山东省德州市齐河县高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

山东省德州市齐河县高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．河北定州中学2018月考]如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨、处于竖直向下的足够大的匀强磁场中，导轨间距为，导轨右端接有阻值为的电阻.一根质量为、电阻为的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好.现使金属棒以某一水平初速度向右运动，它先后经过位置后，到达位置处刚好静止.已知磁场的磁感应强度为，金属棒经过处的速度分别为，间距离等于间距离，导轨电阻忽略不计. 下列说法中正确的是（ ）
A．金属棒运动运到处时的加速度大小为
B．金属棒运动到处时通过电阻的电流方向由指向
C．金属棒在与过程中通过电阻的电荷量相等
D．金属棒在处的速度是其在处速度的倍
2．“嫦娥一号”卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200 km，运行周期127 min，若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件可以求出的是（ ）
A．月球的平均密度 B．卫星绕月球运动的速度
C．月球对卫星的引力 D．月球表面的重力加速度
3．某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是
A．c点场强大于d点场强
B．a点电势高于b点电势
C．若将一试探电荷－q由c移至d的过程中，电势能减小
D．若将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小
4．质量为m，带+q电量的的物块静止在绝缘水平面上．在空间加上竖直向上的匀强电场， 经时间t撤去电场，物块又经过时间t回到出发点，此时物体的动能为EK．不计空气阻力，重力加速度大小为g则下列说法正确的是（ ）
A．撤去电场前后物块的加速度大小之比为1:3
B．电场强度大小为
C．撤去电场时，物物块的重力势能是
D．撤去电场时，物块的动能是
二、单选题
5．如图所示，竖直放置的劲度系数为k的轻质弹簧，上端与质量为m、带电量为+q的小球连接，小球与弹簧绝缘，下端与放在水平桌面上的质量为M的绝缘物块相连，物块、弹簧和小球组成的系统处于静止状态．现突然加一个方向竖直向上，大小为E的匀强电场，某时刻物块对水平面的压力为零，则从加上匀强电场到物块对水平面的压力为零的过程中，小球电势能改变量的大小为（ ）
A． B．
C． D．
6．在研究原子物理时，科学家们经常借用宏观的力学模型模拟原子间的相互作用，如图所示，将一个半径为R的内壁光滑的圆管轨道（R远大于圆管直径）平放在水平地面上并固定，A、B、C、D四个点将圆轨道等分为四等份，在轨道的A点静止放着一个甲球，某一时刻另一个乙球从D点以某一速度沿顺时针方向运动，与甲球发生弹性碰撞，小球（可视为质点）直径略小于轨道内径，已知乙球质量远大于甲球的质量，则下列说法正确的是（　　）
A．第一次碰撞后瞬间乙球被反向弹回
B．第一次碰撞后到第二次碰撞前，乙球做非匀速圆周运动
C．第一次碰撞后到第二次碰撞前，甲、乙两球向心加速度大小之比为2：1
D．第二次碰撞在A点
7．如图所示，两平行金属板之间有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，其空间足够大，一带负电，电荷量为q质量为m的小球以速度v水平向右飞入两板之间，下列各种分析正确的是（　　）
A．若小球将垂直于电场方向从极板左侧飞出
B．若小球速度大小合适，其运动轨迹可以是直线
C．若小球将做平抛运动
D．无论满足怎样的条件，小球运动轨迹都不可能是直线
