云南省玉溪市华宁二高2021-2022学年高二下学期开学考试物理试题（Word版含答案）

华宁二高2021-2022学年高二下学期开学考试
物理
考试时间：100分钟；
注意事项：
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷
一、单选题（共10小题，每题3分，共30分）
1. 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示)．设若两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若(　　)
保持S不变，增大d，则θ变大
B. 保持S不变，增大d，则θ变小
C. 保持d不变，减小S，则θ变小
D. 保持d不变，减小S，则θ不变
2. 如图所示，“渤海之眼”摩天轮位于潍坊市的北端，摩天轮悬挂透明座舱，人坐在舱内随旋转座椅一起做匀速圆周运动．以下说法正确的是(　　)
转动过程中，人的动量不变
B. 转动一圈，人所受合力的冲量不为零
C. 转动一圈，人所受重力的冲量不为零
D. 转动到最高点时，人所受合力为零
3. 下列说法中正确的是(　　)
A. 变化的电场一定产生变化的磁场
B. 电磁波按波长从长到短顺序排列依次是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
C. X射线的穿透本领比γ射线更强
D. 电磁波在真空中的传播速度等于光速
4. 能源短缺和环境恶化指的是(　　)
①煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限的，这叫能源短缺.
②煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺.
③煤炭和石油具有很大的气味，在开采、存放和使用过程中这些气味会聚集在空气中污染空气，使环境恶化.
④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化.
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
5. 安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似，提出了分子电流假说．他认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的)，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极，如图所示．下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是(　　)
A. B. C. D.
6. 如图所示，一节干电池的电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝1.0 Ω，外电路电阻为R，接通电路后，则(　　)
A. 电压表读数一定是1.5 V
B. 电流表读数可能达到2.0 A
C. 若电阻R＝1.5 Ω，则电源的输出功率最大
D. 将1C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电力做功为1.5 J
7. 下列关于磁感线的说法不正确的是(　　)
A. 磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向 B. 磁场中两条磁感线一定不相交
C. 地球的地理北极的磁感线由地面指向空中 D. 磁感线分布较密的地方，磁感应强度较强
8. 如图所示，空间正四棱锥型的底面边长和侧棱长均为a，水平底面的四个顶点处均固定着电量为＋q的小球，顶点P处有一个质量为m的带电小球，在库仑力和重力的作用下恰好处于静止状态。若将P处小球的电荷量减半，同时加竖直方向的匀强电场强度E，此时P处小球仍能保持静止。重力加速度为g，静电力常量为k，则所加匀强电场强度大小为(　　)
A. B. C. D.
9. 右图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U.电子离开阴极时的速度可以忽略．电子经加速后从K的小孔中射出的速度大小为v.下面的说法中正确的是(　　)
A. 如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度变为2v
B. 如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度变为
C. 如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为
D. 如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为v
10. 如图所示，实线和虚线分别表示等量异种电荷的电场线和等势线，则下列有关a、b、c、d四点的说法中正确的是(　　)
a、b两点场强相同
B. a、b两点电势相同
C. c、d两点场强相同
D. c、d两点电势相同
二、多选题（共4小题，每题4分，共16分）
11. 如图所示，虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面的间距相等，一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示，其中1、2、3、4是运动轨迹与等势面的一些交点．由此可以判定
电子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等
B. O处的点电荷一定带正电
C. a、b、c三个等势面的电势关系是φa >φb>φc
D. 电子运动时的电势能先增大后减小
12. 两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是
带正电
B. 速度先增大后减小
C. 电势能先增大后减小
D. 经过b点和d点时的速度大小相同
13. 如图所示，在真空中把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近．关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中正确的是(　　)
两端的感应电荷越来越多
B. 两端的感应电荷是同种电荷
C. 两端的感应电荷是异种电荷
D. 两端的感应电荷电荷量相等
14. (多选)恒力F作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，物体没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是(　　)
拉力F对物体的冲量大小为零
B. 拉力F对物体的冲量大小为Ft
C. 拉力F对物体的冲量大小为Ft cos θ
D. 合力对物体的冲量大小为零
第Ⅱ卷
三、实验题（共2小题）
15. 某同学利用图甲中的电路测量电流表A的内阻RA(约为5 Ω)，图中R1是滑动变阻器，R2是电阻箱，S1和S2为开关．已知电流表的量程为0～10 mA.
(1)请根据电路图连接图乙中的实物图．
(2)断开S2闭合S1，调节R1的阻值，使A满偏；保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值如图丙所示时，A恰好半偏．若忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，则可知RA＝________Ω.
(3)考虑电路中总电阻的变化，则电流表的内阻RA的测量值R测和真实值R真相比，R测________R真(填“>”或“<”)．
(4)将(2)中电流表内阻的测量值作为该表内阻，若要改装成量程为0～3 V的电压表，则需与该电流表串联一个阻值为________Ω的电阻．
16. 为了验证碰撞中的动量守恒，利用气垫导轨设计了如图所示的实验．主要的实验步骤如下：
①如图安装好实验装置，打开充气泵，调节气垫导轨至水平；
②用天平测出滑块A、B的质量m1、m2；
③用刻度尺测量光电门1、2的间距L，用游标卡尺测出挡光片的宽度d；
④让滑块B停在两光电门间某处，把滑块A从光电门1的左侧沿水平面向右推，用数字毫秒计时器读出滑块A通过光电门1的时间t1及碰撞后滑块B通过光电门2的时间t2、滑块A再次通过光电门1的时间t3.
