河北省邢台市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

河北省邢台市高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图，光滑水平面上有两辆小车，用细线相连，中间有一个被压缩的轻弹簧，小车处于静止状态。烧断细线后，由于弹力的作用两小车分别向左、右运动。已知两小车质量之比m1:m2=2:1，下列说法正确的是（）
A．弹簧弹开后两车速度大小之比为1:2
B．弹簧弹开后两车动量大小之比为1:2
C．弹簧弹开过程受到的冲量大小之比为2:1
D．弹簧弹开过程弹力对做功之比为1:2
2．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，被加速的质子从D形盒中央由静止出发，经交变电场加速后进入磁场．设质子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，若忽略质子在电场中的加速时间，则下列说法正确的是(　　)
A．如果只增大交变电压U，则质子在加速器中运行时间将变短
B．如果只增大交变电压U，则电荷的最大动能会变大
C．质子在电场中加速的次数越多，其最大动能越大
D．交流电的周期应为T
3．如图所示，两电量相等的带电粒子a、b在同一位置A以相同的速率射入同一匀强磁场中，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，经磁场偏转后两粒子都经过B点，AB连线与磁场边界垂直，两粒子重力均不计，则（　　）
A．a粒子带正电、b粒子带负电
B．两粒子的轨道半径之比
C．两粒子的质量之比
D．两粒子的运动时间之比
4．如图，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平固定，b水平放置在与a同一水平面的光滑斜面上，斜面倾角θ=30°，当两导体棒中均通以电流强度为I的同向电流时，b恰能在斜面上保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．a的电流在b处产生磁场的方向向上
B．a的电流在b处产生磁场的感应强度为
C．保持a、b中电流强度不变，将a上移一段距离，b将不能保持静止
D．保持a、b中电流强度不变，将a下移一段距离，b将不能保持静止
二、单选题
5．如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的恒拉力F作用下，沿水平面向右匀速运动，速度大小为。则下列关于物体在时间t内所受力的冲量正确的是（　　）
A．拉力F的冲量大小为Ftcosθ B．摩擦力的冲量可能为0
C．合外力的冲量大小为0 D．物体所受支持力的冲量是mgt
6．如图所示电路中的AB两灯都发光，若将R0的滑片向下滑动, 下列表述正确的是（ ）
A．A灯变暗，B灯变亮，R消耗的功率变大
B．B灯变暗，A灯变亮，R消耗的功率变大
C．A、B灯均变暗，R消耗的功率变大
D．A、B灯均变亮，R消耗的功率变小
7．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，下列说法正确的是（　　）
A．丝线受到的拉力将变大 B．金属环B的面积有缩小趋势
C．金属环B所受安培力的合力为零 D．金属环B将产生顺时针电流（从上往下看）
8．如图，在真空中固定两个等量异号点电荷+Q和-Q，图中O点为两点电荷的连线中点，P点为连线上靠近-Q的一点，MN为过O点的一条线段，且M点与N点关于O点对称．则下列说法正确的是（　　）
A．M、N两点的电势相同
B．只将-Q移到P点，其他点在空间的位置不变，则O点的电场强度变大
C．将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电荷的电势能先增大后减小
D．同一试探电荷在M、N两点所受电场力大小相等、方向不同
9．如图甲所示，电阻R1的阻值为0.25R0、灯泡L的电阻值恒为1.5R0，R2是热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。已知电流表为理想电表，电源的内阻r=R0。则下列说法中正确的是（　　）
A．当温度升高时，电流表的示数减小，R1两端的电压减小
B．当温度降低时，灯泡L的亮度变暗
C．在0~80℃范围内，当温度为0℃时，灯泡L和R2的总功率最大
D．当温度为80℃时，R2的阻值为零，故电源的输出功率最大
10．在光滑水平地面放置着足够长的质量为M的木板，其上放置着质量为m带正电的小物块（电荷量保持不变），两者之间的动摩擦因数恒定，且M>m，空间存在足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场。某时刻开始它们以大小相等的速度相向运动，如图所示。取水平向右的方向为正方向，则下列图象可能正确反映它们以后运动的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示装置中，线圈A、B彼此绝缘绕在一铁芯上，B的两端接有一电容器，A的两端与放在匀强磁场中的导电轨道连接，轨道上放有一根金属杆ab.要使电容器上板带正电，金属杆ab在磁场中运动的情况可能是：
①向右减速滑行 ②向右加速滑行
③向左减速滑行 ④向左加速滑行
以上选项正确的为（ ）
