山西省运城市高二（下）开学摸底考试物理试题（word版含答案）

山西省运城市高二（下）开学摸底考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．某同学通过实验正确作出标有“、”的小灯泡的图线如图甲所示，现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势，内阻，定值电阻，则（　　）
A．由甲图可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而增大
B．由甲图可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而减小
C．闭合乙图开关，小灯泡的实际功率约为
D．闭合乙图开关，小灯泡的实际功率约为
2．在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P＋和P3＋，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子P＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子P＋和P3＋（　　）
A．在电场中的加速度之比为1∶1
B．在磁场中运动的半径之比为2∶1
C．在磁场中转过的角度之比为1∶2
D．离开电场区域时的动能之比为1∶3
3．有一电场线平行于轴的电场，其电势随坐标的变化图线如图所示．若将一带负电粒子（重力不计）从坐标原点由静止释放．则下列说法正确的是
A．粒子将沿轴方向运动且离点最远距离为
B．粒子经过点与点时动能相等
C．粒子在点与点的加速度大小相等方向相反
D．粒子经过点时电场力的功率大小是经过点时功率大小的2倍
4．静电场在x轴上的场强分量Ex随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带负电的点电荷沿x轴运动，则点电荷
A．在b和d处电势能相等
B．由a运动到c的过程中电势能减小
C．由b运动到d的过程中电场力不做功
D．由a运动到d的过程中x方向电场力先增大后减小
5．如图所示，总电阻为R、边长为L的正方形金属线框，从时刻在外力作用下由静止开始垂直于磁场边界以恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框恰好全部进入磁场．规定顺时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为F，线框消耗的瞬时电功率为P，通过导体横截面的电荷量为q．不计线框重力，则下列所示随时间变化的关系图象正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、单选题
6．如图所示，水平绝缘细杆上套一不带电的绝缘环A，质量为mA．球B通过一绝缘轻质细绳与环A相连，球B的带电量为＋q，质量为mB．空间存在水平向右的匀强电场，电场强度为E，重力加速度为g．当A与B一起向右匀速运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．杆对环A的支持力大小为mAg
B．轻绳与竖直方向夹角θ的正切值为
C．环A与细杆间的动摩擦因数为
D．轻绳对B的拉力大小为
7．如图所示，匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈a、b，磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。a、b两线圈的半径之比为2：1，匝数之比为1：4，线圈中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，某时刻磁通量分别为Φa和Φb，不考虑两线圈间的相互影响。下列说法正确的是（　　）
A．Ea：Eb=1：1，Φa：Φb=4：1，感应电流均沿逆时针方向
B．Ea：Eb=2：1，Φa：Φb=2：1，感应电流均沿逆时针方向
C．Ea：Eb=2：1，Φa：Φb=2：1，感应电流均沿顺时针方向
D．Ea：Eb=1：1，Φa：Φb=4：1，感应电流均沿顺时针方向
8．在如图所示的电路中，输入电压U恒为8V。灯泡L标有“3V，6W”字样，电动机线圈的电阻为1Ω。若灯泡恰能正常发光，电动机正常工作，下列说法正确的是（　　）
A．流过电动机的电流为5A
B．电动机的输出功率为6W
C．电动机的发热功率是25W
D．整个电路消耗的电功率是10W
9．如图所示，真空中等量同种正点电荷放置在、两点，在的连线上有对称点、，连线的中垂线上有对称点、，则下列说法正确的是( )
A．、两点电场强度相同
B．正电荷在点电势能大于在点电势能
C．在连线的中垂线上，点电势最高
D．负电荷从点静止释放，在它从点运动到点的过程中，加速度先减小再增大
10．质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上,整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中,直导体棒中通有恒定电流,平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60o角,其截面图如图所示．则关于导体棒中的电流方向、大小分析正确的是( )
A．向外, B．向外,
C．向里, D．向里,
