四川省成都市金牛区高二下学期开学考试物理试题（word版含答案）

四川省成都市金牛区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．在相同的时间内，某正弦式交变电流通过一阻值为100Ω的电阻产生的热量，与一电流为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则（　　）
A．此交变电流的有效值为3A，最大值为3A
B．此交变电流的有效值为3A，最大值为6A
C．电阻两端的交变电压的有效值为300V，最大值为300V
D．电阻两端的交变电压的有效值为300V，最大值为600V
2．如图所示，理想变压器的原线圈接有交变电压U，副线圈接有光敏电阻R1（光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小）、定值电阻R2．则（ ）
A．仅增强光照时，原线圈的输入功率减小
B．仅向下滑动P时，R2两端的电压增大
C．仅向下滑动P时，R2消耗的功率减小
D．仅增大U时，通过R1的电流增大
3．如图所示，PQ是某电场中的一条直的电场线，一个带电粒子仅在电场力作用下从a运动到b，轨迹为一条抛物线，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子一定带正电
B．粒子的速度一定在增大
C．粒子的速度变化快慢一定是恒定的
D．粒子的电势能一定在增大
4．如图为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V，机器人的锂电池容量为20 A·h．则机器人(　　)
A．额定工作电流为20 A
B．充满电后最长工作时间为2 h
C．电池充满电后总电量为7.2×104 C
D．以额定电流工作时每秒消耗能量为48 J
5．如图所示，两个平行的导轨水平放置，导轨的左侧接一个阻值为R的定值电阻，两导轨之间的距离为L.导轨处在匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向上.一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直于两导轨放置，导体棒与导轨的动摩擦因数为μ。导体棒ab在水平外力F作用下，由静止开始运动了x后，速度达到最大，重力加速度为g，不计导轨电阻。则（　　）
A．导体棒ab的电流方向由a到b
B．导体棒ab运动的最大速度为
C．当导体棒ab的速度为v0（v0小于最大速度）时，导体棒ab的加速度为
D．导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，ab棒获得的动能为Ek，则电阻R上产生的焦耳热是
二、单选题
6．如图所示，三根长直通电导线互相平行，电流大小和方向均相同，它们的截面处于顶角为120°的等腰的三个顶点，导线A产生的磁场在C处的磁感应强度大小为，则（　　）
A．导线A、B在C处的合磁场的磁感应强度大小为
B．导线A、B在C处的合磁场的磁感应强度大小为
C．导线C受到的安培力的方向为垂直向下
D．导线C受到的安培力的方向为垂直向上
7．如图所示，直线MN是某电场中的一条电场线（方向未画出）．虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a运动到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线．下列判断正确的是（ ）
A．电场线MN的方向一定是由N指向M
B．带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度
C．带电粒子由a运动到b的过程中动能不一定增加
D．带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能
8．下列对电现象及规律的认识中，正确的是
A．自然界中只存在正、负两种电荷
B．同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥
C．摩擦起电说明了电荷可以创造
D．点电荷间的静电力随它们之间距离的增大而增大
9．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场边界上，有两个质量、电荷量均相等的正、负离子（不计重力），从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成θ角，则正、负离子在磁场中运动的过程，下列判断正确的是
A．运动的轨道半径不同
B．重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同
