四川省凉山州2021-2022学年高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

四川省凉山州2021-2022学年高二（下）开学考试物理试题
一、单选题
1．如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r．当可变电阻的滑片P向a移动时，电压表的示数与电压表的示数的变化情况是________
A．变大，变小
B．变大，变大
C．变小，变大
D．变小，变小
2．如图所示,图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是 ( )
A．将R1与R2两端加上相同电压,则电流之比I1∶I2=1∶3
B．将R1与R2通过相同电流,则两端电压之比U1∶U2=3∶1
C．R1∶R2=1∶3
D．R1∶R2=3∶1
3．如图所示，两个相同的灯泡a、b和电阻不计的线圈L (有铁芯)与电源E连接，下列说法正确的是
A．S闭合瞬间，a灯发光b灯不发光
B．S闭合，a灯立即发光，后逐渐变暗并熄灭
C．S断开，b灯“闪”一下后熄灭
D．S断开瞬间，a灯左端的电势高于右端电势
4．下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法，正确的是（ ）
A．若导线所在处的磁感应强度为0导线受到的磁场力必为0
B．若导线受到的磁场力为0，导线所在处的磁感应强度必为0
C．安培力的方向必与磁场方向垂直，磁场方向必与电流方向垂直
D．若某段通电导线在匀强磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线不一定与磁场方向垂直
5．如图，在等边三角形abc的中心O处有一带正电的点电荷，d为ac边的中点，则在该点电荷产生的电场中
A．a、b、c点的电场强度相同
B．a、c、d点的电势差满足Uad＝Udc
C．电子在a点时的电势能等于在b点的电势能
D．电子在a点时的电势能小于在d点的电势能
6．如图所示，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压恒定为U的电源两极连接，极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，则（　　）
A．油滴带正电
B．将极板M向下缓慢移动一小段距离，电容器带电量减小
C．油滴带电荷量为
D．将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动
7．如图所示，闭合圆导线线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，其中ac、bd分别是平行和垂直于磁场方向的两条直径。试分析使线圈做如下运动时，能产生感应电流的是（　　）
A．使线圈在纸面内平动
B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动
C．使线圈以ac为轴转动
D．使线圈以bd为轴转动
8．如图所示为速度选择器示意图，若使之正常工作，则以下叙述哪个是正确的（ ）
A．的电势必须高于的电势
B．匀强磁场的磁感应强度、匀强电场的电场强度和被选择的速度的大小应满足
C．从出来的只能是正电荷，不能是负电荷
D．如果把正常工作时的和的方向都改变为原来的相反方向，选择器同样正常工作
二、多选题
9．图中K、L、M为静电场中的三个相距很近的等势面（K、M之间无电荷）．一带电粒子射入此静电场中后，依a→b→c→d→e轨迹运动．已知电势．下列说法中正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．粒子在bc段做减速运动
C．粒子在b点与d点的速率大小相等
D．粒子在c点时电势能最大
10．如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为t.对于这一过程，下列判断正确的是( )
A．斜面对物体的弹力的冲量为零
B．物体受到的重力的冲量大小为mgt
C．物体受到的合力的冲量大小为零
D．物体动量的变化量大小为mgsinθ·t
11．如图所示，竖直平面内一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一束质量为m、电荷量为－q的带电粒子沿平行于直径MN的方向以不同速率从P点进入匀强磁场，入射点P到直径MN的距离，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）
A．若粒子恰好能从N点射出，则粒子在磁场中运动的时间为
B．若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，则粒子在磁场中运动的时间为
C．若粒子恰好能从N点射出，则粒子的速度为
D．若粒子恰好能从M点射出，则粒子在磁场中偏转的半径为
12．如图所示，间距为L=0.3m的平行光滑金属导轨上端接有电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω的直流电源，导轨平面与水平面成θ=37°角，匀强磁场方向沿竖直方向，现把一质量为m=0.1kg，电阻为R=2.0Ω的金属棒ab垂直放在金属导轨上，使金属棒与导轨保持良好接触，金属棒恰好静止。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　）
