黑龙江省双鸭山市高二下学期开学考试物理试题（word版含答案）

黑龙江省双鸭山市高二下学期开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示为测电源电动势和内电阻时依据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线，图中DC平行于横坐标轴，DE平行于纵坐标轴，由图可知（　　）
A．比值表示闭合电路的总电阻
B．比值表示电源内电阻
C．比值表示电源电动势
D．矩形的面积表示该状态下电源的输出功率
2．初速度为零的质子p、氘核d和α粒子经过同一电场加速后以垂直于磁场方向的速度进入同一匀强磁场，则它们在磁场中( )
A．动能之比Ep∶Ed∶Eα＝1∶2∶4
B．动能之比Ep∶Ed∶Eα＝1∶1∶2
C．运动半径之比rp∶rd∶rα＝1∶1∶2
D．运动半径之比rp∶rd∶rα＝1∶∶
3．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r，用相同粗细、相同材料的金属导线制成．圆形匀强磁场的边缘恰好与a线圈重合，其磁感应强度B随时间均匀增大，则（ ）
A．穿过a、b两线圈的磁通量之比为11
B．a、b两线圈的感应电动势之比为12
C．a、b两线圈的感应电流之比为21
D．a、b两线圈的电功率之比为21
4．如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，电阻忽略不计，导轨间距离为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面．质量均为m的两根金属a、b放置在导轨上，a、b接入电路的电阻均为R．轻质弹簧的左端与b杆连接，右端固定．开始时a杆以初速度．向静止的b杆运动，当a杆向右的速度为时，b杆向右的速度达到最大值，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好，则b杆达到最大速度时
A．b杆受到弹簧的弹力为
B．a杆受到的安培力为
C．a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为Q
D．弹簧具有的弹性势能为
二、单选题
5．如图所示为一电路板示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、cd间、bc间分别连接一个电阻，现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一多用电表的交流电压表分别测得b、d两点以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知（ ）
A．ab间电路通，cd间电路不通
B．ab间电路不通，bc间电路通
C．ab间电路通，bc间电路不通
D．bc间短路
6．如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M=30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示.已知φM=φ N，φP=φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（　　）
A．点电荷Q一定在MP的中点
B．连接PF的线段一定在同一等势面上
C．φP大于φM
D．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功
7．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
8．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是(　 　)
A．根据电场强度的定义式E＝可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B．根据电容的定义式C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C．根据电势差的定义式UAB＝可知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，则UAB=1 V
D．根据真空中点电荷的电场强度公式E＝k可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关
9．如图所示，一金属铜球用绝缘细线挂于O点，将铜球拉离平衡位置并释放，铜球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，若不计空气阻力，则( )
A．铜球向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度
B．在进入和离开磁场时，铜球中均有涡流产生
C．铜球进入磁场后离最低点越近速度越大，涡流也越大
D．铜球最终将静止在竖直方向的最低点
10．如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（　　）
A．制动过程中，导体不会产生热量
B．如果改变线圈中的电流方向，可以使导体获得促进它运动的动力
C．制动力的大小与导体运动的速度无关
D．为了使导体获得恒定的制动力，制动过程中可以逐渐增大线圈中的电流
11．如图所示电路中，A、B是相同的两小灯泡．L是一个带铁芯的线圈，电阻可不计，合上开关S，电路稳定时两灯泡都正常发光，再断开S，则
A．合上S时，两灯同时点亮
B．合上S时，A逐渐变亮直到正常发光状态
