空载的波音737客机质量m=60t，配备了两台CFM56-7B20型涡轮风扇发动机，加速过程中所受的阻力为其重力的0.08倍加速度为3m/s2，在跑道上的起飞速度为252km/h．比赛开始，特斯拉汽车一马当先，但900m后被波音737客机追上．求
（1）Modelsp90D疯狂模式下的加速度
（2）通过计算说明飞机在追上汽车时有没有起飞？
（3）一台CFM56-7B20型涡轮风扇发动机的推力多大？
17．一台电动机内阻为2，接到220V的电源上.当电动机工作时，电流为10A。求：
（1）电动机输入功率是多少
（2）电动机发热功率是多少
（3）输出的机械功率是多少
18．如图所示，在竖直平面内固定一半径为R、圆心为O的绝缘光滑圆轨道，AB为竖直直径，轨道处于电场强度大小为E、方向水平向左的匀强电场中。一质量为m的带正电小球（视为质点）静止在圆轨道内的C点，OC与OB的夹角θ=53°。重力加速度大小为g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6，不计空气阻力。
（1）求小球所带的电荷量q；
（2）若撤去电场，求小球通过B点时对轨道压力的大小；
（3）若给小球一个初速度，小球恰好能沿圆轨道做完整的圆周运动，求小球运动过程中的最小速度vmin。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BCD
【解析】
【详解】
导体棒开始运动的初始时刻，由右手定则判断可知：ab中产生的感应电流方向从a→b，由左手定则判断得知ab棒受到的安培力向左，故A正确．导体棒开始运动的初始时刻，ab棒产生的感应电势为E=BLv0．由于r=R，所以导体棒两端的电压U=E=BLv0．故B错误．由于导体棒运动过程中产生电能，所以导体棒开始运动后速度第一次为零时，根据能量守恒定律得知：系统的弹性势能小于mv02，故C错误．金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热 Q= mv02=mv02，故D错误．此题选择不正确的选项，故选BCD．
【点睛】
弄清运动过程中能量如何转化，并应用能量转化和守恒定律分析解决问题是此题关键，当然右手定则和安培定则也熟练运用．
2．AC
【解析】
【详解】
A．从C点入射的粒子向下做匀速圆周运动，即受到洛仑兹力向下，由左手定则知道粒子带负电，所以选项A正确；
B．由题意知，粒子在AB上方磁场中做匀速圆周运动的半径r1＝0.6R，在电场中加速有：
在AB上方磁场中：
联立得：
所以选项B错误；
C．粒子在AB下方磁场中做匀速圆周运动，由几何关系：
解得
r2＝0.1R
所以选项C正确；
D．由洛仑兹力提供向心力得到半径：
由于r1＝6r2，所以
B2＝6B1
所以选项D错误。
故选AC。
3．AD
【解析】
【详解】
A．根据伏安特性曲线OM可知，，故A正确．
BC．由图象AB可知电源的电动势E=6V，短路电流为6A，则内阻
故BC错误．
D．当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，即该电源只对电阻R供电时，电源的输出功率最大，故D正确．
4．AB
【解析】
【分析】
【详解】
A．由楞次定律可知，线圈中感应电流方向为acbda，A正确；
B．由法拉第电磁感应定律可得，线圈中产生的电动势为
B正确；
C．电源内部电流由负极流向正极，结合A的解析可知，线圈中a点相当于电源负极，电势较低，C错误；
D．由于a点电势低于b点电势，线圈中a、b两点间的电压相当于路端电压，可得
D错误。
故选AB。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．若是匀强磁场，金属球在曲面上滚动不会产生电磁感应现象，无机械能损失，故环在左侧滚上的高度等于h，A错误，B正确；
CD．若是非匀强磁场，金属球在曲面上滚动会产生涡流，有焦耳热，机械能减小，故环在左侧滚上的高度小于h，CD错误。
故选B。
6．A
【解析】
【详解】
AB．由题意可知，磁针受到磁场力的作用，原因是由于电荷的定向移动，从而形成电流，而电流周围会产生磁场，故A正确，B错误；
C．仅改变圆盘所带电荷的电性，圆盘的转动方向不变，那么电流产生磁场方向与之前的相反，则小磁针的偏转方向也与之前的相反，小磁针的偏转方向发生变化，故C错误；
D．仅改变圆盘的转动方向，那么电流产生磁场方向与之前的相反，则小磁针的偏转方向也与之前的相反，故D错误。
故选A。
7．B
【解析】
【详解】
AB.根据安培定则可知穿过导线框的磁通量方向垂直纸面向里，当MN中的电流增大时，根据楞次定律可知导线框中有逆时针方向的感应电流，故A错误，B正确；
CD.根据对称性和左手定则可知bc和ad所受安培力大小相等、方向相反，因为到MN距离越近的位置磁感应强度越大，所以ab所受安培力大于cd所受安培力，根据左手定则可知ab所受安培力向右，所以导线框所受的安培力的合力向右，故CD错误。
故选B。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据题图可知，电场线方向为从右向左，根据电势沿电场线方向逐渐降低和等势线与电场线垂直可知，又电子在电势高处电势能小，故A错误；
B．根据电场线的疏密表示电场强度的大小关系可知
故B错误；
C．、在中间水平虚线上的等势点到点的距离相等，由电场线的对称性可知水平虚线上关于点对称的两点电场强度大小相等，可知
又，则
故C正确；
D．电子从a到b，再到c的过程中，电子受力需要指向曲线内侧，而bc间电场力斜向右上，在轨迹外侧，则电子不能在仅受电场力可以从a点经过b运动到c点，故D错误。
故选C。
9．D
【解析】
【详解】
