四川省2022年高二（下）开学考试物理测试（卷三）（word版含答案）

四川省2022年高二（下）开学考试物理测试（卷三）
一、单选题
1．如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知xC-xB = xB- xA。该电子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．A点电势高于B点电势
B．A点的电场强度小于B点的电场强度
C．A、B两点电势差UAB等于B、C两点电势差UBC
D．电子经过A点的速率小于经过B点的速率
2．如图所示是动圈式麦克风的示意简图，磁铁固定在适当的位置，线圈与一个膜片连接，声波传播时可使膜片左右移动，从而引起线圈运动产生感应电流，则线圈（　　）
A．磁通量增大时，感应电流从a流向b
B．磁通量减小时，感应电流从b流向a
C．磁通量先增大后减小时，感应电流一直从a流向b
D．磁通量先增大后减小时，感应电流先从b流向a再从a流向b
3．如图所示，长为0.5m的通电直导线垂直放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.2T．当导线中的电流为1.0A时，导线所受安培力的大小为
A．0 B．0.05N C．0.10N D．0.15N
4．如图所示，实线是一簇标有方向的电场线，虚线表示某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可以判断( )
A．该粒子带负电
B．该粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
C．该粒子在a点的动能大于在b点的动能
D．该粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
5．如图所示，平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏。今有质子（H）、氘核（H）和氚核（H）均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上（不计粒子重力）。则下列判断中正确的是（　　）
A．三种粒子从B板射出时的速度之比为 ∶∶1
B．三种粒子同时打到荧光屏上
C．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶3
D．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶1
6．如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定不动，导线cd能自由运动，则它的运动情况是
A．顺时针转动，同时靠近导线ab
B．顺时针转动，同时远离导线ab
C．逆时针转动，同时靠近导线ab
D．逆时针转动，同时远离导线ab
7．在如图所示的电路中，、为两个完全相同的灯泡，为自感线圈，为电源，为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ）
A．合上开关，先亮，后亮；断开开关，、同时熄灭
B．合上开关，先亮，后亮；断开开关，先熄灭，后熄灭
C．合上开关，先亮，后亮；断开开关，、同时熄灭
D．合上开关，、同时亮；断开开关，先熄灭，后熄灭
二、多选题
8．当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星位于航天飞机正上方，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星．现有一颗绳系卫星在地球上空沿圆轨道运行，能够使缆绳卫星端电势高于航天飞机端电势的是
A．在赤道上空，自西向东运行
B．在赤道上空，自南向北运行
C．在北半球上空，自北向南运行
D．在南半球上空，自西南向东北运行
9．如图，间距为的足够长平行导轨固定在水平面上，导轨左端接阻值为的电阻。导轨之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为的金属杆从左侧水平向右以的速度进入磁场，在水平外力控制下做匀减速运动，后速度刚好减为零。杆与导轨间的动摩擦因数为0.1，忽略杆与导轨的电阻，重力加速度g取。杆从进入磁场到静止过程中，下列说法正确的是 （　　）
A．通过电阻的电荷量为 B．整个过程中安培力做功为
C．整个过程中水平外力做功为零 D．水平外力对金属杆的冲量大小为
10．大型对撞机是科学研究的重要工具，中国也准备建造大型正负电子对撞机，预计在2022至2030年之间建造，对撞机是在回旋加速器的基础上逐步发展出来的。回旋加速器的原理示意图如图所示，和是两个中空的半圆金属盒，均和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成匀强电场，两盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，中央O处是粒子源。若忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子每运动一周被加速两次
B．带电粒子在磁场中运动的周期越来越小
C．粒子的最大速度与半圆金属盒的尺寸无关
D．磁感应强度越大，带电粒子离开加速器时的动能就越大
11．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。以下对几位科学家所做出的科学贡献描述中，说法正确的是（　　）
A．库仑通过实验得到库仑定律，并测定静电力常量
B．法拉第最早提出场的概念
C．伽利略发现行星运动三定律
D．牛顿发现万有引力并测得万有引力常量
