四川省2022年高二（下）开学考试物理测试（卷四）（word版含答案）

四川省2022年高二（下）开学考试物理测试（卷四）
一、单选题
1．如图所示，在两个点电荷形成的电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下，以一定的初速度从A点运动至B点，运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　）
A．A点的电势低于B点的电势
B．A点的电场强度与C点的电场强度相同
C．该粒子在A点的动能小于在B点的动能
D．该粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
2．如图所示，D是一只二极管，AB 是平行板电容器，在电容器两极板间有一带电微粒P处于静止状态，当两极板A和B间的距离增大一些的瞬间(两极板仍平行)，关于带电微粒P的说法正确的是(　 　)
A．向下运动
B．仍静止不动
C．若下板接地，且上板上移，则微粒电势升高
D．若下板接地，且上板上移，则微粒电势能升高
3．如图所示，一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，则(　 )
A．合外力对物体的冲量大小为
B．拉力对物体的冲量大小为
C．摩擦力对物体的冲量大小为
D．重力对物体的冲量大小为零
4．等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场.另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与AB边垂直且保持AC平行于OQ，关于导线框中的感应电流，以下说法中不正确的是（ ）
A．开始进入磁场时感应电流最大
B．开始进入磁场时感应电动势最大
C．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向
D．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向
5．如图所示，矩形线框与长直导线在同一平面内，当矩形线框从长直导线的左侧运动到右侧的过程中线框内感应电流的方向为（　　）
A．先顺时针，后逆时针
B．先逆时针，后顺时针
C．先顺时针，后逆时针，再顺时针
D．先逆时针，后顺时针，再逆时针
6．如图所示，一根匀质导体棒用绝缘细线悬挂在水平轴上，并通以沿x轴负方向的电流，加以一个匀强磁场后（方向未知，图中末画出），平衡时悬线和导体棒平面偏离竖直面角，则所加磁场方向与y轴方向间夹角为（ ）．
A． B． C． D．
7．关于图中的四个图线，下列说法中正确的是（ ）．
A．其中电源的外特性曲线（U-I图）是图（a）
B．其中电源的输出功率与负载电阻的关系曲线（P-R图）是图（b）
C．其中电源的效率与负载电阻的关系曲线（图）是图（c）
D．其中电阻的伏安特性曲线（I-U图）是图（d）
8．质子、氘核、α粒子的质量之比为1：2：4，电荷量之比为1：1：2，若这三种粒子从同一点以相同的速度垂直射入匀强磁场中，最后都打在与初速度方向相垂直的荧光屏上，如图所示，则在荧光屏上（ ）
A．只有一个亮点
B．有两个亮点，α粒子、氘核的亮点重合
C．有两个亮点，质子、α粒子的亮点重合
D．有三个亮点
9．图为演示自感现象实验装置的电路图，电源的电动势为E，内阻为r．A是灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，线圈的直流电阻小于灯泡A正常发光时的电阻．实验时，闭合开关S，电路稳定后，灯泡A正常发光．下列说法正确的是
A．闭合开关S，电路稳定后，灯泡A中电流等于线圈L中电流
B．闭合开关S，电路稳定后，灯泡A中电流大于线圈L中电流
C．电路稳定后突然断开开关S，灯泡A立即熄灭
D．电路稳定后突然断开开关S，灯泡A闪亮一下再熄灭
10．如图所示电路中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，指示灯RL的阻值为8Ω，电动机M线圈的电阻为1Ω。当开关S闭合时，指示灯RL的电功率为2W。电流表内阻不计，那么下列说法中正确的是（　　）
A．流过电动机M的电流为2A B．流过电流表的电流为2.5A
C．电动机M输出的机械功率3.75W D．电源的总功率为9W
11．如图所示，螺线管内有平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（ ）
A．在时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在时刻，金属圆环L内的磁通量最小
C．在时间内，金属圆环L有收缩趋势
D．在时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流
二、多选题
12．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，在外力作用下向右做匀加速直线运动穿过磁场，则下列判断正确的是（　　）
A．导线框进入磁场时，感应电流随时间均匀增大
B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
D．导线框离开磁场时，受到的安培力恒定不变