8．如图所示，将一带电小球A用绝缘棒固定，在它的正上方L处有一悬点O，通过长也为L的绝缘细线悬吊一个与A球带同种电荷的小球B，B球静止时，悬线与竖直方向成某一夹角θ，现设法增大A球电量，则重新平衡后悬线OB对B球的拉力FT的大小将（ ）
A．变大 B．变小
C．不变 D．不能确定
9．兴趣小组研究发现，用不同形状的斧子劈柴效果不同．如图所示是斧子劈柴的示意图，图中bc边为斧子的背，ab、ac边为斧子的刃面．为了容易劈开木柴，使用的斧子应
A．bc边长一些，ab、ac边短一些
B．bc边短一些，ab、ac边长一些
C．bc边一样长时，ab、ac边短一些
D．ab、ac边一样长时，bc边长一些
10．如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，置于绝缘水平桌面上的圆形铝质闭合线圈放在条形磁铁的正下方，开始时整个装置处于静止状态。在外力作用下将磁铁竖直向下移动一定距离(未接触桌面)，然后由静止释放，在之后的运动过程中，线圈始终未离开桌面，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．磁铁所受弹簧拉力与其重力相等时，磁铁的加速度为零
B．磁铁上升过程中，从上向下看，线圈中产生顺时针方向的电流
C．线圈对桌面压力大小可能大于其重力
D．磁铁最终会静止，整个过程线圈中产生的热量等于磁铁机械能的减少量
11．下列图中，A、B、C是匀强电场中的三个点，各点电势φA＝10V，φB＝2V，φC＝6V，A、B、C三点在同一平面上，图中电场强度的方向表示正确的是（　　）
A． B．
C． D．
12．下列说法错误的是
A．地面上的物体所受地球的引力方向一定指向地心
B．我国的同步卫星不能定点在北京市的正上方
C．计算滑动摩擦力做功时，应该用滑动摩擦力乘以相对位移
D．对于-5J和3J，当是势能的值时-5J<3J,当是功的值时-5J>3J
三、实验题
13．实验室现有下列器材：
电流表G（满偏电流为300μA，内阻为100Ω）；
电压表V1（量程为2V，内阻约为2000Ω）；
电阻箱R1（阻值范围0～9999Ω）；
电阻箱R2（阻值范围0～999.9Ω）；
滑动变阻器R3（最大阻值为100Ω）；
滑动变阻器R4（最大阻值为100kΩ）；
电源E（电动势6V，内阻约0.5Ω）；
单刀单掷开关S，导线若干．
(1)现需要将电流表G改装成3V的电压表，需要将电阻箱______（填R1或R2）的阻值调节为______Ω，与电流表G______（填“串”或“并”）联；
(2)为了测量电压表V1的内阻，设计如图所示的实验电路（改装后的电压表用V表示）．图中滑动变阻器R应选______（填R3或R4），若电压表V的示数为U，V1的示数为U1，变阻箱的示数为R2，则电压表V1的内阻RV的计算式为RV=______。
14．某实验小组要把一块电流表改装成电压表，遇到了两个问题：一是该电流表的表盘没有标注刻度数，但刻度均匀，总格数为N；二是内阻未知．通过对类似规格的电流表的参数比对，得到该电流表的满偏电流约700~800，内阻约100)．该组同学利用以下器材，通过下列三个步骤，完成了电压表的改装工作．
A．待测电流表G
B．电流表A：量程0.6A，内阻约为0.1
C．电压表V：量程3V，内阻RV=3k
D．电阻箱R2：最大阻值999.9
E.滑动变阻器R1：最大阻值5k，额定电流0.1A
F. 滑动变阻器R3：最大阻值5，额定电流0.5A
G.电源：电动势3V，内阻约为1.5
H.开关两个S1、S2
（1）步骤一：测定电流表的内阻．设计了上图所示实验电路，请分析并补全以下操作：
①将R1的滑动端拨至_______端；(填“a”或“b”)
②仅闭合S1，调节R1，使电流表的指针偏转N个格；
③仅调节_______，使电流表的指针偏转个格；
④记录_____________________，则电流表的内阻为_______．
（2）步骤二：
①测定该电流变的满偏电流．除电源和开关外，还需要的器材是____________；（填器材前面的字母序号）
