吉林省延边市高二下学期开学考试物理试题（word版含答案）

吉林省延边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，ef、gh为两水平放置的相互平行的金属导轨，ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦。当一条形磁铁从某一高度自由下落向下靠近导轨时，下列说法正确的是（　　）
A．磁铁的加速度小于g B．磁铁的加速度等于g
C．如果下端是N极，两棒向外运动 D．如果下端是S极，两棒相向靠近
2．在爬杆运动中，运动员用双手握住竖立的竹竿匀速攀上和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是F1和F2，那么
A．F1向下，F2向上 B．F1向上，F2向上
C．F1＞F2 D．F1＝F2
3．如图所示，在半径为 R 的圆形区域内，有匀强磁场，它的磁感应强度大小为 B，方向垂直于圆平面（未画出），一群比荷为 的负离子（不计重力）以相同速率 v0，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，最终打在磁场区域右侧的荧光屏（足够大）上，则下列说法正确的是（ ）
A．所有离子飞离磁场时速度方向的反向延长线过圆心
B．由 Q 点飞出的离子在磁场中运动的时间最长
C．所有离子在磁场中运动半径等于 R
D．所有离子飞离磁场时动能相等
4．如图所示是某款电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，电动机的内阻为r=40Ω，已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时电吹风的功率为110W，吹热风时电吹风的功率为990W，关于该电吹风，下列说法正确的是
A．电热丝正常工作时的电阻为55Ω
B．电动机工作时的电流为5.5A
C．当电吹风吹热风时，电动机每分钟消耗的电能为6600J
D．电动机的机械功率为100W
5．如图所示，用长为L的绝缘轻绳一端连着带电小球在竖直平面内绕固定点O点做逆时针圆周运动，已知小球质量为m，电量为+q，匀强电场强度为E，方向水平向右。则下列说法正确的是（　　　）
A．小球经过最高点时速度最小，绳子拉力最小
B．小球运动过程中的最小速度可能为
C．从B到D的过程中，小球的动能与电势能之和先减小后增加
D．如果轻绳断裂，小球将做匀变速运动
6．如图所示电路中，电源电动势为E内阻为r，当滑动变阻器R2滑动端向右滑动后，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU．下列说法中正确的是（ ）
A．电压表V的示数增大
B．电流表A2的示数变小
C．ΔU与ΔI1比值一定大于电源内阻r
D．ΔU与ΔI2比值一定等于电源内阻r
二、单选题
7．P、Q两电荷的电场线分布如图所示，a、b、c、d为电场中的四点，c、d关于PQ连线的中垂线对称。一个离子从a运动到（不计重力），轨迹如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A．P带负电 B．c、d两点的电场强度相同
C．c点的电势高于d的电势 D．离子从a到b，电势能减少
8．以下说法中正确的是
A．伽利略利用斜面“冲淡”时间，巧妙地研究自由落体规律
B．法拉第首先用电场线形象地描述电场
C．光电效应中，光电子的最大初动能与入射光频率成正比
D．太阳内发生的核反应方程是
9．如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上极板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（　　）
A．带电油滴所受电场力不变 B．P点的电势将升高
C．带电油滴的电势能增大 D．电容器的电容减小，极板带电量增大
10．在某一静电场中建立x轴，其电势随坐标x变化的图线如图所示．若将一带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O处由静止释放，电场中P、Q两点位于x轴上，其横坐标分别为lcm、4cm．则下列说法正确的是（　　）
A．粒子经过P点与Q点时，动能相等
B．粒子经过P、Q两点时，加速度大小之比1：1
C．粒子经过P、Q两点时，电场力功率之比1：1
D．粒子恰能运动到离原点12cm处
11．如图所示，图线1、2分别表示导体A、B的伏安特性曲线，它们的电阻分别为R1、R2，则下列说法正确的是（ ）
A．R1:R2=1:3
B．R1:R2=3:1
C．将R1与R2串联后接于电源上，则电压比U1:U2=1:2
D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1:I2=1:3
12．如图所示，一足够大的正方形区域abcd内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其顶点a在直线MN上，且ab与MN的夹角为45°.一边长为L的正方形导线框从图示位置沿直线MN以速度v匀速穿过磁场区域．规定逆时针方向为感应电流的正方向，下列表示整个过程导线框中感应电流i随时间t(以为单位)变化的图象中，正确的是(　　)
A．
B．
C．
D．
13．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
14．电学实验基础与创新应用。
（1）某同学改装电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。
已知表头G满偏电流为100μA，表头上标记的内阻值为900Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1＝________Ω，R3＝________Ω。
（2）电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻。
①用图甲所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5Ω。改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的图线，如图乙。由图线A可知电池A的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω（结果均保留两位有效数字）。
②分析图乙可知，电池______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）较优。