A．金属棒ab的发热功率为3.0W
B．磁感应强度大小为2.5T
C．磁场方向竖直向上
D．若改变磁场方向，仍使金属棒静止在导轨上，磁感应强度的最小值为2.0T
三、实验题
13．甲图中，工件的直径是______mm；
乙图中，螺旋测微器的读数是______mm．
14．（1）在测定金属电阻率的实验中，用螺旋测微器测量一金属丝的直径，螺旋测微器的示数如图所示，该金属丝的直径为_____。用欧姆表粗略测得该金属丝的电阻约为，另外，实验室内还提供了下列器材供重新测定该金属丝的电阻使用：
A．电源E（电动势为3.0V，内阻不计）
B．电压表V（量程为0 ～3.0V，内阻约为）
C．电流表A（量程为0～0.6A，内阻约为）
D．滑动变阻器R（最大阻值，额定电流2.0A）
E.开关S一个，导线若干
为获得尽可能高的实验精度，请你利用上述器材设计一个测定金属丝电阻的实验电路，并把实验原理图画在下侧的方框中_______。
（2）为研究某一电学元件的导电规律，将该元件两端的电压、元件中的电流及通电时间记录在下表中，通过分析表中数据可以判断出该元件所用的材料是_______（填“金属”或“半导体”）。
通电时间 t/s 5 10 15 20 25 30
电压 u/v 0.40 0.62 1.02 1.26 1.52 1.64
电流 i/m A 0.20 0.43 0.81 1.82 2.81 3.22
（3）如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像，图中R0表示 时的电阻，k表示图线的斜率，若用该电阻与电池（电动势E、内阻r）、电流表A（内阻Rg）、滑动变阻器R′ 串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。使用“金属电阻温度计”前，先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1＜t2，则t1的刻度应在t2的________侧（填“左”或“右”）；在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系，请用E、R0、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式t＝_________。
四、解答题
15．如图所示，单匝圆形线圈与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为B，圆形线圈的电阻不计，导体棒a绕圆心O沿逆时针方向匀速转动，以角速度旋转切割磁感线，导体棒a的长度为l（等于圆形线圈的半径），电阻为r，定值电阻、和线圈构成闭合回路，P、Q是两个竖直正对的平行金属板，两极板间的距离为d，金属板的长度L=2d，在金属棒的上边缘，有一重力不计的带电粒子以初速度竖直向下射入极板间，粒子进入电场的位置到P板的距离为，离开电场的位置到Q板的距离为，求：
（1）定值电阻两端的电压及P、Q两板间电场强度的大小；
（2）带电粒子的比荷；
16．下表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：（g取10m/s2，结果均保留两位有效数字）
规格 后轮驱动直流电机
车型 26＃电动自行车 额定输出功率 120W
整车质量 30Kg 额定电压 40V
最大载重 120Kg 额定电流 3.5A
(1)在额定电压下工作时，该电机的总功率为多少？电机的内阻是多少？
(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？
17．如图所示，位于A板附近的放射源连续放出质量为m、电荷量为+q的粒子，从静止开始经极板A、B间加速后，沿中心线方向进入平行极板C、D间的偏转电场，飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场，最后从磁场左边界飞出。已知A、B间电压为U0；极板C、D长为L，间距为d；磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，磁场的左边界与C、D右端相距L，且与中心线垂直。不计粒子的重力及相互间的作用。
（1）若极板C、D间电压为U，求粒子离开偏转电场时垂直于偏转极板方向的偏移距离；
（2）试证明：离开偏转电场的粒子进、出磁场位置之间的距离与偏转电压无关；
（3）若极板C、D间电压有缓慢的微小波动，即电压在(U－ΔU)至(U＋ΔU)之间微小变化，每个粒子经过偏转电场时所受电场力视为恒力，且粒子均能从偏转电场中飞出并进入磁场，则从磁场左边界有粒子飞出的区域宽度多大。
18．如图所示，一根质量为m、长为L的细铜棒用两根等长的相同材质的细线水平地悬吊在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，不计空气阻力，请回答以下问题。
(1)通电后，当细线的张力为不通电时的时，棒中电流的大小和方向。
(2)如果电流大小不变，将磁场方向变为竖直向上，铜棒平衡后，则每根细线上张力的大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
