湖南省石门县高二下学期入学考试物理试题（word版含答案）

湖南省石门县高二下学期入学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．一个带负电的粒子仅在电场力的作用下，从x轴的原点O由静止开始沿x轴正方向运动，其运动速度v随位置x的变化关系如图所示，图中曲线是顶点为O的抛物线，粒子的质量和电荷量大小分别为m和q，则下列说法正确的是（　　）
A．粒子沿x轴做加速度不断减小的加速运动
B．O、x1两点之间的电势差
C．粒子从O点运动到x1点的过程中电势能减少了
D．电场为匀强电场，电场强度大小
2．带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各种科学实验和电器中．下面利用了此物理原理的装置有
A． B． C． D．
3．如图所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知(　　)
A．R的阻值为1.5Ω
B．电源电动势为3V，内阻为1.5Ω
C．电源的输出功率为3.0W
D．电源内部消耗功率为1.5W
4．亚里士多德、伽利略和牛顿对力和运动的认识与研究，符合历史事实的是（ ）
A．亚里士多德认为在同一地点重的物体和轻的物体下落一样快
B．伽利略通过实验，物体的加速度与所受的力成正比，与它的质量成反比
C．牛顿通过实验发现，物体不受任何力的作用时，物体将静止或匀速直线运动
D．伽利略先是通过研究小球在斜面上的运动，然后外推到竖直情景，发现自由落体运动规律
5．如图所示的电路中，Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５为阻值固定的电阻，Ｒ６为可变电阻，Ａ为内阻可忽略的电流表，Ｖ为内阻很大的电压表，电源的电动势为，内阻为ｒ．当Ｒ６的滑动触头Ｐ向ａ端移动时（ ）
　
A．电压表Ｖ的读数变小
B．电压表Ｖ的读数变大
C．电流表Ａ的读数变小
D．电流表Ａ的读数变大
6．如图所示，在半径为R的圆形区域内（圆心为O）有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面（未画出）．一群具有相同比荷的负离子以相同的速率由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中，发生偏转后又飞出磁场，若离子在磁场中运动的轨道半径大于R，则下列说法中正确的是（不计离子的重力）（ ）
A．沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大
B．从Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长
C．在磁场中运动时间最长的离子不可能经过圆心O点
D．若轨道半径等于R，则所有离子飞出磁场时的动量一定相同
二、单选题
7．如图所示，在匀强磁场B的区域中有一光滑斜面体，在斜面上放了一根长L，质量为m的导线，当通以如图示方向的电流I后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B必须满足（ ）
A．，方向竖直向下
B．，方向垂直斜面向下
C．，方向垂直纸面向外
D．，方向垂直纸面向里
8．下列说法正确的是
A．沿电场线方向电势降低，电场强度也逐渐变小
B．电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小
C．电场力做功与重力做功相似，均与路径无关
D．在电场强度为零处，电势也为零
9．一带电粒子沿垂直磁场方向射入一匀强磁场，经过一铅板P后，半径减小，轨迹如图所示．则下列说法正确的是（ ）
A．粒子带正电，速度逐渐减小
B．粒子带负电，速度逐渐减小
C．粒子带正电，速度逐渐增大
D．粒子带负电，速度逐渐增大
10．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（ ）
A．带电油滴将沿竖直方向向上运动
B．P点的电势将增大
C．带电油滴的电势能将增大
D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大
11．下列说法正确的是（　　）
A．磁感线总是从磁体的北极出发，终止于磁体的南极
B．一小段通电导线在某处不受磁场力，该处磁感应强度一定为零
C．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论
D．微观世界的某些极少数带电微粒的能量的变化可以是连续的
12．在如图所示的电场中，下列相关说法正确的是（　　）
A．φA > φB B．UAB> 0
C．正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 D．正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能
三、实验题
13．为了测定一节干电池的电动势和内阻，某实验小组按图（甲)所示的电路图连好实验电路，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5V且几乎不变，直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化，这种情况很难读出数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值．
(1)出现上述情况的原因是________，改进方法是________．
(2)改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出如图（乙)所示的图象，由图象可知，这个电池的电动势E=______V，内阻r=_____Ω(均保留三位有效数字）
14．在“长度的测量”实验中，调整游标卡尺两侧脚间距离，主尺和游标的位置如图所示，此时卡尺两脚间狭缝宽度为______；如图所示，螺旋测微器测出的金属丝的直径是______。若使用的是量程的电压表，图中表针示数为______。
四、解答题
15．如图所示，—个质量为、电荷量为的带电粒子，在磁感应强度为的匀强磁场中，以垂直于磁场方向的速度做匀速圆周运动．
