江苏省扬州市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

江苏省扬州市高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，当磁铁的磁极靠近阴极射线管时，荧光屏上的亮线发生了弯曲．这个现象说明
A．阴极射线中的粒子带负电
B．阴极射线中的粒子带正电
C．运动电荷的周围存在电场
D．运动电荷受到磁场的作用力
2．通电直导线周围的磁场，其磁感线分布和方向正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．一个质量为的小型炸弹自水平地面朝右上方射出，在最高点以水平向右的速度飞行时，突然爆炸为质量相等的甲、乙、丙三块弹片，如图所示。爆炸之后乙自静止自由下落，丙沿原路径回到原射出点。若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．爆炸后乙落地的时间最长
B．爆炸后甲落地的时间最长
C．甲、丙落地点到乙落地点的距离比为
D．爆炸过程释放的化学能为
4．在如图所示的空间中，存在场强为E的匀强电场，同时存在沿x轴负方向，磁感应强度为B的匀强磁场．一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动．据此可以判断出（ ）
A．质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能减小，沿着z轴方向电势升高
B．质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能增大，沿着z轴方向电势降低
C．质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变，沿着z轴方向电势升高
D．质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变，沿着z轴方向电势降低
5．法拉第电磁感应定律是现代发电机、电动机、变压器技术的基础。如图所示，通有恒定电流的导线AB均竖直且足够长，图甲、丙中正方形闭合铜线圈均关于AB左右对称，图乙、丁中AB//ad且与正方形闭合铜线圈共面。下列四种情况中。线圈中能产生感应电流的是（　　）
A．甲图中线圈绕AB匀速转动
B．乙图中线圈匀速向右移动
C．丙图中线圈自由下落
D．丁图中线圈自由下落
6．如图，在理想变压器AB端加有u=180sin100πt(V)的交变电压，电动机额定功率为45W，额定电流为1.5A，电阻R阻值为20Ω，电流表为理想电表．通电后电动机正常工作，则
A．通过电动机的交变电流频率为0.02Hz
B．电阻R的电压为20V
C．变压器原、副线圈匝数比为3：1
D．电流表读数为4.5A
7．如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一点电荷从图中A点以速度v0垂直磁场射入，与半径OA成30°夹角，当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了180°，不计电荷的重力，下列说法正确的是(　　)
A．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点
B．该点电荷的比荷为
C．该点电荷在磁场中的运动时间为t＝
D．该点电荷带正电
8．在如图所示的电路中，滑动变阻器滑片向左移动一段距离，则与原来相比（　　）
A．电压表读数变大 B．灯泡变暗
C．电源的总功率变大 D．电源内阻的热功率变小
9．伽利略斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦阻力小到可以忽略，小球必将准确地回到同它开始时相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点．这说明小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是（ ）
A．弹力 B．势能 C．速度 D．能量
10．在一次跳高比赛中，质量为m=40kg的小华从高h=1.25m处无初速自由下落到一个松软的垫子上，若从小华接触垫子到重心下降至最低点经历了t=0.5s，g取10m/s2，则在这段时间内软垫对小华的平均冲力大小为（　　）
A．400N B．800N C．1200N D．1600N
二、实验题
11．某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电流表来校对待测电流表的满偏电流和测定内阻的电路，如图1所示．已知的量程略大于的量程，图中为滑动变阻器，为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验．
（1）实验步骤如下；
A．分别将和的阻值调至最大；
B．合上开关；
C．调节使的指针偏转到满刻度，此时的示数如图2甲所示，则______；
D．合上开关；
E. 反复调节和的阻值，使的指针偏转到满刻度的一半，的示数仍为，此时电阻箱的示数如图2乙所示，则______．
（2）仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的内阻的测量值与真实值相比______（选填“偏大”“偏小”或“相等”）．