15．某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄金属圆片的直径和厚度，读数如图所示．
（1）该金属圆片直径的测量值为___cm．
（2）若厚度的测量值为1.683mm．则刻度线A对应的数字为_____，B对应的数字为_____．（已知B大于A）
四、解答题
16．以O为坐标原点建立平面直角坐标系，坐标系第二象限内的虚线与x轴平行，在与x轴之间存在平行于纸面且沿x轴正方向的匀强电场，第三、四象限内有一中心轴经过y轴、垂直于纸面且横截面如图所示的圆筒，筒内有方向与筒的轴线平行、垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，图中截面圆上有一个小孔P。一带正电的粒子以初速度垂直射入电场，经过一段时间后恰好从P点（此时P与O重合）进入磁场，且运动方向与y轴成角。已知粒子的比荷为k，与x轴之间的距离为d。粒子重力不计。求：
(1)匀强电场的电场强度；
(2)若粒子进入磁场的同时，圆筒绕其中心轴顺时针匀速转动，当筒转过时，该粒子恰好又从小孔P飞出圆筒，已知粒子未与筒壁发生碰撞，求圆筒的直径D以及圆筒转动的角速度。
17．如图甲所示的平面坐标系内，有三个不同的静电场：第一象限内有固定在O点处的点电荷在产生的电场E1（未知），该点电荷的电荷量为-Q,且只考虑该点电荷在第一象限内产生的电场；第二象限内有水平向右的匀强电场E2（未知）；第四象限内有大小为、方向按图乙所示规律周期性变化的电场E3，E3以水平向右为正方向，变化周期 ．一质量为m，电荷量为+q的离子从（-x0，x0）点由静止释放，进入第一象限后恰能绕O点做圆周运动．以离子经过x轴时为计时起点，已知静电力常量为k，不计离子重力．求：
(1)第二象限内电场强度E2的大小；
(2)当t=T时，离子的速度；
(3)当t=nT时，离子的坐标．
18．如图所示装置中，区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场，电场强度为E，区域Ⅱ内有垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B．区域Ⅲ中有垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度为2B．一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强磁场中．求：
(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径
(2)O、M间的距离
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间
19．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻，导轨宽度L=0.40m。金属棒ab紧贴在导轨上，其电阻r=0.2Ω。现使金属棒ab由静止开始下滑，通过传感器记录金属棒 ab下滑的距离 h与时间t的关系如下表所示。（导轨电阻不计，g=10m/s2）
时间 t/s 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80
下滑距离 h/m 0 0.18 0.60 1.20 1.95 2.80 3.80 4.80 5.80 6.80
求：
(1)在前0.6s时间内，电路中的平均电动势；
(2)金属棒下滑的最终速度v以及金属棒的质量m；
(3)在前1.60s的时间内，电阻R上产生的热量QR。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．根据楞次定律的推论“阻碍相对运动”，则磁铁下落过程所受安培力向上，所以磁铁的加速度小于g，则A正确；B错误；
CD．根据楞次定律的推论“增缩减扩”，由磁铁下落过程中，通过闭合回路的磁通量增大，则两棒相向靠近，与磁铁的N、S方向无关，所以D正确；C错误；
故选AD。
2．BD
【解析】
【详解】
运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上时，受到的摩擦力向上，因为匀速；运动员用双手握住竖直的竹竿匀速滑下时，受到的摩擦力向上，因为匀速．故C正确．
3．BD
【解析】
【详解】
A项：若点电荷沿半径方向指向O点射入磁场，根据圆的特性和速度沿圆周的切线方向可知，该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线会通过O点，但所给离子不是沿半径方向射入的，则A错误；
B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，故由Q点飞出的粒子圆心角最大，所对应的时间最长，则B正确；
C项：运动的半径由，则，其值与R无关，故C错误；
D项：由于洛仑兹力对带电离子不做功，只改变离子的运动方向而不改变离子的速度大小，所以离开磁场区域时的动能相等，则D正确．
4．ACD
【解析】
【详解】
A、注意到电热丝和电动机并联，两端电压220V，吹热风和吹冷风状态下电动机功率相等，，所以电热丝电阻的功率 ,由 ,故A正确；
B、电动机工作时的电流为，故B错误；
C、当电吹风吹热风时，电动机每分钟消耗的电能为，故C正确；
D、吹热风和吹冷风状态下电动机功率相等为110W，而流过电动机工作时的电流为，所以电动机的热功率，所以电动机的机械功率为,故D正确；
综上所述本题答案是：ACD
点睛：对于非纯电阻来说要知道什么是总功率，什么是热功率，什么是机械功率，并理解三者之间的关系．
5．CD
【解析】
【详解】
AB．带电小球在竖直平面内绕固定点O点做逆时针圆周运动，根据物体做完整圆周运动的条件，只有当小球受到绳子的拉力为0，且小球自身重力与电场力的合力提供小球做圆周运动所需的向心力时，小球的速度最小，即有
解得
显然小球经过最高点时，绳子拉力不可能为0，故AB错误；
C．由于小球做逆时针圆周运动，从B到D的过程中，小球的重力势能先增加后减小，根据能量守恒定律可判断，小球动能与电势能之和先减小后增加，故C正确；
D．如果轻绳断裂，小球将受到自身重力与电场力的作用，由于二者的合力不变，故小球将做匀变速运动，故D正确。
故选CD。
6．ABD
【解析】
【详解】
AB.当滑动变阻器滑动端向右滑动后,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则总电流减小．所以电流表A2的示数减小．根据闭合电路欧姆定律：U=E-Ir，电压表V的示数增大，故A正确，B正确；
