四川省遂宁市射洪高二（下）入学考试物理试题（word版含答案）

四川省遂宁市射洪高二（下）入学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子
A．一定带正电
B．速度
C．若速度，则粒子在刚进入电场、磁场之后的一小段时间内速度一定减小
D．若换为另外一种电性的粒子从右端以大小为v的速度沿虚线方向进入，仍能做直线运动
2．如图所示，a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，分别在a、c两个点处放等量异种电荷＋Q和－Q．下列说法正确的是( )
A．b、f两点电场强度大小相等，方向不同
B．e、d两点电势相同
C．b、f两点电场强度大小相等，方向相同
D．e、d两点电势不同
3．下列说法中正确的是：（）
A．若电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度一定为零
B．若电荷在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．在磁感应强度为B的匀强磁场中，长为L、电流为I的通电直导线所受到的安培力的大小，介于零（含零）和BIL（含BIL）之间
D．将通电导体置于匀强磁场中，若导体长度和电流大小一定，那么导体所受的安培力大小也是一定的
4．在如图所示的电路中，R1>r，将滑动变阻器R的滑片从位置a向下滑动到位置b的过程中，电路均处于稳定状态。滑片处于位置b和位置a相比，电路中（　　）
A．灯泡L的亮度变亮 B．电容器C所带电荷量Q增大
C．电源的输出功率P增大 D．电阻R1消耗的热功率P1增大
二、单选题
5．一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 V　10 A·h”字样.假设工作时电源(不计内阻)的输出电压恒为36 V,额定输出功率为180 W.由于电动机发热造成能量损耗(其他损耗不计),电动自行车的效率为80%,则下列说法正确的是 (　　)
A．额定工作电流为10 A
B．电动自行车保持额定功率行驶的最长时间是2 h
C．电动自行车的电动机内阻为7.2 Ω
D．动力电源充满电后总电荷量为3.6×103 C
6．下列物理量属于标量的是（　　）
A．冲量 B．加速度 C．电流 D．电场强度
7．在下列物理量中，属于矢量的是（　　）
A．电势 B．电场强度 C．电势差 D．电容
8．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L能发光，把滑动变阻器的滑片向右移动一点，下列判断正确的是（ ）
A．电容器C的电荷量将减小
B．R0上有自右向左的电流
C．灯泡L亮度变暗
D．电路稳定后电源的输出功率变小
9．回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是（　　）
A．狭缝间的电场对粒子起加速作用，因此加速电压越大，带电粒子从D形盒射出时的动能越大
B．其他条件不变的情况下回旋加速器的半径越大，粒子飞出加速器速度越大
C．带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍
D．磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从盒射出时的动能与磁场的强弱无关
10．在等腰直角三角形的三个顶点、、处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，三条导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。已知通有电流的长直导线在距离导线处产生的磁场的磁感应强度大小为，为常量，则导线、单位长度所受的磁场作用力大小之比为（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示，平行金属板A与B相距5cm，电源电压为10V，则与A板相距1cm的C点的场强为（　　）
A．1000V/m B．500V/m C．250V/m D．200V/m
12．以下说法正确的是（ ）
A．电阻是表征材料导电性能的物理量，电阻越小，导电性能越好
B．欧姆定律对非纯电阻元件也适用
C．电场中某点的场强的大小与电荷在该点所受的静电力成正比，与电荷量成反比
D．回旋加速器通过电场力做功达到加速粒子的目的
三、解答题
13．做功与路径无关的力场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以量度势能的变化。例如静电场和引力场。如图所示，真空中静止点电荷+Q产生的电场中，取无穷远处的电势为零，则在距离点电荷+Q为r的某点处放置电荷量为+q的检验电荷的电势能为（式中k为静电力常量）。
（1）A、B为同一条电场线上的两点，A、B两点与点电荷+Q间的距离分别为r1和r2；
①将该检验电荷由A点移至B点，判断电场力做功的正负及电势能的增减；
②求A、B两点的电势差UAB；
（2）类似的，由于引力的作用，行星引力范围内的物体具有引力势能。若取离行星无穷远处为引力势能的零势点，则距离行星球心为r处的物体引力势能，式中G为万有引力常量，M为行星的质量，m为物体的质量。
①设行星的半径为R，求探测器从行星表面发射能脱离行星引力范围所需的最小发射速度v的大小。
②已知逃逸速度大于真空中光速的天体叫黑洞，设某黑洞的质量等于太阳的质量M＝1.98×1030 kg，求它可能的最大半径。
（光在真空的速度c=3.0×108 m/s，G=6.67×10-11N·m 2 /kg 2，结果保留三位有效数字）
14．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，并从P点垂直CF进入矩形区域的有界匀强磁场．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；=a、=1.5a，磁场方向垂直纸面向里；离子重力不计．
(1)求加速电场的电压U；
(2)若离子能最终打在QF上，求磁感应强度B的取值范围．
15．一台内阻为4Ω的直流电动机，接入电压为20V的电路中，通过的电流为0.5A ，求电动机消耗的电功率和机械功率.