②请在线框中画出方便简洁的实验电路图_________；
③若在上图实验中，待测电流表指针偏转了n个格，还需要记录的测量值及相应符号为_____________，电流表的满偏电流为________，将此电流表改装为一个量程为U0的电压表需要 ______（填“串联”或“并联”）一个定值电阻Rx，Rx=__________．（用以上各步骤中记录的测量量和已知量表示）
四、解答题
15．一辆质量是m=1000kg的汽车在平直的路面上行驶，汽车受到的阻力恒为f=2000N。
（1）当汽车以a=2m/s2的加速度行驶到速度为v=15m/s时，求汽车的实际功率P；
（2）若汽车以此功率匀速行驶时速度vm多大？
16．如图所示，在坐标系xOy中，x轴水平向右，y轴竖直向下，在虚线右侧区域内存在水平向左的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球从原点O以某一初速度水平抛出，小球从A点进入电场区域，从C点穿出电场边界且小球在C点的速度方向与水平方向的夹角，已知A、C两点的纵坐标之比为1：9，B点为小球在电场中运动的最右端，不计空气阻力。求：
(1)小球从O点运动到A点的时间与从A点运动到C点的时间之比；
(2)匀强电场的场强大小E和小球从O点水平抛出的初速度大小；
(3)小球在电场中运动的最小速度。
17．如图甲所示，两平行金属板AB、CD正对放置构成电容器，板间距离为d，其中AB板接电源正极，CD板接电源负极，电压为U，O点为两板间的中心点，A、O、D三点在同一水平直线上，两板倾斜与水平方向的夹角为θ=37°，现有一质量为m的带电液滴从靠近A端点位置以一定初速度水平飞入两板之间，液滴恰好沿直线运动到靠近D点时速度为零（重力加速度为g，），求：
（1）液滴带何种电荷？带电量为多少？
（2）液滴的初速度为多少？
（3）若将两板绕中心点O转至水平（如图乙所示），液滴仍然以原来相同的水平传送带正对O点飞入两板之间，试通过计算判断液滴是否会飞离平行板之间？若能，请求出液滴从平行板右侧什么位置离开电场；若并不能，请求出液滴打在哪个板的什么位置．
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．金属杆运动到处时，有
由牛顿第二定律得金属加速度
A错误；
B．金属棒运动到处时，由右手定则可知，通过电阻的电流方向由指向，B正确；
C．金属棒在过程中，通过电阻的电荷量
则同理，在的过程中，通过电阻的电荷量
由于
可得
C正确；
D．对金属棒在的过程中，对金属棒运用动量定理得
而
解得
同理，对金属棒在的过程中，对金属棒运用动量定理得
而
解得
因
因此
D错误。
故选 BC。
2．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A．万有引力提供卫星运动的向心力
已知周期、月球半径和轨道高度，可以求出月球的质量M，而
月球的密度
可以算出月球的平均密度，A正确；
B．卫星绕月球做匀速运动，速度
B正确；
C．由于卫星的质量未知，引力无法计算，C错误；
D．在月球表面，万有引力等于重力，则有
可以计算月球表明的重力加速度，D正确。
故选ABD。
3．BD
【解析】
【详解】
A．电场线的密的地方场强大，点电场线比点密，所以点场强大，故A错误；
B．沿着电场线方向电势降低，点电势高于点电势，故B正确；
C．沿着电场线方向电势降低，点电势高于点电势；若将一试探电荷由移至的过程中，电场力做负功，电势能增大，故C错误；
D．点电势高于点电势，若将一试探电荷由移至的过程中，电场力对电荷做正功，电荷电势能减小，故D正确；
故选BD。
4．AD
【解析】
【详解】
A．设有电场时物块的加速度为a1，撤去电场后的加速度为a2，则由位移关系：，解得a2=3a1，选项A正确；
B．由牛顿第二定律可知：；mg=ma2，解得，选项B错误；
C．若设撤去电场时物块离地面的高度为h，则对物块的整个过程中，只有电场力做功，则由动能定理可知：，则刚撤去电场时的重力势能：，选项C错误；
