江西省上饶市2021-2022学年高二（下）入学考试物理试题（word版含答案）

江西省上饶市2021-2022学年高二（下）入学考试物理试题
一、单选题
1．某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法错误的是
A．粒子必定带正电荷
B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能
2．如图所示，矩形区域abcd内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，矩形区域ab边长度为6L，bc边长度为8L。在矩形区域的正中间（对角线的交点）有一粒子源P，可沿纸面方向发射速度大小相同的粒子，粒子的比荷均为，不计粒子重力及粒子之间的作用力，满足矩形区域abcd边界上所有位置都有粒子射出，则这些粒子的发射速度的最小值为（　　）
A． B．
C． D．
3．将一原来不带电的金属小球N放在一带电小球M的旁边，它们在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．A点的电势低于B点的电势
B．一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，一定沿电场线运动到B点
C．一带负电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
D．由于静电感应，小球N左端应带负电、右端应带正电
4．如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，则下列说法错误的是
A．变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变
B．电压表示数变大，电流表示数变小
C．电阻R0两端电压减小，减小量为ΔU
D．电容器的带电量增大，增加量为CΔU
5．将一个带电量为-q的点电荷放在水平向右的匀强电场中，匀强电场的场强为E，如图所示，则点电荷受到的电场力（　　）
A．方向向上 B．方向向下 C．大小为 D．大小为Eq
6．如图所示，是电源在闭合电路中的 U-I 图象，则下列正说法正确的是
A．电源的电动势为 2．0V
B．电源的内阻为 4W
C．电流为 0．5A 时的外电阻是 0
D．电源的短路电流为 0．5A
7．如图，在重力、电场力和洛伦兹力作用下，一带电液滴做直线运动，下列关于带电液滴的性质和运动的说法中不正确的是
A．液滴可能带负电
B．液滴一定做匀速直线运动
C．不论液滴带正电或负电，运动轨迹为同一条直线
D．液滴不可能在垂直电场的方向上运动
8．用伏安法测电阻的电路如图甲或乙所示，已知电流表的内电阻约为0.2 Ω，电压表的内电阻约为10 kΩ，若被测电阻R的电阻值约为4 Ω，则以下结论中正确的是
A．选用甲电路测量结果更准确，且测量值大于电阻的真实
B．选用甲电路测量结果更准确，且测量值小于电阻的真实值
C．选用乙电路测量结果更准确，且测量值大于电阻的真实值
D．选用乙电路测量结果更准确，且测量值小于电阻的真实值
9．水平放置的平行金属板a、b带有等量正负电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带正电的粒子在两板间作直线运动，粒子的重力不计．关于粒子在两板间运动的情况，正确的是：
A．可能向右做匀加速直线运动 B．可能向左做匀加速直线运动
C．只能是向右做匀速直线运动 D．只能是向左做匀速直线运动
10．一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以如图所示的电流后，该直导线所受安培力的方向是( )
A．向上 B．向下
C．向左 D．向右
11．甲、乙两个电阻，它们的伏安特性曲线画在一个坐标系中如图所示，则（　　）
A．甲的电阻是乙的电阻的3倍
B．在两个电阻两端加上相同的电压，通过甲的电流是通过乙的两倍
C．欲使通过两个电阻的电流相同，加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍
D．甲的电阻是乙的电阻的2倍
12．如图所示，在一平面坐标系xoy内有四个电量相等的点电荷a、b、c、d位于正方形四个顶点，A、B在x轴上且为ab、cd连线的中点，O为其中心。一质子（不计重力）沿x轴在变力F作用下从A点匀速运动到B点。则下列说法正确的是 （　　）
A．A、O、B三点中A点电势最高
B．A、O、B三点中O点电势最低
C．质子所受电场力方向先沿y轴正向，后沿y轴负向
D．质子所受电场力方向先沿y轴负向，后沿y轴正向
二、实验题
13．用图甲所示电路测电池的电动势和内阻时，电动势和内阻的测量值均存在误差。为使测量结果更准确，某小组设计了图乙所示的电路。图乙中，R0为同种材料制成的、粗细均匀、自左至右刻有均匀电压刻度的电阻丝，滑片P与R0构成滑动变阻器，P上带有指针，可指示出R0左端与P之间的电压U。E1为电动势较高的电池，E0为电动势已知且恒定不变的电池，G为灵敏电流表，Ex为待测电源，R1、R2为两个电阻箱。
