黑龙江省大庆市高二（下）开学测试物理试题（word版含答案）

黑龙江省大庆市高二（下）开学测试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示，空间有范围足够大的匀强电场，电场强度大小为E，方向与水平方向夹角为，一质量为m、电荷量的带正电小球（可视为质点，从A点以初速度竖直向上抛出，经过-段时间后运动到B点，A、B两点在同一电场线上，重力加速度为g，不计空气阻力，带电小球从A点到B点过程中（　　）
A．用时为 B．动能增加
C．电势能减少 D．机械能增加
2．关于交变电流的有效值U和最大值Um，下列说法正确的是（　　）
A．任何形式的交流电压的有效值都是U=
B．正弦式交变电流具有U=的关系
C．照明电压220V和动力电压380V指的都是有效值
D．交流电压表和电流表测量的是交流电的最大值
3．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（　　）
A．当R2=R1＋r时，R2上获得最大功率
B．当R2=R1＋r时，R1上获得最大功率
C．当R2=0时，R1上获得最大功率
D．当R2=0时，电源的输出功率最大
4．如图所示，在纸面内水平向右的水平匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场中，有一水平的固定绝缘杆，小环P套在杆上，P的质量为m，电量为q（q>0），P与杆间的动摩擦因数为μ，电场强度为E，磁感应强度为B，重力沿纸面向下，小环由静止起开始滑动，设电场、磁场区域足够大，杆足够长。在运动过程中小环最大加速度为a0，最大速度为v0，则下列判断正确的是（　　）
A．当a=0.5a0时小环的加速度一定增大
B．当v=0.5v0时小环的加速度一定减小
C．若加速度最大时，小环运动时间为t，则小环位移为
D．当v=0.5v0时，小环的加速度a与a0之比一定大于0.5
5．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，图中实线为电场线，不计粒子所受重力，则（　　）
A．粒子带负电
B．粒子加速度逐渐减小
C．带电粒子在电场中的电势能在不断减小
D．粒子的速度在不断增大
6．如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是( )
A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C．在t1~ t2时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流
D．在t1~ t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势
二、单选题
7．在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核的轨迹是两个相切的圆，圆的半径比为2∶1，如图所示，那么碳的衰变方程是 (　　 )
A．
B．
C．
D．
8．如图所示为远距离输电的电路图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．闭合开关S
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电流减小
C．输电线上交流电的频率减小
D．输电线上损耗的功率增大
9．用一个满偏电流为10 mA、内阻为40 Ω的电流表，一个电动势为1.5 V、内阻为1 Ω的干电池和一个可变电阻组装成一个欧姆表，可变电阻应选（ ）
A．0～20 Ω B．0～50 Ω
C．0～100 Ω D．0～200 Ω
10．如图所示，一质子以速度v从左侧射入互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，在不计重力的情况下，下列说法正确的是 （ ）
A．若电子以相同速度v射入该区域，将会发生偏转
B．无论何种带电粒子，只要以相同速度射入都不会发生偏转
C．若质子的速度v'D．若质子从右侧以相同大小的速度射入仍然不发生偏转
11．两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，c在两点电荷的连线上，一带电粒子以某一速度从图中a点进入该电场，其运动轨迹为图中实线。若该粒子只受静电力作用，则下列说法正确的是（　　）
A．粒子带正电荷
B．b点和d点的电场强度相同
C．a点和e点的电场强度都为零
D．粒子从a点运动到e点的过程中，电势能先变大后变小