A．①④ B．②③ C．①② D．③④
12．如图所示，图中K、L、M为静电场中的3个相距较近的等势面。一带电粒子射入此静电场中后，沿abcde轨迹运动。已知K＜L＜M，且粒子在ab段做减速运动。下列判断中正确的是（　　）
A．粒子带负电
B．粒子在a点与e点的速度大小相等
C．粒子在a点的加速度大于在c点的加速度
D．粒子在a点的电势能大于在d点的电势能
三、实验题
13．为了研究一个“2.5 V 0.2 W”小灯泡的伏安特性，现有4 V蓄电池1个，电键1个，导线若干，其他可供选择的器材如下：
A．量程为0—0.6 A，内阻约为0.2Ω的电流表1个；
B．量程为0—100 mA，内阻约为5Ω的电流表1个；
C．量程为0—3 V，内阻约为10 kΩ的电压表1个；
D．量程为0—15 V，内阻约为50 kΩ的电压表1个
E.额定电流为1 A，阻值为0—5 Ω的滑动变阻器1个．
(1)要正确完成这个实验，电流表应选______，电压表应选______(选填相应器材前面的代号)
(2)画出实验的电路原理图________．
14．多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．
①如图左是一个多用电表的内部电路图，在进行电阻测量时，应将S拨到______或______．
②在进行电压测量时，应将S拨到______或______，______档位量程更大；
③在进行电流测量时，应将S拨到______或______，______档位量程更大．
④使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图右中a、b所示若选择开关处在“”的电阻档时指针位于a，则被测电阻的阻值是______，若选择开关处在“直流电压”档时指针位于b，则被测电压是______
四、解答题
15．如图，横截面为圆形的绝缘杆ABCD固定在竖直平面内，其中AB是高度为2R的粗糙直杆，BCD是半径为R的光滑半圆形杆，BD是水平的直径、C为最低点．一个质量为m、中间开有圆孔的带电小球套在杆上，球孔直径略大于杆的直径，空间中存在方向水平向左的匀强电场，电场强度大小为E．小球从直杆上端A由静止释放，经过B点和C点时的动能都等于 (g为重力加速度)、已知小球运动过程所带电荷量保持不变，绝缘杆不带电．
(1)求小球的电荷量q并说明电荷的正负；
(2)求小球与直杆之间的动摩擦因数 ；
(3)若在A点给小球一定的初速度，使小球能运动至半圆形杆的右端点D，则初速度v0至少多大？
16．如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正方形abcd区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正方形边长为L且ad边与x轴重合，ab边与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限的磁场区域，不计粒子所受的重力．求：
(1)电场强度E的大小；
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向；
(3)磁感应强度B满足什么条件，粒子经过磁场后能到达y轴上，且速度与y轴负方向成450角
(4)磁感应强度B满足什么条件，粒子经过磁场后不能到达y轴上
17．如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，闭合开关S后，标有“6V，12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R0＝1Ω，求：
（1）电源的输出功率P出；
（2）10s内电动机产生的热量Q；
（3）电动机的机械功率。
18．如图所示，在磁感应强度大小B＝1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°角的导电滑轨，滑轨上垂直放置着一个可自由移动的金属杆。已知接在滑轨中的电源电动势E＝16V，内阻r＝1Ω。ab杆长L＝0.5m，质量m＝0.2kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ＝0.5，滑轨与ab杆的电阻忽略不计。
（1）判断金属杆所受安培力的方向；
（2）要使杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器的阻值R在什么范围内变化？（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
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参考答案：
1．AD
【解析】
【详解】
AB．两车组成的系统动量守恒，系统初动量为零，由动量守恒定律可知，弹簧弹开后系统总动量仍为零，即两车动量大小相等、方向相反，动量之比
故A正确，B错误；
C．两车弹开过程两车受到的合力大小相等、方向相反、力的作用时间相等，小车受到的冲量：I=Ft大小相等，冲量大小之比为1：1，故C错误；
D．由动能定理可知，弹力对小车做功
做功之比
故D正确。
故选AD。
2．AD
【解析】
【详解】
如果只增大交变电压U，则质子在加速器中加速次数缩短，因此质子的运行时间将变短，故A正确．根据 ，得，电荷的最大动能与加速的电压和加速的次数无关．故CB错误．回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等．故D正确．
