四川省广安市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

四川省广安市高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为，右方机翼末端处电势为
A．若飞机从西往东飞，
B．若飞行从东往西飞，
C．若飞机从南往北飞，
D．若飞机从北往南非，
2．某集装箱吊车的电动机输入电压为380 V，当吊车以0.1 m/s的速度匀速吊起质量为5.7×103 kg的集装箱时，测得电动机的电流为20 A，g取10 m/s2，则（ ）
A．电动机的内阻为4.75 Ω B．电动机的发热功率为900W
C．电动机的输出功率为7.6×103 W D．电动机的工作效率为75%
3．如图所示，有相距L的光滑金属导轨，其半径为R的圆弧部分竖直放置，平直部分固定于水平地面上，MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直于导轨且接触良好，cd静止在磁场中；ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触，cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半，已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为2m、电阻为2r。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的有（　　）
A．cd在磁场中运动时电流的方向为c→d
B．cd在磁场中做加速度减小的加速运动
C．cd在磁场中运动的过程中流过的电荷量为
D．从ab由静止释放至cd刚离开磁场时，cd上产生的焦耳热为mgR
4．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电源的两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．粒子只在电场中加速，因此电压越大，粒子的最大动能越大
B．增大加速电压，粒子被加速后获得的最大动能不变
C．粒子在磁场中只是改变方向，因此粒子的最大动能与磁感应强度无关
D．粒子的最大动能与D形盒的半径有关
5．2015年的诺贝尔物理学奖授予了日本的梶田隆章和加拿大的阿瑟·麦克唐纳，以表彰他们在科学实验中所做出的贡献。在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）
A．伽利略发现了行星运动的规律
B．卡文迪许通过实验测出了引力常量
C．牛顿最早指出了力不是维持物体运动状态的原因
D．笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献
二、单选题
6．如图所示，均匀带电绝缘棒AB带电量为Q，一带正电微粒绕棒的中点O做半径为r的匀速圆周运动，轨迹平面与棒垂直。已知微粒带电量为q，质量为m，圆周运动周期为T，静电力常量为k，不计微粒重力，则（　　）
A．带电棒AB可能带正电
B．微粒轨迹上各点的电场强度相同
C．微粒受到的电场力大小为
D．微粒所在轨迹处的场强大小
7．在物理学发展过程中，下列说法正确的是（　　）
A．法拉第认为电场线是客观存在的
B．奥斯特观察到电流对小磁针有力的作用
C．安培发现两根通有同向电流的平行直导线相互排斥
D．楞次发现感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反
8．如图所示，空间的虚线区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速v0由A点垂直场边界进入该区域，沿直线运动从O点离开场区．如果这个区域只有电场，粒子将从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，粒子将从C点离开场区，且BO=CO．设粒在上述三种情况下，从A到B，从A到O和从A到C所用的时间分别是t1、t2和t3．比较t1、t2和t3的大小，有
A．t1=t2=t3 B．t1=t2＜t3 C．t1＜t2=t3 D．t1＜t2＜t3
9．如图所示，A、B、C为三只相同的灯泡，且灯泡的额定电压均大于电源电动势，电源内阻不计，L是一个直流电阻不计、自感系数较大的线圈，先将K1、K2合上，稳定后突然断开K2．已知在此后过程中各灯均无损坏，则以下说法中正确的是
A．C灯亮度保持不变
B．C灯闪亮一下后逐渐恢复到原来的亮度
C．B灯亮度保持不变
D．断开K2稳定后B灯的功率是原来稳定时的一半
10．如图所示,实线表示金原子核电场的等势面, 虚线表示α粒子在金原子核电场中散射时的运动轨迹,设α粒子通过a、b、c三点时的速度分别为vavbvc,电势能分别为EaEbEc则( )
A． ,
B． ,
C． ,
D． ,
11．水平面上有 U 形导轨 NMPQ，它们之间的宽度为 L，M 和 P 之间接入电源，现垂直于导轨搁一根质量 为 m 的金属棒 ab，棒与导轨的动摩擦因数为 μ(滑动摩擦力略小于最大静摩 擦力)，通过棒的电流强度为 I，现加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于金属棒 ab，与垂直导轨平面的方向夹角为θ 如图所 示，金属棒处于静止状态，重力加速度为 g，则金属棒所受的摩擦力大小为
A．BILsin θ B．BILcos θ
C．μ(mg－BILsin θ) D．μ(mg＋BILcos θ)
12．一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线。当导线中通以由外向内的电流时（　　）
A．磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小
B．磁铁受到向右的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小
C．磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力增大
D．磁铁受到向右的摩擦力，磁铁对桌面的压力增大
三、实验题
13．(1)某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是________．
A．欧姆调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数
B．机械调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数