12．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法，以下表达式中不属于用比值法定义的是（　　）
A． B． C． D．
13．如图，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为（　　）
A．电压表示数增大，电流表示数减少
B．电压表示数减少，电流表示数增大
C．两电表示数都增大
D．两电表示数都减少
14．如图所示,甲、乙两个矩形线圈同处于纸面内,甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近,甲、乙两线圈分别处于垂直纸面方向的匀强磁场中,穿过甲的磁场的磁感应强度为B1,方向指向纸面内,穿过乙的磁场的磁感应强度为B2,方向指向纸面外,两个磁场可同时变化．当发现ab边和cd边之间有排斥力时,磁场的变化情况可能是( )
A．B1变小,B2变大 B．B1不变,B2变小 C．B1变小,B2变小 D．B1变大,B2变大
15．科学实验证明，足够长通电直导线周围某点的磁感应强度大小，式中常量k>0，I为电流强度，l为该点与导线的距离。如图所示，两根足够长平行直导线分别通有电流3I和I（方向已在图中标出），其中a、b为两根足够长直导线连线的三等分点，O为两根足够长直导线连线的中点，下列说法正确的是（　　）
A．a点和b点的磁感应强度方向相同
B．a点的磁感应强度比O点的磁感应强度小
C．b点的磁感应强度比O点的磁感应强度大
D．a点和b点的磁感应强度大小之比为5：7
16．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则（ ）
A．用电器增加时，变压器输出电压增大
B．要提高用户的电压，滑动触头P应向下滑
C．用电器增加时，输电线的热损耗减少
D．用电器增加时，变压器的输入功率增加
17．下列关于电场的描述，正确的是（　　）
A．电场中某点的电势有正负，所以电势是矢量
B．电场中某点的电势与零电势点的选取无关
C．同一点电荷处于电场中的不同位置时，具有的电势能越大，说明那一点的电势越高
D．同一点电荷在电场中任意两点间移动时，只要静电力做的功相同，那么两点间的电势差相等
18．如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应（　　）
A．先拆除电流表 B．先断开S1
C．先拆除哪个器件都可以 D．先断开S2
三、实验题
19．某同学要通过实验测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器R1（10Ω，2A）、滑动变阻器R2（）、定值电阻R0为1.5Ω、电键S及导线若干．
(1)为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用____（填“R1”或“R2”）．
(2)本次实验按照如图1所示实物连接线路图连接好后进行测量，测得数据如表所示．
次数 待测量 1 2 3 4 5
I/A 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50
U/V 1.46 1.45 1.43 1.42 1.39
由上表数据可看出，电压表示数变化不明显，试分析引起上述情况的原因是____．
(3)为使电压表的示数变化更明显，请将上述器材的连线略加改动，在图2方框中画出改动后的实验电路图．( )
(4)实验中改变滑动变阻器的阻值，根据测出数据画出的U﹣I图线如图3所示，则此干电池的内阻r=_____Ω．（保留两位小数）
20．左图为游标卡尺，右图为螺旋测微器，它们的示数为（1）_____________mm；（2）_________mm；
四、解答题
21．如图，比荷分别为k和2k的甲、乙两带正电粒子不计重力，由静止状态经相同电压U加速后从坐标原点O沿x轴的正方向射入匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，经两磁场后分别打在屏上、两点未标出．已知Ⅰ、Ⅱ两磁场是相邻的矩形区域，区域的宽均为a，区域的边界平行于y轴，两磁场的方向均与Oxy坐标平面垂直但方向相反，磁感应强度的大小均为式中U为加速电压．屏垂直于x轴且到y轴的距离为6a．
求甲、乙两粒子在磁场Ⅱ中运动的轨迹的半径之比：
求与两点间的距离
若使甲、乙两粒子最终能打到屏上的同一点见图且方向均沿x轴的正方向，可在磁场Ⅰ、Ⅱ的基础上再加上若干磁场区．
请在图中画出可能的磁场区域所在的位置并在图中标明磁场的方向
在的情况下，试求甲、乙两粒子从O点运动到点的时间之比：．