实验步骤如下，请填写实验步骤中的空白。
（1）用图甲所示电路测电池的电动势和内阻时，测量结果存在误差的原因是___________；
（2）将实验器材按图乙连接好。移动滑片P，使其指针指在电压刻度与E0的电动势相等的位置，闭合开关S1、S2，调整R1的阻值，___________，则此时指针所指电压刻度实际值与电源E0的电动势相等；
（3）保持R1的阻值不变，断开___________，闭合S3、S4，调整R2，使其阻值为某一值R，移动滑片P，使灵敏电流表的示数为0，记录此时滑片P的指针对应的电压值U和相应的R值。改变R2的阻值，重复上述操作，得到几组U、R数据，作出-图像如图丙所示，则待测电池的电动势Ex=___________V，内阻r=___________Ω。（保留2位有效数字）
14．某学校在为准备学生实验“测量电阻丝的电阻率实验”时购进了多卷表面有很薄绝缘层的合金丝，一研究性学习小组同学想通过自己设计的实验来测算金属合金丝的电阻率和长度。
(1)小组某同学先截取了一小段合金丝，然后通过实验测定合金丝的电阻率，根据老师给提供的器材，连成了如图甲所示的实验实物图，该实验连接图中电流表采用的是___(填“内接”或“外接”)，滑动变阻器采用的是___(填“分压式”或“限流式”)；实验时测得合金丝的长度为0.300 m，在测金属合金丝直径时，螺旋测微器的测量结果如图乙所示，则金属合金丝的直径为______mm。
(2)实验过程中电压表与电流表的测量结果已经在图丙中的U-I图像中描出，由U-I图像可得，合金丝的电阻为_____Ω；由电阻定律可计算出合金丝的电阻率为_____Ω·m(保留三位有效数字)。
三、解答题
15．如图所示，一个质量为1.0×10-4kg的带电小球，穿过一根光滑的绝缘杆（绝缘杆固定在电场中），置于场强为2.0×102N/C的水平向右的匀强电场中，杆与水平面夹角为53°，小球刚好匀速下滑，问：
(1)小球带何种电荷？电荷量为多少？
(2)杆上A、B两点相距10cm，小球由A运动到B电场力所做的功为多大？A、B两点的电势差UAB为多大？（，）
16．如图所示的电路中，电源由4个相同的干电池串联而成，每个电池的电动势为1.5V，内电阻为0.5Ω，外电路电阻R1=2Ω，R2=R3=4Ω．试求：
（1）当开关S与A接通时，电路中的总电流和R2两端的电压；
（2）当开关S与B接通时，电源的路端电压．
17．如图所示，直角坐标系的第一象限与第三象限分别有匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，现从第三象限中的P点，以速度v0平行于x轴正方向发射质量为m，带+q的离子，离子经电场偏转后恰从坐标原点O射入磁场，已知P点坐标为离子重力不计。
（1）求电场强度E的大小；
（2）求离子离开磁场时的位置坐标；
（3）求离子在电场和磁场中运动的总时间。
18．一绝缘“”形杆由两段相互平行的足够长的水平直杆PQ、MN和一半径为R的光滑半圆环MAP组成，固定在竖直平面内，其中MN杆是光滑的，PQ杆是粗糙的，整个装置处在水平向左的匀强电场中.在PA左侧区域足够大的范围内同时存在垂直竖直平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．现将一质量为m、带正电电量为q的小环a套在MN杆上，小环a所受的电场力为重力的．（已知重力加速度为g）
（l）若将小环由D点静止释放，则刚好能到达P点，求DM间的距离；
（2）在满足第一间的情况下，小环在与圆心O点等高的A点对圈环的压力：
（3）若在P点放置另一质量为2m的不带电绝缘小环b，再将小环a由M点右侧5R处静止释放，设两小环碰撞时间极短，碰撞过程无机械能损失．已知两小环与PQ杆间的动摩擦因数均为μ=0.1，且小环所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求最终两小环间的最小距离．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．由电荷的运动轨迹可知，电荷的受力方向沿着电场线切线的方向，所以粒子带正电，故A正确；
BC．电场线的密集程度表示电场的强弱，由图可以看出，N点的电场强度大于M点的，故粒子在M点受的电场力小，加速度小，故B错误，C正确；
D．由图可以看出，从M运动到N，电场力做正功，电荷的电势能减小，动能增大，故粒子在M点的动能小于它在N点的动能，D正确。
本题选错误的，故选B。
2．C
【解析】
【详解】
若粒子带正电，粒子从P点射出以后，只要能到达位置a，区域边界所有位置都有粒子射出。设粒子恰好能运动到a点，粒子的最小半径为R，轨迹如图所示
由几何关系得
解得
