银川市西夏区2022-2023学年高二下学期开学考试
物理试卷
(试卷满分 100 分，考试时间为 100 分钟)
选择题（共10小题，共40分。1-7题为单选题，8-10为不定项选择题，单选题每小题4分，其中不定项选择题每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。）
1．空间某区域内电场线分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．c点电场强度方向与d点电场强度方向相同
B．a点电势高于b点电势
C．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点
D．将一试探电荷-q由a移至b的过程中，电势能减小
2．如图所示，空间充满匀强电场，有一个与匀强电场平行的直角三角形区域ABC，已知AB=6cm，BC=cm，A点的电势为，B点的电势为，C点的电势为；则（ ）
A．此电场的电场强度大小为E=2V/m
B．将一个电荷量为q=-3×10-6C的电荷放到C点，其电势能为-1. 2×10-5J
C．将一个电荷量为q= -3×10-6C的电荷从B点移到C点，其电势能增加1. 8×10-5 J
D．将一个电荷量为q=-3×10-6C的电荷从A点移到B点，电场力做功为W=1. 8×10-5J
3. 如图，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线和垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流时，纸面内与两导线距离均为的点处的磁感应强度为零。如果让中的电流反向，其他条件不变，则点处磁感应强度的大小为（ ）
A. B.
C. D.
4． 如图所示，、为两个用同种材料同规格的导线制成的单匝闭合圆环线圈，其圆环半径之比为：，两线圈置于同一个垂直于环面向里的匀强磁场中。若不考虑线圈之间的相互影响，当匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大时，下列判断中正确的是（ ）
A. 两线圈中感应电动势之比：：
B. 两线圈中感应电流之比：：
C. 两线圈中感应电流的功率之比：：
D. 两线圈中感应电流的方向均为顺时针方向
5．如图所示，竖直向下的匀强电场中，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕O做圆周运动，A、B分别是轨迹的最高点和最低点，已知小球的质量为m，重力加速度为g。以下说法中正确的是（ ）
A．小球在A、B两点时，细线的拉力差可能是12mg
B．小球不可能做匀速圆周运动
C．小球通过A点时，细线拉力一定最小
D．小球通过B点时，细线拉力不可能为零
6．一个电流表的满偏电流Ig =1mA，内阻Rg = 1000Ω，要把它改装成一个量程为3V的电压表，应在电流表上（ ）
A．串联一个1000的电阻
B．串联一个阻值为2000Ω的电阻
C．并联一个1000Ω的电阻
D．并联一个阻值为2000Ω的电阻
7．一台电动机，线圈电阻为0.8Ω，当它两端所加电压为220V时，通过的电流为5A，关于此电动机，下列说法正确的是（ ）
A．由于其电压、电流、电阻关系不符合欧姆定律，可以判断电动机已经损坏
B．此电动机的发热功率为10W
C．此电动机的输出功率为
D．此电动机的效率约为98%
8．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U－I图线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P（5，3.75）、Q（6，5）。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（ ）
A．电源1与电源2的内阻之比是3:2
B．电源1与电源2的电动势之比是1:1
C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是5:6
D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是9:10
9．如图所示为“旋转液体的实验”装置。盛有液体的玻璃容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度，容器内侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。玻璃容器的横截面的半径，电源的电动势，内阻，限流电阻，玻璃容器中液体不动时，测得两电极间的液体电阻，闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数恒为，则（ ）
A．由上往下看，液体顺时针旋转
B．由上往下看，液体逆时针旋转
C．液体所受的安培力大小为
D．液体的转动功率大小为
10．如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为1.0×10-4kg，带电量为4.0×10-4C的正电荷，小球在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度 E=10N/C，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度 B=0.5T，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为 0.2 ，设小球在运动过程中所带电荷量保持不变，g取 10m/s2. （ ）
A．小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为 2m/s2
B．小球由静止沿棒竖直下落最大速度 2m/s
C．若磁场的方向反向，其余条件不变，小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为 5m/s2
D．若磁场的方向反向，其余条件不变，小球由静止沿棒竖直下落的最大速度为 45m/s