故选AD．
点睛：解决本题的关键知道当粒子从D形盒中出来时，速度最大．以及知道回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等．
3．CD
【解析】
【详解】
A．根据左手定则可知，a粒子带负电、b粒子带正电，A错误；
B．设AB长为L，如图所示，由几何关系可知，a粒子运动的圆心角120o, b粒子运动的圆心角60o
利用三角形边角关系可得
，
因此两粒子的轨道半径之比
B错误；
C．根据
可得
C正确；
D．由于弧长
可得
而粒子运动的速度相等，因此运动时间之比
D正确。
故选CD。
4．BD
【解析】
【详解】
A．由安培定则可知，a的电流在b处产生磁场的方向向下，选项A错误；
B．b受安培力水平向左，则由平衡可知
解得a的电流在b处产生磁场的感应强度为
选项B正确；
CD．保持a、b中电流强度不变，将a上移一段距离，导体棒间的安培力减小，根据受力平衡条件，当b受的安培力方向顺时针转动时，由受力图可知，安培力减小，导体棒b仍可能保持静止；同理，当a向下移动时，导体棒间的安培力减小，根据受力平衡条件，当b受的安培力方向逆时针转动时，只有大小变大才能保持平衡，而安培力在减小，因此不能保持静止，故C错误，D正确；
故选BD。
5．C
【解析】
【详解】
A．拉力F的冲量大小为Ft，故A错误；
B．物体做匀速直线运动，可知摩擦力
f=Fcosθ
则摩擦力的冲量大小为
ft=Ftcosθ
故B错误；
C．根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化，物体匀速运动，则动量变化为零，即合外力的冲量为零，选项C正确；
D．支持力的大小为
则支持力的冲量为
故D错误；
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
试题分析：当滑动变阻器R0的滑动触头P向下滑动时，分析R0的变化，确定外电路总电阻的变化，根据闭合电路欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，确定R消耗的功率变化和A灯亮度的变化．根据并联部分电压的变化，判断B灯亮度的变化．
当滑动变阻器R0的滑动触头P向下滑动时，R0减小，R0与B灯并联电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，总电流增大，路端电压减小，则A灯变暗，电阻R消耗的功率变大．R0与B灯并联部分的电压减小，则B灯变暗．
故选C．
考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．
点评：本题是简单的电路动态变化分析问题，按“局部→整体→局部”的思路逐步分析．
7．B
【解析】
【详解】
胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流会增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律可知，金属环B将产生逆时针电流（从上往下看），引起的机械效果阻碍磁通量的增大，可知金属环B的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小，金属环B所受安培力的合力不为零。
故选B。
8．B
【解析】
【分析】
等量异种点电荷的连线中垂线是一条等势线．根据电场线的分布情况，判断场强的关系．电场线的疏密表示场强的大小．
【详解】
A、D项：画出过M、N的等势面，如图所示：
电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面，故M点的电势大于N点的电势，
由图可得M、N两点的电场强度相同，同一试探电荷在M、N两点所受电场力相同，
故A、D错误；
B项：只将-Q移到P点，其他点在空间的位置不变，-Q在O点产生的电场强度变大，则O点的合电场强度变大，故B正确；
C项：将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电场力一直做正功，故电势能一直减小，故C错误；
故应选B．
【点睛】
等量异种点电荷的电场线和等势线分布情况是考试的热点，要抓住对称性进行记忆，特别是连线中垂线是一条等势线．
9．C
【解析】
【详解】
A．温度升高时，R2的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，R1两端电压增大，A错误；
B．温度降低时，R2的阻值增大，总电阻增大，总电流减小，电流表的示数减小，灯L两端电压变大，B错误；
D．温度为20℃时，R2=1.5R0，此时外电路的总电阻为R0，等于电源的内阻，所以电源的输出功率最大，D错误；
C．将R1看做等效电源内阻，则r＇=1.25R0，而L和R2的并联电阻总小于r＇，故0℃时其并联阻值最大，灯泡L和R2的总功率最大，C正确。
故选C。
10．D
【解析】
【详解】
对m分析可知，m受重力、支持力和洛伦兹力与摩擦力作用，由左手定则可知，洛伦兹力方向向上；水平方向受M的摩擦力作用而做减速运动；则由F=Bqv可知，洛伦兹力减小，故m对M的压力增大，摩擦力增大，故m的加速度越来越大；同时M受m向右的摩擦力作用，M也做减速运动；因摩擦力增大，故M的加速度也越来越大；则可知v—t图象中对应的图象应为曲线；对Mm组成的系统分析可知，系统所受外力之和为零，故系统的动量守恒，最终两物体速度一定相同，则有
