山东省济南市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

山东省济南市高二（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，在第二象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，有一个带电粒子（重力不计）以垂直于轴的初速度从轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限，已知OP之间的距离为，则带电粒子（　　）
A．带正电荷
B．在电场中运动的时间为
C．在磁场中做圆周运动的半径为2
D．在磁场中运动半周
2．如图，水平的皮带传送装置中，O1为主动轮，O2为从动轮，皮带逆时针匀速移动且不打滑．此时把一重10N的物体由静止放在皮带上的A点，若物体和皮带间的动摩擦因数μ＝0．4．则下列说法正确的是
A．刚放上时，物体受到向左的滑动摩擦力4N
B．达到相对静止后，物体在A点右侧，受到的是静摩擦力
C．皮带上M点受到向下的静摩擦力
D．皮带上N点受到向下的静摩擦力
3．如图所示，滑块套在光滑的水平轨道上（足够长），小球通过长的轻质细杆与滑块上的光滑轴连接，小球质量为、滑块质量为。小球和轻杆可在竖直平面内绕轴自由转动，小球可视为质点，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度，重力加速度取，则小球通过最高点时的速度大小和小球击中滑块右侧轨道的位置与小球起始位置间的距离分别为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图，重物质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，通过电动机的电流为I=5.0A，重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A．电动机的机械功率为450W
B．电动机提升重物的功率为550W
C．电动机的线圈电阻为22Ω
D．电动机的线圈电阻为4Ω
二、单选题
5．如图所示，A为圆柱形合金材料（该合金材料的磁性随温度升高而增强），B为线圈并套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径。现若给A加热，则（ ）
A．线圈B中磁通量增加
B．线圈B中磁通量减小
C．线圈B中磁通量不变
D．条件不足，B中磁通量的变化无法判断
6．如图，在光滑绝缘水平面上．三个带电小球a、b和c分别位于边长为L的正方形的三个顶点上；a、b被固定且带正电，电荷量均为q，c可自由滑动且带负电．整个系统置于方向水平的匀强电场中．已知静电力常量为k．若C处于静止状态，则匀强电场场强的大小和方向为
A．方向由b指向c B．方向由a指向c
C．方向由d指向c D．方向由d指向c
7．如图所示，一个花洒喷水头挂在竖直墙上．开启水龙头后，假设喷水头出水速度不变，喷出的水在空中做平抛运动，则下列说法正确的是
A．喷水头越高，水落地时速度越小
B．水落地时的速度与喷水头高度无关
C．喷水头越高，水从喷出到落地所需时间越长
D．水从喷出到落地所需时间与喷水头高度无关
8．逢年过节，路上挂满喜庆的红灯笼，如图所示有3个灯笼，在风的吹拂下悬绳与竖直方向的夹角为37°，设每个红灯笼的质量均为m，相邻的红灯笼之间用绳子相连接，自上往下数，第一个红灯笼对第二个红灯笼的拉力为（　　）
A．2.5mg B．1.5mg C．3.6mg D．2mg
9．如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上。空间存在竖直向上的匀强磁场，当回路电流为I时，金属杆恰好能静止。重力加速度为g。下列推断正确的是（　　）
A．所受安培力大小 B．所受安培力大小
C．磁感应强度大小 D．磁感应强度大小
10．两束阴极射线向同一方向发射，关于它们的相互作用有下面几种说法，其说法正确的是（　　）
A．两束射线中有三种相互作用，即安培力、库仑力和洛仑兹力
B．两束射线只有库仑力和洛仑兹力
C．两束射线中只有库仑力和安培力
D．两束射线中只有库仑力
11．在图所示的四个图象中，表示物体做匀加速直线运动的是（ ）
A． B．
C． D．
12．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）
A．S闭合的瞬间，A灯立即发光，B灯缓慢变亮
B．S闭合稳定后，A灯和B灯的亮度相同
C．S断开的瞬间，A灯和B灯都不会立即熄灭