又根据带电粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据沿电场线方向电势不断降低，可知，A点的电势高于B点的电势，故A错误；
B．一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，由于速度方向不断变化，故带正电的粒子不会沿着电场线运动到B点，故B错误；
C．根据负电荷在电势越低点的电势能越大，且A点的电势高于B点的电势，可知带负电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能，故C错误；
D．由图可知，小球M带正电，根据静电感应的原理“近异远同”，可知，小球N左端应带负电、右端应带正电，故D正确。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律得：
U=E-I（R0+r）
由数学知识得知
保持不变．故A正确，不符合题意．
B．合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，电流表示数变小；由欧姆定律分析得知，电阻R0两端的电压减小，R两端的电压增大，即电压表示数变大，选项B正确，不符合题意；
C．因它们的总电压即路端电压增大，R两端的电压增大，所以电阻R0两端的电压减小量小于△U，选项C错误，符合题意．
D．电容器两极板间的电压等于R两端的电压，可知电容器板间电压增大，带电量增大，增大量为C△U，选项D正确，不符合题意．
5．D
【解析】
【详解】
AB．负电荷受到的电场力的方向与场强方向相反，即所受的电场力方向向左，AB错误；
CD．根据
则受到的电场力
C错误D正确。
故选D。
6．A
【解析】
【详解】
试题分析：根据闭合电路欧姆定律，有：E=U+Ir，故U=-rI+E；故U-I图象的纵轴截距表示电动势，则E=2．0V，选项A正确；斜率的绝对值表示内电阻，则，选项B错误；电流为 0．5A 时，路端电压为1．8V，则此时的外电阻不是 0，选项C错误；电源的短路电流为，选项D错误；故选A．
考点：U-I图线
【名师点睛】本题关键是明确U-I图象的物理意义，根据闭合电路欧姆定律推导出U-I图象的函数表达式进行分析，讨论横轴截距、纵轴截距、斜率的物理意义．
7．C
【解析】
【详解】
液滴可能带负电，也可能带正电，液滴一定做匀速直线运动，液滴不可能在垂直电场的方向上运动，ABD说法正确；液滴带正电或负电，运动轨迹不是同一条直线，选项C说法不正确．
8．D
【解析】
【详解】
因为，所以电流表外接法误差相对小点，故采用乙图测量结果更准确点，在乙图中，电压表测量的是R的准确电压，但由于电压表分流，电流表测量的电流为电压表和R的电流之和，故电流测量偏大，根据可知测量值偏小，D正确．
【点睛】应明确：电流表内外接法的选择方法是：当满足时，电流表应用外接法，此时测量值小于真实值；当满足时，电流表应用内接法，此时测量值大于真实值．
9．C
【解析】
【详解】
带正电的粒子在两板间作直线运动，可知粒子受力平衡，对小球进行受力分析，受电场力和洛伦兹力作用，电场力方向向下，洛伦兹力的方向只能向上，由左手定则可判断出带正电的小球只能向右运动．因洛伦兹力大小不变，所以小球只能做匀速直线运动．选项C正确，选项ABD错误．故选C．
点睛：带电粒子在匀强电场和匀强磁场共存区域内运动时，往往既要受到电场力作用，又要受到洛仑兹力作用．这两个力的特点是，电场力是恒力，而洛仑兹力的大小、方向随速度变化．若二力平衡，则粒子做匀速直线运动．若二力不平衡，则带电粒子所受合外力不可能为恒力，因此带电粒子将做复杂曲线运动．
10．D
【解析】
【详解】
试题分析：根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，则大拇指的方向指向右，则安培力的方向向右．
故选D
考点：左手定则判断安培力方向
点评：通电直导线在磁场中受到的安培力方向利用左手定则判断．让磁感线穿过左手手心，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向．
11．C
【解析】
【详解】
AD．由I-U图线可知，电阻为图线斜率的倒数，则有
故甲的电阻是乙的电阻的，故AD错误；
B．两电阻电压相同，则由
可知，通过甲的电流是通过乙的电流的3倍，故B错误；
C．根据欧姆定律可知，欲使有相同的电流通过两个电阻，加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍，故C正确；
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
AB．如图所示在x轴任意一点上做出a、b、c、d四个电荷所产生的电场的方向，根据，可知电荷a和电荷b在该点产生的场强Ea和Eb大小相同，且与水平方向的夹角相同，故Ea和Eb的合场强竖直向下；同理电荷c、d在该点的场强Ec、Ed大小相等，但合场强方向竖直向上，故在x轴上任意一点的场强方向只能是沿y轴正方向或沿y轴负方向，即x轴与电场线垂直，故x轴在一条等势线上，故A、O、B三点电势相等，故AB错误；