当变阻器滑片向a移动时，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，电流I变大，则路端电压U=E-Ir，E，r不变，U减小，电压表V1读数变小；R1的电压U1=IR1变大，电压表V2变大．故选C．
2．C
【解析】
【详解】
CD.根据I U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以
R1∶R2=1∶3．
故C正确，D错误；
A.将R1与R2两端加上相同电压，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比
I1∶I2=3∶1，
故A错误;
B.将R1与R2通过相同电流，电压比等于电阻之比，则两端电压之比：
U1∶U2=1∶3，
故B错误；
3．B
【解析】
【详解】
A．闭合开关瞬间，两小灯泡均有电流流过，同时发光，A错误；
B．闭合开关瞬间，a灯立即发光，根据楞次定律可知线圈中产生的阻碍原电流变大的感应电流逐渐减小至0，因为a灯和线圈并联，所以通过线圈的电流逐渐增大，通过a灯的电流逐渐减小，亮度逐渐减小，因为线圈电阻不计，所以稳定时a灯被短路，最后熄灭，B正确；
C．断开开关瞬间，b灯断路无电流流过，立即熄灭，C错误；
D．断开开关瞬间，根据楞次定律可知，通过线圈的电流水平向右，所以线圈作为感应电动势右端电势高于左端，所以a灯右端的电势高于左端，D错误。
故选B。
4．A
【解析】
【详解】
A．安培力是磁场对电流的作用力，若导线所在处的磁感应强度为0导线受到的磁场力必为0，故A正确；
B．安培力的大小除了跟磁场的强弱和电流大小有关，还跟导线在磁场中的长度以及导线与磁场的夹角有关。若导线平行于匀强磁场的方向放置，则导线不受磁场力，故B错误；
C．根据左手定则可知，安培力必定与磁场方向垂直，也必定与电流方向垂直，但磁场方向可与电流方向不垂直，可成任意角，故C错误；
D．引用公式F=BIL时，注意要求磁场与电流垂直，若不垂直应当将导线沿磁场与垂直于磁场分解，因此垂直时安培力最大，最大为F=BIL，所以某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直，故D错误。
故选A。
5．C
【解析】
【详解】
A、由正点电荷的电场线是以点电荷为起点向外发散的一簇直线，电场强度，a、b、c与点电荷的距离相等，则a、b、c三点处的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；
BCD、正点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球，且离点电荷越近的电势越高可知，a、b、c三点电势相等并都小于d点的电势，则a、c、d三点的电势差满足．由可知，电子在a点时的电势能等于在b点的电势能，大于在d点的电势能，故C正确，BD错误．
6．C
【解析】
【详解】
AC．由题，微粒静止不动，则微粒受到向上的电场力，平行板电容器板间场强方向竖直向下，则微粒带负电；由平衡条件得
得油滴带电荷量为
故A错误，C正确；
B．极板M向下缓慢移动一小段距离，电容器两极板距离d减小，根据
可知，电容器电容变大，由Q=CU可知，电容器带电量变大，选项B错误；
D．将极板N向下缓慢移动一小段距离，板间距离d变大，根据
则板间场强减小，微粒所受电场力减小，则微粒将向下做加速运动．故D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
使线圈在纸面内平动、沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动，线圈中的磁通量始终为零，不变化，无感应电流产生；以bd为轴转动时，线圈中的磁通量不断变化，能产生感应电流。
故选D。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据粒子通过复合场后，电场力与洛伦兹力平衡，若正电荷，则P1的电势必须低于P2的电势；若负电荷，则P1的电势仍必须低于P2的电势．故A错误；
B．匀强磁场的磁感应强度B．匀强电场的电场强度E和被选择的速度v的大小应满足，故B错误；
C．从S2出来的可以是正电荷，也可以是负电荷，故C错误；
D．如果把正常工作时的B和E的方向都改变为原来的相反方向，则电场力与洛伦兹力均反向，因此选择器同样正常工作，故D正确．
故选D。
9．BCD
【解析】
【详解】
A、K、L、M为三个等势面，电势，画出电场线，方向大致向左，由轨迹弯曲方向知道，电场力方向大致向左，可知电荷带正电，故A错误；
B、b→c电场力F与速度v夹角为钝角，电场力对正电荷做负功，动能减小，做减速运动，故B正确；
C、粒子沿a→b→c→d→e轨迹运动，由b经c到d，b、d两点在同一等势面上，电场力做的总功为零，动能不变，b点与d点的速率大小相等，故C正确；
D、粒子由a经b到c，电场力做负功，电势能增大，由c经d到e，电场力做正功，电势能减小，所以粒子在c点时电势能最大，故D错误．
10．BD
【解析】
【详解】
A、斜面对物体的弹力的冲量大小：I=Nt=mgcosθ t，弹力的冲量不为零，故A错误；
B、物体所受重力的冲量大小为：IG=mg t，物体受到的重力的冲量大小不为零，故B正确；
C、物体受到的合力的冲量大小：mgtsinθ，不为零，C错误；
D、由动量定理得：动量的变化量大小△p=I合=mgsinθ t， D正确；