D．S断开的瞬间，B灯会闪亮一下再缓慢熄灭
三、实验题
13．为了测量某电池的电动势E（约为3V）和内阻r，可供选择的器材如下：
A．电流表G1（2mA内电阻为100Ω）
B．电流表G2（1mA内电阻未知）
C．电阻箱R1（0~99.9Ω）
D．电阻箱R2（0~9999.9Ω）
E.滑动变阻器R3（0~10Ω，1A）
F.滑动变阻器R4（0~1000Ω，10mA）
G.定值电阻R0（800Ω，0.1A）
H.待测电池，
I.导线、开关若干
(1)采用如图甲所示的电路，测定电流表G2的内阻，得到电流表G1的示数和电流表G2的示数如下表所示：
I1/mA 0.40 0.81 1.20 1.59 2.00
I2/mA 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
根据测量数据，请在图乙坐标系中描点作出I1—I2图线______，由图线可得出电流表G2的内阻等于______。
(2)某同学在现有器材的条件下，要测量该电池的电动势和内阻，采用了图丙所示的电路，若把电流表G2改装成量程为3V的电压表，把电流表G1改装成量程为0.5A的电流表。
(3)以G2示数I2为纵坐标，G1示数I1为横坐标，作出I2—I1如图丁所示，结合可得出电源的电动势为______V，电源的内阻为______Ω（结果均保留两位有效数字）。
14．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。遮光条的宽度用d表示，用米尺测量遮光条到光电门之间的距离L。钩码质量为m，滑块质量为M。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d，游标卡尺的示数如图所示，其读数为______cm；
(2)每次实验时，滑块从同一位置静止释放，测得遮光条的挡光时间为t，用遮光条挡光这段时间内的平均速度______m/s表示遮光条到达光电门的速度，遮光条从静止运动到光电门的过程中系统减少的重力势能与增加的动能若满足______，则机械能守恒（用d、t、m、M、L表示）。
(3)实验中M______m（填“必须远大于”或“无须远大于”）
(4)若实验中绳子与水平面不平行且滑轮端离水平面太高，则系统机械能______守恒。（填“依然”或“不”），此时实验测量出的重力势能的减少量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）动能的增加量。
四、解答题
15．如图所示，物块A和B静置在粗糙的水平桌面上，A、B之间有一根长为m的拉直的轻绳，轻绳能承受的最大拉力为30N，A的质量为，B的质量为。A、B与水平桌面间的动摩擦因数均为。A受到向左的恒力的作用，B受到向右逐渐增大的水平力F的作用，从某时刻起A、B一起向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断，已知重力加速度为。
（1）求轻绳刚被拉断时F的大小。
（2）若轻绳刚被拉断时，A、B的速度为8m/s，此后保持F大小不变，当A停止运动时，A、B间的距离为多大？
16．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.5m一端连接R=2Ω的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=6m/s。求：
(1)感应电动势E和感应电流I；
(2)拉力F的大小；
(3)若将MN换为电阻r=lΩ的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U。
17．如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,静止斜靠在光滑斜面上,另一自由端恰好与水平线AB齐平,一长为L的轻质细线一端固定在O点,另一端系一质量为的小球,O点到AB的距离为2L.现将细线拉至水平,小球从位置C由静止释放,到达O点正下方时,细线刚好被拉断.当小球运动到A点时恰好能沿斜面方向压缩弹簧,不计碰撞时的机械能损失,弹簧的最大压缩量为 (在弹性限度内),求:
（1）细线所能承受的最大拉力F；
（2）斜面的倾角；
（3）弹簧所获得的最大弹性势能.
18．如图所示，静止于A处的离子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场，已知圆弧虚线的半径为R，其所在处场强为E、方向如图所示，离子质量为m、电荷量为q，、，离子重力不计．
(1)求加速电场的电压U；
(2)要求离子能最终打在Q上，求磁场磁感应强度B的取值范围.