C．断开S时，A灯立即熄灭
D．断开S时，B灯立即熄灭
12．如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的金属棒ab的运动情况是（两线圈共面放置）（ ）
A．向右匀速运动
B．向左加速运动
C．向左匀速运动
D．向右加速运动
三、实验题
13．（1）小明同学用螺旋测微器对一段金属丝进行了直径的测量，如图所示，可知其直径为_______mm．
（2）小明用多用电表测一金属丝的电阻，进行了如下操作，请你将相应的操作步骤补充完整．
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔，选择开关旋至电阻“×10”档位；
②将红、黑表笔短接，调节____旋钮（填图乙中的“A”或“B”或“C”），使欧姆表指针对准电阻的____处（填“0刻度线”或“∞刻度线”）；
③将红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，此时多用电表的示数如图乙所示；
④为了使金属丝的阻值测量能够再准确些，小明应将选择开关旋至电阻档___（填“×1”或“×1k”）档位，重新进行电阻调零；
⑤重新测量，得到如图丙所示结果，则金属丝的电阻为_____Ω．
14．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________．
四、解答题
15．图示为汽车蓄电池与车灯、小型启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω，电表可视为理想电表．只接通S1时，电流表示数为10A，电压表示数为12V，再接通S2，启动电动机时，电流表示数变为8A，求：
（1）汽车蓄电池的电动势；
（2）接通S2时，通过启动电动机的电流．
16．洛伦兹力演示仪可以演示电子在匀强磁场中的运动径迹．图甲为洛伦兹力演示仪实物图，图乙为结构示意图．演示仪中有一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈（励磁线圈），当通过励磁线圈的电流为 I 时，线圈之间产生沿线圈轴向、磁感应强度 B="kI" （k=1×10-3T/A）的匀强磁场；半径 R="80mm" 的圆球形玻璃泡内有电子枪，可通过加速电压 U 对初速度为零的电子加速并连续发射，电子刚好从球心 O 点正下方 40mm 处的 S 点沿水平向左射出．当励磁线圈的电流 I =1A，加速电压 U="160V" 时，测得沿顺时针方向运动的电子流径迹直径 D=80mm．试问：
（1）励磁线圈的电流方向如何？为了使电子流径迹的半径增大，可采取哪些措施？
（2）由题中数据可求得电子的比荷 e/m 为多大？
（3）当励磁线圈的电流 I =0．7A 时，为使电子流形成完整的圆周运动，求加速电压的范围．
（4）若电子枪的加速电压可以在 0 到 250V 的范围内连续调节，且励磁线圈的电流从 0．5A 到 2A 的范围内连续调节．求玻璃泡上被电子击中范围的长度．
17．如图所示，绝缘的斜面AB与竖直放置的绝缘半圆形轨道BC，在B点平滑连接，处于方向竖直向下的匀强电场中，一质量为m=0.1kg，带电量为+q的小滑块从A点静止开始下滑，已知该匀强电场的电场强度为E=mg/q，A离B点的高度差h为0.9m，半圆形轨道半径R为0.36m；不计一切摩擦，重力加速度为g=10m/s2；求：
(1)小滑块滑到底端B时的速度大小；
(2)小滑块滑到半圆形轨道顶端C时对轨道的压力大小。
18．如图所示，ab、cd为足够长、水平放置的光滑固定导轨，导体棒MN的长度为L=2m，电阻，有垂直abcd平面向下的匀强磁场，磁感强度B=1.5T，定值电阻，，当导体棒MN以v=4m/s的速度向左做匀速直线运动时，电流表的示数为0.45A，灯L正常发光.求：
（1）棒切割磁感线产生的感应电动势和灯L的额定电压；
（2）维持杆匀速运动的外力功率为多大；
（3）正常发光时灯L的电阻值.
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．比值表示路端电压与电流的比值，等于外电路总电阻，A错误；
B．比值表示图线的斜率，由
可知，表示电源内电阻，B正确；
C．比值无具体意义，C错误；
D．矩形的面积等于路端电压与电流的乘积，即该状态下电源的输出功率，D正确。
故选BD。
2．BD
【解析】
【详解】
试题分析：根据动能定理，，可知动能之比为，根据洛伦兹力充当向心力可知半径之比为：，答案选BD
考点：本题考查带电粒子在电场中及磁场中的运动．
3．ACD
【解析】
【详解】
A.任意时刻穿过a、b两线圈的磁感线条数相同，磁通量相同，穿过两线圈的磁通量之比为11，故A正确；
B.根据法拉第电磁感应定律E=S，S=r2，是个定值，所以a、b两线圈的感应电动势之比为11，故B错误；
C.线圈a、b的半径分别为r和2r，周长之比为12，电阻之比为12，根据欧姆定律I=知，a、b两线圈的感应电流之比为21，故C正确；
D.根据电功率P=知，E相同，电阻之比为12，则a、b两线圈的电功率之比为21，故D正确．
4．AD
【解析】
【详解】
试题分析：当b杆向右的速度达到最大值时，所受的安培力与弹力相等，此时：E=BL（v-vm），则安培力，选项A正确；a杆受到的安培力等于b杆受的安培力的大小，即，选项B错误；因在过程中a杆产生的焦耳热为Q，则b杆产生的焦耳热也为Q，则a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为2Q，选项C错误；由能量守恒定律可知，弹簧具有的弹性势能为，选项D正确；故选AD.