13．三个小球a、b、c分别用三根绝缘细线悬挂在同一点O，细线的长度关系为Oa=Ob＜Oc，让三球带电后它们能静止在图中所示位置．此时细线Oc沿竖直方向，a、b、c连线恰构成一等边三角形，则下列说法正确的是
A．a、b、c三球质量一定相等
B．a、b两球所带电荷量一定相等
C．a、b、c三球所受静电力大小一定相等
D．细线Oa、Ob所受拉力大小一定相等
14．如图所示，两个间距为l的平行光滑金属轨道水平放置(足够长)，轨道左侧接有两个阻值均为R的定值电阻，开关处于断开状态．有一质量为m、电阻为R的金属棒静止且与两轨道垂直地放在轨道上，金属棒与轨道电接触良好，轨道电阻不计．空间存在垂直轨道平面的磁感应强度为B的匀强磁场．现用一个功率恒定为P0的水平拉力沿轨道向右拉金属棒．当金属棒速度稳定后，闭合开关K．以下说法正确的是
A．闭合开关时金属棒的速度为
B．闭合开关时金属棒的加速度为
C．整个过程中拉力和安培力对金属棒做的功等于电路中产生的焦耳热
D．闭合开关前后金属棒速度稳定时，金属棒的热功率之比为2：3
15．在匀强磁场中，垂直于磁场方向放置一根长度为20 cm、电流为1 A的通电直导线，导线受到的磁场力大小为0.2 N.则（ ）
A．匀强磁场的磁感应强度大小为1 T
B．匀强磁场的磁感应强度大小为0.01 T
C．将通电导线从磁场中撤走，磁感应强度不变
D．将通电导线从磁场中撤走，磁感应强度大小变为零
三、实验题
16．从表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷， 得到多组数据，有尽可能高的测量精度。
器材（代号） 规格
待测电阻（Rx） 阻值约5Ω
电流表（A1） 0～300μA，内阻约100Ω
电流表（A2） 0～0.6A，内阻约0.1Ω
电压表（V1） 0～3V，内阻约3kΩ
电压表（V2） 0～15V，内阻约15kΩ
滑动变阻器（R） 总阻值约10Ω
电源（E） 电动势3V，内阻很小
电键（S） 导线若干
(1)电流表应选用_____________，电压表应选用_____________。
(2)完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏_____。
(3)正确连线后，闭合开关，缓慢移动滑片至某一位置时两表指针如图所示，此时电流表的示数为____________A，电压表读数为_____________V。
四、解答题
17．如图所示，在直角坐标系xoy中，第Ⅰ象限存在沿y轴正方向、电场强度为E的匀强电场，第Ⅳ象限存在一个方向垂直于纸面、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域。一质量为m，带电荷量为-q的粒子，以某一速度从A点垂直于y轴射入第Ⅰ象限，A点坐标为（0，h），粒子飞出电场区域后，沿与x轴正方向夹角为60°的B处进入第Ⅳ象限，经圆形磁场后，垂直射向y轴C处。不计粒子重力，求：
(1)从A点射入的速度；
(2)圆形磁场区域的最小面积；
(3)证明粒子在最小圆形磁场中运动时间最长，并求出最长时间。
18．如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端前放一个质量为m=1kg的物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连，B点与水平传送带的左端刚好平齐接触，传送带的长度BC的长为L=6m，沿逆时针方向以恒定速度v=2m/s匀速转动．CD为光滑的水平轨道，C点与传送带的右端刚好平齐接触，DE是竖直放置的半径为R=0.4m的光滑半圆轨道，DE与CD相切于D点．已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．
（1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C点，求弹簧储存的弹性势能；
（2）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带能够通过C点，并经过圆弧轨道DE，从其最高点E飞出，最终落在CD上距D点的距离为x=1.2m处（CD长大于1.2m），求物块通过E点时受到的压力大小；
（3）满足（2）条件时，求物块通过传送带的过程中产生的热能．
19．如图所示，粗糙斜面的倾角θ＝37°，半径r＝0.5 m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场．一个匝数n＝10匝的刚性正方形线框abcd，通过松弛的柔软导线与一个额定功率P＝1.25 W的小灯泡A相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边．已知线框质量m＝2 kg，总电阻R0＝1.25 Ω，边长L>2r，与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5.从t＝0时起，磁场的磁感应强度按B＝2－t(T)的规律变化．开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡始终正常发光．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻R；
(2)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量Q.
