四川省南充市2021-2022学年高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

四川省南充市2021-2022学年高二（下）开学考试物理试题
一、单选题
1．绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示。线圈上端与电源正极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起。若保持开关闭合，则（　　）
A．铝环不断升高
B．铝环停留在某一高度
C．铝环中一直有感应电流
D．电源的正、负极对调后，观察到的现象不变
2．2012年11月25日，号称空中“飞鲨”的歼﹣15在我国第一艘航母“辽宁舰”起降一次成功，舰机适配性能良好，图为歼﹣15起飞瞬间，数秒内使战斗机速度在零和数百千米每小时间转换，且滑行距离不超过100米．动力和阻力控制是飞机起降的硬指标．为了提高航空母舰上飞机的起飞速度，人们正研制一种电磁弹射装置，它的基本原理是：将待弹射的飞机挂在导体棒上，导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行导轨上，给导轨通以电流，使飞机和导体棒作为一个载流导体在磁场的作用下沿导轨做加速运动，从而将飞机以某一速度弹射出去．关于这种弹射装置，以下说法中不正确的是（ ）
A．导体棒中的电流方向是N→M
B．导体棒受到的推动力是安培力
C．改变磁感应强度的大小可改变飞机弹射出时的速度
D．增大导轨中的电流可提高飞机的弹射速度
3．位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图所示，ab，cd分别是正方形两组对边的中垂线，O为中垂线的点，P，Q分别为ab，cd上的两点OP＞OQ，下列说法中正确的是（　　）
A．P、Q两点的电势关系为φP＜φQ
B．P、Q两点电场强度的大小关系为EQ＜EP
C．若在O点轻放一正点电荷，该正点电荷可能沿ab方向运动
D．带负电的试探电荷在Q点时的电势能比在M点时的电势能小
4．如图所示，两个可视为质点的小球1和2带有同种电荷，质量分别为m1、m2，带电量分别为q1、q2，用绝缘细线悬挂后，细线与竖直方向的夹角分别为α、β（α<β），两球位于同一水平线上，则（　　）
A．m1< m2 B．m1> m2 C．q1q2
5．如图所示电路中，电源电动势E恒定，内阻，两电表均为理想电表，定值电阻。当开关K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等。则下列说法正确的是（　　）
A．电阻R1、R2可能分别为2Ω、16Ω
B．电阻R1、R2可能分别为5Ω、6Ω
C．开关K断开时电压表的示数一定小于K闭合时的示数
D．开关K断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于1
6．如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒．ab和cd用导线连成一个闭合回路．当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力．则有
A．由此可知d电势高于c电势
B．由此可知Ⅰ是S极
C．由此可知Ⅰ是N极
D．当cd棒向下运动时，ab导线受到向左的磁场力
二、多选题
7．如图所示，由一段外皮绝缘的导线扭成两个半径为R和r圆形平面形成的闭合回路，R＞r，导线单位长度的电阻为λ，导线截面半径远小于R和r．圆形区域内存在垂直平面向里、磁感应强度大小随时间按B=kt（k＞0，为常数）的规律变化的磁场，下列说法正确的是（　　）
A．小圆环中电流的方向为逆时针
B．大圆环中电流的方向为逆时针
C．回路中感应电流大小为
D．回路中感应电流大小为
8．甲、乙两名运动员同时从泳池的两端出发在泳池里训练，甲、乙的速度一时间图像分别如图（a）、（b）所示，不计转向的时间，两人的运动可视为质点的直线运动。则（　　）
A．游泳池长
B．两人经过共相遇了3次
C．两人经过共相遇了4次
D．甲乙在时在泳池的一端相遇
三、实验题
9．（1）利用如图甲所示装置演示沙摆做简谐运动的图象．当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线如图乙所示，实验测得图中4个点A、B、C、D间的距离分别为AB＝0.25cm、BC=0.75cm、CD=1.25m,则木板做______（匀速、匀加速、匀减速）直线运动；已知沙摆的摆长为L=1m，则木板运动的加速度约为______m/s2（计算中可以认为）
（2）待测电阻Rx的阻值在80Ω～100Ω)之间，现要测量其电阻的阻值，实验室提供如下器材:
A．电流表A1(量程50mA、内阻r1=10Ω)
B．电流表A2(量程200mA、内阻r2约为2Ω)
C．电流表A3(量程0.6A、内阻r3约为0.2Ω)
D．定值电阻R0=30Ω
E．滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω)
F．电源E(电动势为4V)
G．开关S、导线若干
①某同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理如图甲所示，为保证测量时电流表读数不小于其量程的，M、N两处的电流表应分别选用：M为_______；N为_______．(填器材选项前相应的英文字母)； 滑动变阻器R的滑片由a到b滑动，M的示数会_____，N的示数会____．（填增大、减小或不变）
②在下列实物图乙中已画出部分线路的连接，请你以笔画线代替导线，完成剩余的线路连接．_____
③若M、N电表的读数分别为IM、IN,则Rx的计算式为Rx=______________．