12．如图所示，电源电动势E=6 V，内阻，定值电阻与电动机M串联接在电源上，开关闭合后，理想电流表示数为1 A，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻．下列说法中正确的是
A．定值电阻消耗的热功率2 W
B．电动机的输出功率为2.5 W
C．电动机的输出功率为3 W
D．电源的输出功率是6 W
三、实验题
13．（1）某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作，两次测量时的指针位置均指在如图所示的位置。一次测量直流电压，所选量程为25V，则读数应为_______V；一次测量电阻，记录的读数为160Ω，则所选倍率为_______（选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）。
（2）在上一问用多用电表测量完电阻后，需要继续测量一个阻值约为1300Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下有些操作步骤是必需的，请选择正确的操作并按正确顺序写出序号_______。
①将红表笔和黑表笔接触
②把选择开关旋转到“×1”位置
③把选择开关旋转到“×100”位置
④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
14．如图所示，在实验室里小王同学用电流传感器和电压传感器等实验器材测干电池的电动势和内电阻．改变电路的外电阻R，通过电压传感器和电流传感器测量不同阻值下电源的端电压和电流，输入计算机，自动生成U-I图线,如图（1）所示．
（1）. 由图可得干电池的电动势为_________V，干电池的内电阻为_______ Ω；
（2）.做完实验后，小王同学在上面的实验器材中去掉电压传感器，改变电路的外电阻R，通过电流传感器测量不同阻值下的电流，画出R-1/I图线也可以求得电源的电动势和内电阻．请写出小王同学所作图象的函数关系式_____________________．
（1）.现有一小灯泡，其U－I特性曲线如图（2）所示，若将此小灯泡接在上述干电池两端，小灯泡的实际功率是______________W．
四、解答题
15．如图所示，水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度。现有一电荷量、质量的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点（图中未画出）。已知PB间的距离，且带电体与水平面的滑动摩擦因数，取。试求：
(1)带电体运动到圆形轨道点时对圆形轨道的压力大小；
(2)带电体从点静止释放运动到点过程中的最大动能。（结果保留3位有效数字）；
(3)点到点的距离。
16．如图所示，在x轴的上方整个区域存在非匀强电场，PO之间的电压为U，在x轴的下方、半径为a的圆O1的区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其他区域无电磁场。现有带电粒子从P点由静止释放，沿y轴运动从O点进入磁场，经过一段时间后从N点离开磁场。已知∠OO1N＝，不计带电粒子的重力与空气阻力。
(1)判断粒子的带电性质并比较P、O的电势高低；
(2)求带电粒子的比荷（电量与质量之比）；
(3)若在粒子从O点运动到N点的过程中，某时刻磁感应强度大小突然变化为，粒子不再离开磁场，求的最小值。
17．如图所示，水平放置的两条平行金属导轨相距 L=lm，处在竖直向下的 B=0.5T 匀强磁场中，金属棒 MN 置于平导轨上，金属棒与导轨垂直且接触良好，MN 的质量为 m=0.2kg， MN 的电阻为 r=1.0Ω，与水平导轨间的动摩擦因数 μ=0.5，外接 电阻 R=1.5Ω．从 t=0 时 刻起，MN 棒在水平外力 F 的作用下由静止开始以 a=2m/s2 的加速度向右做匀 加速直线运动．不计导轨的电阻，水平导轨足够长， g=10m / s2，求：
（1）t=5s 时，外接电阻 R 消耗的电功率；
（2）t=0～2.0s 时间内通过金属棒 MN 的电荷量；
（3）规定图示 F 方向作为力的正方向，求出 F 随时间 t 变化的函数关系；
（4）若改变水平外力 F 的作用规律，使 MN 棒的运动速度 v 与位移 x 满足关系：V=0.5x ，求 MN 棒从静止开始到 x=6m 的过程中，水平外力 F 所做的功．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，由图知电子电势能一直减小，则电子从A到B电场力做正功即
所以，A点电势低于B点电势，故A错误；
B．根据电势能Ep随坐标x变化的关系
则
可知Ep-x图像的斜率绝对值越大，电场强度越强，由图可知A点的斜率绝对值比B点的大，A点的电场强度大于B点的电场强度，故B错误；
C．由图可知，电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，根据功能关系
，
电场力做功
，
故，A、B两点电势差UAB大于B、C两点电势差UBC，故C错误；
D．一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，根据动能定理
电子经过A点的速率小于经过B点的速率，故D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
由图中可知，螺线管中原磁场方向向右；当磁通量增大时，感应电流磁场方向向左，由右手螺旋定则可知感应电流方向从b流向a；磁通量减小时，感应电流磁场方向向右，由右手螺旋定则可知感应电流从a流向b，故A、B、C错误，D正确；
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
根据F=BIL可得安培力F=0.2×1×0.5N=0.10N，故选C.