D．撤去电场后的过程，由动能定理可得：，则，选项D正确；
故选AD。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
开始弹簧被压缩，压缩量为
当加入一个竖直向上，大小为E的匀强电场后，当某时刻物块对水平面的压力为零时，弹簧对物块的拉力为Mg，所以弹簧又被物块M拉长了
小球电势能改变等于静电力做功，由于电场力恒定，则电场力做功为
故A正确，BCD错误。
故选A。
【点睛】
考点：胡克定律；电场力的功和电势能。
6．D
【解析】
【详解】
A．根据弹性碰撞有
解得
，
则第一次碰撞后瞬间乙球与甲球的速度方向相同都是顺时针方向运动，所以A错误；
B．第一次碰撞后到第二次碰撞前，乙球速度保持不变，还是做匀速圆周运动，所以B错误；
C．根据
可知，第一次碰撞后到第二次碰撞前，甲、乙两球向心加速度大小之比为4：1，所以C错误；
D．由于碰撞后，甲的速度是乙的速度的2倍，则第二次碰撞在A点，所以D正确；
故选D。
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由受力分析知，小球刚进去两板瞬间受竖直向上的电场力、竖直向下的重力和洛仑兹力，若，小球在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动，空间足够大，由几何关系知，小球将垂直于电场方向从极板左侧飞出，故A正确；
B．若，则合力与速度不共线，小球将做曲线运动，故B错误；
C．若，此时电场力与洛仑兹力等大反向，但小球在重力作用下速度将增大，洛伦兹力将增大，故小球不仅是受重力作用，故不能做平抛运动，故C错误；
D．若
则小球做匀速直线运动，故D错误。
故选A。
8．C
【解析】
【详解】
以小球为研究对象，球受到重力G，A的斥力和线的拉力三个力作用，作出力图，如图．
作出、的合力F，则由平衡条件得：F=G，根据得：，得，在增大A球电量的过程中，OB、OA、G均不变，则线的拉力不变．故选C．
【点睛】以小球B为研究对象，在增大A球电量的过程中，处于动态平衡状态．小球受到重力G，A的斥力和线的拉力三个力作用，作出力图，根据相似三角形原理得到线的拉力与线长的关系分析求解．
9．B
【解析】
【详解】
如图所示：斧头的重力形成对木柴两端的挤压力，两力与斧头的ab、ac边相互垂直；
则可知当bc边短一些，ab、ac边长一些时两力之间的夹角更大，则两分力更大；故B正确，ACD错误；
10．C
【解析】
【详解】
A．若磁铁向上运动，会受到向下的安培阻力，若向下运动，会受到向上的安培阻力，因此当磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁的加速度不一定为零，故A错误；
B．当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律知，感应电流的磁场的方向向上，俯视线圈，线圈中产生逆时针方向的电流，故B错误；
C．根据楞次定律，磁铁向下运动时，受到向上的安培阻力，所以磁铁对线圈的作用力的方向向下，此时线圈对桌面压力大于其重力，故C正确；
D．磁铁最终静止于起始时的平衡位置，根据能量守恒定律，从静止释放至停止，弹簧的弹性势能的减少量等于磁铁重力势能的增加量与线圈中产生的焦耳热之和，故D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
据题，A、B、C三点的电势分别，，，因为匀强电场中沿电场线方向相同距离电势差相等，则A、B两点连线中点的电势为
因此该中点与C点的连线为等势线，那么与此连线垂直的直线即为电场线，由于，，又因为沿着电场线电势降低，所以电场线方向垂直于的中点与C点连线向下，故选D。
12．C
【解析】
【详解】
A．根据万有引力定律可知，地面上的物体所受地球的引力方向一定指向地心，故A正确，与题意不符；