22．如图所示，相距为d的两平行金属板M、N与电池组相连后，其间形成匀强电场，一带正电粒子从M极板边缘垂直于电场方向射入，并打在N极板的正中央。不计重力，现欲把N极板远离M极板平移，使原样射入的粒子能够射出电场，就下列两种情况求出N极板至少移动的距离。
（1）电键S闭合；
（2）把闭合的电键S打开后。
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参考答案：
1．AD
【解析】
【详解】
A．带电小球所受电场力
对带电小球进行受力分析易得：竖直方向合力为0，水平方向合力为
知带电小球做加速度的类平抛运动，由A点到B点过程中水平和竖直位移相等有
得A点到B点用时为
故选项A正确：
B．带电小球运动到B点时的速
动能增量
故选项B错误：
C．由A点到B点带电小球所受合外力做功
且
电场力做功
即电势能减少，故选项C错误；
D．机械能增量等于电场力所做的功，故选项D正确。
故选AD。
2．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．只有正弦交流电具有，对于其他交流电的有效值根据通过相等的电阻在相等的时间内产生的热量相等原理计算，故A错误，B正确；
CD．交流电表里的示数为有效值，照明电压220V，动力电压380V指的都是有效值，故C正确，D错误。
故选BC。
3．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为（R1＋r）的电源（等效电源）连成的闭合电路，如图所示
R2的电功率是等效电源的输出功率，显然当R2=R1＋r时，R2获得的电功率最大，A正确；
BC．在讨论R1的电功率时，由
I=
及
P1=I2R1
可知，R2=0时，R1获得的电功率最大，B错误，C正确；
D．当R1＋R2=r时，电源的输出功率最大，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2=0时，电源输出功率并不一定最大，D错误。
故选AC。
4．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
刚开始滑动，环的速度较小，受到的洛伦兹力较小，轨道对环的作用力向上，竖直方向、水平方向分别满足
随着速度增大，N1减小，加速度增大，当时，N1=0，加速度最大，满足
最大加速度为，之后，随着速度的增大，轨道对环的作用力向下，满足
随着速度增大，加速度开始减小，当时，a=0时，速度最大，满足
可得最大速度为
之后环以v0匀速运动。
A．整个过程，环的加速度先增大至a0后减小为零，当a=0.5a0时小环的加速度可能增大、可能减小，A错误；
B．当v=0.5v0时，设轨道对环的作用力竖直向上，环受到的合力为
由于，合力为
刚开始，环能加速前进，满足，由可知，，故
小环的加速度一定减小，此时小环的加速度a与a0之比为
BD正确；
C．在加速度增大的过程，满足
在极短时间内，满足
加速度达到最大的过程，小环运动时间为t，有，，可得
其中v1为加速度最大时的速度，由前面分析可知，，联立可得小环位移为
C正确。
故选BCD。
5．AB
【解析】
【详解】
A．由图所示，粒子从A到B，根据曲线运动条件可知，电场力逆着电场线方向，所以粒子带负电，故A正确；
B．从A到B，电场线越来越疏，场强逐渐减小，粒子所受的电场力也减小，则其加速度逐渐减小，故B正确；
C．从A到B，电场力做负功电势能增加，故C错误；
D．粒子从A到B，电场力方向与速度方向夹角大于90°，对粒子做负功，因此粒子的速度不断减小，故D错误。
故选AB。
6．BD
【解析】
【详解】
由B-t图知，时刻磁通量的变化率为零，则感应电流为零，L上的磁通量为零；故A错误；
在时刻，磁感应强度为零，但是磁通量的变化率最大，则感应电流最大，通过金属圆环的磁通量最大．B正确；在时间内，磁通量的变化率不断变大，则线圈内的感应电流不断变大，根据楞次定律，在线圈中的电流方向f到c，根据右手螺旋定则，穿过圆环的磁通量向外增大，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流．故C错误．在时间内，L内的磁场增加，由愣次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增加，故有收缩的趋势，故D正确．
7．D
【解析】
【详解】
由静止的碳核得到的两个粒子运动速度方向相反，并且两个粒子满足动量守恒定律，即
mv=MV
由题意可知，粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径比2：1，根据 知，电荷量之比为1：2，轨迹圆外切，知放射的粒子与反冲核带同种电荷，故D正确，ABC错误．