C．运动的时间相同
D．重新回到磁场边界的位置与O点距离不相等
10．人类对物理规律的理解和认识常常是通过观察和比较物理现象得到的．下列对现象的观察及由此得出的结论正确的是（ ）
A．弹簧的形变量越大，弹簧的弹力就越大，说明弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量（或压缩量）以及弹力的大小有关
B．从相同高度同时作自由落体运动和平抛运动的两个小球同时落地，说明两个小球的运动都满足机械能守恒
C．试探电荷在电场中不同位置所受的静电力不同，说明电场强度与试探电荷所处的位置有关
D．把磁铁插入闭合线圈，插入的速度越快，感应电流越大，说明感应电动势的大小与磁通量变化的大小有关
11．如图所示，圆形金属环水平放在桌面上，有一带正电的粒子以水平速度υ贴近环的上表面距环心d处飞过，则在带电微粒飞过环的过程中，环中感应电流的方向是（ ）
A．始终沿顺时针方向
B．始终沿逆时针方向
C．先沿顺时针方向，后沿逆时针方向
D．先沿逆时针方向，后沿顺时针方向
12．半径相同的两个金属小球A、B带有电量相等的电荷，相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小为F。现让第三个半径相同的不带电的金属小球与A球接触后移开，这时A、B两球之间的相互作用力的大小是（　　）
A．F B．F C．F D．F
13．如图所示，弹簧的一端固定，另一端与质量为的物体相连，质量为的物体放在上，．、两物体一起在光滑水平面上的、之间做简谐运动，运动过程中、之间无相对运动，是平衡位置．已知当两物体运动到时，弹簧的弹性势能为，则它们由运动到的过程中，摩擦力对所做的功等于（ ）
A． B． C． D．
三、实验题
14．某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了如下方法：
(1)用多用电表粗测：多用电表电阻挡有4个倍率，分别为×1k、×100、×10、×1.该同学选择“×100”挡，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大（指针位置如图中虚线所示）。为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：
A．换用“×_________”挡；
B．两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0 Ω处；
C．重新测量并读数，某时刻刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是________Ω。
(2)该同学用伏安法继续测定这只电阻的阻值，除被测电阻外，还有如下实验仪器：
A．直流电源（电动势3 V，内阻不计）
B．电压表V1 （量程0~5 V，内阻约为5 kΩ）
C．电压表V2 （量程0~15 V，内阻约为25 kΩ）
D．电流表A1（量程0~25 mA，内阻约为1 Ω）
E．电流表A2（量程0~250 mA，内阻约为0.1 Ω）
F．滑动变阻器一只，阻值0~20 Ω
G．开关一只，导线若干
在上述仪器中，电压表应选择____________（选填“V1”或“V2”），电流表应选择_________（选填“A1”或“A2”）。请在虚线框内画出电路原理图（电表用题中所给的符号表示）。 ( )
15．在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室备有如下器材：
电压表V1（量程为，内阻约为）；
电压表V2（量程为，内阻约为）；
电流表A1（量程为，内阻约为）；
电流表A2（量程为，内阻约为）；
滑动变阻器（最大阻值为）；
滑动变阻器（最大阻值为）；
定值电阻（阻值为）；
开关，导线若干。
（1）明同学想要测量一节干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选用_______，最合适的电路图应选用图甲中的_________；
A． B． C． D．
（2）方同学想要测量马铃薯电池的电动势（约）和内阻（约），滑动变阻器应选用________，最合适的电路图应选用图甲中的_________；
（3）若明同学将测得的电压表与电流表的数据在坐标纸上描点，得到如图乙所示的图像，该于电池的电动势_______V、内阻________。（结果均保留到小数点后两位）
四、解答题