（3）若要将的量程扩大为，并结合上述实验过程中测量的结果，写出需在上并联的分流电阻的表达式，______．（用、、表示）
三、解答题
12．发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。求：
（1）图1、2中棒ab受到的安培力F1、F2；
（2）在t时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能；
（3）请简述图1中，做功与能量变化的情况。
13．如图所示是有两个量程的电流表，当使用A、B两个端点时，量程为0~1A，当使用A、C两个端点时，量程为0~0.1A，已知表头的内阻为200Ω，满偏电流是2mA，求：
（1）该表头的满偏电压；
（2）R1与R2的阻值。
14．如图，变压器原线圈匝数n1＝800匝，副线圈匝数n2＝200匝，灯泡A标有“10V、2W”，电动机D的线圈电阻为1Ω，将交变电压u＝100sin100πt加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光，求：
（1）副线圈两端电压，
（2）电动机D输出功率，
（3）原线圈的输入功率．
15．在热核反应中，磁场换流器可以控制带电粒子的运动轨迹，其简化模型图如图甲所示，通有电流的线圈在其内部形成柱状的匀强磁场，磁场的截面图如图乙所示，磁场半径为R，磁感应强度的大小为B，圆心位于O点．磁场中部有一接地的柱状材料M，其截面圆的圆心也为O点，粒子若打到该材料，将被其吸收．在磁场的边缘A点有一个粒子源，向磁场内部各个方向以某一恒定速率释放质量为m，电荷量为q的负电粒子．建立直角坐标系如图，A点为坐标原点，半径OA与y轴重合．沿+y方向的粒子恰好不与中部柱状材料M接触，直接从磁场外边沿C点射出磁场，C点坐标为（R，R）．不考虑粒子间的相互作用和重力．
（1）顺这磁场方向看，线圈中的电流方向如何（回答顺时针或逆时针）？求射入磁场的粒子的速度大小和柱状材料M的横截面积；
（2）求粒子穿过x=R直线时对应的y坐标范围；
（3）若在磁场外边缘加装一光滑的特殊环形材料N，粒子与之碰撞时都是完全弹性碰撞的，每次碰撞后粒子的电荷量不变．现使粒子源的速度大小可调，发射方向限制在第一象限方向，某粒子在磁场中运动经时间恰好与材料N发生第6次碰撞，碰撞点为D（0，2R），求该粒子在A点发射的速度方向和大小．
试卷第页，共页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
电子束在磁场中运动，径迹发生了弯曲，这表明运动电荷受到了磁场力，故选项D正确，选项ABC错误．
点睛：注意本题问的是本实验现象说明了什么，要注意对实验现象的分析．
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．图中电流方向垂直纸面向外，伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针，选项A正确；
BD．直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，选项BD错误；
C．伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针，而图为顺时针，选项C错误。
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
AB．爆炸后甲、乙和丙三块弹片在竖直方向上都做自由落体运动，所以落地的时间相等，AB错误；
C．丙沿原路径回到原射出点，所以丙的速度为，取向右为正，根据动量守恒
解得甲的速度为
根据水平位移
x=vt
由于两者下落的时间相同，故甲、丙落地点到乙落地点O的距离比为，C错误；
D．爆炸过程释放的化学能为
D正确。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
由左手定则可知，质子所受的洛伦兹力方向沿z轴正向，由于质子做匀速运动，则所受电场力方向为z轴负向，大小等于洛伦兹力，即有
电场的方向沿z轴负向，故运动中电场力不做功，电势能不变；沿z轴正方向电势升高；ABD错误，C正确。
故选C。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．甲图中线圈绕AB匀速转动，则穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，A错误；
B．乙图中线圈匀速向右移动，则穿过线圈的磁通量减小，线圈中会产生感应电流，B正确；
C．丙图中线圈自由下落，则穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，C错误；
D．丁图中线圈自由下落，则穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，D错误。
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
交流电的频率为，则通过电动机的交变电流频率为0.02Hz，选项A错误；次级电流为1.5A，则电阻R的电压为UR=1.5×20V=30V，选项B错误；变压器初级电压有效值，则次级电压：，可知变压器原、副线圈匝数比为:，选项C正确；电流表读数：，选项D错误.