C．选择挡位、机械调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数
D．选择挡位、欧姆调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数
(2)该同学欲测量如图甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的________位置．（选填A、B、C、…、Q字母）
(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为________V．
14．在测量电源电动势和内阻的实验中，已知一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω；电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.70Ω）；滑动变阻器R（10Ω，2A），为了更准确地测出电源电动势和内阻：
（1）请在图甲所示方框中画出实验电路图。( )
（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的图线，由图可得该电源电动势E=______V，内阻r=_______Ω（结果均保留两位小数）
（3）一位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是___________。
A．实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用
B．实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用
C．实验测出的电动势小于真实值
D．实验测出的内阻大于真实值
四、解答题
15．如图所示，在E＝V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R=40cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q=C的小滑块质量m=10g，与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15，位于N点右侧1.5m的M处，g取10，求：
(1)小滑块从M点到Q点电场力做的功；
(2)要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度向左运动。
16．把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右运动经过环心O时，求：
(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压；
(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率．
17．如图所示，在矩形ABCD内，对角线BD以上的区域存在平行于AD向下的匀强磁场，对角线BD以下的区域存在垂直于纸面的云强磁场（图中未标出），其中AD边长为L，AB边长为，一个质量为m、电荷量为+ q的带电粒子（不计重力）以初速度从A点沿AB方向进入电场，经对角线BD某处垂直BD进入磁场．求：
（1）该粒子进入磁场时速度的大小；
（2）电场强度的大小；
（3）要使该粒子能从磁场返回电场，磁感应强度满足什么条件？（结论可用根式来表示）
试卷第页，共页
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参考答案：
1．ABC
【解析】
【详解】
当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，由于感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，由右手定则可判知，在北半球，不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低，即总有φ1>φ2．故D错误，ABC正确．故选ABC.
点睛：本题要了解地磁场的分布情况，掌握右手定则．对于机翼的运动，类似于金属棒在磁场中切割磁感线一样会产生电动势，而电源内部的电流方向则是由负极流向正极的．
2．AD
【解析】
【详解】
物体上升的功率为：P出=mgv=5.7×103×10×0.1=5.7×103W；
电动机的输入功率为：P入=UI=380×20=7.6×103W；
根据能量守恒规律可知，P热=P入-P出=1.9×103W= I2r；
解得：r=4.75Ω；故A正确；BC错误；
电动机的工作效率；故D正确；故选AD．
点睛：本题考查功率公式的计算，要注意明确电动机中的能量转化关系；总功由P=UI计算，发热功率为I2r；．
3．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．ab进入磁场中运动时，回路中磁通量减小，根据楞次定律可知，cd电流的方向为d→c，A错误；
B．当ab进入磁场后回路中产生感应电流，则ab受到向左的安培力而做减速运动，cd受到向右的安培力而做加速运动，由于两者的速度差逐渐减小，可知感应电流逐渐减小，安培力逐渐减小，可知cd向右做加速度减小的加速运动，B正确；
C．ab从释放到刚进入磁场过程，由动能定理得
mgR＝mv02
ab和cd组成的系统所受合外力为零，则由动量守恒定律
mv0＝m·2vcd＋2m·vcd
解得
对cd由动量定理有
BL·Δt＝2m·vcd
其中
q＝·Δt
解得
q＝
C错误；
D．从ab自圆弧导轨的顶端由静止释放，至cd刚离开磁场时由能量关系有
Qcd＝Q
解得
Qcd＝mgR
D正确。
故选BD。
4．BD
【解析】
【分析】
【详解】
根据
最大动能
可见带电粒子射出的最大动能与金属盒之间的电压无关，与D形金属盒内的磁感应强度、及金属盒的半径有关，磁感应强度越大，金属盒的半径越大，那么动能会越大。
故选BD。
5．BD
【解析】
【详解】
A．发现行星运动规律的是开普勒，而不是伽利略，A错误；
B．第一个测出引力常量的是卡文迪许，B正确；
C．最早指出力不是维持物体运动状态原因的是伽利略，而不是牛顿，C错误；
D．笛卡儿提出了如果运动中的物体没有受到力的作用，将以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，D正确。
6．D
【解析】
【详解】
A．带正电的微粒绕棒做圆周运动，向心力由两者间的库仑力提供，故棒AB带负电。故A错误；
B．微粒轨迹上各点的电场强度大小相同，但方向不同，故B错误；
CD．均匀带电绝缘棒AB不能视为点电荷，微粒做圆周运动微粒受到的电场力大小为