考点：法拉第电磁感应定律；能量守恒定律.
5．C
【解析】
【分析】
b、d两点间的电压为220V，这说明a、b间电路是通的，b、c间电路不通或c、d间电路不通；
a、c间电压是220V，这说明c、d间电路是通的，a、b间电路不通或者b、c间电路不通，综合即可分析．
【详解】
由于用交流电压表测得b、d两点间的电压为220V，这说明a、b间电路是通的，b、c间电路不通或c、d间电路不通；由于a、c间电压是220V，这说明c、d间电路是通的，a、b间电路不通或者b、c间电路不通，综合分析可知b、c间电路不通，a、b间电路和c、d间电路通．故C正确，ABD错误．
故选C．
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．点电荷的等势面是一系列的同心圆，圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心，故场源电荷在MN的中垂线和FP的中垂线的交点上，在MP的连线上，如图所示，但不在MP的中点，故A错误；
B．φP=φF，线段PF是P、F所在等势面(圆)的一个弦，连接PF的线段不在同一等势面上，故B错误；
C．根据图象可知，正点电荷到P点的距离小于到M点的距离，所以φP大于φM，故C正确；
D．在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，将正试探电荷从P点搬运到N点，电势能降低，故电场力做正功，故D错误.
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
试题分析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左．根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下．故选B．
考点：洛伦兹力方向判定（左手定则）和直导线周围磁场的判定（右手螺旋定则）．
8．D
【解析】
【详解】
电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，所以不能理解成电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比，故A错误．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容器本身，并不是电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，故B错误．据电势差的定义式UAB=知，带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，即电场力做功为-1J，则A、B点的电势差为-1V，故C错误．根据点电荷的场强公式E=k知：Q是场源电荷，所以电场中某点电场强度与场源电荷的电量成正比，与该点到场源电荷距离的平方成反比，故D正确．故选D．
【点睛】
本题关键抓住电场强度是描述电场本身性质的物理量，其大小和方向与试探电荷无关，是电场本身决定；电容取决于电容器本身；灵活应用电势差的定义式．
9．B
【解析】
【详解】
A．铜球向右进入和穿出磁场时，会产生涡流，铜球中将产生焦耳热，根据能量守恒知铜球的机械能将转化为电能，所以回不到原来的高度了，故A错误；
B．当铜球进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，均会产生涡流;故B正确；
C．整个铜球进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生涡流，即涡流为零，机械能守恒．离平衡位置越近速度越大;故C错误；
D．在铜球不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即铜球最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在最低点;故D错误；
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
A．电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，电流流过电阻时会产生热量，A错误；
B．如果改变线圈中的电流方向，铁芯产生的磁感线的方向变为反向，此时产生的涡流方向也相反，根据安培力的公式，电流和所处的磁场方向同时反向，安培力方向不变，故还是使导体受到阻碍运动的制动力，B错误；
C．导体运动的速度磁通量变化越快，产生的感应电流越强，制动器对转盘的制动力越大，C错误；