由题意可知，AB两条通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，则电流A与B在O处的合磁感应强度为零，则O点的磁感应强度等于导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感强度，大小为2B0；依据右手螺旋定则可知，在O处电流C产生的磁感应强度的方向沿OB方向；
A．大小为B0，方向沿OA方向，与结论不相符，选项A错误；
B．大小为2B0，方向竖直向下，与结论不相符，选项B错误；
C．大小为2B0，方向沿OA方向，与结论不相符，选项C错误；
D．大小为2B0，方向沿OB方向，与结论相符，选项D正确；
10．C
【解析】
【详解】
根据电场强度定义得r处的场强大小为，根据点电荷的场强公式得，Q为场源电荷的电量，但间距不知，故C正确，ABD错误；故选C．
11．B
【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；
C．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C错误；
D．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D错误；
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
①若短路,外电路总电阻减小,电流变大,A灯变亮,与题不符,故①错误；
②若断路,B灯泡分得的电压变大,变亮；外电阻总电阻变大,电流减小,A灯变暗,故②正确；
③断路,B灯泡分得的电压变大,变亮；外电阻总电阻变大,电流减小,A灯变暗,故③正确；
④短路,外电路总电阻减小,电流变大,A灯变亮,与题不符,故④错误；
A. ①②与分析不符，故A错误．
B. ②③与分析相符，故B正确．
C. ①④与分析不符，故C错误．
D. ②④与分析不符，故D错误．
13．（1）正确；（2）A；（3）5 ；（4）0.50±0.01 ，2.21±0.01
【解析】
【详解】
试题分析：（1）由图可知，她采用是滑动变阻器分压式接法，电流表采用外接法，接法正确；
（2）为了让测量电路中电流由零开始调节，滑动变阻器滑片应从A端开始调节；
（3）根据图中数据作出对应的伏安特性曲线如图所示；由图可知，第5组数据出现明显的错误．
（4）电流表量程为0.6A，最小分度为0.02A，则读数为0.50A；电压表最小分度为0.1V；故读数为2.20V.
考点：本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线．
14． 黑 1500 ×1k 欧姆调零
【解析】
【详解】
(1)[1][2] 虚线方框内为换挡开关，根据欧姆表的原理及共用表头的要求，由于电流从黑表笔流出，所以A端与黑表笔相接；当共用电流表A2满偏时
所以欧姆表的总内阻
所以欧姆表刻度盘的中值电阻
R中=RΩ=1500Ω
(2)[3][4] 如果用欧姆档来测电阻，当用×100Ω挡测量时，若指针指在∞刻线附近，即示数太大，要减小示数则要增大倍率，即换成“×1k”的倍率，换挡之后应先将红、黑表笔短接，调节欧姆调零部件T，进行欧姆调零，使指针对准电阻的“0”刻线，最后再将待测电阻接入两表笔进行测量。
15．(1) (2)
【解析】
【详解】
(1)根据题意，粒子从磁场回到电场的速度为2v0，由于粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，所以粒子射出电场时的速度也为2v0，将射出时的速度按水平方向与竖直方向分解，设射出速度与水平方向夹角为，则有:
得
则射出时的竖直方向分速度
根据带电粒子在电场中的受力和运动，有
联立以上各式，得电场强度
(2)设粒子第一次在 电场中运动的时间为t，在磁场中运动的时间为t2，第二次在电场中运动的时间为t3，极板间距离为d，由粒子的运动轨迹和受力分析可知，粒子第一次在电场中运动和回到电场后的运动总时间可等效于粒子在该电场中连续的类平抛运动的时间，有
由几何关系可得
解得
粒子在磁场中运动时，由几何关系可得粒子在磁场中运动的圆心角
，
半径
，有:
联立以上各式，得
故粒子在电场和磁场中运动的总时间为
16．（1）9.92m/s2（2）飞机在追上汽车时已经起飞（3）1.14×105N．
【解析】
【详解】
（1）根据题意可得v0=0，vt=100km/h=27.8m/s，t=2.8s
根据加速度的定义式可得a==9.92m/s2
（2）飞机加速过程，根据v2=2a飞x可得：
v=m/s
比较可知v＞70m/s（=252km/h），飞机已经离开地面；
（3）设两台发电机的总推力为F，飞机所受阻力为f=0.08mg
根据F-f=ma飞
代入数据解得F=2.28×105N
则一台CFM56-7B20型涡轮风扇发动机的推力为F1==1.14×105N．
17．（1）2200W；（2）200W；（3）2000W
【解析】
【详解】
（1）根据功率公式，可得电动机的输入功率为
（2）根据功率公式，可得电动机的发热功率
（3）根据功率关系，可得电动机输出的机械功率
18．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）根据物体的平衡条件有
解得
（2）设撤去电场后，小球经过B点时的速度大小为，根据动能定理有
设小球通过B点时所受轨道支持力的大小为F，有
根据牛顿第三定律有
解得
（3）经过分析可知，小球经过C点关于O点的对称点P时的速度最小，则等效重力的大小
又
解得
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