解得
故D正确，C错误。
故选D。
7．B
【解析】
【详解】
A．电场线并不是客观存在的，是法拉第假想出来的，故A错误；
B．奥斯特观察到电流对小磁针有力的作用，发现了电流的磁效应，故B正确；
C．安培发现两根通有同向电流的平行直导线相互吸引，故C错误；
D．楞次发现感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，当原磁场增强时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反。当原磁场减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，故D错误。
故选B。
8．B
【解析】
【详解】
带电粒子由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开场区，这个过程粒子受到的电场力等于洛伦兹力qE=qvB，水平方向做匀速直线运动，运动时间t1=，如果只有电场，带电粒子从B点射出，做类平抛运动，水平方向匀速直线运动，运动时间：t2=，如果这个区域只有磁场，则这个粒子从D点离开场区，此过程粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向改变，所以速度的水平分量越来越小，所以运动时间：t3＞，所以t1=t2＜t3，故B正确，ACD错误．故选B．
点睛：注意分析带电粒子在复合场、电场、磁场中的运动情况各不相同，复合场中做匀速直线运动，电场做类平抛运动，磁场做匀速圆周运动，根据不同的运动规律解题．
9．B
【解析】
【详解】
试题分析:K1、K2闭合时的状态：L稳定后成为导线，所以A被短路掉，B C两端电压为电源电压， 通过L的电流为E电压下灯泡工作电流的2倍．
K2断开时：L的电流成为通过C的电流，即原电流的2倍，C灯闪亮，但是稳定后C两端的电压仍是E，所以最终恢复原亮度．B正确
此时B和A串联，分用电动势E，于是B的电压变成了0.5E，假设灯丝内阻变化不明显．则根据可知B功率大致变为原来的四分之一． 所以CD错．
故选B，
考点：考查了自感现象
点评：解决本题的关键知道电感器对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，会阻碍电流的增大，当电流减小时，会阻碍其减小．
10．D
【解析】
【详解】
α粒子受到斥力作用，从a运动b过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，速度减小，有vb＜va，Eb> Ea，从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，因此在b处的速度比在c处的速度要小，有vb＜vc，Eb> Ec；由于bc间电势差大于ba间电势差，则α粒子从a到b电场力做功的大小小于从b到c电场力做功的大小，则从a到c电场力总的做正功，动能增大，速率增大，所以c处速度大于a处的速度，有va＜vc，电势能为：Ea> Ec，综上有：vb＜va＜vc，Eb> Ea> Ec，故D正确，ABC错误．
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
导体棒受到的安培力为F=BIL，对导体棒受力分析，根据共点力平衡可知，f=Fcosθ=BILcosθ，故B正确，故选B.
12．A
【解析】
【详解】
以导线为研究对象，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左下方，如图所示
根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的安培力方向斜向右上方，如图所示
由此可知，磁铁有向右运动的趋势，则磁铁受到向左的摩擦力，同时磁铁受到桌面的支持力减小，故磁铁对桌面的压力也减小。
故选A。
13． B H 200
【解析】
【详解】
（1）使用多用电表测电压时，应该先机械调零，然后选择适当的档位，表笔接触电池两极（其中红表笔接触正极），待示数稳定后读数即可，故B正确，ACD错误．
（2）甲所示插座的电压为交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的H位置．
（3）根据电表指针可知，插座的电压为200V．
【名师点睛】
使用多用电表时应该先机械调零，然后选择适当的档位，最后测量，我国民用电是220V交流电源，根据电表指针读数即可．
14． 1.48##1.49##1.50 0.96##0.97##0.98##0.99##1.00 AC##CA
【解析】
【详解】
（1）[1]电路直接采用串联即可，因为电源内阻较小，相对于电源来说电流表采用外接法，电压表并联在电源两端，电路图如图所示
（2）[2]根据
由图可知，电源的电动势
内阻
（3）[3]AB．由电路图可知，相对于电源来说电流表采用外接法，由于电压表分流作用，使所测电流小于电流的真实值，造成了实验误差，故A正确，B错误；
CD．当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的图像如图2所示，由图像可知，电源电动势的测量值小于真实值，电动势的测量值偏小，内电阻的测量值偏小，故C正确，D错误。
故选AC。
15．(1)－0.08J；(2)
【解析】
【详解】
(1)小滑块从M点到Q点电场力做的功
(2)设滑块到达Q点时速度为v，则由牛顿第二定律得
解得
滑块从开始运动至Q点过程中，由动能定理得
解得
16．(1)；由N→M，； (2)；
【解析】
【详解】
(1)金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势为
E=BLv=2Bav
外电路的总电阻为
金属棒上电流的大小为
电流方向从N到M；
金属棒两端的电压为电源的路端电压
(2)圆环消耗的热功率为外电路的总功率
圆环和金属棒上消耗的总热功率为电路的总功率
17．（1）2v0；(2) ；（3）；
【解析】
【详解】
（1）如图所示,由几何关系可得,带电粒子受电场力作用做类平抛运动,则
，,，则
（2）设的长度为x，则有，，，，联立解得；
（3）若磁场方向向外,轨迹与相切,如图甲所示有，得，
由，得
磁场方向向外,要使粒子返回电场,则
若磁场方向向里，轨迹与相切时,如图乙所示有
得
由得
磁场方向向里，要使粒子返回电场，则．
【点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径．
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