4．C
【解析】
【详解】
根据轨迹的弯曲知，粒子在a点所受的电场力方向与电场强度方向相同，粒子带正电，故A错误；场线的疏密表示电场的强弱，可知a点的电场强度大于b点的电场强度，根据牛顿第二定律得，可知粒子在a点的加速度大于b点的加速度，故B错误；从a点到b点，电场力做负功，动能减小，则粒子在a点动能大于b点的动能，故C正确；从a点到b点，电场力做负功，电势能增大，可知粒子在a点的电势能小于在b点的电势能，故D错误．所以C正确，ABD错误．
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由
得三种粒子从B板射出时的速度之比为
选项A错误；
B．由
易知质子最先打到荧光屏上，选项B错误；
CD．由
得三种粒子竖直方向偏转的位移都是
偏转电场的电场力对三种粒子所做的功均为
W=Eqy
其比为1∶1∶1，选项C错误，选项D正确；
故选D。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
据安培定则可知，ab导线左侧磁场垂直纸面向外，右侧磁场垂直纸面向内，cd左侧处于向外的磁场中，所受安培力向下，右侧处于向内的磁场中，所受安培力向上，故cd会逆时针转动，当转过90°时两导线平行电流方向相同，由推论“同向电流相互吸引、反向电流相互排斥”可知，cd会靠近导线ab，故cd导线整个过程会逆时针转动，同时靠近导线ab，C正确。
故选C。
7．C
【解析】
【分析】
当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据楞次定律来分析两灯亮暗顺序．
【详解】
由图可以看出，a、b灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作，断电后停止工作．但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的变化有阻碍作用。则合上开关，b先亮，a后亮．当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由a、b及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭．故C正确．
故选C．
【点评】
对于线圈要抓住这个特性：当电流变化时，线圈中产生自感电动势，相当于电源，为回路提供瞬间的电流．
8．AD
【解析】
【详解】
试题分析：在赤道处地磁场方向由南向北,航天飞机和卫星从西向东飞行时，根据右手定则知感应电流由航天飞机端流向缆绳卫星端，电源内部由低电势到高电势，故绳卫星端电势高，故A错误，B正确；同理可以得到选项D正确，选项C错误．
考点：导体切割磁感线时的感应电动势
【名师点睛】金属缆绳在切割地磁场，从而产生感应电动势，根据右手定则判断感应电动势的方向．
9．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．导体棒在磁场中运动的位移为
通过电阻的电荷量为
A正确；
BC．根据动能定理得
因为外力做功无法确定，所以安培力做功也无法确定，BC错误；
D．根据动量定理得
结合解得
D正确。
故选AD。
10．AD
【解析】
【详解】
A．带电粒子转动一周，两次经过电场，所以每运动一周被加速两次，故A正确；
B．带电粒子在磁场中运动的周期与速度无关，故B错误；
C．粒子从回旋加速器中射出时，最后一圈圆周运动的半径与金属盒半径相同，由
得
可知金属盒半径r越大，最大速度ν越大，故C错误；
D．由，可知磁感应强度B越大，最大速度v越大，粒子动能越大，故D正确。
故选AD。
11．AB
【解析】
【分析】
【详解】
A．库仑通过实验得到库仑定律，并测定静电力常量，选项A正确；
B．法拉第最早提出场的概念，选项B正确；
C．开普勒发现行星运动三定律，选项C错误；
D．牛顿发现万有引力，卡文迪许测得万有引力常量，选项D错误。
故选AB。
12．AB
【解析】
【详解】
根据可知定值电阻消耗的热功率为，故A正确；电动机两端的电压：，电动机消耗的电功率为，电动机的输出功率：，故B正确，C错误；电源的输出功率：，故D错误．故选AB.