11．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用、、和表示。下列比值正确的是（　　）
A．变大，不变 B．变大，变大
C．变大，不变 D．不变，不变
12．如图所示，图甲为等量同种正电荷，A、B为其连线中垂线上对称的两点，图乙为两根电流方向相反的长直通电导线横截面，C、D为其连线中垂线上对称的两点，以下说法正确的是（　　）
A．A、B两点电场强度相同
B．一带负电粒子沿中垂线从A运动到B，其电势能先增大后减小
C．C、D两点磁感应强度相同
D．CD连线上各点的磁感应强度方向各不一样
三、实验题
13．将铜丝和铁丝插入水果中定制水果电池，某中学的三位同学想通过实验测量水果电池的电动势和内阻。
（1）甲同学先用量程为3V的电压表，直接测量水果电池两极的电压，电压表的示数为1.8V，则水果电池的电动势应____（填“大于”“等于”或“小于”）1.8V。
（2）乙同学借鉴物理教材中“测定一节干电池的电动势和电阻”的思路用以下器材：电压表（0~3V，内阻约6kΩ）；电流表（0~0.6A，内阻较小，约几欧姆）；滑动变阻器（0-10Ω）；开关1个、导线若干，采用图a所示电路测量水果电池的电动势和内电阻。闭合开关后，改变滑动变阻器的滑片的位置，电流表与电压表示数都很小且几乎不变（经检查，电路无故障）由此判断原因是_______。
（3）丙同学使用1个电阻箱（0~9999Ω）和1个电压表（0~3V，内阻很大，约几十千欧）设计了如图（b）所示的实验电路，改变电阻箱的阻值R得到多组电压表的示数U，以为纵坐标，为横坐标，得到如图（c）所示的图像，根据图像可得到水果电池的电动势为_______，内阻为_______。
14．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：
A．被测干电池一节
B．电流表1：量程0~0.6A，内阻约0.3Ω
C．电流表2：量程0~3A，内阻约为10Ω
D．电压表1：量程0~3V，内阻未知
E.电压表2：量程0~15V，内阻未知
F.滑动变阻器1：0~10Ω，2A
G.滑动变阻器2：0~100Ω，1A
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
（1）在上述器材中请选择适当的器材：___________________________________（填写选项前的字母）；
（2）实验电路图应选择图中的______（填“甲”或“乙”）；
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图像，则干电池的电动势E＝______V，内电阻r＝______Ω。（结果均保留两位有效数字）
四、解答题
15．质量为M=1. 0kg的长木板A在光滑水平面上以的速度向左运动，某时刻质量为m=0. 5kg的小木块B以的速度从左端向右滑上长木板，经过时间t=0. 6s小木块B相对A静止，求：
（1）两者相对静止时的运动速度v；
（2）从木块滑上木板到相对木板静止的过程中，木板A的动量变化；
（3）小木块与长木板间的动摩擦因数。
16．如图,所示的电路,电源电动势为E=14V,内阻为r=1Ω,电灯L为”2V,4W”电动机D的内阻为R/=0.5 Ω,当可变电阻的阻值为R=1 Ω时,电灯和电动机都正常工作,则电动机的额定电压为多少 电动机输出的机械功率为多少 全电路工作1min放出的焦耳热Q为多少
17．如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻。质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。金属杆在t=0时刻（此时在PQ边界）开始以v=v0sin（πt）的速度在PQ和NM之间运动，长度QM为L，导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求：
(1)从PQ到NM过程中，通过R的电量；
(2)求Δt（Δt为已知量）时间内，R产生的热量；
(3)现将金属杆的速度形式改变：若t=0时金属杆静止在PQ处，在外力F作用下水平向右进入磁场做直线运动，F随时间t的关系为如图所示的线性图像（F1为已知量），求金属杆出磁场MN时电阻R的电功率。
18．如图所示，在x轴上方有垂直于xOy平面向外的匀强磁场。在y轴正半轴上距原点L处的a点有一个离子源，可以向各方向发射质量为m、带电量为q的负离子，所有离子初速度大小均为v0。在这些离子穿过x轴的位置中，b点（未画出）离O点最远，已知磁感应强度大小为。
（1）求b点的坐标；
（2）x轴下方的c、d、f三个点构成一个直角三角形，且c、d在y轴上，cd与cf长度之比为1：2。在x轴下方加上平行于xOy平面的匀强电场后，从磁场中穿过x轴进入电场的离子中，有一个离子经过c、f点的动能分别为Ek和3Ek，另一个离子经过d、f点的动能分别为1.5Ek和4.5Ek（Ek为未知），求匀强电场的方向。
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参考答案：
1．AD
【解析】
【详解】
AB．由甲图可知，随电压的升高各点与原点连线的斜率变大，则小灯泡的电阻值增大，选项A正确，B错误；
CD．将电阻R看做电源的内阻，则
U=E-I(R+r)=6-10I
将此函数关系的图像画在灯泡的U-I图像上，如图
两图像的交点为电路的工作点，则I=0.38A，U=2.2V，则小灯泡的实际功率约为
