四川省2022年高二（下）开学考试物理测试（卷二）（word版含答案）

四川省2022年高二（下）开学考试物理测试（卷二）
一、单选题
1．如图所示，粗细均匀的正方形通电导体线框abcd置于匀强磁场中，cd边受到的安培力大小为F，则线框受到的安培力大小为（　　）
A．4F B．3F C．2F D．0
2．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为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能正常发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是（ ）
A．灯泡L将变暗
B．电容器C的电荷量将减小
C．电容器C的电荷量将不变
D．有电流从右至左通过定值电阻R0
3．下列说法正确的是（ ）
A．根据E=可知，电场中某点的场强与电场力成正比
B．根据E=可知，点电荷电场中某点的场强与点电荷的电荷量Q成正比
C．根据场强叠加原理可知，合电场的场强一定大于分电场的场强
D．电场强度的方向与电场力的方向一致
4．如图所示，实线是电场中一簇方向未知的电场线，虚线是一个带正电粒子从a点运动到b点的轨迹，若带电粒子只受电场力作用，粒子从a点运动到b点的过程中（　　）
A．粒子的电势能逐渐减小
B．粒子的电势能逐渐增加
C．粒子运动的加速度逐渐增大
D．粒子运动的速度逐渐增大
5．一带电小球被一轻绳系住，绳的另一端固定在匀强电场中的O点，小球恰好能在竖直平面内作匀速圆周运动，如图所示，下列判断中正确的是：
A．小球由圆周最低点A经C点运动到最高点B的过程中，机械能守恒
B．小球由圆周最低点A经C点运动到最高点B的过程中，电势能减少
C．电场强度E的方向是竖直向上的
D．绳在A点所受的张力大于绳在B点所受的张力
6．如图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束正离子以速度v从左侧水平射入，为使离子流经磁场时不偏转（不计重力）则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，下列说法正确的是（　　）
A．该电场场强大小为，方向向下
B．离子沿直线匀速穿过该装置的时间与场强无关
C．负离子从右向左水平射入时，不会发生偏转
D．负离子从左向右水平射入时，会发生偏转
7．如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，不同的带电粒子先后从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。不计带电粒子受到的重力和带电粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（　　）
A．带电粒子的入射速度越大，转动半径一定越大
B．带电粒子的比荷越大，转动半径一定越大
C．带电粒子入射速度相同时，转动半径一定相同
D．带正电的粒子一定向上偏转
8．下列说法中正确的是（　　）
A．磁感应强度的方向就是小磁针N极所受磁场力的方向
B．运动的物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能也一定变化
C．电场中某点电势越高，电荷在该点具有的电势能越大
D．由于月球表面的重力加速度是地球表面的，所以同一物体从地球移到月球表面，其惯性减小
9．一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下．若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为 ( )
A．动能减小
B．电势能增加
C．动能和电势能之和减小
D．重力势能和电势能之和增加
10．充电宝为手机电池充电时，充电宝输出电能转化为手机电池的化学能和内能，等效电路如图所示。在充电开始后的时间t内，充电宝的输出电压U与输出电流I都可认为是恒定的，若手机电池的内阻为r，则t时间内（　　）
A．输出电流
B．充电宝自身的热功率为I2r
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为UIt－I2rt
11．如图所示，在水平地面上固定一对与水平面夹角为的光滑平行金属导轨，顶端接有电源，直导体棒垂直两导轨放置，且与两轨道接触良好，整套装置处于匀强磁场中．图为沿方向观察的侧视图，下面四幅图中所加磁场能使导体棒静止在轨道上的是
A． B． C． D．
二、多选题
12．如图所示，孤立点电荷＋Q固定在正方体的一个顶点上，与＋Q相邻的三个顶点分别是A、B、C，下列说法正确的是( )
A．A、B、C三点的场强相同
B．A、B、C三点的电势相等
C．A、B、C三点所在的平面为一等势面
D．将一电荷量为＋q的检验电荷由A点沿直线移动到B点的过程中电势能先增大后减小
13．如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（ ）
A．运动时在电场中的电势能一定减小 B．在电场中运动时动能一定增大
C．穿出位置一定在O′点下方 D．穿出位置一定在O′点上方
14．在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8J，在M点的动能为6J，不计空气的阻力．则（ ）