16．如图所示，质量为5×10-8kg的带电微粒以v0=2m/s的速度从水平放置的金属板A、B的中央飞入板间，已知板长L=10cm，板间距离d=2cm．当UAB=1000V时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，则UAB在什么范围内带电粒子能从板间飞出？（g取10m/s2）
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BC
【解析】
【详解】
AB．粒子从左射入，不论带正电还是负电，电场力大小为qE，洛伦兹力大小F=qvB=qE，两个力平衡，速度：
，
粒子做匀速直线运动。故A错误，B正确。
C．若速度，则粒子受到的洛伦兹力大于电场力，使粒子偏转，电场力做负功，根据动能定理可知粒子在刚进入电场、磁场之后的一小段时间内速度一定减小，故C正确；
D．此粒子从右端沿虚线方向进入，电场力与洛伦兹力在同一方向，不能做直线运动，故D错误。
故选BC。
2．BC
【解析】
【详解】
A、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的，由等量异号电荷的电场的特点，结合题目的图可知，图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面，所以该平面上各点的电势都是相等的，各点的电场强度的方向都与该平面垂直．由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的，结合该电场的特点可知，b、c、d、e各点的场强大小也相等．由以上的分析可知，b、c、d、e各点的电势相等，电场强度大小相等，方向相同．故A、D错误；故选BC．
【点睛】解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况，知道场强是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同，同时掌握好电场强度的叠加方法．
3．AC
【解析】
【详解】
若电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度一定为零，选项A正确；静止的电荷不受磁场力作用，则若电荷在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度不一定为零，选项B错误； 在磁感应强度为B的匀强磁场中，长为L、电流为I的通电直导线所受到的最大安培力为BIL，则安培力的大小，介于零（含零）和BIL（含BIL）之间，选项C正确； 将通电导体置于匀强磁场中，若导体长度和电流大小一定，但是由于导体的放置方式不同，则所受的安培力的大小不同，即导体所受的安培力大小不是一定的，选项D错误；故选AC.
4．CD
【解析】
【详解】
A．滑片位于位置b和滑片位于位置a相比，变阻器电阻变小，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律，电路总电流变大，灯泡L两端的电压
变小，灯泡L变暗，故A错误；
B．灯泡电流变小，总电流变大，通过R2支路的电流变大，R2两端的电压增大，R2和变阻器两端的电压等于等于灯泡L两端的电压，故变阻器两端的电压减小，即电容器两端的电压减小，由
知，电容器C所带电荷量Q减小，故B错误；
C．当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，因为，所以外电阻一定大于内阻，外电阻变小时，电源的输出功率P变大，故C正确；
D．由于总电流增大，根据
知电阻R1消耗的热功率增大，故D正确；
故选CD。
5．B
【解析】
【详解】
由P=UI可知，额定电流，故A错误；根据电池容量Q=10Ah，电流为5A，则可得：，故B正确．电动车的热功率P热=20%P=180×0.2=36W，则由P热=I2r可得，r==1.44Ω，故C错误； 电量q=10Ah=10×3600=3.6×104C，故D错误．
6．C
【解析】
【详解】
冲量、加速度、电场强度既有大小又有方向，遵守平行四边形定则，为矢量；虽然电流有方向，但没有正负之分，电流的计算不能用平行四边形定则，遵守代数加减法则，所以电流为标量，故A、B、D错误，C正确；
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
ACD．电势、电势差、电容只有大小没有方向，是标量，ACD错误；
B．电场强度既有大小也有方向，运算时遵循平行四边形定则，是矢量，B正确。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
