河北省保定市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

河北省保定市高二（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，在虚线所示宽度为d的范围内，存在竖直向下电场强度为E的匀强磁场，某种正离子（质量为m，电荷量为q）以初速度为垂直于左边界射入，离开右边界时偏转角度为．在同样宽度范围内，若只存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子以原来的初速度穿过该区域，偏转角度仍为．不计离子的重力，则以下说法正确的是
A．离开电场时的速度大小为
B．离开磁场时的速度大小为
C．电场强度的大小为
D．匀强磁场的磁感应强度大小为
2．如图所示，整个空间存在沿竖直方向的匀强磁场（图中未画出），光滑绝缘水平面上的两根平行通电直导线M、N恰好处于静止状态，图中为垂直于导线的截面图，若M、N中的电流大小相等，下列说法可能正确的是（　　）
A．电流方向相反，磁场方向竖直向上 B．电流方向相同，磁场方向竖直向上
C．电流方向相反，磁场方向竖直向下 D．电流方向相同，磁场方向竖直向下
3．如图所示，单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度ω匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为Em，闭合回路中两只灯泡均能正常发光。则（　　）
A．从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emsinωt
B．增大线圈转动角速度ω时，感应电动势的峰值Em不变
C．减小电容器C两极板间的距离时，灯泡A1变暗
D．抽去电感器L的铁芯时，灯泡A2变亮
4．无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式（k是常数、I是导线中电流强度、r是该点到直导线的垂直距离）表示。如图所示的坐标系内，坐标轴上有a、b、c、d四个点，各点到坐标原点O的距离均为L．在a处固定一条电流方向垂直坐标平面向里的通电直导线，在b处固定一条电流方向垂直坐标平面向外的通电直导线，两导线中的电流大小均为I，则以下判断正确的是（　　）
A．c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相反
B．O点的磁感应强度大小为，方向沿y轴负方向
C．d点的磁感应强度大小为，方向沿y轴负方向
D．d点的磁感应强度大小为，方向沿y轴负方向
二、单选题
5．下列说法正确的是（　　）
A．电荷量很小的点电荷称为元电荷
B．电荷量e=1.6×10-19 C称为元电荷
C．元电荷也可作为电荷量的单位
D．物体所带的电荷量可以是任意数值
6．如图所示，将带负电粒子从电场中的A点无初速地释放，不计重力作用，则下列说法中正确的是（　　）
A．带电粒子在电场中一定做匀加速直线运动
B．带电粒子所受的电场力对电荷做正功
C．带电粒子一定向电势低的方向运动
D．带电粒子的加速度一定越来越小
7．在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向西偏转，则下列解释正确的是（　　）
A．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过
B．可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过
C．可能是小磁针正上方有电子流自西向东水平通过
D．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针
8．空间存在一静电场，x轴上各点电势随x变化的情况如图所示．若在-x0处由静止释放一带负电的粒子，该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中，下列关于带电粒子的a-t图线，v-t图线，Ek-t图线，Ep-t图线正确的是（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，、、、四个点在同一条直线上，分别把两个正、负点电荷置于、两点。、两点间的电势差用表示，点的电场强度用表示。若只把点处的点电荷的电荷量减半，则（　　）
A．变大，变大 B．变小，变小
C．变小，变大 D．变大，变小
10．图中ab是长为L的均匀带电细杆，、是位于ab所在直线上的两点，位置如图所示。ab上电荷产生的静电场在处的场强大小为，在处的场强大小为，则下列说法正确的是（　　）
A．两处的场强方向相同， B．两处的场强方向相反，
C．两处的场强方向相同， D．两处的场强方向相反，
11．真空中有两个可自由移动的带正电的点电荷，其电量Q1>Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，三个电荷正好处于静止状态，则（　　）
A．q一定是正电荷 B．q一定是负电荷
C．q放在Q2和Q1的中点 D．q离Q2比离Q1远
12．如图所示，一束不同的带正电的粒子（不计重力），垂直电场线进入偏转电场，若使它们经过电场区域时偏转距离y和偏转角θ都相同，应满足（　　）