故选D．
点睛：核反应与动量守恒定律相结合判断粒子，是高考种常见的一种考查原子物理学的方式．由于原子核和电子均为带电粒子，所以原子物理的考查多数和电场知识和磁场知识相结合．
8．D
【解析】
【详解】
由题意知发电厂的输出电压不变，即升压变压器的输入电压不变，升压变压器的输出电压不变，故A错误；因为负载并联，开关闭合后，总电流增大，即降压变压器的输出电流增大，故B错误；变压器不改变频率，故频率不变，故C错误；开关闭合后，总电流增大，即降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，
根据P损=I2线R，输电线的电阻不变，所以输电线上的功率损耗增大，故D正确；
故选D．
点睛：对于远距离输电问题，一定要明确整个过程中的功率、电压关系，尤其注意导线上损失的电压和功率与哪些因素有关．
9．D
【解析】
【详解】
试题分析：因为电流表是串联在欧姆表的电路中的，所以当欧姆的两个表笔短接时，电路中的电流不能超过Rm==150Ω，而电流表的内阻是40Ω，所以所串联的电阻不能少于R=150Ω-40Ω=110Ω，所以D提供的可变电阻可以满足，选项D正确．
考点：欧姆表的工作原理
【名师点睛】本题考查了欧姆表的工作原理，关键是理解当欧姆表的表笔短接时，电路中的电流最大，最大不能超过电流表的满偏电流．根据欧姆表的工作原理分析，欧姆表包含一个电源，电流计，和可变电阻，这三个仪器是串联在一起的，工作时的电流不能超过电流计的满偏电流，据此分析．
10．B
【解析】
【详解】
试题分析：穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，则,,与带电正负无关，A错误、B正确；当v′＜v，qvB＜qE，它将向下偏转，C错误；若质子从右侧以相同大小的速度射入受到的洛伦磁力和电场力都向下，向下偏转，D错误．
考点：速度选择器
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面的特点可得，该图中正电荷位于上方，负电荷位于下方，从粒子运动轨迹可看出，轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到了向上的电场力作用，所以粒子带负电荷，故A错误；
B．b点和d点的电场强度大小相同，但是方向不同，故B错误；
C．a点和e点都在中垂线上，且位置对称，所以a点和e点的电场强度相同但不为零，电势为零，故C错误；
D．粒子从a点运动到b点再到c点的过程中，电场力做负功，粒子从c点运动到d点再到e点的过程中，电场力做正功，故粒子从a点运动到e点的过程中，电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，故D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
比值法定义，被定义的物理量与用来定义的物理量间没有因果关联，所以选项中只有B有因果关联，符合题意。
故选B。
13．A
【解析】
【详解】
当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路的电阻增大，与R2并联的电阻增大，外电路总电阻R总增大，总电流I减小，由路端电压
U=E-Ir
可知U增大，即电压表读数增大；并联部分的电阻增大，分担的电压增大，U2增大，流过R2的电流I2增大，电流表的读数
IA=I-I2
电流表示数将减小；
故选A。
14．A
【解析】
【详解】
当发现ab边和cd边间有排斥力时，说明ab边和cd边中的电流的方向相反，所以两个线圈中感应电流的方向都是顺时针或都是逆时针，若都是顺时针，则B1变小，B2变大；若都是逆时针则B1变大，B2变小；故BCD错误，A正确．
15．A
【解析】
【详解】
A．左边导线在a点和b点产生的磁场方向向下，右边导线在a点和b点产生的磁场反向也向下，故a点和b点磁场方向相同，均向下，故A正确；
B．设两导线之间距离为3l，则a点的磁感应强度为
O点的磁感应强度为
故a点磁感应强度大于O点，故B错误；
C．b点磁感应强度为
故b点磁感应强度小于O点，故C错误；
D．由B、C分析可知，a点和b点的磁感应强度大小之比为
故D错误；
故选A。
16．D
【解析】
【详解】
A．由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，故A错误；
B．根据变压器原理可知输出电压
当滑动触头P应向上滑时，增大，所以输出电压增大，故B错误；