(1)画出粒子此时所受洛伦兹力的方向及运动轨迹示意图．
(2)推导轨道半径公式．
(3)推导运动周期公式．
16．如图，A、C两点分别位于x轴和y轴上，∠OCA=30°，OA的长度为L．在△OCA区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场．质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以平行于y轴的方向从OA边射入磁场．已知粒子从某点射入时，恰好垂直于OC边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t0．不计重力．
(1)求磁场的磁感应强度的大小；
(2)若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场，恰好从OC边上的同一点射出磁场，求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和；
(3)若粒子从某点射入磁场后，其运动轨迹与AC边相切，且在磁场内运动的时间为，求粒子此次入射速度的大小．
17．如图甲所示，平行的金属导轨MN和PQ平行，间距L=1.0m，与水平面之间的夹角，匀强磁场磁感应强度B=2.0T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值的电阻，质量m=0.5kg，电阻的金属杆ab垂直导轨放置，金属棒与导轨间的动摩擦因数为。现用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移s=3.8m时达到稳定状态，对应过程的v-t图像如图乙所示。取g=10m/s2，导轨足够长。求：
（1）运动过程中a、b哪个电势高，恒力F的大小；
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，金属杆上产生的焦耳热。
18．如图所示，abcd是一个固定的U型金属框架，ab和cd边都很长，bc边长为L，框架的电阻可不计，ef是放置在框架上与bc平行的导体杆，质量为m，它可在框架滑动，摩擦因数为，它的电阻为R，现沿垂直于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，已知以恒力F向右拉导体ef时，导体杆最后匀速滑动。
(1)求杆运动过程中最大加速度大小
(2)匀速滑动时的速度大小
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参考答案：
1．CD
【解析】
【详解】
AD．由题意可知，图中曲线是抛物线，则曲线的表达式可写为
粒子只在电场力作用下运动，由动能定理得
即
又
所以粒子在运动过程中，受到的电场力不变，说明电场为匀强电场，场强为
沿x轴合外力不变，即粒子沿x轴做加速度不变的加速运动，故A错误，D正确；
BC．粒子从O点运动到点x1，由动能定理得
电场力做正功，电势能减少，为
则O、x1两点之间的电势差为
故B错误，C正确。
故选CD。
2．ABC
【解析】
【详解】
磁流体发电机是利用带电粒子在磁场中受洛伦兹力向A、B两极偏转，从而保证A、B两极间有足够的正负电荷形成电源两极；电子显像管是利用磁场中电子受洛伦兹力偏转打到荧光屏上显像；回旋加速度利用了磁场回旋电场加速；洗衣机是磁场对电流产生安培力，从而使洗衣机转动，则选项ABC正确；
故选ABC.
3．ABD
【解析】
【详解】
B．由图线Ⅰ纵轴截距读出电源的电动势E=3.0V，其斜率大小等于电源的内阻，则有：
Ω
B正确；
A．当I=1.0A时由图象Ⅱ知路端电压U=1.5V，由
U=IR
知R=1.5Ω，A正确；
C．电源的输出功率
P出=UI=1.5W
C错误；
D．电源内部消耗功率
P内=I2r=1.5W
D正确。
故选ABD。
4．AD
【解析】
【详解】
A项，亚里士多德认为重的物体要比轻的物体下落的快，故A项正确．
B项，牛顿通过实验，物体的加速度与所受的力成正比，与它的质量成反比，故B项错误
C项，伽利略通过理想斜面实验，推理物体不受任何力的作用时，物体将静止或匀速直线运动，故C项错误．
D项，在研究自由落体运动时伽利略先是通过研究小球在斜面上的运动，然后外推到竖直情景，发现自由落体运动规律，故D项正确．
综上所述，本题正确答案为AD
5．AC
【解析】
【详解】
解：当R6的滑动触头P向a端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知总电流I增大．电压表测量路端电压U，而U=E﹣Ir，I增大，E、r不变，则U变小，所以电压表的示数变小．设变阻器两端电压为U′，则U′=E﹣I（R1+R5+r），I增大，其他量不变，则U′变小，电流表的示数变小．
故选AC
【点评】本题按“部分→整体→部分”的思路进行动态变化分析．对于电压表的示数，可以直接根据路端电压随外电阻而增大的结论进行分析．
6．BCD
【解析】
【详解】
A、B、D项：由圆的性质可知，轨迹圆与磁场圆相交，当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大，故应该使弦长为PQ，故此时粒子一定不会沿PQ飞出，由Q点飞出的粒子圆心角最大，故所对应的时间最长，轨迹不可能经过圆心O点．故A、D正确，B错误；
C项：因洛仑兹力永不做功，故粒子在磁场中运动时动能保持不变，但由于不知离子的初动能，故飞出时的动能不一定相同，故C错误．
7．A
【解析】
【详解】
磁场竖直向下时，安培力水平向左，导体棒还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有mgtanα=BIL，解得：，故A正确；磁场方向垂直斜面向下时，根据左手定则，安培力沿斜面向上，导体棒还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有：mgsinα=BIL，解得：，故B错误；磁场垂直向外时，由于电流与磁场方向垂直，故安培力为零，故不可能平衡，故C错误；磁场方向垂直纸面向里时，磁场方向与电流方向平行，导体不受安培力，导线不能保持静止，故D错误．所以A正确，BCD错误．