试题分析：滑片向右移动一点，变阻器电阻变大，整个电路电流变小，灯泡变暗，C正确；因为电流变小，路端电压变大，电容器带电量要变大，要充电，R0上有自左向右的电流，A、B错误；电源的输出功率，当内阻和外电阻相等时输出功率最大，因不知道内阻和外电阻的关系，因此输出功率的变化无法判断，D错误
考点：闭合电路的欧姆定律
9．B
【解析】
【详解】
B．根据
解得
由公式可知，其他条件不变的情况下回旋加速器的半径越大，粒子飞出加速器速度越大，所以B正确；
A．同理，可求出带电粒子射出时的动能
即带电粒子从D形盒射出时的动能与加速的电压无关，与磁感应强度的大小和加速器的半径有关，所以A错误；
C． 交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等，带电粒子在匀强磁场中运动的周期
与粒子的速度无关，所以加速后，交变电场的周期不需改变，所以C错误；
D．洛伦兹力的表达式为
由左手定则可知，洛伦兹力的方向与速度的方向总是垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功；由A选项解析可得，带电粒子射出回旋加速器的动能为
即带电粒子从盒射出时的动能与磁场的强弱有关系，所以D错误。
故选B。
10．C
【解析】
【详解】
由题中条件及磁场叠加原理可得，设导线在处产生的磁感应强度大小为，方向垂直连线向上；则导线在处产生的磁感应强度大小为，垂直于连线向下，则合成后磁感应强度大小为。同样道理，、导线在处共同产生的磁感应强度大小为。则由安培力可得导线、单位长度所受的磁场作用力大小之比为。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
两板间的场强
因电场为匀强电场，各点场强相同，则与A板相距1cm的C点的场强为200V/m。
故选D。
12．D
【解析】
【详解】
A、电阻率是表征材料导电性的物理量，电阻率越小，导电性能越好，故A错误；
B、欧姆定律只适用于纯电阻元件，不适用非纯电阻元件，故B错误；
C、公式是电场强度的定义式，场强的大小是由电场本身决定的，与电荷在该点所受的静电力，与电荷量无关，故C错误；
D、回旋加速器通过电场力做功达到加速粒子的目的，洛仑兹力对粒子不做功，故D正确；
故选D．
13．（1）①正功，减小；②；（2）①；②
【解析】
【详解】
（1）①检验电荷所受电场力方向由A指向B，将该检验电荷由A点移至B点，电场力做正功，检验电荷的电势能减小。
②由题意可知检验电荷在A、B所具有的电势能分别为
检验电荷从A点移到B点电场力做的功为
根据电势差的定义可得
（2）①当探测器从行星表面以能脱离行星引力范围所需的最小速度发射时，其恰好能够到达无穷远处，根据机械能守恒定律有
解得
②由题意可知
解得
所以该黑洞可能的最大半径为。
14．（1）加速电场的电压U为ER；
（2）磁感应强度B的取值范围为．
【解析】
【详解】
试题分析：解：（1）离子在加速电场中加速，根据动能定理，有： ①
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：
② 联立①②得： ③
（2）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有： ④
联立②④得： ⑤
离子能打在QF上，则既没有从DQ边出去也没有从PF边出去，则离子运动径迹的边界如图中Ⅰ和Ⅱ．
由几何关系知，离子能打在QF上，必须满足： ⑥
联立⑤⑥得： ⑦
（评分说明：①②③④⑤⑥⑦每式2分，离子在磁场中运动径迹如图Ⅰ和Ⅱ各2分）
考点： 带电粒子在电场和磁场中的运动 动能定理
15． ，
【解析】
【详解】
电动机的电功率：P电=UI=20×0.5=10W
线圈的热功率：P热=I2R=0.52×4=1W
电动机的机械功率：P机=P电-P热=10W-1W=9W
点睛：电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，不能直接应用P=UI求机械功率，而要根据功率关系求解．
16．200V＜U＜1800V．
【解析】
【详解】
粒子在电场中受电场力和重力作用而处于平衡状态，由于重力竖直向下，故电场力竖直向上，由于上极板带正电，则粒子带负电，粒子做匀速直线运动，由平衡条件得：
解得：
当粒子从板边缘飞出时，粒子在板间做类平抛运动，
水平方向：
L=v0t
竖直方向：
代入数据解得：
a=8m/s2
当微粒刚好打在下极板右边缘时，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
U1=200V
当微粒刚好打在板上右边缘时，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
U2=1800V
要使带电微粒能穿出极板，则两板间的电压应满足
200V＜U＜1800V．
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