A．先经同一电场加速，然后再进入偏转电场
B．进入偏转电场时具有相同的动能
C．进入偏转电场时具有相同的速度
D．进入偏转电场时具有相同的
13．如图所示，真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为－9Q和＋Q的两个点电荷，两者相距为L，以＋Q点电荷为圆心，半径为画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线垂直于MN，一电荷量为q的负点电荷在圆周上运动，比较a、b、c、d四点，则下列说法错误的是
A．在a点电场强度最大 B．电荷q在b点的电势能最大
C．在c、d两点的电势相等 D．电荷q在a点的电势能最大
14．如图所示，Rt△ABC中∠CAB=37°，D为AB边上一点，AD：DB=2：3.两个正点电荷固定在A、B两点，电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直，大小为F，sin37°=0.6，cos37°=0.8.则D点的电场强度大小为（　　）
A． B． C． D．
三、实验题
15．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度。金属丝的电阻大约为，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
（1）从图中读出金属丝的直径为______。
（2）现实验室有一灵敏电流表（，），该同学要把它改装成量程为的电压表，应当_____联一阻值为______的定值电阻。
（3）现要用伏安法精确测定此电阻丝的电阻值。
现有电源（，内阻可不计），滑动变阻器（，额定电流），开关和导线若干，以及下列电表;
A．电流表（，内阻约为）
B．电流表（，内阻约为）
C．电压表（，内阻约为）
D．电压表（，内阻约为）
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用______，电压表应选用________（选填器材前的字母）；实验电路应采用图中的_______（选填“甲”或“乙”）
（4）图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（3）问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线_______。
（5）接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，并记录对应的电流表示数、电压表示数。某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值 ________（保留两位有效数字）。
（6）若在（3）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是__________；若在（3）问中选用乙电路产生误差的主要原因是________。（选填选项前的字母）
A．电流表测量值小于流经的电流值
B．电流表测量值大于流经的电流值
C．电压表测量值小于两端的电压值
D．电压表测量值大于两端的电压值
16．平板电脑的手写笔中有体积很小的电池，其上标有“25A·9号·1.5伏”。为搞清该电池的电学参数，小明找到两个量程均为0-3mA的相同电流表G、两个相同的精密电阻箱（999.99Ω），进行了以下实验：
（1）用图（a）的电路测电流表G的内阻；
将R1调到某一安全值，闭合S，反复调节R1与R2发现当G1的示数为3.00mA时，G2的示数为2.00mA，此时R2的值为600.00Ω，则电流表G的内阻为______Ω。
（2）用图（b）的电路测量电池的电动势E和内电阻r
①将G改装成0.3A的电流表，则电阻箱R0应调为______Ω。
②将R正确设置后保持不变，然后闭合S，多次改变R的阻值，记录G的示数IG与对应R的值，作出-R图像如图（c）所示。可求得E=______V，r=______Ω。（保留2位小数）
四、解答题
17．如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为d=20cm，电场方向在纸平面内竖直向下，而磁场方向垂直于纸面向里，一带正电的粒子从O点以速度v0=4m/s沿垂直电场方向进入电场，从A点出电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半，当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，带电粒子重力不计．求：
(1)粒子从A点进入磁场时的速度v；
(2) 磁感应强度B和电场强度E的比值.
18．如图所示，在第I象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量均为m、带电量分别为和的两个粒子以相同的速度v从坐标原点O先后射入磁场，速度v与x轴正方向之间的夹角为30°，不计粒子的重力，求：
(1)正负粒子在磁场中运动的时间之比；
(2)正负粒子离开磁场时的位置之间的距离。