B．地球同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，就稳定做圆周运动，这是不可能的，因此地球同步卫星相对地面静止不动，所以必须定点在赤道的正上方，故B项正确，与题意不符；
C．滑动摩擦力做功与路径有关，所以计算滑动摩擦力做功时，应该用滑动摩擦力乘以路程，故C项错误，与题意相符；
D．势能的正负表示大小，所以当是势能的值时-5J<3J，功有正、负之分，但功的正负不是表示方向，是表示力对物体的做功效果的，所以-5J比3J的功大，故D项正确，与题意不符．
13． R1 9900 串 R3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]改装成3V的电压表，应串联的电阻阻值为
故应选择的电阻箱为R1，应调节为9900，并与电流表串联。
(2)[4]实验采用了分压式接法，选择R3阻值较小，方便调节。
[5]据串并联知识可得
整理可得。
14． b R2 R2的阻值 R2 CE 电压表读数U 串联
【解析】
【详解】
（1）将滑动变阻器拨至b端在将电路接通，电路中的电流最小，具有保护电路的作用；
（2）闭合S2以后，因接入的滑动变阻器的阻值很大，因此在不改变滑动变阻器的情况下电路的干路电流不变，因两块表并联，此时调节R2的阻值使电流表的示数偏转格，则可认为R2中的电流和待测电表的电流相同，则电阻R2的阻值和电流表的阻值相同，因此要记录R2的阻值；
（3）电流表的电流校准需要将一块标准的电流表和待测电流表串联，但是电流表A的量程和待测电流表相比过大，无法进行测量，但是电压表的内阻已知，故可以用电压表和待测电流表串联进行校准，且滑动变阻器R2的阻值过小，将R2和电压表串联在一起进行调节示数变化不明显，因此滑动变阻器需要选R1，需要的器材为CE，电路图如下：
（4）因电压表和电流变串联，因此当偏转N格时电流表的电流为，又因电流表示数分布均匀，因此电流表的满偏电流为；
（5）电流表改为电压表需要串联电阻，串联后的量程为，且电流变的内阻为R2由欧姆定律有
，解得．
15．（1）60000W ；（2）30m/s
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由公式
由牛顿第二定律
联立解得
P=60000W
（2）由公式
解得
vm=30m/s
16．(1)1：2；(2)；(3)
【解析】
【详解】
(1)小球在竖直方向一直做自由落体运动，设小球水平抛出时的初速度为，A点的纵坐标为，小球从O点运动到A点的时间为tOA，从A点运动到C点的时间为tAC，由运动学公式有
解得
(2)在水平方向：小球在进入电场前做匀速运动，进入电场后做匀变速运动，且
小球从C点穿出电场边界时，其水平方向大小为v0，设小球经过C点时的竖直速度大小为，则
，
，
解得
设AB间的水平距离为，则
，，
解得
(3)，故，与x轴方向夹角为，则
故
如图沿方向建立坐标系，可知小球在方向上做匀速直线运动，在方向上做匀减速直线运动，当方向分速度为零时，小球在电场中有最小速度，与轴夹角为
则
解得
17．（1）液滴带负电； ；（2） （3）液滴能从右侧飞离平行板，且离开时向上偏离右侧中点的距离为
【解析】
【详解】
（1）液滴要沿直线运动，其所受电场力和重力的合力必须沿水平方向，其受力如图所示．
电场力应垂直指向AB板，故液滴带负电．
由竖直方向平衡得，解得
（2）由动能定理可得，将（1）结果代入可得
（3）若将金属板转至水平，液滴在两板间做类平抛运动，其加速度为
由牛顿第二定律可得，求得
假设液滴从右侧飞出，则，其中L为板的长度
偏转位移，解得
故液滴能从右侧飞离平行板，且离开时向上偏离右侧中点的距离为
综上所述本题答案是：（1）液滴带负电； ；（2） （3）液滴能从右侧飞离平行板，且离开时向上偏离右侧中点的距离为
点睛：本题考查了带电粒子在电场中的受力及在电场中的运动情况，分方向解类平抛问题．
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