(1)上述步骤①中，判断气垫导轨已经调节至水平的方法是_____________________________________________________________________________________________
(2)如果满足关系____________，可说明碰撞中动量是守恒的(用测得的物理量来表示)．
(3)关于该实验，下列说法中正确的是________．
A．滑块A的质量小于滑块B的质量
B．滑块A推出的速度越小，实验误差一定越小
C．气垫导轨调节是否水平对实验结果没有影响
四、计算题（共3小题）
17. 如图所示，R1＝6 Ω，R2＝3 Ω，C1＝6 μF，电源电动势E＝18 V，内阻忽略不计.求：
(1)开关S断开时，C点的电势为多少？
(2)开关S闭合时，电容器C1所带的电荷量变化了多少？
18. 如图所示，ABC是光滑轨道，其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆，AB部分与BC部分平滑连接．一质量为M的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m的子弹射中，子弹留在木块中．子弹击中木块前的速度为v0.若被击中的木块能沿轨道滑到最高点C，重力加速度为g，求：
(1)子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q；
(2)木块从C点飞出后落地点距离B点的距离s.
19. 示波器是研究交变电流变化规律的重要仪器，其主要结构可简化为：电子枪中的加速电场、两水平放置的平行金属板中的偏转电场和竖直放置的荧光屏组成，如图所示。若已知加速电场的电压为U1，两平行金属板的板长、板间距离均为d，荧光屏距两平行金属板右侧距离也为d，电子枪发射的质量为m、电荷量为－e的电子，从两平行金属板的中央穿过，打在荧光屏的中点O，不计电子在进入加速电场时的速度及电子重力。若两金属板间存在竖直方向的匀强电场，两板间的偏转电压为U2，电子会打在荧光屏上某点，该点距O点距离要为d，求U1和U2的比值。
1. 【答案】A
【解析】静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小．在做选项所示的操作中，电容器电荷量Q保持不变，C＝＝.保持S不变，增大d，则C减小，U增大，偏角θ增大，选项A正确，B错误；保持d不变，减小S，则C减小，偏角θ也增大，故选项C、D均错
2. 【答案】C
【解析】转动过程中，人的动量大小不变，方向不断变化，则动量变化，选项A错误；转动一圈，人动量的变化为零，则由动量定理可知，人所受合力的冲量为零，选项B错误；根据I＝mgt可知，转动一圈，人所受重力的冲量不为零，选项C正确；转动到最高点时，人的加速度不为零，则所受合力不为零，选项D错误．
3. 【答案】D
【解析】根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的电场产生稳定的磁场，选项A错误；电磁波按波长从短到长顺序排列依次是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波，选项B错误；γ射线的穿透本领比X射线更强，选项C错误；电磁波在真空中的传播速度等于光速，选项D正确。
4. 【答案】D
【解析】煤炭和石油都是由几亿年以前的生物遗体形成的，这些能源不能再次生成，也不可重复使用，它们的储量是有限的，并不是取之不尽、用之不竭的，这是所讲的能源短缺，②正确；能源在使用时会排出有害气体污染空气，这是所讲的环境恶化，④正确，故D正确.
5. 【答案】B
【解析】做圆周运动的电荷带负电，则环形电流方向与其运动方向相反，根据安培定则可知其左侧为N极，选项B对．
6. 【答案】D
【解析】电压表测量路端电压，读数小于电动势1.5 V，A错误；外电阻和内电阻串联，根据闭合电路欧姆定律I＝<1.5 A，B错误；当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，选项C错误；根据电动势的定义可知，电动势为1.5 V，表明1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电做的功为1.5 J，D正确．
7. 【答案】C
【解析】磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向,A正确;两条磁感线若相交,在交点处磁感应强度就有两个方向,所以磁场中两条磁感线一定不相交,B正确;地球的地理北极在地磁场S极附近,所以磁感线由空中指向地面,C错误;磁感线分布较密的地方,磁感应强度较强,D正确.