试卷第页，共页
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参考答案：
1．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意做出粒子的运动轨迹，如图
粒子进入电场后做类平抛运动，从P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°角射出电场
沿x轴方向有
则有
可知
A．因为正电荷偏转的方向沿电场线的方向，所以粒子带正电荷。故A正确；
B．粒子在垂直电场方向做匀速运动，有
故B正确；
C．根据几何关系，有
故C正确；
D．由图可知，粒子在磁场中运动的时间不是半个周期。故D错误。
故选ABC。
2．ACD
【解析】
【详解】
A、刚放上时，物体相对皮带滑动，受到向左的滑动摩擦力，其大小为，故A正确；
B、达到相对静止时，A点做匀速运动，与皮带间无运动趋势，所以物体不受到摩擦力，故B错误；
C、为主动轮，则轮子带动皮带，即N点轮子向下动，皮带相对轮子向上，因摩擦力方向与相对运动方向相反，故皮带N点摩擦力应向下；为从动轮，即皮带带动轮子，即M点皮带相对于轮子是向上的，故M点的摩擦力向下，故CD正确．
【点睛】
由摩擦力产生的条件可判断物体是否受摩擦力，因摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，故根据皮带各点相对于轮子的转动趋势方向可知各点所受摩擦力的方向．
3．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．小球通过最高点时的速度为，此时滑块的速度为。在上升过程中，因系统在水平方向上不受外力作用，水平方向的动量守恒，以水平向右的方向为正方向，有
在上升过程中，系统的机械能守恒，则
联立可得
A错误，B正确。
CD．设沿杆方向小球向右运动的距离为。滑块向左运动的距离为，由人船模型可知
又因为
联立可得
D错误，C正确。
故选BC。
4．AD
【解析】
【详解】
AB．电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时
电动机的机械功率即电动机提升重物的功率
故A正确，B错误；
CD．电动机的输入功率
电动机的功率一部分是提升重物的功率，另一部分是电阻丝的发热功率，则
由
可得，电动机的线圈电阻
故D正确，C错误。
故选AD。
5．A
【解析】
【详解】
给A加热，A的磁性增强，则穿过线圈磁感应强度增大，线圈面积不变，线圈中的磁通量增加。
故选A。
6．C
【解析】
【详解】
试题分析：将带电小球a、b在c点的电场强度分解为垂直与cd和沿cd方向的两个分量（、），a、b垂直与cd的两个分量大小相等方向相反，故a、b在c点的电场强度沿cd方向，由异种电荷相互吸引知a、b在c点的电场强度沿cd方向由c指向d ；，故C正确．
考点：本题考查了电场强度的概念
7．C
【解析】
【详解】
AB．水落地时的速度，可知喷水头越高，水落地时速度越大，选项AB错误；
CD．根据可知，喷水头越高，水从喷出到落地所需时间越长，选项C正确，D错误.
8．A
【解析】
【详解】
以下面两个灯笼作为整体为研究对象，受力分析如图：
根据平衡条件竖直方向有
解得
选项A正确，BCD错误。
故选A。
9．B
【解析】
【详解】
AB．根据受力分析和左手定则可知
A错误，B正确；
CD．根据左手定则可得
则有
CD错误。
故选B。
10．B
【解析】
【详解】
两束射线都产生电场和磁场，洛仑兹力是指磁场对运动电荷的作用；安培力是载流导线在磁场中受到的力；阴极射线不是导线中的定向运动电流，而是定向运动的电子束。所以两束射线除了有库仑力之外，还有洛仑兹力，而没有安培力。选项B正确，ACD错误。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
试题分析：根据匀加速直线运动的速度时间关系公式和位移时间关系公式，作出速度与时间关系的图象和位移与时间关系的图象即可．
解：A、B、匀加速直线运动的位移时间关系公式为：x=v0t+at2，可以知道x与t是二次函数关系，故图象是曲线，故A错误，B也错误；
C、D、匀加速直线运动的速度时间关系公式为：v=v0+at，式子中v与t是线性关系，故C正确，D错误；
故选C．
12．D
【解析】
【详解】
AB．闭合S的瞬时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，A灯更亮，一段时间电流稳定后，A灯更亮，B灯熄灭，故AB错误；