因M＞m，故最终速度一定为负值，说明最终两物体均向左做匀速运动，综合分析可知D项图像正确，ABC项的图像错误。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
若ab向右做减速运动，ab的电流是从b到a减小，线圈A中的磁感应强度是向下减小，故穿过线圈B的磁通量向上的减小，该线圈中会产生一个逆时针方向的电流(俯视)，下极板带正电，①错误；若ab向右做加速运动，ab的电流是从b到a增大，线圈A中的磁感应强度是向下增大，故穿过线圈B的磁通量是向上的增大，该线圈中会产生一个顺时针方向的电流(俯视)，上极板带正电，②正确；同理③正确④错误．即②③正确。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
A．因为K＜L＜M，则电场线大致向左，且带电粒子在ab段做减速运动，则电场力的方向也大致向左，因此粒子带正电，A错误；
B．a点和e点处在同一等势面上，因此该粒子在该两点的动能、电势能都相等，B正确；
C．由电场线分布情况可知a点场强小于c点场强，因此粒子在a点的加速度小于在c点的加速度，C错误；
D．b点和d点处在同一等势面上，b、d两点的电势能相等，由于带电粒子在ab段做减速运动即该阶段电场力做负功，电势能增加，即a点的电势能小于d点的电势能，故D错误。
故选B。
13． B C
【解析】
【详解】
(1)小灯泡的额定电压为2.5V，所以采用电压表C，小灯泡的额定电流为，所以采用电流表B；
(2)由于电压电流需从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法，正常工作时灯泡的电阻，远小于电压表的内阻，属于小电阻，电流表采用外接法．电路图如图所示：
14． 4 5 6 6 1 2 1 500 2.00
【解析】
【详解】
①[1][2]由图所示电路图可知，将S拨到3或4时，电表与内置电源相连，此时测多用电表为欧姆表，可以进行电阻的测量；
[3][4]由图所示电路图可知，将S拨到5或6表头与分压电阻串联，此时多用电表测量电压；[5]S接6时分压电阻大，6档位量程更大；
③[6][7]由图所示可知，将S拨到1或2时表头与分流电阻并联，此时多用电表测电流，[8]S接1时分流电阻小，1档位量程更大；
④[9]选择开关处在“”的电阻档时指针位于a，则被测电阻的阻值是：
[10]选择开关处在“直流电压”档，由图示表盘可知，其分度值为，指针位于b，则被测电压是
15．（1） 小球带正电，（2） （3）
【解析】
【详解】
（1）小球从B点运动到C点过程，动能改变量为0，由动能定理得
mgR-qER=0 ①
解得小球的电荷量Q=mg/E （小球带正电） ②
（2）小球从A点运动到B点过程，由动能定理得 ③
解得小球与直杆之间的动摩擦因数μ=0.25 ④
（3）小球从A点开始运动恰好能到达D点，有⑤
解得初速度至少为 ⑥
16．（1） （2），放行与x轴正方向成45度角 （3）
（4）
【解析】
【详解】
试题分析：（1）粒子做类平抛运动
解得：
（2）到达a点时水平速度为v0，竖直速度vy
水平方向2h=v0t 竖直方向
得：vy=v0
所以到达a点的速度，放行与x轴正方向成45度角
（3）粒子到达y轴上，且速度与y轴负方向成45度角，必须要从ab边射出，从b点射出对应的此时磁感应强度B1最小，粒子在磁场中的轨迹以O1为圆心一段四分之一圆弧，设半径为r1，
由得：
所以磁感应强度须满足的条件：
（4）粒子恰好不能到达y轴上，此时粒子垂直bc边射出，对应的此时磁感应强度B2，粒子在磁场中的轨迹以O2为圆心一段八分之一圆弧，
设半径为r2，
由得
所以磁感应强度须满足的条件
考点：本题考查带电粒子在复合场中的运动
17．（1）24W；（2）40J；（3）8W
【解析】
【详解】
（1）由题意知电源的路端电压为
U=6V
则电源的内电压为
Ur＝E－U＝4V
总电流为
电源的输出功率为
P出＝UI＝24W
（2）流过灯泡的电流为
则流过电动机的电流为
IM＝I－IL＝2A
10s内电动机产生的热量为
（3）电动机的总功率为
P＝UIM＝12W
电动机的机械功率为
P机＝P－IM2R0＝8W
18．（1）水平向右；（2）1Ω≤R≤21Ω
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由左手定则可知金属棒所受安培力方向水平向右
（2）分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图，如图所示
当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示，由平衡条件得
沿滑轨方向
垂直滑轨方向
而
联立解得
R1＝21Ω
当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示，由平衡条件得
沿滑轨方向
垂直滑轨方向
而
解得
所以，要使杆在滑轨上保持静止，R的阻值的取值范围是1Ω≤R≤21Ω
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