C. 根据并联电路的电流规律I2=I1+I，A2的示数I2变小，通过定值电阻R1的电流增大，则A1的示数I1变小，所以△I1一定大于△I2.
电压表测量路端电压,根据闭合电路欧姆定律U=E I2r可知,△U/△I2=r，而△I1大于△I2,所以△U/△I1故选ABD．
点睛：当滑动变阻器滑动端向右滑动后，分析变阻器接入电路的电阻如何变化，分析外电路总电阻如何变化，确定总电流的变化情况，即可知电流表A2的示数变化情况．根据闭合电路欧姆定律分析电压表示数的变化情况，确定电流表A1的示数变化情况，根据并联电路的电流规律，分析A1与A2的变化量大小．根据闭合电路欧姆定律分析△U与△I1比值．
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
AD．根据电场线的方向可得，P带正电，根据离子从a运动到b只受电场力作用，由合外力指向运动轨迹凹的一侧可得：电场力指向P，离子从a到b的过程电场力做负功，故电势能增大，动能减小，故AD错误；
B．c、d两点关于P、Q中垂线对称，两点处电场线分布对称，故场强大小相同；再根据电场线方向可得，两点场强方向不一致，故电场强度不同，故B错误；
C．c，d在同一电场线上，由沿着电场线电势降低可得c点的电势高于d的电势，故C正确；
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
自由落体运动的加速度比较大，运动比较快，时间的测量比较困难，所以伽利略在研究自由落体规律的斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于测量小球的运动时间，故A错误；法拉第提出了电场的概念，并首先用电场线形象地描述电场，故B正确；根据爱因斯坦光电效应方程，入射光的频率越大，光电子的最大初动能也越大，并不是成正比，故C错误；太阳内部的反应是聚变反应，而是裂变反应，故D错误．故选B．
【点睛】根据对自由落体运动的研究的物理学历程，结合伽利略的贡献分析A选项，库仑发现了点电荷间相互作用力的大小规律，即库仑定律，法拉第提出了电场的概念，并首先用电场线形象地描述电场，根据爱因斯坦光电效应方程分析C选项，太阳内部的反应是聚变反应．
9．B
【解析】
【详解】
A．下极板竖直向下移动，d增大，由于电容器两板间电压不变，根据
可得，金属板间场强减小，则油滴所受的电场力减小，故A错误；
B．板间场强E减小，而P点与上极板间的距离不变，则由公式
可知，P点与上级板间电势差将减小，而P点的电势低于上级板的电势，则知P点的电势将升高，故B正确；
C．由于油滴带负电，P点的电势升高，则油滴的电势能将减小，故C错误；
D．根据电容的定义式
可知，由于d增大，则电容C减小，电容器与电源保持相连U不变，根据
可知，Q减小，故D错误。
故选B。
10．A
【解析】
【详解】
A、由图可知，横坐标为1cm和4cm的P、Q两点电势相等，粒子经过P点到Q点的过程中，电场力做功为零，动能相等，A正确；
B、φ x图象的斜率大小等于场强E.，则知P点的场强为Q点的场强的二倍，电场力为二倍，加速度之比为2:1，B错误；
C、根据功率P=Fv，功率之比为2:1，C错误；
D、根据顺着电场线方向电势降低可知，0 2cm内，电场线沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向沿x轴正方向做加速运动；在2 6cm内电场线沿x轴正方向，粒子所受的电场力方向沿x负方向做减速运动，6cm处粒子的速度为零；然后粒子向左先做加速运动后做减速运动．
即在0 6cm间做往复运动．故D错误．
故选A．
11．A
【解析】
【详解】
AB．图线1的电阻，图线2的电阻，故R1:R2=1:3，A正确，B错误；
C．将与串联后接于电源上，串联电路电流相等，所以
故C错误；
D．将与并联后接于电源上，并联电路电压相等，所以
D错误．
故选A.