DC．S断开的瞬间，灯泡B与线圈L构成自感回路，所以灯泡B闪亮一下后再逐渐熄灭，灯泡A立即熄灭，故C错误D正确。
故选D。
13． 200 2.7 8.6
【解析】
【详解】
(1)[1][2]描点作出I1-I2图线如图所示，从表格中的数据看，I1-I2成正比。图线为过原点的直线，电流表G2和电流表G1并联，电流之比就是内阻的反比。如图
电流表G1的内阻是100Ω，所以电流表G2的内阻等于200Ω。
(3)[3][4]因为电流表G2（量程为1mA内电阻为200Ω），把它改装成3V的电压表时，由于电流表上的电压为0.2V，故串联的电阻上的电压为2.8V，电阻箱R2该调到电阻的大小为
R2=2800Ω
由图像可知，当I1=0时，I2=0.9mA，故
E=(3000Ω）×0.9 mA
当I1=0.4mA时，I2=0.6mA，因将电流表改为0.5A量程，相当于扩大了250倍，故此时通过电池的电流也约为100mA，而此时的路端电压为0.6mA×3000Ω=1.8V，所以
E=1.8V+100mA×（r+RA）
以上两式联立方程解之得
E=2.7V
r +RA=9.0Ω
将电流表G1改装为0.5A量程的电表，则有
解得，因此等效电流表的内阻为
故电源的内阻
r=8.6Ω
14． 无须远大于 依然 小于
【解析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读，读数为
(2)[2]遮光条的宽度很小，通过光电门的时间很短，在这么短的时间里可以把遮光条的速度当作不变，速度为
[3]系统重力势能的减少量为
系统动能的增加量为
若重力势能的减少量等于动能的增加量，即
说明机械能守恒。
(3)[4]本实验验证的是系统的机械能守恒，只要阻力足够小，也就是在动能与重力势能的相互转化过程中，转化为其他形式的能量可忽略不计，系统的机械能就是守恒的，这与两个物体的质量大小无关，所以无须M远大于m。
(4)[5][6]若实验中绳子与水平面不平行且滑轮端离水平面太高，系统机械能仍旧守恒，因为只要阻力足够小就符合机械能守恒的条件。但是测得的系统动能的增加量要比重力势能的减小量大，因为绳子与水平面不平行，会使钩码的实际速度要比小车的速度小，但是在计算时，仍把钩码的速度等于小车的速度代入，这样计算得的系统动能就偏大了，也就比减小的重力势能大。
15．（1）；（2）26m
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设轻绳刚要被拉断时A、B的加速度大小为a，根据牛顿第二定律，对A有
代入数据得
对A、B整体有
代入数据得
（2）设轻绳断之后，A的加速度大小为，则
解得
B的加速度大小为
解得
A停下来的时间为
A的位移为
B的位移为
A停止时，A、B间距离为
16．(1)3.0V，1.5A；(2)0.75N；(3)2.0V
【解析】
【详解】
(1)根据电动势公式得
故感应电流
(2)金属棒匀速运动过程中，所受的安培力大小为
因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力
(3)此时导体棒两端电压为路端电压，即电阻两端电压
17．（1）3mg （2）θ=45° （3）
【解析】
【详解】
解：（1）从C到最低点过程，小球的机械能守恒，则有：
mgL=
最低点：T﹣mg=m
联立解得：T=3mg，
（2）细绳在最低点被拉断后小球做平抛运动，则小球到达A点时竖直方向的分速度为：
2gL=
vy==
故tan，则θ=45°
（3）有能量守恒得：
答：（1）细绳所能承受的最大拉力是3mg；
（2）斜面的倾角θ是45°；
（3）弹簧所获得的最大弹性势能为
【点评】本题是圆周运动、平抛运动、机械能守恒的综合，情景简单，应按程序进行分析和求解．
18．（1）（2）
【解析】
【详解】
（1）离子在加速电场中加速，根据的动能定理，有：
离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
得到：
（2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，，，则：
离子能打在QN上，则即没有从DQ边出去也没有从PN边出去，则离子运动径迹的边界如图中Ⅰ和Ⅱ，由几何关系可知，离子能打在QN上，必须满足：
则有：．
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