19．如图所示，在倾角为θ = 30o 的光滑斜面的底端有一个固定挡板D，小物体C靠在挡板D上，小物体B与C用轻质弹簧拴接．当弹簧处于自然长度时，B在O点；当B静止时，B在M点， 已知OM = l．在P点还有一小物体A，使A从静止开始下滑，A、B相碰后一起压缩弹簧．A第一次脱离B后最高能上升到N点，且ON = 1.5l．B向上运动时还会拉伸弹簧，能使C物体刚好能脱离挡板D．已知A、B、C的质量都是m，重力加速度为g．已知弹性势能与形变量大小有关．试求：
(1)弹簧的劲度系数；
(2)弹簧第一次恢复到原长时小物体B的速度大小；
(3)M、P两点之间的距离．
20．一个平行导轨放在水平面上，左侧接一个阻值Ω的电阻，两平行导轨间距为m，一质量kg、电阻Ω的导体棒垂直放在导轨上，接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数为，装置空间存在有方向垂直导轨平面向下的匀强磁场（俯视如图甲所示），起初时刻，导体棒距左端m，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，当t=4s时，导体棒恰好不滑动，求：
（1）在0内，流过电阻R的电荷量为多少？
（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数为多少？
（3） 若在4s末时开始对导体棒施加一个水平向右的恒力F=5.2N,要使回路中不再有感应电流，请推导磁场的磁感应强度B与时间t的关系式（将4s末作为该关系式的0时刻）。
21．如图所示，在平面直角坐标系的第一、二象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；在第三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在y轴的P点有一个质量为m、电荷量为－q（q>0）的带电粒子，具有沿x正方向的初速度v0（大小未知）。在x轴上有一点D，已知OD=d，OP=h。带电粒子重力可忽略，试求：
(1)若该粒子第1次经过x轴时恰好经过D点，初速度v0多大？
(2)若该粒子第3次经过x轴时恰好经过D点，初速度v0'多大？
试卷第页，共页
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参考答案：
1．CD
【解析】
【详解】
试题分析：粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，由类平抛运动规律、牛顿第二定律可以求出磁感应强度大小．
粒子在电场中运动时，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，根据速度的分解可得离开电场时的速度大小为，A错误；由于受到的洛伦兹力和速度方向垂直，所以不改变粒子运动速度大小，故离开磁场时速度仍为，B错误；离子在电场中做类平抛运动，竖直方向…①，…②，水平方向：…③，由①②③解得，C正确；当改用匀强磁场时，离子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：④，由几何知识可知，轨道半径…⑤，由④⑤解得：，D正确；
2．AC
【解析】
【详解】
BD．对M和N受力分析可知M、N在水平方向各自所受合外力均为零，若通电方向相同，则所受匀强磁场产生的安培力方向相同，而M、N相互产生的安培力方向相反，合外力不可能均为零，BD项错误；
AC．若通电方向相反，则所受匀强磁场产生的安培力方向相反，M、N之间的安培力为排斥力，且两者大小相等，根据F=BIL可知M、N中的电流大小相等时，每根导线受到的合力可能为零，AC项正确；
故选AC。
3．AD
【解析】
【详解】
A．从图中位置即中性面开始计时，感应电动势瞬时表达式为
e=Emsinωt
故A正确；
B．根据
Em=nBSω
增大线圈转动角速度ω时，感应电动势的峰值Em增大，故B错误。
C．减小电容器C两极板间的距离时，根据
电容增大，电容器对交变电流的阻碍作用减小，电流增大，灯泡A1变亮，故C错误；
D．抽去电感器L的铁芯时，自感系数变小，电感器对交变电流的阻碍作用减小，电流增大，灯泡A2变亮，故D正确。
故选AD。
4．BD
【解析】
【详解】
A．根据安培定则可知两条通电直导线在c、d两点的磁场方向如图，由叠加可知，c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相同。选项A错误；
B．两通电直导线，在O点的磁场方向相同，均沿y轴负向，大小均为
则O点的磁感应强度大小为
方向沿y轴负方向，选项B正确；
CD．d点的磁感应强度大小为
方向沿y轴负方向，选项C错误，D正确；
故选BD。
5．B
【解析】
【详解】
AB．元电荷是最小的电荷单位，即没有比e＝1.6×10-19 C再小的电荷量了，不能说电荷量很小的点电荷称为元电荷，故A错误，B正确；
C．电荷量的单位只能是库伦，故C错误；
D．物体所带的电荷量只能是元电荷e的整数倍，故D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