CD．根据可知在x轴负半轴上电荷a和电荷b产生的场强Ea和Eb大于电荷c和电荷d产生的场强Ec、Ed，故在x轴负半轴上场强的方向沿y轴负方向，而O点合场强为0，在x轴正半轴上，合场强沿y轴正方向，而质子所受电场力的方向与场强的方向相同，故质子所受电场力F方向先沿y轴负向，后沿y轴正向，故C错误，D正确。
故选D。
【点睛】
本题考查了真空中的点电荷的电场强度的表达式、电场的合成遵循平行四边形定则、电场线和等势面相互垂直，此类题目处理起来比较繁琐容易出错。
13． 电压表的分流作用 使灵敏电流表的示数为0 S2 1.6 8.0
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]若用甲图所示电路测量，通过电压表的电流会导致系统误差。
（2）[2]采用图乙所示电路时，第一步是进行电阻丝上电压刻度的校准。移动P至指针指在与标准电池电动势E0相等的电压刻度上，闭合S1、S2，调整R1的阻值，使灵敏电流表的示数为0，就保证了指示值就是R0左端与指针之间电阻上电压的实际值。为确保电阻丝R0上的电压读数是准确的，在后续测量中，必须确保S1闭合，E1、R1不变，开关S2断开（标准电源已完成使命）。
（3）[3][4][5]第二步是测电动势和内阻。断开S2，闭合S3、S4时，每次改变R2的值要重新调整P的位置，使G中电流为0，才能保证电阻丝上自左至右的电压刻度值是待测电源的路端电压。根据闭合电路欧姆定律有
Ex=U+
整理得
=
–图像应是一条截距为，斜率为的直线。结合图丙可得
Ex=V=1.6V，r=kEx=×1.6Ω=8.0Ω
14． 外接 限流式 0.680 3.00 3.63×10-6
【解析】
【详解】
(1)[1][2]根据实物连接图分析可知该电路中，滑动变阻器采用的是限流式接法，电流表采用的是外接；
[3]由图示螺旋测微器可知，螺旋测微器的读数为
0.5mm+18.0×0.01mm=0.680 mm
(2)[4]根据U-I图像可得
[5]金属合金丝的横截面积
S=π
根据电阻定律
R=
可计算出金属合金丝的电阻率为3.63×10-6 Ω·m。
15．（1）带负电 电荷量 （2）
【解析】
【分析】
对小球受力分析，根据平衡条件列式即可求得小球的电性和电荷量；根据W=Eql求得电场力所做的功，再根据W=Uq即可求得电势差．
【详解】
（1）小球匀速下滑，根据平衡条件，对小球受力分析如图所示，可知电场力水平向左，与电场方向相反，小球带负电，且有：
解得：小球的电荷量
（2）小球由A到B，电场力与位移夹角为钝角（1270），电场力做负功：
AB两点的电势差
【点睛】
本题考查带电粒子在电场中运动过程中的力和能量分析，要注意明确电场力做功的公式正确应用，同时注意在计算电功和电势差时要注意各物理量的符号要代入计算．
16．（1）1A 2V（2）4V
【解析】
【分析】
（1）S与A接通时，R2与R3并联再与R1串联，回路中的总电阻为6Ω，所以I总=E/R总=6/6=1A，
流过R2的电流I2=
【小题1】5A，
所以U2=I2R2=
【小题2】5×4V="2V "
（2）S与B接通时，R3断路，R1被短路，所以U=R2E/（R2+r）=4V
17．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）离子在电场中做类平抛运动，在竖直方向
水平方向
L=v0t
又
解得
（2）进入磁场的竖直速度：
得
则
θ=60°
由
几何关系得
有
（3）离子在电场中运动的时间
离子在磁场中运动的时间
则
18．（1）4R （2） （3）2R
【解析】
【详解】
（1）设电场强度为E，DM距离为L，对小环a从D至P，由动能定理：
EqL-mg·2R=0.
题意有
Eq=mg.
解得
L=4R.
（2）设小环a在A点速度为vA.对小环从D至A的过程，由动能定理：
qE·5R-mgR=mvA2.
小环a在A点，沿径向有
N-Eq-BqvA=m
解得
N=mg+Bq.
根据牛顿第三定律，小环a在A点对圈环的压力大小为
N=mg+ qB
方向水平向左．
（3）设带电小环首次到P点时的速度为v，则：
设小环a和小环b碰撞后的速度大小分别为v1、v2，则：
.
解得
设小环b在PO杆上减速到零通过的位移为s2，最后停在C点，则
-2μmg s2=0-mv22.
解得：
由于μ<，qE>μmg，即小环a最终将在圆环和MN杆上以P为最高点作往复运动，设小环a最终在MN上运动的最远处距M端距离为s1，则
-qEs1+2mgR=0.
s1=4R>s2.
故小环a在MN运动过程中必经过C点的正下方，因此最终两小环间的最小距离为
Δs=2R.
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页