【点睛】
本题的关键是对图象的含义清楚，然后根据图象求解电阻之比，根据串并联电路电流规律求解电压、电流之比．
12．C
【解析】
【详解】
根据右手定则，可知线框进入磁场时产生的感应电流为逆时针方向，离开磁场时产生的感应电流为顺时针方向，AB错误；当线框运动时间为时感应电流为零，D错误、C正确．
13．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
14． 100 2000 12 1.0 A
【解析】
【详解】
(1)[1]根据题意，R1与表头G构成1mA的电流表，则
代入数据
整理得
[2]若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3V，则
(2)①[3][4]根据闭合电路欧姆定律有
因此有
由此可知，图象的斜率表示，纵轴截距为：
由图象可知
，
由此解得
，
②[5]电动势大的内阻小的电源最优，由图象可知A图象代表的电源电动势最大，内阻最小，因此A最优。
15． 1.240 15 20
【解析】
【详解】
试题分析：（1）该金属圆片直径的测量值为1.2cm+0.05mm×8=1.240cm．（2）刻度线A对应的数字为15，B对应的数字为20．
考点：游标卡尺和螺旋测微器的读数.
16．(1)；(2) ，
【解析】
【详解】
(1)粒子在电场中做类平抛运动，从P点进入磁场，且运动方向与y轴成，所以有
又
解得
(2)画出粒子在磁场中的运动轨迹，如图所示。由几何知识可得，轨迹的圆心角，由(1)可得，粒子进入磁场时的速度
由洛伦兹力提供向心力，有
得
由几何关系可得
解得
粒子在磁场中做圆周运动的周期
由题意知，圆筒的角速度与粒子在磁场中做圆周运动的角速度大小相等，即
解得
17．(1) (2) (3) 其中（n=1,2,3…）
【解析】
【详解】
(1) 第一象限有在O点的电荷量为Q的点电荷产生的电场，离子以坐标原点O为圆心做半径为的圆周运动，库仑力提供向心力：
解得离子做圆周运动的速度即进入第四象限的速度
离子在第一象限做匀加速直线运动，由动能定理有：
解得：第二象限内电场强度；
(2) ）离子进入第四象限做类平抛运动，沿y轴负方向做匀速直线运动，沿x轴正方向做匀加速直线运动，轨迹如图所示
在时运动到B点，在B点x轴正方向的分速度：
此时离子的速度；
(3) 根据乙图中场强的变化规律可判断，离子在第四象限中运动时，y方向上做匀速直线运动，x方向上第一个半个周期向右匀加速运动，第二个半周期向右匀减速运动，当t=T时速度恰减为零，之后重复此运动过程
每半个周期沿x正方向运动的距离：
t=nT时，离子到坐标原点的距离：
每半个周期沿y负方向运动的距离：
t=nT时，离子到坐标原点的距离：
故当t=nT时离子的坐标．
18．(1) (2) (3)
【解析】
【分析】
（1）将粒子在A点的速度分解，即可求得粒子进入磁场时的速度；根据洛伦兹力提供向心力，即可求得粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径；
（2）粒子在匀强电场中做类平抛运动，将运动分解为沿电场方向和垂直于电场的方向，即可求得OM之间的距离；
（3）做出粒子运动的轨迹，确定粒子偏转的角度，然后根据t=T即可求出粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间．
【详解】
（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子过A点时速度为v，由类平抛规律知：
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：Bqv=m
所以：
（2）设粒子在电场中运动时间为t1，加速度为a，
则有：qE=ma
v0tan60°=at1
即
O、M两点间的距离为：

（3）设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t2，则有：
则：
设粒子在Ⅲ区域磁场中运行时间为t3，同理：
则：
粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为：
t=t1+t2+t3=
【点睛】
该题涉及带电粒子在电场中和磁场中的运动，带电粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，解题的关键是把握住解题的一般步骤和规律，画好运动的轨迹．
19．(1)0.4V；(2)5m/s，0.04kg；(3)1.092J
【解析】
【详解】
(1)在t1=0.6 s时间内金属棒ab下滑的距离h1=1.2 m，设其中的电动势平均值为E1，则
解得
(2)从表格中数据可知，1.00s后棒做匀速运动，设速度为v，电动势为E，回路中的电流为I，金属棒受到的安培力为F，则
电动势为
根据闭合电路欧姆定律可知
则根据平衡条件
解得
(3)棒在下滑过程中，有重力和安培力做功，克服安培力做的功等于回路的焦耳热，根据能量守恒
串联电路，根据焦耳定律可知
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