【点睛】
由P=UI求出电动机输入功率，由P=I2R求出电动机热功率，电动机输入功率与热功率之差是电动机的输出功率．
13． 12.0 ×10 ③①④
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]电压表共50个小格，每一个小格为1V，而图中指针处有24个小格，故为12V，而且要估读到下一位，故v为12.0V；
[2]测电阻时，示数为16，而实际为160，所以是为“×10”倍率；
（2）[3]此时欧姆表倍率太小，换成“×100”倍率时，恰好1300在中值电阻附近，所以先将开关转到“×100”位置，然后将红黑表笔接触，进行欧姆调零，步骤为③①④；
14． 1.5V 2W R＝E/I－r 0.27W
【解析】
【小题1】根据闭合电路欧姆定律：，斜率表示内阻，纵截据表示电动势，由图像可知：．
【小题2】同样根据,变形，得：
【小题3】把两个图像画在同一个坐标纸上，交点表示小灯泡与电源直接相连，交点坐标为（0.3A,0.9V）,根据公式：
15．(1)0；(2)1.17J；(3)0
【解析】
【详解】
(1)P到C由动能定理得
在C点，由牛顿第二定律得
联立解得
根据牛顿第三定律，带电体对轨道的压力大小。
(2)由P到B带电体做加速运动，故最大速度一定出现在BC的过程中，在此过程中只有重力和电场力做功，这两个力大小相等，其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方，故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45°处，由动能定理得
代入数据得
(3)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t，根据运动的分解有
联立解得
16．(1)P的电势比O的高；(2)；(3)。
【解析】
【详解】
(1)进入磁场向左偏转，根据左手定则，粒子带正电，在电场中被加速，所以P的电势比O的高；
(2)在电场中：
，
在磁场中运动轨迹如图
由几何关系得运动半径
r＝，
由洛伦兹力提供向心力则有
，
联立得：
；
(3)粒子不离开磁场时的运动轨迹如图所示
由几何关系可得不离开磁场运动的最大半径
，
半径与磁感应强度成反比，故
。
17．（1）6W（2）0.8C（3）Ft=(1.4+0.2t)N（4）7.8J．
【解析】
【详解】
（1）根据匀变速直线运动速度与时间的关系
导体棒在t=5s时的瞬时速度为：
所以此时由于导体棒切割磁感线产生的电动势：
由闭合电路欧姆定律得回路的电流为：=2A
所以在t=5s时，外接电阻R消耗的电功率为：；
（2）t=0～2.0s 时间内，回路磁通量的变化量为：
由运动学公式可知，导体棒前进的距离为：=4m
导体棒和回路围成的面积变化量为：
故t=0～2.0s 时间内，流过金属棒的电量：=0.8C
（3）以导体棒为研究对象，根据牛顿第二定律得：
其中
根据闭合电路欧姆定律得：
由根据速度和时间的关系：
联立方程并代入数据得： N；
（4）、导体棒做变加速直线运动，在x=6m处，导体棒得速度为=3m/s
因为速度v和位移x成正比，所以电流I、安培力与位移x成正比
故安培力做功：=0.9J
该过程中摩擦力做功：=6J
根据动能定理：
得：=7.8J
答案第1页，共2页
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