16．如图所示，两光滑平行金属导轨置于水平面（纸面）内，轨道间距为l，左端连有阻值为R的电阻，一金属杆置于导轨上静止，金属杆右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场区域，现给金屈杆施加一水平向右的恒力，使其进入磁场区域做初速度为零的变加速直线运动，到达图中虚线位置（仍在磁场中）时速度达到最大，最大值为，金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好，除左端所连电阻外，其他电阻忽略不计．求：
(1)给金属杆施加的水平向右恒力的大小；
(2)金属杆达到最大速度时，电阻的热功率．
17．（1）在如图所示的探究影响安培力大小的有关因素的实验中，把导线垂直放入磁场（磁感应强度为B）中，得出的安培力F与导线长度l、电流大小I有怎样的关系？
（2）当导线平行磁场方向放入时，它受到的安培力多大？
（3）当导线和磁场方向的夹角为θ时，它受到的安培力多大？
18．在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示，某时刻在xOy平面内的第Ⅱ、Ⅲ象限中施加沿y轴负方向、电场强度为E的匀强电场，在第Ⅰ、Ⅳ象限中施加垂直于xOy坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从M点以速度v0沿垂直于y轴方向射入该匀强电场中，粒子仅在电场力作用下运动到坐标原点O且沿OP方向进入第Ⅳ象限。在粒子到达坐标原点O时撤去匀强电场（不计撤去电场对磁场及带电粒子运动的影响），粒子经过原点O进入匀强磁场中，并仅在磁场力作用下，运动一段时间从y轴上的N点射出磁场。已知OP与x轴正方向夹角α=60°，带电粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计，求：
(1)M、O两点间的电势差U；
(2)坐标原点O与N点之间的距离d；
(3)粒子从M点运动到N点的总时间t。
19．如图所示，竖直固定的光滑绝缘圆轨道处于电场强度，水平方向的匀强电场中，轨道半径为R，OP与竖直方向的夹角θ=37°。一质量为m、电荷量为q的带负电小球（可视为质点），从P点开始以大小为v0、沿切线方向的速度运动，小球恰能沿轨道做完整的圆周运动。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g）
（1）求P点速度v0的大小；
（2）设P点的电势为零，求小球在运动过程中的最大电势能；
（3）求小球做圆周运动通过P点时对轨道的压力大小。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．AC
【解析】
【分析】
【详解】
由题意知该交流电的电流有效值为3A，最大值为；电阻两端交流电压的有效值为300 V，最大值为，故AC正确，BD错误。
故选AC。
2．BD
【解析】
【详解】
试题分析:仅增强光照时，电阻R1减小，副线圈的负载减小，由知，副线圈的功率增大，原线圈的功率由副线圈定，故原线圈的功率增加，A错；仅下滑P时，由，n1减小，n2、U不变，则U2增加，加在R2两端的电压增大，由知，R2的功率增大，故B对、C错；由知，原线圈两端的电压增加，匝数比不变时，副线圈两端的电压增大，也即加在R1两端的电压增大，通过R1的电流增大，D对．
考点:变压器的动态分析．
【名师点睛】变压器的动态分析：
1．根据题意弄清变量与不变量．
2．弄清变压器动态变化的决定关系．
（1）原线圈与副线圈电压的决定关系．
（2）输入功率与输出功率的决定关系．
（3）原线圈与副线圈电流的决定关系．
3．CD
【解析】
【详解】
A．粒子仅在电场力作用下做曲线运动，粒子受到的电场力指向运动轨迹凹的一侧且与电场线平行，因此粒子在轨迹与电场线交点处所受的电场力水平向左，粒子带负电，故A错误；
B．粒子是从运动到，在轨迹与电场线相交处，电场力方向与速度方向夹角大于，电场力做负功，根据动能定理可知，速度减小，故B错误；
C．由于粒子运动的轨迹是抛物线，说明粒子一定受恒力，因此粒子受到的电场力恒定，加速度恒定，即速度的变化快慢恒定，故C正确；
D．粒子是从运动到，由于电场力做负功，因此粒子的电势能一定在增大，故D正确；
故选CD。
4．CD
【解析】
【详解】
A. 根据P=UI可知，额定电流应该为
故A错误．
B. 机器人的锂电池容量为20A h，即当额定电流2A下工作时，能够工作最长时间为10h，故B错误．
C. 电源充满电后的总电量为
q=It=20×3600C=7.2×104C
故C正确．
D. 在额定电流下，机器人功率48W，即每秒消耗48J电能，故D正确．
5．BC
【解析】
【详解】
A．根据楞次定律，导体棒ab的电流方向由b到a，A错误；
B．导体棒ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小
E=BLv
由闭合电路的欧姆定律得
导体棒受到的安培力
FA=BIL