选项C错误，D正确。
故选AD。
2．CD
【解析】
【详解】
A．两个离子的质量相同，其带电荷量之比是1∶3的关系，所以由
a＝
可知，其在电场中的加速度之比是1∶3，故选项A错误；
B．要想知道半径必须先知道进入磁场的速度，而速度的决定因素是加速电场，所以在离开电场时其速度表达式为
v＝
可知其速度之比为1∶，又由
qvB＝m
知
r＝
所以其半径之比为∶1，故选项B错误；
C．由选项B分析知道，离子在磁场中运动的半径之比为∶1，设磁场宽度为L，离子通过磁场转过的角度等于其圆心角，所以有
sin θ＝
则可知角度的正弦值之比为1∶，又P＋的角度为30°，可知P3＋角度为60°，即在磁场中转过的角度之比为1∶2，故选项C正确；
D．由电场加速后
qU＝mv2
可知，两离子离开电场的动能之比为1∶3，故选项D正确。
故选CD。
3．BD
【解析】
【详解】
A.根据顺着电场线方向电势降低，可知，0~2mm内，电场沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向沿x轴正方向，做加速直线运动；在2~6mm内电场沿x轴正方向，粒子所受的电场力方向沿x负方向，做减速运动，6mm处粒子的速度为零；同理可知，然后粒子向左先做加速运动后做减速运动，即在0~6mm间做往复运动；综上粒子将沿x轴正方向运动最大距离为6mm；故A错误.
B.粒子经过P点与Q点时，电势相等，则其电势能相等，由能量守恒知动能相等；故B正确.
C.φ-x图象的斜率大小等于场强E，则知P点的场强大于Q点的场强，则粒子在P点所受的电场力大于在Q点所受的电场力，由牛顿第二定律可知，粒子在P点的加速度大于在Q点所受的加速度；故C错误.
D.P点场强，Q点的场强，由可知P点的电场力是Q的点2倍，而两点的速率相等，由P=Fv知粒子在P点时电场力做功的功率是在Q点电场力做功的功率的2倍；故D正确.
4．BD
【解析】
【详解】
处场强为轴负方向，则从到处逆着电场线方向移动，电势升高，负电荷在处电势能较小，故A错误；处场强为轴负方向，则从到处逆着电场线方向移动，电势升高，负电荷在处电势能较小，B正确；由运动到的过程，受到的电场力沿轴正方向，位移也沿轴正方向，故做正功，故C错误：由运动到的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减小，故D正确．
【点睛】
本题考查从图象获取信息的能力，另外，所以图象组成图形的面积还可以表示电势差．
5．BD
【解析】
【详解】
A项：线框做匀加速运动，其速度v＝at，感应电动势E＝BLv，感应电流，i与t成正比，故A错误；
B项：线框进入磁场过程中受到的安培力，由牛顿第二定律得：F﹣FB＝ma，得，F﹣t图象是不过原点的倾斜直线，故B正确；
C项：线框的电功率，P﹣t图象是抛物线的一部分，故C错误；
D项：线框的位移，电荷量=，q﹣t图象应是抛物线，故D正确．
6．D
【解析】
【详解】
试题分析：B球的受力示意图如图所示，因为小球做匀速直线运动，所以合力为零，故有，，B错误D正确；将两小球看做一个整体，整体在水平方向上升受到电场力和摩擦力，在竖直方向上受到重力和杆的支持力，所以杆对环A的支持力大小 ，A错误；对整体，在水平方向上有，解得 ，又因为，所以，故C错误；
考点：考查了电场强度，共点力平衡条件
【名师点睛】先对球B受力分析，受重力、电场力和拉力，根据共点力平衡条件列式分析；对A、B两物体组成的整体受力分析，受重力、支持力、电场力和水平向左的摩擦力，再再次根据共点力平衡条件列式分析各力的变化
7．D
【解析】
【详解】
设磁感应强度的变化率为k，由法拉第电磁感应定律有
可得
所以
磁通量
与匝数无关，故
磁感应强度B随时间均匀增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相反，则由安培定则可知，感应电流方向沿顺时针方向。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
A．因为灯泡正常发光，则电路电流
则流过电动机的电流是2A，故A错误；
BCD．整个电路消耗的功率
P总=UI=8×2W=16W
电动机的热功率
输出功率为
故B正确，CD错误。
故选B。
9．C
【解析】
【分析】
本题考查了等量同种电荷周围电场分布情况：中垂线上上下电场线方向相反，根据电场线方向判断电势高低．a、c两点关于中垂线对称，电势相等，电荷在这两点的电势能相等．
【详解】
根据电场线的分布，a、c两点电场强度大小相等．故A错误．根据电场线的分布情况和对称性可知，a、c两点的电势相等，则点电荷在a点电势能一定等于在c点电势能．故B错误．沿电场线方向电势降低，在MN连线的中垂线上，O点电势最高．故C正确．由对称性知O点的场强为零，电荷-q从d点静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度可能先减小再增大，也可能先增大后减小再增大再减小，故D错误．故选C．
【点睛】
本题关键要掌握等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性进行分析，注意D选项是一种可能的．
10．D
【解析】
【详解】
试题分析：对导体棒受力分析，受重力、支持力和电场力，如图所示：
安培力向右，根据左手定则，电流向里；根据平衡条件，有：FA=mgtan60°=mg
故电流：,故选D．
考点：物体的平衡；安培力.