A．小球水平位移x1与x2的比值1:3
B．小球水平位移x1与x2的比值1:4
C．小球落到B点时的动能为32J
D．小球从A点运动到B点的过程中最小动能为
15．图示电路中，所用电源的电动势E=3V、内阻r=1，定值电阻R1=4，调节滑动变阻器R2接入电路中的有效阻值，下列说法正确的是（　　）
A．R2的阻值为5时，滑动变阻器R2消耗的电功率最大
B．R2的阻值为5时，定值电阻R1消耗的电功率最大
C．定值电阻R1消耗的电功率最大时，电源的效率为80%
D．电源的输出功率可能为2.25W
16．如图甲所示，AB是其电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位置的电所势随距A点的距离变化的规律如图乙所示，以下说法正确的是 （ ）
A．A、B两点的电场强度EA >EB
B．A、B两点的电势φA >φB
C．电子在A、B两点的速度VA>VB
D．电子在A、B两点的电势能EpA < EpB
三、实验题
17．某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约为10 kΩ），除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A．电压表（量程0~1 V，内阻约为10 kΩ）
B．电压表（量程0~10 V，内阻约为100 kΩ）
C．电流表（0~1 mA内阻约为30 Ω）
D．电流表（0~0.6 A，内阻约为0.05 Ω）
E.电源（电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计）
F.电源（电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计）
G.滑动变阻器R0（阻值范围0~10 Ω，额定电流2 A）
（1）为使测量尽量准确，电压表选用___________，电流表选用___________，电源选用___________，（均填器材的字母代号），滑动变阻器器采用___________接法（填“分压”或“限流”）；
（2）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会___________其真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）在方框内画出实验电路图。___________
18．如图所示，一个是伏安法测电阻的实物连接图，另一个是用电流表和电压表测定电源电动势和内阻的实物连接图。
(1)测定电源电动势和内阻的实物连接图是图______；
(2)下面的表一和表二是利用上面的实物图且当滑动变阻器的滑动触头逐渐向右移动时依次测得的实验数据表，其中与甲图对应的表格是表_____，原因是_____；
表一
V表读数/V 0.81 1.21 1.70 1.79 2.51
A表读数/A 0.16 0.24 0.34 0.42 0.50
表二
V表读数/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.05
A表读数/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.57
(3)在“伏安法测电阻”的实验中电压表的量程为3V，电流表的量程为0.6A，用螺旋测微器测量电阻丝的直径，则图中电压表的读数为______V，电流表的读数为______A，被测电阻丝的直径的测量值为______mm。
四、解答题
19．一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的盒子，如图1所示。现给盒子一初速度v0，此后，盒子运动的v-t图象呈周期性变化，如图2所示。请据此求盒内物体的质量。
20．航空母舰是现代军事的重要装备之一，大多数航母上配备了电磁轨道炮，如图（甲）和（乙）是“电磁炮”的图示和原理示意图，光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L=0.5m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5×102T，“电磁炮”弹体总质量m=1kg，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮匀加速发射。在某次试验发射时，电源为弹体提供的电流I=2×103A，不计空气阻力，求：
(1)弹体所受安培力大小；
(2)弹体从静止加速到1.2km/s，轨道至少要多长
21．如图所示，电源电动势，内电阻，电容器的电容，电阻、、、为电阻箱，闭合开关S。
（1）若，求电路稳定时通过电源的电流；
（2）若，求电路稳定时电容器的带电量；
（3）求功率的最大值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
设cd边的电流为I，则受到的安培力大小为
F=BIL
则通过ab边的电流为3I，则总电流为4I，则线框受到的安培力大小为
F′=B 4IL=4F
故选A。
2．A
【解析】
【详解】
试题分析：电路稳定时，与电容器串联的电路没有电流，相当于断路．当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，电路中电流减小，灯L变暗．电容器的电压等于路端电压，分析其电压变化，由Q=CU分析电量的变化．