7．B
【解析】
【详解】
如图所示，点电荷在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系作出点电荷运动轨迹有：
电荷在电场中刚好运动T/2，电荷做圆周运动的半径r=Rsin30 =R/2．
A. 如图，电荷离开磁场时速度方向与进入磁场时速度方向相反，其反向延长线不通过O点，故A错误；
B. 根据洛伦兹力提供向心力有，所以：，故B正确；
C. 由图知该电荷在磁场中运动的时间t=，故C错误；
D. 根据电荷偏转方向，由左手定则可知，该电荷带负电，故D错误．
故选B
8．C
【解析】
【详解】
A．滑动变阻器滑片P向左移动，变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，总电流变大，路端电压变小，即电压表示数减小，故A错误；
B．由于灯泡支路和电阻R支路并联，电阻R两端电压变小，电流变小，故流过灯泡的电流变大，灯泡变亮，故B错误；
C．由于电路中的总电流变大，根据
可知，电源的总功率变大，故C正确；
D．根据
可知，电源的内阻的热功率变大，故D错误；
故选C。
9．D
【解析】
【详解】
因为在物体运动的过程中改变斜面的倾角不同物体受到的支持力不同但物体仍能达到相同的高度，故力不是守恒量，故A错误；在物体运动过程中物体的高度随时间发生变化，则势能也发生变化，故B错误；在物体运动过程中物体的速度随时间发生变化，故速度不守恒，故C错误；伽利略理想斜面实验中如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，则在物体运动的过程只有重力做功，则物体的机械能守恒．故这个不变量应该是能量，故D正确．所以D正确，ABC错误．
10．B
【解析】
【详解】
小华刚接触到垫子的瞬间的速度
从小华接触垫子到重心下降至最低点过程中，取向上为正方向。由动量定理得
解得
故ACD错误，B正确。
故选B。
11． 25.0 508 相等
【解析】
【详解】
（1）C[1]微安表最小分度为；故指针示数为；
E.[2] 由电阻箱示数可知，电阻箱的读数为；本实验采用半偏法，故电阻箱的读数为表头内阻，故内阻为．
（2）[3]由原理可知，表头与电阻并联，则当电流达到半偏时，两并联电阻相等．
（3）[4]扩大量程要并联电阻分流，并联的电阻为
．
12．（1）方向水平向左；方向水平向右（2）（3）见解析
【解析】
【详解】
（1）图1中，电路中的电流
棒ab受到的安培力
=
方向水平向左
图2中，棒ab受到的安培力
方向水平向右
（2）在t时间内，“发电机”产生的电能等于棒ab克服安培力做的功
在t时间内，“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab做的功
（3）图1中，棒ab受到水平向右的外力作用，外力对棒做正功，使导体棒的动能增加； 棒ab切割磁感线，产生安培力，安培力对导体棒做负功，使导体棒的动能减少转化成电路的电能；电流通过导体棒和电阻r，电流做功，将电能转化成电阻的热能。
13．（1）0.4V；（2），
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由欧姆定律可知，该表头的满偏电压为
（2）接A、B时，R1起分流作用为一支路，电流表与R2串联为一支路，此时量程为，此接法电路的量程为当电流表达到满偏时通过电流表的总电流，即为
同理，接A、C时，R1与R2为一支路起分流的作用，G表为一支路，此时的量程为，则
代入数据，解得
14．（1）25V；（2）2.96W；（3）5W．
【解析】
【详解】
解：(1)交变电流的最大值为，
交变电流的有效值为
根据理想变压器的变压比公式，则有：
(2)灯泡正常发光，电流为：
电动机电压为：
电动机的输入电功率为：
电动机的输出功率：
(3)副线圈的输出功率为：
根据变压器的输入功率等于输出功率可得原线圈的输入功率为
15．（1）电流方向为顺时针方向，，； （2）i：[0，R]，ii：[，2R]； （3）或
【解析】
【详解】
（1）由安培定则得：电流方向为顺时针方向
由粒子做匀圆周运动有：
得：
由几何关系得：柱状材料M的半径
柱状材料M的横截面积为：
（2）i：粒子初速度方向为第一象限时：穿过x=R直线y坐标范围是[0，R]
ii：当粒子初速度方向为第二象限时：设某粒子轨迹恰好与材料M内切如图：
轨迹圆心为点，由几何关系得：为菱形
所以粒子在射出点P的速度方向沿+x方向
该+x方向与入射角无关，则所有粒子出磁场时速度均沿+x方向．
设从P点射出的粒子交x=R直线于点．
由几何关系得：
所以：
点的y坐标为
穿过x=R直线的y坐标范围是[，2R]
（3）每次碰撞在N边界上转过弧度，共碰撞6次
所以：
即：
每次碰撞轨迹圆心角为，总时间恰为一个周期
所以：
即：
由正弦定理得：
又：
设入射时与+y的夹角为i
由几何关系得：
上述三式得：
将代入上式得只能取k=0，1
i.k=0时，粒子发射的方向为与+y夹角为
代入得：
ii.k=1时，粒子发射的方向为与+y夹角为
代入得：
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