二、实验题（共2小题，每空2分，共22分。）
11．某同学欲测量一阻值大约为10Ω、粗细均匀的金属线的电阻率。实验室除游标卡尺，螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源（电动势，内阻约1Ω） B．电压表V（量程为0～6V，内阻约8kΩ）
C．电流表A1（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω） D．电流表A2（量程0～3A，内阻约0.05Ω）
E．滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）
（1）用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数为L＝___________mm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数为D＝___________mm。
（2）测量金属线的电阻时，为了便于调节及测量尽可能准确，实验中电流表应选___________（填所选仪器前的字母符号）；选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完整，把器材符号标在电路图上。
（3）设测得金属线的电阻为R，金属线的长度为L，金属线的直径为D，可得金属线的电阻率为ρ＝______。（用R、L、D三个物理量表示）
12．同学们做“测电池的电动势和内阻”的实验。
小张同学用如图甲所示的电路，测量一节旧干电池的电动势和内阻。有两种规格的滑动变阻器可供选择：
：阻值范围，额定电流
：阻值范围，额定电流
为了调节方便，测量精确度更高，实验中应选用滑动变阻器______填写滑动变阻器符号。
根据图甲电路，将图乙中的实物电路连接完整，要求闭合开关时滑动变阻器的滑片处于正确的位置。
通过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数，利用这些数据在图丙中画出了图线。由图线可以得出此干电池的电动势______，内阻______。
引起该实验系统误差的主要原因是______。
小王同学自制苹果电池，用如图丁所示的电路测量其内阻。闭合开关后，改变电阻箱阻值。当电阻箱阻值为时，电流表示数为；当电阻箱阻值为时，电流表示数为。不考虑电流表内阻的影响，他可以得到此电池内阻的测量值______。用、、、表示
三、计算题（共5小题，共38分，写出必要的文字说明和应有的步骤，只有结果没有过程的不得分。）
13．（6分）如图所示，在水平向右的匀强电场中，用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球，线的上端固定于O点。细线与竖直方向成30°角时静止释放小球，小球开始摆动，当摆到A点时速度为零，此时OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力常量为k，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）小球带何种电荷；
（2）BA两点间的电势差；
（3）匀强电场的场强E的大小。
14．（8分）如图所示，电源电动势为E=10V，内阻为r=1Ω，定值电阻的阻值为R1=R2=1Ω，平行板电容器的电容为C=100μF，两极板间距离为d=30cm，B极板接地，调节电阻箱，使其示数为R3=3Ω，闭合开关S，电路稳定时，电容器正中间P点有一质量为m、电荷量为q=0.02C的小球正好处于静止状态，取g=10m/s2，求：
（1）小球的质量m；
（2）将小球仍固定在原来的位置P，将电阻箱的电阻改为R3'=8Ω，当电路稳定时，求这时小球的电势能Ep及该过程通过R2的电荷量Q。
15．（8分）如图所示，在倾角为θ＝的斜面上，固定一宽L＝0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）金属棒所受到的安培力的大小；
（2）通过金属棒的电流的大小；
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．
16．（8分）如图所示，一表面粗糙的倾角的绝缘斜面，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度。一质量、电荷量的带正电物体（可视为质点）从斜面上的某点由静止开始下滑，斜面足够长，物体在下滑过程中克服摩擦力做的功。g取，，，试求：
(1)物体在斜面上运动的最大速率；
(2)物体沿斜面下滑的最大距离。
17．（8分）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在y轴上有坐标为的M点和坐标为的N点，现将质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从x轴上的P点沿y轴正方向以不同速率射入磁场。已知OP＝L，忽略粒子自身重力和粒子间的相互作用。
（1）若粒子刚好从M点离开磁场，求粒子的入射速度大小；
（2）若粒子刚好从N点离开磁场，求粒子在匀强磁场中运动的时间。参考答案：
1．B
【详解】A．电场线上的每一点的切线方向表示电场强度方向，由题图可知，c点和d点的电场强度方向不同，故A错误；
B．沿着电场线的方向电势逐渐降低，则φa>φb，故B正确；
C．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，刚开始运动时沿着a点的电场强度方向，运动轨迹不沿电场线，故C错误；
D．若将一试探电荷-q由a点移至b点电场力做负功，电势能增加，故D错误。
故选B。
2． C
【详解】A．中点的电势为
所以点与点电动势相等，是一条等势线，根据几何关系可，如图所示
电场方向沿的平分线斜向上，电场强度大小
故A错误；
B．将一电荷C的电荷放到点，其电势能
故B错误；
C．将一电荷量C的电荷从点移到点，电场力做功为
电势能增加，故C正确；
D．将电荷从点移到点，电场力做功
故D错误；
故选C。
3.