A．由图看出，带电粒子所在的电场线是直线，则无速度释放后，带电粒子在电场力作用下一定做加速直线运动，但是由于不是匀强电场，则粒子加速度不断变化，粒子做变加速直线运动，故A错误；
B．粒子只受电场力从静止开始运动，则电场力一定做正功，故B正确；
C．带负电粒子从电场中的A点无初速地释放将逆着电场线运动，一定向电势高的方向运动，故C错误；
D．带电粒子逆着电场线运动向左运动，电场线逐渐变密，则场强逐渐增大，由牛顿第二定律
可知加速度增大，故D错误；
故选B。
7．A
【解析】
【详解】
AB．若小磁针正上方有电子流自北向南水平通过，等效电流方向即为自南向北，所以小磁针的N极向西偏转，同理可知，若是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过，小磁针的N极向东偏转，A正确，B错误；
C．若是小磁针正上方有电子流自西向东水平通过，等效电流方向即为自东向西，在小磁针处产生的磁场向南，小磁针N极可能反向，但不可能向西偏转，C错误；
D．若小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针，由于异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向西偏转，但这只是一种使小磁针N极偏转的原因，也有可能是电流引起的，D错误。
故选A。
8．B
【解析】
【详解】
AB、由图可知，图像的斜率表示电场强度，从到的过程中电场强度先减小后增大，受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大，粒子的加速度也是先减小后增大，在位置加速度为零；粒子在运动过程中，粒子做加速度运动，速度越来越大，先增加得越来越慢，后增加得越来越快，故B正确，A错误；
C、粒子在运动过程中，受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大，根据动能定理可知图像的斜率先变小再变大，在位置的斜率为零，故C错误；
D、由于粒子带负电，根据电势能可知，变化规律与变化规律相反，故D错误；
图线正确的是选B．
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
点处的正电荷和点处的负电荷在点产生的场强方向均向右，只把点处的点电荷的电荷量减半，点处的点电荷在点产生的场强不变，点处的点电荷在点产生的场强减小，方向不变，根据叠加原理可知，变小。同理可知，、两点之间的连线上任意点的场强均变小，而、两点间的距离不变，则变小。
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
由对称性可知，P1左边内的电荷与P1右边内的电荷在P1处产生的电场强度的矢量和为零，即P1处的电场强度是由杆右端内的电荷产生的。而P2处的电场强度可看作是由杆右端内的电荷与杆左端内的电荷在P2处的电场强度的矢量和。设杆左端内的电荷在P2处的电场强度大小为，则
显然有
由分析知，两处的电场强度方向相反。
故选D。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．因为Q1、Q2为带正电的点电荷，只要放入电荷后，三个点电荷分别受到的合力为0即可，通过受力分析可知，q一定是负电荷，故A错误，B正确；
CD．由题知Q1>Q2，根据库仑定律，对q由平衡条件得
k=k
解得
即r1>r2，因此q可能在Q1、Q2连线上某点，但不可能是连线的中点，也可能在Q2的外侧某点，即q离Q2比离Q1近，故CD错误。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
在加速电场中，由动能定理得
在偏转电场中，离子做类平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做初速度为零的匀加速运动，则有
水平方向
L=v0t
竖直方向
vy=at
联立得
可见两种离子进入偏转电场前，由静止经同一加速电场加速，则y和tanθ相同；
而由
而两粒子的比荷相同、或者进入偏转电场时速度v0或动能相同时，偏转距离y和tanθ不相同，故A正确，BCD错误。
故选A。
13．B
【解析】
【详解】
试题分析：由电场的叠加知，在a点电场强度最大，选项A正确；a、b、c、d四点中，b点的电势最高，a点的电势最低，负电荷q在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，选项B错误、D正确；由于c、d关于MN连线对称，故c点和d点电势相同，选项C正确．故错误的选项为B．
考点：电势，电势能，电场强度
【名师点睛】
14．B
【解析】
【分析】
【详解】
设A、B两点电荷量分别为QA、QB则试探电荷C受到A、B两点电荷的电场力分别为
如图假设C带负电，则其受力如图合力为F，垂直与AB，由几何关系
解得
因为
所以
则A、B在D点产生的场强分别为
所以
故B正确。
故选B。
15． (0.699~0.701) 串 5500 B C 甲 5.2 B D
【解析】
【详解】
（1）[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，转动格数需要估读一位，则金属丝的直径为：
(0.699~0.701).