解：A、当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，电路中电流减小，灯L变暗，故A正确．
B、电容器的电压等于路端电压，可见其电压是增大的，则由Q=CU知，电容器C的电荷量将增大，故BC错误．
D、电容器C的电荷量将增大，电容器充电，则有电流从左至右通过定值电阻R0．故D错误．
故选A
【点评】本题是电路的动态变化分析问题，可直接根据路端电压随外电阻增大而增大，注意电路稳定时，与电容器串联的电路没有电流，相当于断路．
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．电场强度反映的是电场的特性，与电场力、电荷量无关，A错误；
B．根据库仑定律和电场强度定义可以推出点电荷场强的决定式，可知，点电荷电场中某点的场强与点电荷的电荷量Q成正比，B正确；
C．场强叠加原理即平行四边形矢量运算法则，合场强可能大于分场强也可能小于或等于分场强，C错误；
D．电场强度的方向规定为正试探电荷在电场中受力的方向，D错误。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
AB．由粒子的运动轨迹可知，带电粒子所受的电场力向左，由于粒子带正电，故电场线方向向左。粒子从a点运动到b点电场力做负功，电势能逐渐增加，故A错误，B正确；
C．粒子从a点运动到b点，电场线越来越稀疏，电场力逐渐减小，则加速度逐渐减小，故C错误；
D．粒子从a点运动到b点电场力做负功，电势能逐渐增加，动能减小，则粒子运动的速度逐渐减小，故D错误。
故选B。
5．B
【解析】
【详解】
电场力与重力大小相等，方向相反，则电场力方向向上．
AB、由圆周最低点A经C点运动到最高点B的过程中电场力做正功，电势能减少，机械能增加．则A错误，B正确；
C、电场力方向向上，但小球电性不知，则不知E的方向．则C错误；
D、因做匀速圆周运动，张力当向心力，则在A点所受的张力等于于绳在B点所受的张力．则D错误．
6．B
【解析】
【详解】
A．为使粒子不发生偏转，粒子所受到电场力和洛伦兹力是平衡力，即为
所以电场与磁场的关系为
粒子带正电，则受到向下的洛伦兹力，则电场力就应向上，电场向上，故A错误；
B．由上可知，当沿直线匀速穿过该装置的时间与场强无关，与电场和磁场大小之比有关，故B正确；
C．当负离子从右向左水平射入时，洛伦兹力和电场力均向下，会发生偏转，故C错误；
D．当负离子从左向右水平射入时，电场力向下，洛伦兹力向上，仍然平衡，不会发生偏转，故D错误。
故选B。
7．D
【解析】
【详解】
AC．根据带电粒子在磁场中圆周运动的半径公式，不同的带电粒子的比荷不同，故AC错误；
B．根据带电粒子在磁场中圆周运动的半径公式，不同的带电粒子的速度大小不同，故B错误；
D．根据左手定则，带正电的粒子受到向上的洛伦兹力，故D正确。
故选D。
8．A
【解析】
【详解】
A．某处磁感应强度的方向就是该处小磁针静止时北极所指的方向，也可以是小磁针N极的受力方向，故A正确；
B．运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能不一定要变化，比如匀速圆周运动，故B错误；
C．根据电势能公式Ep=qφ知，正电荷在电势越高的地方，其电势能越大，负电荷在电势越高的地方，其电势能越小，故C错误；
D．惯性与质量有关，物体从地球搬到月球的质量不变，所以惯性不变，故D错误。
故选A。
9．C
【解析】
【详解】
物体做曲线运动过程中受到的合力指向轨迹内侧，并且运动过程中小球只受电场力和重力，所以合力竖直向上，合力与运动方向夹角为锐角，做正功，动能增大，电场力方向向上，电场力做正功，电势能减小，AB错误；根据功能关系可知，在从a到b的运动过程中只有重力、电场力做功，因此重力势能、电势能、动能三者之和保持不变，因该过程中动能增加，因此重力势能和电势能之和减小，故C正确；从a到b的运动过程中重力做负功，重力势能增加，因此动能和电势能之和减小，故D错误．
【点睛】
做此类题目的关键是根据物体做曲线运动过程中受到的合力指向轨迹内侧判断受力情况，本题在电场和重力场的复合场中重点考查带电小球的功能关系转化．在学习过程中要明确各种功能关系是解这类问题的关键．
10．D
【解析】
【详解】
A．手机电池不是纯电阻，则输出电流
选项A错误；
B．因r是手机电池的内阻，可知手机电池的热功率为I2r，选项B错误；
C．手机电池产生的焦耳热为
选项C错误；
D．手机电池储存的化学能为
E=UIt－I2rt
选项D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【分析】
导体棒受到重力、轨道的支持力和磁场对导体棒的安培力，安培力方向由左手定则判断，根据三个力的位置关系判断能否平衡．
【详解】
磁场方向与电流方向平行，不受安培力，C和D选项不正确；由左手定则可知，A选项安培力方向水平向左，导体棒不可能平衡，选项A错误；B选项安培力方向水平向右，与向下的重力和垂直斜面向上的支持力能平衡，所以B正确．
12．BD
【解析】
【详解】
A．由点电荷场强公式可知，A、B、C三点的场强大小相等，但方向不同，由于场强是矢量，所以三点的场强不同，故A错误；
B．孤立点电荷+Q的等势面以是+Q为球心的球面，所以A、B、C三点位于同一等势面上，电势相等，故B正确；