【详解】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流时，纸面内与两导线距离为的点处的磁感应强度为，如下图所示：
由此可知，外加的磁场方向与平行，且由指向，
即；
依据几何关系及三角知识，则有：；
解得：或通电导线在处的磁场大小为；
当中的电流反向，其他条件不变，
再依据几何关系，及三角知识，则有：；
因外加的磁场方向与平行，且由指向，磁场大小为；
最后由矢量的合成法则，那么点处磁感应强度的大小为，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．
【详解】解：、根据法拉第电磁感应定律可知，；而；因此两线圈中感应电动势之比为：，故A错误；
B、线圈中电阻，而导线长度；故电阻之比为：：；由欧姆定律可知，；则电流之比为：：，故B错误；
C、电功率，电动势之比为：；电阻之比为：；则电功率之比为：；故C正确；
D、根据楞次定律可知，原磁场向里增大，则感应电流的磁场与原磁场方向相反，因此感应电流为逆时针，故D错误。
故选：。
5．A
【详解】A．若电场力与重力同向，则有
F合=F电+mg
从B到A，有
在B点有
在A点有
联立可得
F拉B-F拉A=6(F电+mg)
若F电=mg，则
F拉B-F拉A=12mg
所以小球在A、B两点时细线的拉力差可能是12mg，A正确；
B．当小球所受重力与电场力的合力为零时，细线的拉力提供向心力，合外力做功为零，小球做匀速圆周运动，B错误；
C．如果小球带正电，在A点细线拉力最小，如果小球带负电，且电场力大于重力，在A点，细线的拉力最大，C错误；
D．如果小球带负电，且电场力大于重力，在B点电场力和重力的合力提供小球做圆周运动的向心力，则细线拉力为零，D错误。
故选A。
6．B
【详解】要把它改装成一个大量程的电压表，应在电流表上串联一个较大的电阻，根据串并联电路的特点有
所以B正确；ACD错误；
故选B。
7．D
【详解】A．电动机不是纯电阻用电器，不满足欧姆定律，不能依据电压、电流、电阻关系不符合欧姆定律判断电动机已经损坏，故A错误。
B．电动机的发热功率为
故B错误。
C．此电动机的输入功率
输出功率
故C项错误。
D．此电动机的效率
故D正确。
故选D。
8．AB
【详解】A．在电源的U－I图像中，图像斜率的绝对值表示电源的内电阻，由图线Ⅰ、Ⅱ可知，电源1、电源2的内阻分别为
r1＝ Ω
r2＝ Ω
即电源1与电源2的内阻之比是3∶2，A正确；
B．电源的U－I图像纵轴截距表示电源电动势，E1＝E2＝10 V，则电源1与电源2的电动势之比是1∶1，B正确；
CD．小灯泡的U－I图线与电源的U－I图线的交点即为小灯泡与该电源连接时的工作状态，则连接电源I时，U1＝3.75 V，I1＝5 A，故小灯泡消耗的功率为
P1＝U1I1＝18.75 W
小灯泡的电阻
R1＝＝0.75 Ω
连接电源II时，U2＝5 V，I2＝6A，故灯泡消耗的功率
P2＝U2I2＝30 W
灯泡的电阻
R2＝＝ Ω
则
R1∶R2＝9∶10
P1∶P2＝5∶8
CD错误。
故选AB。
9．BC
【详解】AB．根据电流的方向及磁场方向，结合左手定则，由上往下看，液体逆时针旋转。A错误，B正确；
C．根据电路中电压与电流的关系有
解得
则液体所受的安培力大小为
C正确；
D．液体的转动功率大小为
D错误。
故选BC。
10．AD
【详解】小环静止时只受电场力、重力及摩擦力，电场力水平向右，摩擦力竖直向上；开始时，小环的加速度应为：；小环速度将增大，产生洛仑兹力，由左手定则可知，洛仑兹力向右，故水平方向合力将增大，摩擦力将增大；加速度将减小，当加速度等于零时，即重力等于摩擦力，此时小环速度达到最大，则有：mg=μ（qvB+qE），解得：；故A正确，B错误；若磁场的方向反向，其余条件不变，则洛伦兹力向左，故当洛伦兹力与电场力平衡时加速度最大，为10m/s2；当摩擦力与重力平衡时，速度最大，故：mg=μ（qvB-qE），解得：；故C错误，D正确；故选AD．
