云南省文山壮族苗族自治州广南二高2021-2022学年高二下学期开学考试物理试卷（Word版含答案）

广南二高2021-2022学年高二下学期开学考试
物理试卷
考试时间：90分钟；试卷满分：100分
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. a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在的平面平行．已知a点的电势是20 V，b点的电势是24 V，d点的电势是4 V，如图14所示．由此可知，c点的电势为(　　)
A. 4 V B. 8 V C. 12 V D. 24 V
2. 不计重力的两个带电粒子1和2经小孔S垂直于磁场边界，且垂直于磁场方向进入匀强磁场，在磁场中的轨迹如图所示．分别用v1与v2，t1与t2，与表示它们的速率、在磁场中运动的时间及比荷，则下列说法正确的是(　　)
若<，则v1>v2
B. 若v1＝v2，则<
C. 若<，则t1D. 若t1＝t2，则>
3. 如图所示，A和B均可视为点电荷，A固定在绝缘支架上，B通过绝缘轻质细线连接在天花板上，由于二者之间库仑力的作用，细线与水平方向成30°角。A、B均带正电，电荷量分别为Q、q，A、B处于同一高度，二者之间的距离为L。已知静电力常量为k，重力加速度为g。则B的质量为(　　)
A. 　　　　　　 B. C. D.
4. 图甲中AB是某电场中的一条电场线．若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在电场力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示．关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是(　　)
A. φA>φB，EA>EB B. φA>φB，EAEB D. φA<φB，EA5. 在点电荷－Q的电场中，一金属球处于静电平衡状态，A为球内一点，B为球外表面附近一点，则球上感应电荷在A点和B点所激发的附加场强EA′和EB′的方向在下列几个选项对应的图中最有可能的是(　　)
A. B. C. D.
6. 某同学用伏安法测一个未知电阻Rx，用甲、乙图所示的电路各测试一次，依图甲测得的数据是U＝2.00 V，I＝1.00 mA，依图乙测得数据是U′＝1.90 V，I′＝2.00 mA，下列说法正确的是(　　)
A. 用甲电路测量的误差小些，真实值应小于2 000 Ω
B. 用甲电路测量的误差小些，真实值应大于2 000 Ω
C. 用乙电路测量的误差小些，真实值应小于950 Ω
D. 甲电路的电流I和乙电路的电压U′都是准确值，所以电阻的真实值为1 900 Ω
7. 如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的S极正对．在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通以垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态．则导线受到的安培力FA的方向和木板受到地面的摩擦力Ff的方向分别为(　　)
A. FA方向水平向左，Ff方向水平向左 B. FA方向水平向左，Ff＝0
C. FA方向水平向右，Ff方向水平向右 D. FA方向水平向右，Ff方向水平向左
8. 如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两板间的电压不变，则(　　)
A. 当增大两板间的距离时，速度v增大
B. 当减小两板间的距离时，速度v减小
C. 当减小两板间的距离时，速度v不变
D. 当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间增大
9. (磁通量的计算)如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅱ平移到Ⅰ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅰ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　)
A. ΔΦ1>ΔΦ2 B. ΔΦ1＝ΔΦ2 C. ΔΦ1<ΔΦ2 D. 不能判断
10. 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
二、多选题（共4小题，每题4分）
11. 以下关于电磁波的说法中正确的是 (　　)
A. 只要电场或磁场发生变化,就能产生电磁波
B. 电磁波传播需要介质
C. 赫兹用实验证实了电磁波的存在
D. 电磁波具有能量,电磁波的传播是伴随有能量向外传递的
12. 将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各量间关系的是(　　)
A. B. C. D.
13. 一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示．粒子重力不计，在如图所示的几种情况中，可能出现的是(　　)
A. B. C. D.
14. 如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在的直线平行于两电荷的连线，且a和c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上，以下判断正确的是(　　)
b点与d点场强方向相同
B. a点和c点电势相同
C. a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
D. 带正电的试探电荷在a点的电势能大于在c点的电势能
三、实验题（共2小题）
15. 利用螺旋测微器、米尺和图甲所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω，电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率．
(1)用笔画线代替导线，将图中的器材连接成实物电路，要求连线尽量避免交叉，电流表、电压表选择合适的量程(已知电源电压为6 V，滑动变阻器的阻值为0～20 Ω)．
(2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度的示数如图乙所示，电流表、电压表的读数如图丙所示．由图可以读出金属丝两端的电压U＝________，流过金属丝的电流I＝________，金属丝的长度l＝________，金属丝的直径d＝________.