20．在如图所示的电场中，A点的电场强度E＝1.0×104N/C，将电荷量q＝+1.0×10﹣8C的点电荷放在电场中的A点。
（1）求该点电荷在A点所受电场力F的大小；
（2）在图中画出该点电荷在A点所受电场力F的方向。
（3）若在A点放入一个q＝-2.0×10﹣8C点电荷，受力大小和方向如何呢？
（4）拿走A点的点电荷，A点场强又是多少？
五、填空题
21．如图所示，线圈面积为，匀强磁场的磁感应强度。在线圈由图示位置顺时针向下转过150°的过程中，通过线圈的磁通量的改变量大小为__________。
22．一正方形线圈边长为40cm，总电阻为3Ω，在与匀强磁场垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通过有理想边界的宽为30cm的匀强磁场区，已知磁感应强度为0.5T，线圈在通过磁场区域的全过程中，有电磁感应时产生的感应电流I=_____A，所产生的热量Q=_____J．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．由沿电场线方向电势降低可知，A点电势高于B点电势，故A错误；
B．由图可知，A点与C点场强方向相反，且A点处电场线比C点处密集，则A点的场强大于C点场强，故B错误；
CD．从轨迹可知粒子带正电，从A点到B点的过程中，电场力做正功，动能增加，电势能减小，该粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，故C正确，D错误。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
二极管具有单向导电性,只允许电流从a流向b.电容器与电源保持相连,电容器的电压不变,板间距离增大,电容减小,电容量的电量要减小,放电,根据二极管的作用,分析电量是否变化,再分析P的运动情况.
【详解】
AB．电容器与电源保持相连,电容器的电压不变,板间距离增大,电容减小,电容量的电量要减小,电容器要放电,但因为二极管的作用只允许电流从a流向b,电容器的电量无法减小,所以此题应该按照电容器上电荷量不变来处理，根据推论板间电场强度可知改变d时,场强E不变,电荷P受的电场力不变,仍静止;故A错；B对；
CD．若下板接地，且上板上移，板间电场强度保持不变，根据 可知BP两点之间的电势差不变，所以P点的电势也不变，由于微粒受力没有发生变化，所以电场力不做功，则微粒的电势能也不发生变化，故CD错
故选B
【点睛】
本题考查了电容器的动态分析问题，在处理此类问题时要注意题目中是电压不变还是电荷量不变，在遇到有二极管的问题时要注意二极管的单向导电性．
3．B
【解析】
【详解】
A.物体匀速运动，由动量定理知合外力对物体的冲量为零，故A错误；
B.运动时间为，则拉力的冲量为：
故B正确；
C.由于做匀速运动，阻力大小与的水平分力相等，摩擦力大小为：
摩擦力对物体的冲量的大小为：
故C错误；
D.运动时间为，重力对物体的冲量大小为：
故D错误．
4．C
【解析】
【详解】
导线框进入磁场时切割磁感线，产生的感应电动势为E=BLv，导线框以恒定的速度运动，当有效的切割长度最大时，产生的感应电动势最大，感应电流也最大.
AB.导线框开始进入磁场时，切割磁感线的有效长度最大，则感应电动势最大，此时感应电流最大，故A、B说法正确；
C.由楞次定律可知，开始进入磁场时感应电流沿逆时针方向，故C说法错误；
D.由楞次定律可得开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向，故D说法正确.
此题选择不正确的说法，故选C.
5．C
【解析】
【详解】
直导线左侧磁场向外，右侧磁场向里，当矩形线圈从左侧向右靠近直导线时，穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流；当线圈向右越过直导线的过程中向外的磁通量减小，根据楞次定律可知产生逆时针方向的电流；当线圈在导线右侧向右运动时，穿过线圈的磁通量向里的减小，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
根据受力分析可知，此时导体棒受竖直向下的重力和沿绳子方向的拉力，根据受力平衡可知，安培力方向在绳子反向延长线到重力反向延长线之间，根据左手定则和几何关系可知，磁场方向范围在与y轴方向夹角为，故D正确。
7．C
【解析】
【详解】
A根据闭合电路欧姆定律可得：
电源的外特性曲线（图）是图（），故A错误；
B电源的输出功率为：
电源的输出功率与负载电阻的关系曲线（图）是图（），故B错误；
C电源的效率为：
电源的效率与负载电阻的关系曲线（图）是图（），故C正确；
D根据欧姆定律可得：
电阻的伏安特性曲线（图）是图（），故D错误；
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
试题分析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律与周期公式分析答题．
解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：r=；
以相同速度垂直射入同一匀强磁场中时，粒子的轨道半径取决于，α粒子与氘核的相同，则它们的轨道半径相同，与质子的半径不同；三种粒子都飞向荧光屏，在屏上就有两个光点，故B周期，ACD错误；
故选B
【点评】本题考查了粒子在磁场中的运动，粒子在磁场中做匀速运动运动，由于牛顿第二定律与周期公式即可正确解题．
9．D
【解析】
【分析】
开关由闭合到断开瞬间,A灯立即熄灭,通过线圈的电流减小,线圈产生自感电动势,再根据楞次定律分析灯亮度如何变化.