10．某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：
A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10Ω）
B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）
C．电压表V(量程15V，内阻15kΩ)
D．定值电阻R0=100Ω
E．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω
F．滑动变阻器R，最大阻值约为1000Ω
G．电源E，电动势E=4V（内阻不计）
电键S及导线若干
（1）测量时要求电表读数不得小于其量程的，应选择的电表分别是________、________滑动变阻器是________．（填电表前面的字母符号）
（2）请你在线框内画出测量Rx的实验原理图（图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）．( )
（3）若实验时电流表A1的读数为1，电流表A2的读数为，电压表V的读数为U，请根据画出的实验原理图，用已知的和测得的物理量表示Rx=__________．（用字母表示）
四、解答题
11．如图所示，一带电小球用绝缘细线悬挂于O点，处在水平方向的匀强电场中，静止在A点时悬线与竖直方向的夹角为45°，小球的质量为m，带电量为q，悬线的长为L．现将小球放在悬点O右侧与悬点等高的B点位置，悬线刚好拉直，由静止释放小球，重力加速度为g，求：
(1)电场强度的大小；
(2)小球运动到最低点时速度的大小（悬线开始绷紧前）；
(3)小球在最低点时，悬线绷紧后其拉力大小．
12．如图所示，电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置，其上端接一阻值为3Ω的定值电阻R，在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B、磁场区域的高度为d=0.5m，导体棒a的质量ma=0.2kg，电阻Ra=3Ω；导体棒b的质量mb=0.1kg，电阻Rb=6Ω。它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时a正好进入磁场. 设重力加速度为g=10m/s2。（不计a、b之间的作用，整个运动过程中a、b棒始终与金属导轨接触良好）求：
（1）在整个过程中，a、b两棒克服安培力分别做的功；
（2）a进入磁场的速度与b进入磁场的速度之比；
（3）分别求出M点和N点距L1的高度。
13．一台国产XQB30－13型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表．试根据表中提供的数据计算：
(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流是多大？（结果保留3位有效数字）
(2)如洗衣、脱水的累计时间为40min，则洗衣机耗电多少度？（结果保留2位有效数字）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．由题意可知，当开关闭合的瞬间，铝环中的磁通量瞬间增大，由楞次定律可知，在铝环中会产生感应电流，线圈对铝环产生瞬间排斥力，所以铝环会向上跳起。当保持开关闭合时，铝环中的磁通量保持不变，感应电流消失，排斥力消失，所以铝环会掉在线圈上，保持静止。所以ABC错误；
D．当电源的正、负极对调后，当开关闭合的瞬间，铝环中的磁通量还会瞬间增大，在铝环中会产生感应电流，线圈对铝环产生瞬间排斥力，所以铝环还会向上跳起。即观察到的现象不变，所以D正确。
故选D。
2．A
【解析】
【详解】
试题分析：A、根据图可知飞机应加速运动的方向，即为其受到的推力（安培力）的方向，几何左手定则即可得知选项A的正误．
B、对导体棒受力分析，在水平方向上受安培力和阻力，由此可知推力为安培力．
CD、设出导轨的长度和金属棒的长度，可用磁感应强度、电流列出飞机弹射出时的速度，由此可判知选项CD的正误．
解：A、飞机应向右做加速运动，即飞机及导体棒应受到向右的安培力作用，有左手定则可知，电流的方向应该是从M到N，选项A不正确．
B、导体棒的推力是由于在磁场中通入了电流所致，所以其受到的推力是安培力，选项B正确．
CD、设导体棒的长度为L，导轨的长度为X，受到的阻力为f，导体棒受到的安培力为F=BIL，其加速度为a=，飞机弹射出去的速度为v=由此可知，改变磁感应强度的大小可以改变飞机弹射出去的速度；增大导轨中的电流可提高飞机的弹射速度，选项CD正确．
本题选不正确的，故选A
【点评】该题考查到了安培力的方向的判断及对其大小有影响的相关物理量，解答时要熟练会应用左手定则来判知对流的方向与受力方向之间的关系；会熟练的利用牛顿运动定律及运动学公式对弹射速度的推导．同时只要注意审题，该题是选择不正确的，可是解题过程中极易忽视的地方．
3．D
【解析】
【分析】
根据题中电场线的分布图可知，本题考查电场线与等势面相结合的问题．根据电场线、等势面规律，运用电场疏密表强弱、沿电场线电势降低、场强的叠加和电势能等知识分析求解．
【详解】
AB．电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密，电场强度越大，根据图象知P点的电场强度比Q点的小．根据电场线与等势面垂直，可知ab与cd是两条等势线，则P与O的电势相等，Q与O的电势也相等，所以P、Q两点的电势相等．故AB两项错误．
C．四个点电荷在O点产生的电场相互抵消，场强为零，在O点放一正点电荷，该正点电荷受到的电场力为零，不会运动．故C项错误．