(3)该金属丝的电阻率是________(保留2位有效数字)．
16. 实验室现有下列器材：
电流表G(满偏电流为300 μA，内阻为100 Ω)；
电压表V1(量程为2 V，内阻约为2 000 Ω)；
电阻箱R1(阻值范围0～9 999 Ω)；
电阻箱R2(阻值范围0～999.9 Ω)；
滑动变阻器R3(最大阻值为100 Ω)；
滑动变阻器R4(最大阻值为100 kΩ)；
电源E(电动势6 V，内阻约为0.5 Ω)；
单刀单掷开关S，导线若干．
(1)现需要将电流表G改装成3 V的电压表，需要将电阻箱________(填“R1”或“R2”)的阻值调节为________ Ω，与电流表G________(填“串”或“并”)联；
(2)为了测量电压表V1的内阻，设计如图所示的实验电路(改装后的电压表用V表示)．图中滑动变阻器R应选________(填“R3”或“R4”)，若电压表V的示数为U，V1的示数为U1，变阻箱的示数为R2，则电压表V1的内阻RV的计算公式为RV＝________.
四、计算题（共4小题）
17. 如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q＝－2×10－10 C的点电荷由A点移到B点，静电力做功4.8×10－8 J，再由B点移到C点，电荷克服静电力做功4.8×10－8 J，取B点的电势为零，求：
(1)A、C两点的电势；
(2)作出过B点的一条电场线
18. 如图所示的匀强电场中，有A、B、C三点，AB＝5 cm，BC＝12 cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向成60°角．一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从A移到B，电场力做功为W1＝1.2×10－7 J．求：
(1)匀强电场的电场强度E的大小．
(2)该电荷从B到C，电荷的电势能改变多少？
19. 如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O′正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向．有一群正离子在t＝0时垂直于M板从小孔O射入磁场．已知正离子质量为m、带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力．求：
(1)磁感应强度B0的大小；
(2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值．
20. 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B、方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴．一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场区域，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g，求：
(1)电场强度E的大小和方向；
(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小；
(3)A点到x轴的高度h.
1. B 2. B 3. D 4. C 5. C 6. A 7. A 8. C 9. C 10. D
11. CD 12. BC 13. AD 14. ACD
15. (1)见解析图 　(2)2.20 V　0.44 A　30.50 cm　1.850×10－3 m　(3)4.4×10－5 Ω·m
【解析】(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流表外接法；由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“A(B)、C”或“A(B)、D”几个接线柱，具体连线如图所示．
(2)由图可以看出：电压表的量程是0～3 V，所以读数是2.20 V；电流表的量程是0～0.6 A，所以读数是0.44 A；由于螺旋测微器的半毫米刻度线已经露出，因此读数是1.850 ×10－3 m；米尺的读数是40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm.
(3)由电阻定律得
ρ＝＝＝ Ω·m
≈4.4×10－5 Ω·m.
16. 【解析】(1)改装成3 V的电压表，应串联的电阻阻值为
R＝ Ω＝9 900 Ω
故应选择的电阻箱为R1，应调节为9 900 Ω，并与电流表串联．
(2)实验采用了分压式接法，选择R3阻值较小，方便调节．据串并联知识可得＝
整理可得RV＝.
17. 【解析】(1)把电荷从A点移到B点，UAB＝＝ V＝－240 V
即φA－φB＝φA＝－240 V.
把电荷从B点移到C点，UBC＝＝ V＝240 V，
即φB－φC＝－φC＝240 V.
所以φC＝－240 V.
(2)因φA＝φC，所以直线AC为匀强电场中的一条等势线，由电场线与等势线垂直且由较高等势线指向较低等势线，电场线过B垂直于AC指向左上.
18. 【解析】(1)由W1＝qE·AB得，该电场的电场强度大小为：E＝＝ N/C＝60 N/C
(2)该电荷从B到C，电场力做功为：
W2＝F·BC·cos 60°＝qE·BC·cos 60°
＝4×10－8×60×12×10－2×0.5 J＝1.44×10－7 J
所以，该过程电荷的电势能减少1.44×10－7 J
19. 【解析】(1)正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力，qv0B0＝，
正离子做匀速圆周运动的周期T0＝，
联立两式解得磁感应强度B0＝.
(2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场，v0的方向应如图所示，
当正离子在两板之间只运动一个周期，即t＝T0时，有r＝，
当正离子在两板之间运动n个周期，即t＝nT0时，有
r＝(n＝1,2,3，…)，
联立解得正离子的速度的可能值为
v0＝＝(n＝1,2,3，…)
20.
【解析】(1)小球在电场、磁场区域中恰能做匀速圆周运动，
其所受电场力与重力平衡，有qE＝mg①
E＝②
重力的方向竖直向下，电场力的方向应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上．
(2)小球在叠加场中做匀速圆周运动，如图所示，O′为圆心，MN为弦长，∠MO′P＝θ，设轨道半径为r，由几何关系知＝sin θ③
小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速度为v，
有qvB＝④
由速度的合成与分解知＝cos θ⑤
由③④⑤式得v0＝.⑥
(3)设小球到M点时的竖直分速度为vy，它与水平分速度的关系为vy＝v0tan θ⑦
由匀变速直线运动规律有vy2＝2gh⑧
由⑥⑦⑧式得h＝.