11．D
【解析】
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律，有
可得
当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，减小，电源内阻不变，所以变小，不变。故A错误；
BC．同理，有
可得
当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，减小，电源内阻不变，所以减小，不变。故BC错误；
D．R1是定值电阻，有
可知，二者都不变。故D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【详解】
A．根据等量同种电荷的电场分布可知，A、B两点电场强度大小相等，方向相反，则场强不相同，选项A错误；
B．一带负电粒子沿中垂线从A运动到B，电场力先做正功后做负功，则其电势能先减小后增大，选项B错误；
CD．因两根通电导线的电流方向相反，根据安培定则，结合磁场叠加知识可知，C、D两点磁感应强度相同，CD连线上各点的磁感应强度方向一样，选项C正确，D错误。
故选C。
13． 大于 电源内阻远大于滑动变阻器接入电路中的电阻
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]因为电压表测得的是路端电压，故其读数小于电动势。
(2)[2] 电流表与电压表示数都很小且几乎不变，说明电源内阻远大于滑动变阻器接入电路中的电阻。
(3)[3][4]根据闭合电路的欧姆定律得
变形后得
根据图像得
，
解得
，
14． ABDFH 乙 1.5 1.0
【解析】
【详解】
（1）[1]A和H是必选项；由于干电池的电动势为1.5V左右，所以电压表应选择D；本实验中通过干电池的电流不宜过大，若选用电流表2，则电路中最大电流不超过0.15A，读数误差较大，所以电流表应选择B；干电池内阻较小，滑动变阻器2的最大阻值过大，不利于调节路端电压，所以滑动变阻器应选择F。故选ABDFH。
（2）[2]电流表1的内阻和干电池的内阻可以比拟，电流表采用内接法产生的系统误差将远小于采用外接法时产生的系统误差，所以实验电路图应选择乙。
（3）[3][4]U-I图像的纵截距表示电动势，斜率的绝对值表示内阻，则
15．（1）1m/s ，方向水平向右；（2）1. 5kgm/s；（3）0.5
【解析】
【详解】
设水平向右为速度正方向
（1）从开始到相对静止水平方向动量守恒
解得
v=1m/s
方向水平向右。
（2）长木板的动量变化
=1. 5kgm/s
（3）对小木块B，根据动量定理得
解得
16．8V；14W；840J
【解析】
【详解】
解：灯泡正常发光，是电路的电流为A
电源的内电压为V
可变电阻的电压为V
所以电动机的电压为V
电动机的总功率为W
电动机的发热功率为W
所以电动机输出的机械功率为W
电源的发热的功率为W
电阻的发热的功率为W
所以全电路的发热功率为W
故全电路工作1min放出的焦耳热为J
17．(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】
(1)根据法拉第电磁感应定律可得：
联立解得
(2)由于 可得
由于
算热量用有效值
则
解得
(3)由图可知
k是常数
受力分析可得
则
解得
解得
18．（1）（ L，0）；（2）与x轴负方向夹角为45°，指向左下方
【解析】
【详解】
（1）带电离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力作为向心力，可得
代入数据解得
由几何关系可知，ab为圆的直径时，b距离O最远，可得
由于b在O的左侧，故b点的坐标为（ L，0）。
（2）设场强沿x轴、y轴正方向的分量分别为、，对于先后经过c、f点的离子，由动能定理可得
对于先后经过d、f点的离子，由动能定理可得
由于
联立可得
故电场强度方向与x轴负方向夹角为45°且指向左下方。
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