【点睛】本题要注意分析带电小球的运动过程，属于牛顿第二定律的动态应用与电磁场结合的题目，此类问题要求能准确找出物体的运动过程，并能分析各力的变化，对学生要求较高．同时注意因速度的变化，导致洛伦兹力变化，从而使合力发生变化，最终导致加速度发生变化．
11． 60.20 0.7321##0.732##0.733##0.734##0.735 C
【详解】（1）[1]题中所示游标卡尺分度值为0.05mm，读数为
[2]螺旋测微器的分度值为0.01mm，读数为
（2）[3]待测电阻的最大电流
因此电流表选择，即选项C；
[4]滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示。
（3）[5]根据电阻定律
解得
12. ；实物连线图见解析；；；电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小；
【详解】解：为了调节方便，测量精确度更高，实验中应选用滑动变阻器的最大阻值较小的，故选；
实物连线图如下图所示：
根据闭合电路欧姆定律可得：
结合图像可知，干电池的电动势等于图像的纵截距，即；
内电阻等于图像的斜率的绝对值，即；
根据可知路端电压是准确的，电流表的示数不包含电压表的电流，所以引起实验的系统误差的主要原因是电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小；
当电阻箱阻值为时，电流表示数为，由闭合电路的欧姆定律有：
当电阻箱阻值为时，电流表示数为，由闭合电路的欧姆定律有：
联立解得：
13．（1）正电；（2）；（3）
【详解】（1）若果小球不带电，则会运动到与B等高位置，因此小球一定受到水平向右的电场力，故小球带正电；
（2）从B到A的过程中根据动能定理
解得
（3）匀强电场的场强E的大小
由几何关系
联立解得
14．（1）0.04kg；（2）-0.08J，；
【详解】（1）开关S闭合，电路稳定后，串联，中没有电流通过。
电容器的电压
小球静止时，由平衡条件有
m=0.04kg
（2）将电阻箱的电阻改为R3'=8Ω， 开关S闭合，电路稳定时
因为电容器下极板接地，所以此时，上极板电势为8V，下极板电势为0V，P处于正中间，所以P点电势为4V
EP=qφ=-0.02×4J=-0.08J
流过R2的电荷量
15．（1）0.1 N（2）0.5 A（3）23 Ω
【详解】(1)金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡
代入数据得
(2) 由F安=BIL，解得：
(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得，代入数据得
16．(1)4m/s； (2)2m
【详解】(1)物体下滑过程中，受到方向垂直斜面向上的洛伦兹力且逐渐增大，当洛伦兹力等于重力沿垂直斜面向下的分力时，物体恰好脱离斜面，此时物体的速率为在斜面上运动的最大速率。
物体恰好脱离斜面时需满足的条件为
解得最大速率
(2)由于洛伦兹力不做功，物体沿斜面下滑过程，
根据动能定理得
解得
物体沿斜面下滑的最大距离
17．（1）；（2）
【详解】（1）粒子刚好打到M点，连接PM，作PM的中垂线交OP于E点，如图
则E点为该粒子运动轨迹的圆心，由几何关系得
根据洛伦兹力提供向心力得
解得粒子的入射速度大小
（2）粒子打在N点，连接PN，飞行轨迹的圆心角为，由几何关系得
所以
粒子做圆周运动的周期为
粒子在磁场中运动的时间为
答案第10页，共10页