C．A、B、C三点所在的平面上各点到+Q的距离不全相等，电势也就不全相等，所以该平面不是等势面，故C错误；
D．将一电荷量为+q的检验电荷由A点沿直线移动到B点的过程中，离点电荷的距离先减小后增大，根据等势面的分布规律可知，电势先升高后降低，由于电荷正电，所以电势能先增大后减小，故D正确．
13．AB
【解析】
【详解】
A、B项：粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类似平抛的运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故A、B正确；
C、D项：a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运动，故对粒子a有：Bqv=Eq 即只要满足E=Bv无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断从O’点的上方或下方穿出，故C、D错误．
点晴：粒子在正交的电磁场中做匀速直线运动时，由受力平衡，可得到速度与电场强度和磁感应强度的关系．若撤去磁场，粒子做类平抛运动，粒子无论是向上偏转还是向下偏转，都是在电场力的作用下偏转，所以电场力对离子做正功．
14．ACD
【解析】
【详解】
小球在竖直方向上做竖直上抛运动，根据对称性得知，从A点至M点和从M点至B点的时间t相等，小球在水平方向上做初速为零的匀加速直线运动，设加速度为a，根据位移时间公式：，，联立可得：，故A正确，B错误；据小球的运动轨迹如图所示：
小球从A到M，由功能关系知在水平方向上电场力做功为：，则从A到B水平方向上电场力做功为：，根据能量守恒可知，小球运动到B点时的动能为：，故C正确；由题知开始：，又竖直方向上：，在水平方向上：，又有：，联立以上解得：，几何关系可知，则，据运动轨迹，但小球的运动方向与合加速度的方向垂直时，小球的速度最小，则小球从A到B过程最小速度一定与等效G′垂直，如图P点，所以，故D正确．所以ACD正确，B错误．
15．AC
【解析】
【详解】
A．将R1看成电源的内阻，当等效电源的内电阻等于外阻时，R2消耗的功率最大，即为
故A正确；
BC．R1为定值电阻，当电流最大时，功率最大，R2阻值应为0，定值电阻R1消耗的电功率最大，此时电源的效率为
故B错误，C正确；
D．当内外电阻越接近时，电源的输出功率越大，故当R2=0时，电源的输出功率最大，为
不可能为2.25W，故D错误。
故选AC。
16．ABCD
【解析】
【详解】
A项：图象的斜率表示电场强度，由图象可知，由A到B图象斜率越来越小，即电场强度越来越小，所以EA >EB，故A正确；
B项：根据沿电场线方向电势降低，所以A、B两点的电势φA >φB，故B正确；
C、D项：由于φA >φB，所以电子在A、B两点具有的电势能，由能量守恒可知，，即VA>VB，故C、D正确．
17． B C F 分压 大于
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2][3][4]待测电阻Rx的阻值约为10 kΩ，则为使测量尽量准确，电源应该选择电动势12 V的F；则电压表选用量程为0~10 V的B；电路中可能出现的最大电流为 则电流表选用C；滑动变阻器器阻值远小于待测电阻，则采用分压接法；
（2）[5]实验中因为Rx>>RA可知，应该采用电流表内接，此时电压的测量值偏大，则电阻的测量值偏大；
（3）[6]在方框内画出实验电路图如图；
18． 甲 二 见解析 1.70 0.42 0.640
【解析】
【详解】
(1)[1]甲图的电压表测量电源两端电压，乙图电压表测量电阻两端电压，所以甲图是测量电源电动势和内电阻的连接图；
(2)[2][3]由闭合电路欧姆定律得
当滑动变阻器的滑动触头逐渐向右移动时，滑动变阻器的阻值R减小，电流表的读数增大；
由闭合电路欧姆定律得
当滑动变阻器的滑动触头逐渐向右移动时，滑动变阻器的阻值R减小，电流表的读数增大,路端电压U减小；
综上所述，当滑动变阻器的滑动触头逐渐向右移动时，电压表读数减小，电流表读数增大，是表二。
(3)[4]电压表读数为1.70V；
[5]电流表读数为0.42A；
[6]被测电阻丝的直径为
19．m=M
【解析】
【详解】
设物体的质量为m。t0时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律
Mv0=mv①
3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明碰撞是弹性碰撞，能量守恒
②
联立①②解得：m=M
20．(1)5×104N；(2)14.4m
【解析】
【详解】
(1)在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F=ILB，得
F=5×104N
(2)由动能定理得
解得
x=14.4m
弹体从静止加速到1.2km/s，轨道至少要14.4m
21．（1）I=2A；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）由电路图知
由闭合电路欧姆定律得
解得
I=2A
（2）由欧姆定律得
电容器两端电压为
电容器的带电量为
（3）电路总电阻为
总电流为
通过的电流为
的功率为
则当时功率最大
最大功率为
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