故选BD．
11．AD
【解析】
【详解】
A．若粒子恰好能从N点射出，粒子的轨迹图如图所示，连接PN即为粒子做圆周运动的弦长，连接PO，由，可知∠POM=60°，β=30°，则有∠PON=120°，α=30°， PNO′为等边三角形，由几何关系可得
PN=PO′=r=2Rsin60°
粒子在匀强磁场中匀速圆周运动，解得粒子运动周期为
∠PO′N=60°，则有粒子在磁场中运动的时间为
A正确；
B．若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，可知粒子在磁场中偏转了180°，则粒子在磁场中运动的时间为
B错误；
C．若粒子恰好能从N点射出，由
PN=PO′=r=2Rsin60°
解得
解得粒子的速度为
C错误；
D．若粒子恰好能从M点射出，其运动轨迹如图所示，由图可知α+θ=60°，且θ=30°，由几何关系有
则粒子在磁场中偏转的半径为，D正确。
故选AD。
12．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律可知，电流
金属棒的发热功率为
A错误；
C．根据受力平衡可知，安培力方向水平向右，则磁场方向竖直向上，C正确；
B．对金属棒进行受力分析可得
解得
选项B正确；
D．改变磁场方向，仍使金属棒静止在导轨上，磁感应强度最小时磁场的方向应垂直导轨向上，此时有
解得
选项D正确。
故选BCD。
13．
【解析】
【分析】
游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；螺旋测微器的读数方法是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．
【详解】
（1）游标卡尺的主尺读数为7mm，游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为:20.1mm=0.2mm，所以最终读数为：7mm+0.2mm=7.2mm，即工件的直径为7.2mm
（2）螺旋测微器的固定刻度为8.5mm，可动刻度为19.50.01mm=0.195mm，所以最终读数为8.5mm+0.195mm=8.695mm，
故答案为（1）7.2；（2）8.695(8.694至8.697均正确)
14． 半导体 右侧
【解析】
【详解】
（1）[1] 金属丝的直径为
[2] 测量电阻用伏安法，滑动变阻器采用限流式接法，电阻较小，采用电流表外接法，电路图如图所示
（2）[3] 求出各个电压对应的电阻，如下表
通电时间t/s 5 10 15 20 25 30
电压u/V 0.40 0.62 1.02 1.26 1.52 1.64
电流i/mA 0.20 0.43 0.81 1.82 2.81 3.22
电阻 1.44 1.26 0.69 0.54 0.51
从上表可以看出，随着电压的增加，电阻逐渐变大，故是半导体材料。
（3）[4] 温度 ，电阻 ，电流 ，故t1的刻度应在t2的右侧。
[5] 根据闭合电路欧姆定律，有
根据温控电阻与温度关系，得到
联立得到
15．（1） （2）
【解析】
【详解】
（1）导体棒a切割磁感线产生的感应电动势： =Bl2ω，
R2两端的电压，即两极板间的电压：
（2）极板间的场强为：
（3）电荷在极板间做类平抛运动，2d=v0t，d=t2，解得：；
点睛：本题是电磁感应与电路、力学相结合的综合题，涉及的知识点较多，有一定的难度，分析清楚电路结构与粒子运动过程是解题的前提，由于类平抛运动规律、欧姆定律、E=BLv即可解题．
16．(1)140W，1.63(2)4m/s
【解析】
【详解】
(1)由题目提供的表可知，电机的输出功率为P出=120W，额定电压为U0=40V，额定电流为I0=3.5A，电机输入功率即为总功率，电机正常工作时输入功率为
P入=U0I0=40×3.5W=140W
设电机的内阻为r，则由功率分配关系知
P入-P出=I2r
解得：
(2)设车的质量为m，由题意知，行驶时所受阻力为
F阻=k（M+m）g
当达到最大速度vmax时，应用
P出=F阻vmax
解得：
vmax=4m/s
17．（1）；（2）进、出磁场位置之间的距离h与偏转电压U无关；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据动能定理和运动学公式 有
联立，可得
（2）设粒子离开偏转电场时速度为v，速度v的偏向角为θ，在磁场中轨道半径为r
根据动能定理 牛顿第二定律和几何关系 有
，，，
解得
可知：进、出磁场位置之间的距离h与偏转电压U无关。
（3）设质子进入磁场时的位置离中心线的距离为Y
，，
解得
由（2）问结论可知
从磁场边界有粒子飞出的区域宽度
18．(1)， 由M指向N ；(2)
【解析】
【详解】
(1)当导线不通电时，导体受重力和细线的拉力T作用，根据平衡条件有
解得
当导线通电后，为使细线的拉力为不通电时的时，则说明导线所受安培力的方向向上，根据左手定则可知，导线电流方向为M指向N
根据平衡条件有
又
联立解得
(2)如果电流大小不变，将磁场方向变为竖直向上，铜棒向上偏转了α角时处于平衡状态，其受力分析如图所示（电流从M向N看，则垂直纸面向里）：
根据正交分解有
其中安培力
联立解得
则每根细绳张力
答案第1页，共2页
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