D．P、Q两点的电势相等，又根据电场线的方向知M点的电势比P点的低，则Q点的电势高于M点的电势．负电荷在电势高处电势能小，所以带负电的试探电荷在Q点的电势能比在M点小．故D项正确．
4．B
【解析】
【详解】
分别对两小球受力分析有
，
因为α<β，所以有
两小球间的库仑力为相互作用力，大小相等，所以电量无法比较。
故选B。
5．A
【解析】
【详解】
AB．由题设，电键K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等，则有
将、代入方程不成立，而将、代入方程成立，故A正确，B错误；
C．电键K断开时外电路总电阻大于K闭合时外电路总电阻，由 知，P相同，若R大，则U大，所以电键K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律得
则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为
故D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
由于cd导线受到向下的磁场力，根据左手定则，电流从c→d，知c端电势高于d端电势，A错误；再根据右手定则可知，Ⅰ是S极，B正确；C错误；若cd棒向下运动时，产生的感应电流由d→c，这样导体棒ab受力水平向右，D错误．
7．BD
【解析】
【分析】
根据楞次定律来判定感应电流的方向，依据法拉第电磁感应定律，来确定感应电动势的大小，再求得整个回路的感应电动势，依据闭合电路欧姆定律，从而即可求解．
【详解】
AB、根据穿过整个回路的磁通量增大，依据楞次定律，及R＞r，则大圆环中电流的方向为逆时针，小圆环中电流的方向为顺时针，故A错误，B正确；
CD、根据法拉第电磁感应定律，则有：E=kπ（R2﹣r2），由闭合电路欧姆定律，那么回路中感应电流大小为故C错误，D正确；
故选BD．
【点睛】
考查楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用，理解整个回路的感应电动势大小的计算，应该是两环的感应电动势之差，并掌握闭合电路欧姆定律的内容．
8．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题意可知，甲运动20s后到达泳池另一端开始转向，故游泳池长
A正确；
BCD．在同一坐标中画出甲、乙的位移一时间图像，如图所示
图线的交点表示相遇，可知，在内共相遇了3次，在内共相遇了5次，甲乙在时在泳池的一端相遇，BD正确，C错误。
故选ABD。
9． 匀加速 0.5 A B 增大 增大
【解析】
【详解】
（1） 根据乙图象及数据知，做匀加速运动 ；由 ，求得a＝0.5 m/s2；
（2）①通过待测电阻的最大电流约为：IM=E/Rx=50mA，因此M处的电流表可选A；
通过N出的最大电流约为：IN=IM+E/R0=183mA，为保证测量时电流表读数不小于其量程的三分之一，N处的电流表应选B；
②如图所示
③通过定值电阻R0的电流I=IN-IM，并联电路两端电压U=IR0=（IN-IM）R0，
根据电路欧姆定律有：
解得：
10． A B E
【解析】
【分析】
(1)根据实验原理、电源电动势与题意选择所需电表；
(2)根据实验原理及所选实验器材设计实验电路；
(3)根据电路结构、应用欧姆定律可以求出待测电阻阻值的表达．
【详解】
(1)[1][2][3]电源电动势为，电压表量程为，电压表量程太大，不能用电压表测电压，可以把已知内阻的电流表与定值电阻串联作电压表测电压，用电流表测量电流，为了分压法能够便于调节电压，所以选择阻值较小的滑动变阻器，故需要的电表的字母符号为：A、B、E；
(2)[4]由于改装的电压表内阻已知，故电流表采用外接法，滑动变阻器阻值较小，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示：
(3)[5]待测电阻两端电压：
通过待测电阻的电流：
待测电阻阻值：
其中、分别为电流表和的示数，和分别为定值电阻和电流表的阻值．
【点睛】
本题考查了实验器材的选取，实验器材的选取是本题的难点，也是正确解题的关键，选择实验器材时，既要符合题目要求，又要满足安全性原则、精确性原则与方便实验操作性原则．
11．（1）（2）（3）
【解析】
【详解】
(1)小球开始静止时悬线与竖直方向的夹角为45°，对小球受力分析并建立平衡方程得
得
(2)小球放到与悬点等高的位置由静止释放，小球开始运动时受到的合力大小为
小球在细线绷紧前做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为
运动的位移大小为
则小球运动的最低点时的速度大小为
(3)在悬线绷紧后，小球沿悬线方向的分速度变为零，只剩下沿垂直悬线方向的分速度
小球接着以初速度做圆周运动，根据牛顿第二定律有
得
12．（1）0.5J；（2）；（3）1.33m，0.75 m
【解析】
【详解】
（1）因a、b在磁场中匀速运动，其安培力等于各自的重力，由功的公式可得
（2）b在磁场中匀速运动时：速度为vb，总电阻R1=7.5 Ω，b中的电流为
又
同理，a棒在磁场中匀速运动时：速度为va，总电阻R2=5 Ω，则有
联立解得
（3）由速度位移公式可得
则有
联立解得
m=1.33m
m=0.75m
13．1.64A；0.24度
【解析】
【详解】
（1）根据P=UI得：；
（2）洗衣机消耗的电能：
E=Pt=0.360kW×h=0.24kW h=0.24度；
【点睛】
解决本题的知道电功率和电压、电流的关系．知道消耗的电能等于功率与时间的乘积，清楚洗衣机不是纯电阻电路，欧姆定律不适用；注意电功的单位：1度=1kW h．
答案第1页，共2页
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