8．C
【解析】
【详解】
A．沿电场线方向电势降低，电场强度不一定逐渐变小，选项A错误；
B．正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，选项B错误；
C．电场力做功与重力做功相似，均与路径无关，选项C正确；
D．在电场强度为零处，电势不一定为零，例如在等量同种电荷连线的中点处，选项D错误．
9．A
【解析】
【详解】
根据左手定则可得离子带正电， 因为粒子的运动半径减小，根据公式可得粒子的运动速度逐渐减小，故A正确。
故选A。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A错误；
B．板间场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低．故B错误；
C．由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加；故C正确；
D．根据电容的定义式，电容器与电源保持相连，则U不变，当C减小，则Q也减小；故D错误。
故选C。
11．C
【解析】
【详解】
A．在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出发，进入磁体的南极，在磁铁的内部，从磁体的南极到北极，故A错误；
B．一小段通电导线在某处不受磁场力，可能该处磁感应强度为零，也可能是电流方向与磁场方向平行，故B错误；
C．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，故C正确；
D．微观世界的某些极少数带电微粒的能量的变化是不连续的，故D错误。
故选C。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．沿电场线方向电势降低，且同一等势面上电势相等，故
φA < φB
故A错误；
B．因为φA < φB，故
UAB=φA - φB< 0
故B错误；
CD．正电荷在电势高的地方电势能大，故正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，故C错误，D正确。
故选D。
13． 滑动变阻器阻值太大，有效调节部分太短 选择阻值较小的滑动变阻器 1.48 2.40
【解析】
【详解】
(1)[1][2]滑动变阻器串联在电路中，电压表测量路端电压，刚开始滑动触头P由A端向B端逐渐滑动时，电压表的示数几乎不变，说明随着电阻的变小，滑动变阻器的电阻占整个电路电阻的比例变化不大，直到当滑动触头P滑至临近B端时，电压表的示数急剧变化，说明滑线变阻器的总电阻太大．所以原因是：滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分短，改进方法为：选择阻值更小的滑动变阻器．
(2)[3][4] U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势，故E=1.48V，内电阻等于图线的斜率，故
14． 0.65mm 1.500mm 8.5
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由于游标卡尺的精确度为0.05mm，恰好第13条线和主尺刻度对齐，因此读数为
[2]由于螺旋测微器读到0.001mm，因此读数为
1.5mm+0.000mm=1.500mm
[3] 由于量程的电压表最小刻度为0.5V，因此读数为8.5V
15．（1） （2） （3）
【解析】
【详解】
（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图；
（2）带电粒子运动过程中所受洛伦兹力；
洛伦兹力充当向心力，解得轨道半径；
（3）带电粒子运动周期．
点睛：本题考查了求粒子的轨道半径、粒子的周期，应用牛顿第二定律、线速度与周期的关系即可正确解题．
16．(1) (2)2t0 (3)
【解析】
【详解】
（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，在时间t0内其速度方向改变了90°，故其周期T=4t0①
设磁感应强度大小为B，粒子速度为v，圆周运动的半径为r
由洛伦兹力提供向心力得：②
匀速圆周运动的速度满足：③
联立①②③式得④
（2）设粒子从OA边两个不同位置射入磁场，能从OC边上的同一点P射出磁场，粒子在磁场中运动的轨迹如图（a）所示．设两轨迹所对应的圆心角分别为θ1和θ2．由几何关系有θ1=180°–θ2⑤
粒子两次在磁场中运动的时间分别为t1与t2，则t1+t2==2t0⑥
（3）如图（b），由题给条件可知，该粒子在磁场区域中的轨迹圆弧对应的圆心角为150°．设O'为圆弧的圆心，圆弧的半径为r 0，圆弧与AC相切与B点，从D点射出磁场，由几何关系和题给条件可知，此时有∠OO'D=∠BO'A=30°⑦
⑧
设粒子此次入射速度的大小为v0，由圆周运动规律⑨
联立①⑦⑧⑨式得⑩
【点睛】
对于带电粒子在磁场中运动类型，要画出轨迹，善于运用几何知识帮助分析和求解，这是轨迹问题的解题关键．
17．（1）b，；（2）1.47J
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由右手定则可判断感应电流由a流向b，b相当于电源的正极，故b端电势高，当金属棒匀速运动时，由平衡条件得
其中
由乙图可知，，联立解得。
(2)从金属棒开始运动到达稳定，由动能定理得
又克服安培力所做的功等于整个电路产生的焦耳热，代入数据解得
两电阻产生的焦耳热与阻值成正比，故金属杆上产生的焦耳热为
18．(1) (2)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)开始运动时，安培力为零，此时导体棒的加速度最大，最大加速度为
(2)导体棒ef匀速运动时，感应电动势为
E=BLv
感应电流为
ef受到的安培力大小为
FA=BIL
联立得
根据平衡条件有
FA+f=F
可得
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