当导体棒做匀速直线运动时速度最大，由平衡条件得
解得最大速度
B正确；
C．当速度为v0由牛顿第二定律得
解得
C正确；
D．在整个过程中，由能量守恒定律可得
Ek+μmgx+Q=Fx
解得整个电路产生的焦耳热为
Q=Fx－μmgx－Ek
D错误。
故选BC。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由右手螺旋定则和平行四边形定则，可判断导线A、B在C处的合磁场的磁感应强度大小为，方向平行向右，如图所示，
选项AB错误；
CD．再由左手定则可判断C处受到的安培力的方向为垂直向下，C正确，D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
试题分析：由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，所受的电场力指向轨迹内侧，所以粒子所受的电场力一定是由M指向N，但是由于粒子的电荷性质不清楚，所以电场线的方向无法确定．故A错误；由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线，说明粒子一定受恒力，即带电粒子在a点的加速度等于在b点的加速度，故B错误；粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，故C错误．粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能，故D正确．故选D．
考点：带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】依据带电粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向是解决带电粒子在电场中运动问题的突破口，然后可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势、电势能的高低变化情况．
8．A
【解析】
【详解】
A.自然界中只存在正、负两种电荷，故A正确；
B.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故B错误；
C.摩擦起电是由于电子的转移引起，并非说明了电荷可以创生，故C错误；
D.利用库仑定律公式得点电荷间的静电力随它们的距离增大而减小，故D错误；
9．B
【解析】
【分析】
由题正负离子的质量与电量相同，进入同一磁场做匀速圆周运动的周期相同，根据偏向角的大小分析运动时间的长短．由牛顿第二定律研究轨道半径．根据圆的对称性，分析离子重新回到边界时速度方向关系和与O点距离．
【详解】
A．根据牛顿第二定律得
得
由题q、v、B大小均相同，则r相同，故A错误；
B．正负离子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方向相同，故B正确．
C．粒子在磁场中运动周期为
则知两个离子圆周运动的周期相等．根据左手定则分析可知，正离子逆时针偏转，负离子顺时针偏转，重新回到边界时正离子的速度偏向角为，轨迹的圆心角也为，运动时间
同理，负离子运动时间
显然时间不等，故C错误；
D．根据几何知识得知重新回到边界的位置与O点距离
相同，则S相同，故D错误．
故选B。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．相同的弹簧受到不同的拉力，拉力越大，弹簧的形变量越大，不能说明弹簧的劲度系数和拉力的大小有关，实质上弹簧的劲度系数由弹簧本身决定，与拉力无关，故A错误；
B．从同一高度同时做自由落体运动和做平抛运动的两个小球能同时落地，只能说明这两个小球在竖直方向的运动相同，都是自由落体运动，不能说明这两个小球的运动都满足机械能守恒，故B错误；
C．试探电荷在电场中不同位置所受的静电力不同，说明电场强度与试探电荷所处的位置有关，故C正确；
D．把一根条形磁铁插入闭合线圈，磁铁插入的速度越大，感应电流越大，说明感应电动势的大小和磁通量变化快慢的大小有关，而不能说明与磁通量变化的大小有关，故D错误。
故选C。
考点：胡克定律；平抛运动；电磁感应；电场强度
【点睛】
本题要有通过观察和比较物理现象，得出物理规律的能力，关键掌握各个现象的本质，依据相关的物理规律进行解答。
11．D
【解析】
【详解】
带正电粒子从环表面飞过时，可等效为一通电直导线中的自左向右的电流，电流大小先增后减，由右手安培定则，通过环的合磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，环中感应电流先逆时针方向后顺时针方向，正确答案为D．
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
