江西省赣州市赣县2021-2022学年高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

江西省赣州市赣县2021-2022学年高二（下）开学考试物理试题
一、多选题
1．如图所示是某型号的家用电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，该吹风机分为冷风和热风两挡，当打到热风挡时，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风工作电压为220V，吹冷风时的功率为40W，吹热风时的功率为480W，电吹风正常工作时，下列说法正确的是（　　）
A．电热丝的电阻为110Ω
B．打到热风挡时，只需要闭合开关；打到冷风挡时，只需要闭合开关
C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为440J
D．若电动机内阻为484Ω，电动机正常工作时的机械效率为75%
2．如图所示，厚度为，宽度为的金属导体，当磁场方向与电流方向（自由电子定向移动形成电流）垂直时在上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．下列说法正确的是（ ）
A．上表面的电势高于下表面
B．下表面的电势高于上表面
C．保持电流恒定，增大时，上下表面的电势差增大
D．保持电流恒定，增大时，上下表面的电势差减小
3．如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上板的过程中( 　 　)
A．它们运动的时间tQ > tP
B．它们所带的电荷量之比qP∶qQ＝1∶2
C．它们运动的加速度a>a
D．它们的动能增加之比ΔEkP∶ΔEkQ＝1∶4
4．如图所示，空间有一宽度为L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，abc是由均匀电阻丝做成的等腰直角三角形线框，bc边上的高也为L。图示时刻，bc边与磁场边界平行，a点在磁场边界上。现使线框从图示位置匀速通过磁场区，速度方向始终与磁场边界垂直，若规定图示线框的位置x=0，感应电流i沿逆时针方向为正，线框受到的安培力F方向向左为正，则下列图像可能正确的为（　　）
A． B． C． D．
二、单选题
5．用来描述静电场强弱的物理量是（　　）
A．电场力 B．电势 C．电场强度 D．电势能
6．在同一平面上有a、b、c三根等间距平行放置的长直导线，依次载有电流强度大小为1A、2A和3A的电流，各电流的方向如图所示，则导线b所受的合力方向是（ ）
A．水平向左 B．水平向右
C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
7．如图所示，一圆形区域内存在匀强磁场，AC为直径，O为圆心，一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场，初速度为v1，从D点射出磁场时的速率为v2，则下列说法中正确的是（粒子重力不计）（ ）
A．v2＝v1，v2的方向必过圆心
B．v2＝v1，v2的方向可能不过圆心
C．v2>v1，v2的方向必过圆心
D．v2>v1，v2的方向可能不过圆心
8．如图所示，一个质量为m的带正电荷量为q的尘粒以竖直向上的初速度v0在平行板电容器P、Q两板正中间的A点进入场强为E的匀强电场中，恰好垂直于Q板打在B点，且AC=BC，则下列说法错误的是（　 　）
A．P板电势高于Q板的电势
B．尘粒打在B点时速度是2v0
C．尘粒打在B点时速度是v0
D．P、Q两板间的电势差是
9．下列关于静电场中场强与电势能、电势的关系,说法正确的是（ ）
A．电荷在电势高处电势能也一定大
B．场强越大的地方电势一定越高
C．场强为零的地方电势必为零
D．电势为零的地方场强可以不为零
10．如图为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员在右方机翼末端处的电势为，左方机翼末端处的电势为.则以下说法正确的是（ ）
A．若飞机从东往西飞，则比高 B．若飞机从西往东飞，则比高
C．若飞机从南往北飞，则比高 D．若飞机从北往南飞，则比高
三、填空题
11．用螺旋测微器测小球的直径如图所示，则小球的直径d=_____ mm
四、实验题
12．有一只小灯泡上标有“12V 6W”的字样，现在要用伏安法测量这只灯泡的U-I图线．现有下列器材供选用：
A．电压表（0~6V，内阻约10kΩ）
B．电压表（0~15V，内阻约为25kΩ）
C．电流表（0~0.3A，内阻约2Ω）
D．电流表（0~0.6A，内阻约1Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，3A）
F．电源（电动势为15V，内阻较小）
G．开关、导线
（1）实验中所用电压表应选____，电流表应选用___（用序号字母表示）
（2）为使实验误差尽量减小，并要求从零开始多取几组数据，请在虚线框内画出满足实验要求的电路图_______．
（3）某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的U-I图线（如图所示），则上灯泡两端电压为9.0V时，小灯泡的电阻是________Ω，电功率是_____W．
（4）如果将此小灯泡与一个阻值R=20Ω的电阻串联，并与电动势为10V，内阻不计的电源串成一个回路，则电阻R所消耗的电功率为_______W．（保留两位有效数字）
五、解答题
13．如图所示，条形区域I存在垂直纸面向里的匀强磁场，交界右侧条形区域Ⅱ存在水平向左的匀强电场，电场强度为E，磁场和电场的宽度均为L且足够长。在区域左右两边界处分别放置涂有荧光物质的竖直板M、N。粒子源从A处连续不断的发射带负电的粒子，入射方向斜向上方均与M板成60°夹角且与纸面平行，粒子束由速度大小为v和3v的两种粒子组成。当I区域中磁场较强时，M板出现两个亮斑，缓慢减弱磁场，直至M板上的两个亮斑刚好相继消失为止，此时观察到N板上有两个亮斑。已知粒子质量为m，电量为q，不计粒子的重力和相互作用。求此时：
（1）I区域的磁感应强度大小；