8. 【答案】D
【解析】设P处的带电小球电量为Q，根据库仑定律可知，则P点小球受到各个顶点电荷的库仑力大小为F＝；根据几何关系可知，正四棱锥型的侧棱与竖直线的夹角为45°；再由力的分解法则，可得4××＝mg；若将P处小球的电荷量减半，则四个顶点的电荷对P的小球的库仑合力为F′＝；当外加匀强电场后，再次平衡，则有＋E＝mg；解得E＝，故D正确，A、B、C错误
9. 【答案】D
【解析】由动能定理qU＝mv2得v＝，带电粒子确定，v与成正比，与A、K间距离无关，故D正确
10. 【答案】D
【解析】a、b两点是对称的，它们的场强大小相等，但是方向不同，故A错误；沿电场线的方向电势降低，所以a点电势比b点电势高，故B错误；c、d两点在两点电荷连线的中垂线上，中垂线上的电势都为零，所以c、d两点的电势相同，根据电场线的疏密判断场强的大小，d点场强大于c点场强，故C错误，D正确
11. 【答案】AD
【解析】电子在运动过程中只有电场力做功，只有电势能和动能的转化，因而电势能与动能的总和不变，A正确．从运动轨迹的弯曲情况可知电子受排斥力作用，所以可判断O点处的电荷为负电荷，根据负点电荷的电场分布可知D正确，C错误．
12. 【答案】CD
【解析】根据粒子的运动轨迹及电场线分布可知，粒子带负电，选项A错误；粒子从a到c到e的过程中电场力先做负功后做正功，速度先减小后增大，电势能先增大后减小，选项B错误，C正确；因为b、d两点在同一等势面上，所以在b、d两点的电势能相同，所以粒子经过b点和d点时的速度大小相同，选项D正确
13. 【答案】ACD
【解析】绝缘导体内有大量可自由移动的电子，当它慢慢靠近带负电的球P时，由于同种电荷相互排斥，绝缘导体上靠近P的一端因电子被排斥到远端而带上正电荷，远离P的一端带上了等量的负电荷．绝缘导体离P球越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多．故B错误，A、C、D正确．
14. 【答案】BD
【解析】对冲量的计算一定要分清求的是哪个力的冲量，是某一个力的冲量、是合力的冲量、是分力的冲量还是某一个方向上力的冲量，某一个力的冲量与加一个力的冲量无关，故拉力F的冲量为Ft，A、C错误，B正确；物体处于静止状态，合力为零，合力的冲量为零，D正确．
15. 【答案】(1)见解析图　(2)4.9　(3)<　(4)295.1
【解析】(1)实物图如图所示
(2)电阻箱R2的读数为R2＝4×1 Ω＋9×0.1 Ω＝4.9 Ω，若忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，则电流表的内阻等于R2，RA＝4.9 Ω.
(3)闭合开关S2，电流表与R2并联，电路总电阻变小，干路电流变大，电流表半偏时流过R2的电流大于流过电流表的电流，R2的电阻阻值小于电流表内阻，由此可知电流表内阻测量值小于真实值．
(4)电流表改装成量程为0～3 V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值R＝－Rg＝ Ω－4.9 Ω＝295.1 Ω.
16. 【答案】(1)滑块自由通过两光电门的时间相等　(2)＝－＋　(3)A
【解析】本题考查利用气垫导轨和光电门探究动量守恒定律．
(1)判断气垫导轨已经调节至水平的方法是接通气源，可以使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等，若滑块自由通过两光电门时间相等，则导轨水平；
(2)由题意可知，滑块A第一次通过光电门1的速度v1＝，滑块B通过光电门2的速度v2＝，滑块A再次通过光电门1的速度v3＝，如果碰撞过程动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得m1v1＝－m1v3＋m2v2，整理得＝－＋；
(3)由于碰撞后滑块A再次通过光电门1，所以滑块A的质量小于滑块B的质量，故A正确；实验中认为滑块通过光电门的速度是极短时间内的平均速度，滑块A推出的速度越小，滑块通过光电门的时间越长，实验误差就越大，故B错误；气垫导轨没有调节至水平，滑块将做变速直线运动，对实验结果有影响，故C错误．
17. 【答案】(1)0　(2)减少了3.6×10－5 C
【解析】(1)开关S断开时，待电路稳定后，两支路都无电流，B、C两点电势相等，A、D两点电势相等，因B接地，所φC＝φB＝0.
(2)开关S闭合前，C1两端的电势差U＝E＝18 V.开关S闭合后，两个电容器相当于两个电压表，C1两端的电势差U′＝E＝×18 V＝12 V，故C1两端电势差减小了ΔU＝U－U′＝18 V－12 V＝6 V，带电荷量减少了ΔQ＝C1ΔU＝6×10－6×6 C＝3.6×10－5 C.
18. 【答案】(1)　(2)2
【解析】(1)子弹击中木块的过程满足动量守恒，以v0的方向为正方向，有mv0＝(M＋m)v1
解得v1＝
根据能量守恒定律可得Q＝mv02－(M＋m)v12
联立解得Q＝
(2)从子弹击中木块后到木块运动到C点的过程，由机械能守恒定律有
(M＋m)v12＝(M＋m)vC2＋2(M＋m)gR
解得vC＝
木块离开C点后做平抛运动，s＝vCt,2R＝gt2
解得s＝2.
19. 【答案】
【解析】在加速电场U1中，由动能定理得：
qU1＝mv2
以v的速度进入偏转电场U2中做类平抛运动，在离开偏转电场时偏移距离：
y1＝at2
其中t＝
速度方向与水平方向成θ角，则有：
vy＝at
tan θ＝
离开偏转电场后偏移的距离y2＝dtan θ
根据牛顿第二定律有加速度a＝
而总的偏移距离y＝y1＋y2＝d
联立以上几式解得＝。