【详解】
由于线圈的直流电阻小于灯泡A正常发光时的电阻，所以电路稳定时，流过线圈的电流大于灯泡的电流，在突然断开时由于线圈的自感作用，线圈相当于电源，对灯泡提供电流，所以灯泡不会马上熄灭，并且流过灯泡的电流大于原来灯泡的电流，所以灯泡会闪亮一下，故ABC错；D对；
故选D
【点睛】
线圈的作用：在闭合电路时由于自感作用相当于一个大电阻；在稳定时相当于一个电阻为R的正常电阻，在断开电源时相当于一个电源对别的用电器提供电流．
10．C
【解析】
【详解】
指示灯的电功率
解得
路端电压为
设流过电流表的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有
解得
设电动机支路的电流为
电动机总功率为
电动机输出的机械功率为
解得
电源的总功率为
ABD错误，C正确。
故选C。
11．C
【解析】
【分析】
根据B-t图线斜率的变化，根据法拉第电磁感应定律得出电动势的变化，从而得出感应电流的变化，根据楞次定律判断出感应电流的方向，根据右手螺旋定则判断出电流所产生的磁场，从而确定磁通量的变化．
【详解】
A、由B-t图知，时刻磁通量的变化率为零，则感应电流为零，金属圆环周围没有磁场，金属圆环L内的磁通量最小，选项A错误；
B、在时刻，磁感应强度为零，但是磁通量的变化率最大，则感应电流最大，金属圆环L内的磁通量最大，选项B错误；
D、在时间内，L内的磁场增加，由愣次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增加，故有收缩的趋势，选项C正确；
C、在时间内，磁通量的变化率不断变大，则线圈内的感应电流不断变大，根据楞次定律，在线圈中的电流方向f到c，根据右手螺旋定则，穿过圆环的磁通量向外增大，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，选项D错误。
故选C。
【点睛】
解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，右手螺旋定则判断电流和周围磁场方向的关系。
12．AC
【解析】
【详解】
A．线框在外力作用下向右做匀加速直线运动则
可知
因此感应电流随时间均匀增大，故A正确；
B．离开磁场时，磁通量在减小，根据楞次定律(增反减同)，可知感应磁场方向垂直纸面向外，因此，感应电流a→b→c→d→a，故B错误；
C．进入磁场时，磁通量在增大，根据楞次定律，可知安培力水平向左，故C正确；
D．离开磁场时根据
速度增大，安培力增大，故D错误。
故选AC。
13．BD
【解析】
【详解】
对ab受力分析可得：因为ab连线处于水平，mag=mbg，则ma=mb，但是与c球质量关系不能确定，故A错误；由于Oc沿竖直方向，而c受重力及绳拉力也在竖直方向，所以a对c的库仑力与b对c的库仑力一定等大，即qa=qb；故B正确；而c的电荷量与a、b电荷量不一定相等，所以a、b、c三球所受库仑力大小不一定相等，故C错误；因c对a、b的库仑力大小相等，由受力分析知Oa、Ob所受拉力大小相等，故D正确，故选BD．
14．ABD
【解析】
【详解】
A．当速度稳定时，拉力等于安培力：
，，
联立解得：v=，故A正确；
B．闭合开关瞬间，电阻减小，电流增大，安培力增大．安培力为，
根据牛顿第二定律，，将v= 代入得a=，故B正确；
C．整个过程中拉力和安培力对金属棒做的功等于金属棒增加的动能，故C错误；
D．闭合电键前，流过金属棒的电流：，
闭合电键后，稳定时，，， 流过金属棒的电流：，
金属棒的热功率之比为，故D正确．
故选：ABD．
15．AC
【解析】
【详解】
AB.匀强磁场的磁感应强度大小为，故A正确，B错误；
CD.磁感应强度是磁场固有的属性，将通电导线从磁场中撤走，磁感应强度大小不变，故C正确，D错误.