（2）速度为v的粒子在磁场和电场中运动的总时间；
（3）两种速度的粒子穿过两场交界处之间的距离。
14．如图所示，两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置，导轨电阻不计，两导轨间距L=0.5 m，在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab，金属棒ab处于静止状态，它的质量为．金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R2＝2Ω，电源电动势E＝2V，电源内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，其他电阻不计．装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场．（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，）求：
（1）所加磁场磁感应强度方向；
（2）磁感应强度B的大小．
15．如图所示，空间存在着电场强度E=2.5×102N/C，方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线一端固定于O点，另一端拴着质量m=0.5kg，电荷量q=4×10﹣2C的小球．现将细线拉至水平位置，将小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂，取g=10m/s2．求：
（1）小球带何种电荷；
（2）小球运动到圆周最高点的速度；
（3）细线能承受的最大拉力值．
16．有一个电流表G，内阻，满偏电流，
如把它改装成量程为3V的电压表，是要串联还是并联一个电阻？阻值多大？
如把它改装成量程为的电流表，是要串联还是并联一个电阻？阻值多大？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．AC
【解析】
【详解】
A．由题意可知电热丝工作时的电功率为
电热丝的电阻为
故A正确；
B．打到热风挡时，需要同时闭合开关S1、S2；打到冷风挡时，只需闭合开关S2，故B错误；
C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为
故C正确；
D．电动机正常工作时通过电动机的电流为
电动机的热功率为
电动机正常工作时的机械效率为
故D错误。
故选AC。
2．BD
【解析】
【详解】
试题分析：根据左手定则，知自由电子向上偏转，则上表面带负电，下表面带正电，下表面的电势高于上表面．故A错误，B正确．根据电流的微观表达式：I=neSv=nedhv可知，h增大时，载流金属导体中的载流子运动的速度减小；根据，解得，知与h无关，与d成反比．故C错误，D正确．故选BD
考点：左手定则；带电粒子在匀强磁场中的运动
【名师点睛】所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体时，产生横向电位差的物理现象．霍尔效应在新课标教材中作为课题研究材料，解答此题所需的知识都是考生应该掌握的．对于开放性物理试题，要有较强的阅读能力和获取信息能力．
3．BCD
【解析】
【详解】
A.垂直电场方向不受力，做匀速直线运动，位移相等，速度相等，由x=vt得知，运动的时间相等，故A错误；
C.平行电场方向受到电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移时间关系公式，有：
解得：
由于两带电粒子平行电场方向分位移之比为yP：yQ=1：2，所以aQ＞aP，故C正确.
B.根据牛顿第二定律，有：
qE=ma
由①②两式解得：
所以它们所带的电荷量之比qP：qQ=1:2；故B正确.
D.根据动能定理，有：
qEx=△Ek
而：qP：qQ=1:2，yP：yQ=1:2，
所以动能增加量之比△EkP:△EkQ=1:4，故D正确.
4．AC
【解析】
【详解】
AB．进入磁场的过程中，线框切割磁感线的有效长度
回路中的感应电流
随时间均匀增加，根据楞次定律，电流方向为正，出磁场时，由于前后感应电动势抵消，电流也均匀增加，根据楞次定律，电流方向为负，因此A正确，B错误；
CD．线框所受安培力
方向向左，出磁场时与入磁场时完全相同，方向也向左，因此C正确，D错误。
故选AC。
5．C
【解析】
【详解】
A．电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力就叫做电场力，故A不符合题意；
B．在电场中，某点电荷的电势能跟它所带的电荷量（与正负有关，计算时将电势能和电荷的正负都带入即可判断该点电势大小及正负）之比，叫做这点的电势，故B不符合题意；
C．用来描述静电场强弱的物理量是电场强度，故C符合题意；
D．在静电学里，电势能是处于电场的电荷所具有的势能，故D不符合题意。
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
ab、bc之间都是排斥力，但由于c中电流大于a中电流，所以bc之间的排斥力大于ab之间的排斥力，故b受的合力水平向左，故A正确
故选A
7．A
【解析】
【详解】
试题分析：由于洛伦兹力对带电粒子不做功，故，连接AD，为粒子运动的弦长，做AD的垂直平分线则过O点，由角度关系可知v2的方向必过圆心，A正确，B、C、D错误；故选A．
考点：洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动．
【名师点睛】由于洛伦兹力对带电粒子不做功，故，由几何关系可判断出v2的方向．
8．B
【解析】
【详解】
A．由题意可知，正电荷的电场力方向水平向右，则有P板电势高于Q板的电势，故A正确，A项不合题意；
BCD．设微粒从A运动到B的时间为t，AC=BC=d，则有水平方向：
竖直方向
得到
v=v0
研究竖直方向，得到
水平方向得
得
且a=g，则有
所以A、B点的电势差是
PQ间电势差是AB间两倍，即为，故CD正确，B错误，CD不合题意，B项符合题意。
故选B。
9．D
【解析】
【详解】
A.正电荷在电势高处电势能一定大，而负电荷在电势高处电势能一定小，故A错误.