假设A带电量为Q，B带电量为-Q，两球之间的相互吸引力的大小是
第三个不带电的金属小球与A接触后，两球电量都为，A、B两球之间的相互作用力的大小
故选A。
13．C
【解析】
【详解】
整体做简谐运动，则对整体有：弹簧在点的弹性势能等于整体运动到点的动能，即
而此摩擦力对所做的功等于，因，所以摩擦力对所做的功为。
故选C。
14． 换用“×10”挡 120 Ω V1 A1
【解析】
【详解】
(1)[1][2]指针偏转角度太大，说明选择的倍率偏大，因此应选用较小的倍率，将“×100”挡换为“×10”挡；欧姆表的读数为指针所指的欧姆数乘倍率，即电阻为12×10 Ω＝120 Ω。
(2)[3][4][5]由于电源电动势只有3 V，所以电压表选择量程为0~5 V的电压表V1；因电路中的最大电流约为
Im＝＝25 mA
所以电流表选用量程为0~25 mA的电流表A1；由于滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻的阻值，所以控制电路应选用分压式接法；因待测电阻的阻值远大于电流表内阻，应选用电流表内接法，电路原理图如图所示。
15． C B 1.48 0.90
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] 一节干电池的电动势和内阻，滑动变阻器起改变电流作用，为了使电流变化范围较大，且便于操作，应选择最大阻值为30Ω的滑动变阻器 。
[2]新的干电池内阻较小，所以需要给电池串联一个定值电阻R3，方便测量，而D图中测量的内阻为电流表内阻、电源内阻和定值电阻R3之和，因为干电池内阻较小，所以内阻的测量会引起较大误差。
故选C。
（2）[3]铃薯电池的电动势（约），内阻（约）内阻值较大，需要较大的滑动变阻器进行分压。故选
[4]马铃薯电池的电动势较小，A图中电压表分流，所以电流表测量的干路电流偏小，则电动势测量值偏小，所以不宜选用；选择B图测量的干路电流I准确，根据闭合电路欧姆定律
可知当I=0时，断路电压即为电动势，所以B图能准确测量马铃薯的电动势，内阻测量偏大，为电流表和马铃薯内阻之和，但因为马铃薯内阻远大于电流表内阻，所以误差较小
故选B。
（3）[5] 则图线纵截距即为电源电动势
[6] 根据图像斜率的绝对值可知
则电源内阻为
16．(1) F＝2R (2)
【解析】
【详解】
（1）当安培力等于水平恒力 F 时速度为最大，设此时的电流为 I，则
F=F安
F安=BIl
联立解得：F＝2R
(2) 设金属杆达到最大速度时，电阻 R 的热功率为 P，则P=I2R
联立解得：
17．（1）BIl；（2）0；（3）IlBsinθ
【解析】
【分析】
【详解】
（1）F＝BIl
（2）0
（3）将磁感应强度B沿平行导线方向和垂直导线方向进行分解，如图所示，则B⊥＝Bsinθ，F＝B⊥Il＝IlBsinθ
18．(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】
(1)设粒子经过O点的速度为v，则
cosα=
对于电子经过电场的过程，根据动能定理有
解得
(2)设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，运动轨迹如图所示
洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
根据几何关系可知O与N之间的距离
(3)设粒子在电场中从M点运动至O点所用时为t1，根据牛顿第二定律可知粒子在电场中的加速度
a=
粒子通过O点时竖直方向速度
vy=
根据运动学公式有
解得
设粒子在磁场中从O点运动至N点用时为t2，粒子在磁场中运动的周期
则
解得粒子从M点运动到N点的总时间
t= t1+ t2=
19．（1）；（2）；（3）5mg
【解析】
【详解】
（1）由于小球带负电，所受电场力方向水平向左，小球在复合场中做圆周运动的等效最低点在A点，如图1所示。根据力的合成与分解有
由题意知
联立解得
图1
小球在复合场中所受的合力大小为
A点关于O点对称的B点是复合场中小球做圆周运动的等效最高点，小球恰能沿轨道做完整的圆周运动，则在B点根据牛顿第二定律有
解得
对小球从P点到B点的运动过程，由动能定理得
解得
（2）由于小球带负电，所以小球电势能最大的点为电势最低的D点，如图2所示。
图2
由题意，根据功能关系有
解得
（3）在P点小球受重力、电场力、轨道的支持力T，如图3所示。根据牛顿第二定律可得
解得
T=5mg
由牛顿第三定律可知，小球做圆周运动通过P点时对轨道的压力大小为5mg。
图3
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