16． A2 V1 0.48 2.20
【解析】
【详解】
(1)[1]电路中最大电流约为
故电流表选A2。
[2]电源电压才3V，故电压表选0~3V量程的，即选V1。
(2)[3]由于电流表内阻和被测电阻相接近，故采用电流表外接法，滑动变阻器在开关闭合前，应处于最大阻值处，实物图如图所示：
(3)[4]电流表量程选择的是0~0.6A，分度值为0.02A，故读数为0.48A；
[5]电压表量程选择0~3V，分度值为0.1V，故读数为2.20V。
17．(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】
(1)粒子在电场中做类平抛运动，其加速度大小为
竖直方向有
故
在B处有
因此，A点射入的速度
(2)在B处，根据
可得粒子进入磁场的速度为
粒子在磁场中，由洛伦磁力提供向心力，即
故：粒子在磁场运动的轨道半径为
由于粒子从B点射入，经磁场偏转后垂直射向C处，根据左手定则可知，圆形磁场的磁场是垂直于纸面向里。
如图所示，延长B处速度方向与反向延长C处速度方向相交于D点，作的角平分线，在角平分线上找出点，使它到BD、CD的距离为
则以MN为直径的圆的磁场区域面积最小，设圆形磁场区域的半径为r，由几何关系可得
圆形磁场区域的最小面积
(3)粒子在圆形磁场中运动的轨迹圆与圆形磁场关系如图所示，
由第(2)问作图过程可知，MN是圆形磁场的直径，也是粒子的射入点与射出点的连线，其所对应的弧长最长，故粒子在磁场中运动的时间最长。由几何知识可知，圆心角
又因粒子在磁场中运动的周期
故粒子在磁场中运动的时间最长
18．（1）（2）N=12.5N（3）Q=16J
【解析】
【分析】
【详解】
（1）释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C点由动能定理知：
由能量守恒定律知
解得
（2）由平抛运动知：竖直方向：
水平方向
在E点，由牛顿第二定律知
解得
N=12.5N
（3）从D到E，由动能定理知：
解得
从B到D，由动能定理知
解得
对物块
解得
t=1s
由能量守恒定律知
解得
Q=16J
19．(1)1.25 Ω　(2)3.14 J
【解析】
【分析】
（1）根据法拉第电磁感应定律，即可求解感应电动势；由功率表达式，结合闭合电路欧姆定律即可；
（2）对线框受力分析，并结合平衡条件，及焦耳定律，从而求得．
【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律有E＝n
得
小灯泡正常发光，有P＝I2R
由闭合电路欧姆定律有E＝I(R0＋R)
则有P＝()2R，代入数据解得R＝1.25 Ω.
（2）对线框受力分析如图
设线框恰好要运动时，磁场的磁感应强度大小为B′，由力的平衡条件有
mgsin θ＝F安＋f＝F安＋μmgcos θ
F安＝nB′I×2r
联立解得线框刚要运动时，磁场的磁感应强度大小B′＝0.4 T
线框在斜面上可保持静止的时间
小灯泡产生的热量Q＝Pt＝1.25×J＝3.14 J.
20．（1）110-4N；（2）；（3）210-4N，方向向左；（4）1104N/C
【解析】
【详解】
(1)点电荷在A点所受电场力
F=qE=1×104×1×10-8N=1×10-4N
(2)根据正电荷受力方向和电场方向一致可得：点电荷在A点所受电场力的方向与电场强度方向相同；
(3)点电荷在A点所受电场力
F=qE=1×104×2×10-8N=2×10-4N
所带电荷为负，故与正电荷所受力方向相反，方向向左；
(4)电场强度与点电荷无关，故将点电荷拿走后电场强度仍为1×104N/C。
21．
【解析】
【分析】
【详解】
[1]图示位置线圈与磁场平行，通过线圈的磁通量为零，在线圈由图示位置顺时针向下转过150°时，通过线圈的磁通量为
通过线圈的磁通量的改变量大小为
22． 0.4 0.048
【解析】
【分析】
根据E=BLv求出感应电动势的大小，再根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小．求出产生感应电流的时间，根据Q=I2Rt求出产生的热量．
【详解】
[1]根据
E=BLv
得
E=0.5×0.4×6V=1.2V
根据闭合电路欧姆定律有：
A
[2]线圈在穿越磁场的过程中，有感应电流的时间
s
所以产生的热量
Q=I2Rt=0.16×3×0.1J=0.048J
【点睛】
本题考查了切割产生感应电动势的公式以及闭合电路欧姆定律，关键知道线圈在哪一段时间内有电流．
答案第1页，共2页
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