B.场强越大的地方电势不一定越高，两者没有直接关系，故B错误.
C.场强为零的地方电势不一定为零，电势零点是人为选取的，故C错误.
D.电势零点是人为选取的，故电势为零的地方场强可以不为零，故D正确.
10．D
【解析】
【详解】
当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，在电源内，感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，由右手定则可判知，在北半球，不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低，即总有 1比 2低，故D正确，ABC错误．
故选D。
11．18.305
【解析】
【详解】
解：螺旋测微器的固定刻度为18mm，可动刻度为30.5×0.01mm=0.305mm，所以最终读数为18mm+0.305mm=18.305mm．
故答案为18.305
【考点】
螺旋测微器的使用．
【专题】
定性思想；推理法；直线运动规律专题．
【分析】
解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
【点评】
本题考查螺旋测微器的读数方法；对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量．
12． B D 20 4.05 1.8(1.8~2.1)
【解析】
【详解】
（1）[1]因灯泡的额定电压为12V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于12V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用0～15V，内阻约为25kΩ的电压表，故选B；
[2]由得，灯泡的额定电流；故电流表应选择0～0.6A的量程，故选D；
（2）[3]由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，灯泡的电阻约为，跟电流表内阻接近，所以用电流表外接法，电路图如图所示:
（3）[4]根据U-I图象读出电压为9.0V时的电流为0.45A，根据欧姆定律得：，
[5] 小灯泡的电功率P=UI=9×0.45 W =4.05W；
（4）[6]当灯泡接入电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源中时，由闭合电路欧姆定律得：
画出电源的U-I图象，与该小灯泡的伏安特性曲线的交点表示该灯泡接入电路中的电压和电流，由图读出通过灯泡电流为0.3A，两端电压为4.0V，所以电阻两端的电压为
，
通过电阻的电流与灯泡电流相等，所以电阻的功率为．
13．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）此时速度为v粒子恰好与两场的交界相切且与电场垂直，如图所示，设此时粒子的半径为R1，由几何关系得
解得
R1=L
由牛顿第二定律得
联立解得
（2）速度为v的粒子在磁场中运动的时间为
在电场中运动时
解得
速度为v的粒子运动的总时间为
（3）据题意可得速度为3v的粒子轨道半径为
由几何关系知，速度为3v的粒子经两场的交界后沿电场线进入电场，如图所示，两种速度的粒子穿过两场交界处时，两者之间的距离即为P、Q间的距离
则有
14．（1）垂直斜面向下；（2）1.2T
【解析】
【详解】
（1）金属棒ab处于静止状态，又是垂直于斜面MPQN的匀强磁场，则所受安培力沿斜面向上，由左手定则判断磁场的方向垂直斜面向下
（2） 和 并联的总电阻
电路中的总电流
通过导体棒的电流
导体棒受到安培力为
受力平衡
磁感应强度为
15．（1）小球带正电；
（2）小球运动到圆周最高点的速度为；
（3）细线能承受的最大拉力为15N．
【解析】
【详解】
试题分析：（1）由带电小球在电场力作用下，运动到最高点并拉断细线，则可判定电场力方向，再由电场强度方向可确定小球的电性．
（2）小球从释放到最高点，由动能定理可求出动能的变化，可求速度，再由牛顿第二定律可得拉力大小．
解：（1）由小球运动到最高点细线被拉断，则说明电场力竖直向上，再由电场线竖直向上，则可判定小球带正电
（2）（3）设小球运动到最高点时速度为v，对该过程由动能定理有：（qE﹣mg）L=mv2…①
在最高点对小球由牛顿第二定律得：T+mg﹣qE=m…②
由①②式解得：T=15N，
答：（1）小球带正电；
（2）小球运动到圆周最高点的速度为；
（3）细线能承受的最大拉力为15N．
【点评】小球由静止释放，当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂．从而可求出此时的速度，这是本题的突破口．
16．串联电阻并联一个电阻
【解析】
【分析】
电流计改装成电流表要并联电阻分流，应并联电阻为，为改装后的量程
电流计改装成电压表要串联电阻分压，应串联电阻为为改装后的量程．
【详解】
如把它改装成量程为3V的电压表要串联电阻分压
如把它改装成量程为的电流表要并联分流电阻：
【点睛】
把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，把电流表改装成大量程电流表，需要并联分流电阻，根据串并联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值．
答案第1页，共2页
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