C．由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线上热损耗增大，故C错误；
D．用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，故D正确
故选D。
【点睛】
对于理想变压器要明确两个关系：一是输出电压由输入电压决定，二是输入功率由输出功率决定．明确这两个关系然后根据有关电路知识即可求解．
17．D
【解析】
【详解】
A．电场中某点的电势有正负，但是电势是标量，选项A错误；
B．电场中某点的电势具有相对性，与零电势点的选取有关，选项B错误；
C．同一正点电荷处于电场中的不同位置时，具有的电势能越大，说明那一点的电势越高，负点电荷则相反，选项C错误；
D．同一点电荷在电场中任意两点间移动时，只要静电力做的功相同，那么两点间的电势差相等，选项D正确。
故选D。
18．D
【解析】
【详解】
若先断开开关S1或先拆去电流表，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S2，ABC错误，D正确。
故选 D。
19． R1 新电池的内阻很小，所以导致内电路的电压降很小 0.20Ω
【解析】
【详解】
(1)[1]因电源内阻较小，为了便于调节，选择总阻值较小的R1；
(2)[2]由表中数据可知，电压表示数不明显，说明路端电压变化不明显；原因是新电池的内阻很小，所以导致内电路的电压降很小；
(3)[3]为了减小实验中内阻测量的误差，将定值电阻R0与电源相连，采用等效的方法来增大内阻；故设计电路如图所示
(4)[4]图像的斜率等于等效内阻，故内阻
所以
r=1.70-1.5=0.20Ω
20． 100.35 9.953
【解析】
【详解】
（1）[1].游标卡尺的主尺读数为100mm，游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为7×0.05mm=0.35mm，所以最终读数为：100mm+0.35mm=100.35mm．
（2）[2].螺旋测微器的固定刻度为9.5mm，可动刻度为45.3×0.01mm=0.453mm，所以最终读数为9.5mm+0.453mm=9.953mm；
21．（1）； （2） ；
（3）①．
②．
【解析】
【分析】
由动能定理求得粒子速度，再根据洛伦兹力做向心力求得轨道半径；根据匀速圆周运动和匀速直线运动规律，由几何关系求得偏移，从而得到两点间的距离；根据速度方向变化得到磁场类型，在根据偏移量相等得到磁场宽度；根据几何关系得到粒子在磁场中转过的中心角，即可根据周期求得在磁场中的运动时间；再根据匀速直线运动规律得到在非磁场区域的运动时间，从而得到两粒子运动时间之比．
【详解】
设粒子质量为m，电荷量为q，加速后的速度为v，那么，由动能定理可得：，所以，；
那么，粒子在磁场Ⅱ中运动的速度为v，粒子只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力，设轨道半径为R，则有：；
所以，轨道半径；故，
那么，甲、乙两粒子在磁场Ⅱ中运动的轨迹的半径之比；
由根据粒子的轨道半径，根据粒子在磁场中做匀速圆周运动，离开磁场后做匀速直线运动；
由几何关系可得：粒子在区域Ⅰ做逆时针旋转，在区域Ⅱ做顺时针旋转，且转动角度相同，故粒子离开磁场时的速度方向沿方向；
故粒子打在屏上的纵坐标；
故，，所以，；
由可得：增加两个方向相反的磁场，磁场宽度相同且都小于轨道半径时，粒子离开磁场后的方向沿方向；
又有两粒子轨道半径不同，那么，每次偏转位移不等，故要使粒子打在同一位置，那么，后添加的磁场正好把前面磁场产生的偏转位移抵消；
根据几何关系可得：要使甲、乙两粒子最终能打到屏上的同一点且方向均沿x轴的正方向，只能在x轴区间任意位置加上对称磁场，且沿方向，先向外后向里；
故可能的磁场区域如图所示：
甲粒子在每个磁场区间转过的中心角，故在磁场中的运动时间；
甲粒子在非磁场区间运动时间；
乙粒子在每个磁场区间转过的中心角，故在磁场中的运动时间；
乙粒子在非磁场区间运动时间；
故甲、乙两粒子从O点运动到点的时间之比；
【点睛】
带电粒子在磁场中的运动问题，一般应用洛伦兹力做向心力得到轨道半径表达式，即可由几何关系得到运动轨迹及中心角，从而得到粒子运动时间．
22．（1）若开关S始终闭合，则这个距离应为d；（2）若在开关S断开后再移动N板，这个距离又应为3d
【解析】
【分析】
【详解】
（1）S1闭合时，两极板间电压U不变，有
d=，d+x1=
得
解得：x1=d
（2）断开S后，两极板间场强E不变，于是
d=，
得
解得
x2=3d
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