D．在制动过程中，运动导体速度减小，要想使导体获得恒定的制动力，需要增加导体所处的磁场的磁感应强度，可以通过增大线圈中的电流来增加磁场强度，D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
AB．合上开关时，B灯立即正常发光，A灯所在的支路中，由于L产生的自感电动势阻碍电流的增大，A灯将推迟一些时间才能达到正常发光状态，故A错误，B正确；
CD．断开开关时，L中产生与原电流方向相同的自感电流，流过A灯的电流方向与原电流方向相同，流过B灯的电流方向与原电流方向相反；由L作为电源提供的电流是从原来稳定时通过L的电流值逐渐减小的，所以A、B两灯只是延缓一些时间逐渐熄灭，并不会立即熄灭或闪亮，故CD错误。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
若要让N中产生顺时针的电流，M必须让N中的磁场向里减小或向外增大，所以有以下两个答案．若垂直纸面向里的磁场且大小减小，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒中电流由a到b减小，则导体棒向右减速运动．同理，垂直纸面向外的磁场且大小增大，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向左加速运动，故B正确，ACD错误；故选B．
【点睛】
考查右手定则、法拉第电磁感应定律、右手螺旋定则与楞次定律的应用，注意各定律的作用，同时将右手定则与左手定则区别开．
13． 3.470 B 0刻线处 ×1 6.0
【解析】
【详解】
（1）螺旋测微器读数为
（2）②将红、黑表笔短接，调节__ B __旋钮（欧姆调零旋钮），使欧姆表指针对准电阻的0刻度线处；
④为了使金属丝的阻值测量能够再准确些，小明应将选择开关旋至电阻档_×1_档位；原因是选用“×10”档位，示数偏小，测量结果＝示数×倍率，要增大示数，则减小倍率．
⑤得到如图丙所示结果，则金属丝的电阻为
点睛：使用欧姆表测电阻时，要让指针指在刻度盘的中间附近；如不指在中间附近，要通过换档来实现，且每次换档必须重新调零．
14． 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：
15．（1）12.5V（2）50A
【解析】
【详解】
试题分析：（1）只接通S1时，汽车车灯电阻：R=U1/I1=1.2Ω，电源电动势：E=U1+Ir=12.5V
（2）再接通S2，车灯两端的电压：U2=I2R=9.6V，电源内电压U内=E-U2=2.9V，干路电流I=U内/r=58A，
过启动电动机的电流为I启=58A-8A=50A．
考点：全电路的欧姆定律
【名师点睛】此题考查案了全电路的欧姆定律的应用；关键是搞清电路的结构，根据全电路的欧姆定律列出两种情况下的方程即可求解未知量.
16．（1）增大电压U（速度）和减小电流I（磁感应强度B）
（2）
（3）
（4）
【解析】
【详解】
试题分析：（1）根据左手定则和安培定则可得励磁线圈的电流方向顺时针方向，可采取增大电压U（速度）和减小电流I（磁感应强度B）．
（2）电子由洛伦兹力提供圆周运动的向心力：
电子在电子枪中加速，根据动能定理：
联立可以得到：，带入数据得到：．
（3）根据和可以得到：，故电压范围为．
（4）由，，根据题意，联立可得到：
当电压取电流取时，半径最大，最大值．此时电子达到C点，在三角形中，由余弦定理：
解得：，当粒子的半径比较小的时候，与图中的D点相切，此时半径为．电子打到玻璃波上的范围在CD之间长度为．
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；洛仑兹力
【名师点睛】本题考查了粒子在磁场中运动在实际生活中的应用，正确分析出仪器的原理是关键，要掌握粒子在磁场中运动问题的基本方法：定圆心、定半径、画轨迹．
17．(1) (2)0
【解析】
【详解】
(1)小滑块从A→B，由动能定理得：
解得：
(2)小滑块从A→C，由动能定理得：
在C点，由牛顿第二定律得：
解得：
N=0
所以小滑块对轨道压力为0
18．(1)12V；9V；(2)7.2W；(3)
【解析】
【详解】
(1)导体棒产生的感应电动势为：
、间并联电压为：
(2)由闭合电路欧姆定律得：
解得通过杆的电流为：
根据能量守恒可得维持杆匀速运动的外力功率为等于整个装置产生的总电功率
则有整个装置产生的总电功率：
(3)则流过灯的电流为 ：
灯L的电阻值：
答：(1)12V；9V；(2)7.2W；(3)
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