（2）[2] [3]电流表要改装成大量程的电压表，需要串联一个电阻用来分压，根据部分电路的欧姆定律：
解得：
（3）[4] [5] 伏安法测电阻的电源电动势为4V，选择C（3V）的电压表能够保证安全且量程较小，精确度较高，读数更正确；由此计算得到电阻丝的最大电流：
故电流表选择B（0.6A）即安全又读数更精确；
[6] 由选择的器材可得：
待测电阻丝为小电阻，采用电流表的外接法可以减小系统误差，故电路选择甲；
（4）[7]根据理论分析使用的甲电路，电流表的外接法+滑动变阻器的限流式，由此连接实物如图：
（5）[8]0.6A的电流表，最小刻度为0.02A，估读到本位，电流为0.50A；3V的电压表，最小刻度为0.1V，估读到下一位，电压为2.60V，则待测电阻丝的阻值为：
；
（6）[9]甲电路采用电流表的外接法，电压测量准确，系统误差来自于电压表不是理想电表导致有一定的分流，则，故选B；
[10] 乙电路采用电流表的内接法，电流的测量准确，系统误差来自于电流表不是理想电表导致有一定的分压，则，故选D。
16． 300 3.03 1.56 0.84
【解析】
【详解】
解：（1）[1]由题意可知，流经R2的电流为1.00mA，由欧姆定律可得G2两端的电压为
U1=R2I2=600.00×1.00×10-3V=0.6V
（2）①[2]将G改装成0.3A的电流表，由题图（b）和并联电路特点可知
②[3]改装后电流表的电流与表头电流的关系为
由闭合电路欧姆定律可得
整理得
由图可知图像的斜率
解得
E=1.56V
[4]图线横轴坐标的起点是1，则截距
r=0.84Ω
17．(1) (2)
【解析】
【详解】
（1）粒子在电场中偏转时做类平抛运动，则
垂直电场方向d=v0t，
平行电场方向
得vy=v0，到A点速度为v=v0
在磁场中速度大小不变，故从C点出磁场时速度大小仍为v0，方向与水平方向成45o角斜向右下方；
（2）在电场中偏转时，出A点时速度与水平方向成45°
vy=，并且vy=v0
得E=
在磁场中做匀速圆周运动，如图所示；由几何关系得R=d
又qvB=，且v=v0
得B=
解得 ．
点睛：本题中粒子先后在电场和磁场中运动，轨迹不同，研究方法也不同，电场中为类平抛运动，运用运动的分解和合成，磁场中为圆周运动，运用几何知识画轨迹，求半径．
18．(1)2：1；(2)
【解析】
【详解】
(1)根据左手定则可知，带正电的粒子向上偏转，从y轴射出，带负电的粒子向下偏转，从x轴射出，带电粒子运动的轨迹如图所示：
根据
可知两粒子运动的半径相同，均为
正粒子在磁场中转过的角度为120°，负粒子在磁场中转过的角度为60°，则根据可知，正负粒子在磁场中运动的时间之比2:1。
(2)由几何关系可知
正负粒子离开磁场时的位置之间的距离
19．(1) (2) (3)9l
【解析】
【分析】
根据题意已经知道B物体平衡时弹簧的形变量，对B进行受力分析，由共点力平衡条件求出弹力，利用胡克定律得到弹簧的劲度系数；A与B分离的临界条件即弹簧恢复原长的瞬间，利用机械能守恒求出B物体的速度；综合分析A与B碰撞前、碰撞后的运动过程，找到他们遵守的物理定律即动量守恒、机械能守恒，列出方程求解．并且知道C刚刚脱离挡板的条件是弹簧的拉力与C物体沿斜面的分力相等；
【详解】
(1)B静止时，受力如图所示，
根据物体平衡条件得
弹簧的劲度系数
(2)当弹簧第一次恢复原长时A、B恰好分离，设此时A、B速度的大小为v3，对A物体，从A、B分离到A速度变为0的过程，根据机械能守恒定律得
此过程中A物体上升的高度
得
(3)设A与B相碰前速度的大小为v1，A与B相碰后速度的大小为v2，M、P之间距离为x，对A物体，从开始下滑到A、B相碰的过程，根据机械能守恒定律得
A与B发生碰撞，根据动量守恒定律得
设B静止时弹簧的弹性势能为EP，从A、B开始压缩弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程，根据机械能守恒定律得
B物体的速度变为0时，C物体恰好离开挡板D，此时弹簧的伸长量也为l，弹簧的弹性势能也为EP
对B物体和弹簧，从A、B分离到B速度变为0的过程，由机械能守恒定律得
解得M、P两点之间的距离
20．(1)0.8C (2)0.32 (3)
【解析】
【详解】
（1）流过电阻R的电荷量：
而：
由法拉第电磁感应定律可知：
由此可得C
（2）当t=4s时，导体棒恰好不滑动，此时达到最大静摩擦力且受力平衡，则有：
而
代入数据得：
（3）无感应电流即无安培力，导体在恒力F、摩擦力作用下做匀加速直线运动， 由牛顿第二定律得：
导体棒的位移与时间关系：
无感应电流即磁通量不变：
故得：或T
21．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1)据图可知，粒子自P点做类平抛运动，则有
解得
(2)粒子进入磁场做圆周运动，如图所示
粒子第3次经过x轴恰好到达D，如图所示
d=3x－2Rsinθ
解得
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