2023-2024学年甘肃省兰州五十五中高二（下）开学物理试卷（含解析）

2023-2024学年甘肃省兰州五十五中高二（下）开学物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是( )
A. 红外线和射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体
B. 过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C. 电磁波频率最大的是射线，医学上常用它进行人体透视检查
D. 紫外线和射线都可以使感光底片感光
2.关于磁感应强度的定义式，下列说法正确的是( )
A. 电流元在磁场中受力为，则磁感应强度一定等于
B. 磁感应强度的大小与成反比，与成正比
C. 磁感应强度就是电流元所受的磁场力与的比值
D. 磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关
3.半径相同的两个金属小球、带有等量的电荷，相隔较远的距离，两球之间的吸引力大小为，今用第三个半径相同的不带电的金属小球先后与、两球接触后移开，这时、两球之间作用力的大小( )
A. B. C. D.
4.图中实线所示为某电场的电场线，虚线为某试探电荷在仅受电场力的情况下从点到
点的运动轨迹，则下列说法正确的是( )
A. 点的电场强度比点的电场强度小
B. 该试探电荷带负电
C. 该试探电荷从点到点的过程中电场力一直做负功
D. 该试探电荷从点到点的过程中速度先增加后减少
5.电场中有、两点，一个点电荷在点的电势能为，在点的电势能为。已知、两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为，那么( )
A. 该电荷为负电荷
B. 该电荷为正电荷
C. A、两点的电势差
D. 把电荷从移到，电场力做功为
6.如图所示，、为定值电阻，为小灯泡灯丝电阻不变，受光照射时阻值变小，当照射光强度增大时( )
A. 电压表的示数减小
B. 中电流增大
C. 小灯泡的功率增大
D. 电路的路端电压增大
7.如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为的匀强磁场中，以导线为中心，为半径的圆周上有、、、四个点，已知点的实际磁感应强度为，则下列说法正确的是( )
A. 直导线中电流方向垂直纸面向里
B. 点的磁感应强度为，方向向右
C. 点的磁感应强度为，方向斜向下，与匀强磁场方向成角
D. 点的磁感应强度为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，长方形框架的面积为，框架平面与磁感应强度大小为的匀强磁场方向垂直．下列说法正确的是( )
A. 框架在图示位置时，穿过框架平面的磁通量为
B. 框架绕转过角时，穿过框架平面的磁通量为
C. 框架从图示位置转过角时，穿过框架平面的磁通量为零
D. 框架从图示位置转过角时，穿过框架平面的磁通量为
9.在如图所示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
10.某电场的等势面如图所示，图中、、、、为电场中的个点，则( )
A. 一正电荷从点运动到点，电场力做正功
B. 一电子从点运动到点，电场力做功为
C. 点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右
D. 、、、四个点中，点的电场强度大小最大
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学在练习使用多用电表的过程中：
使用多用电表测量电阻时，他的操作过程如下：
将红、黑表笔分别插入多用电表“”“”插孔，选择开关旋至电阻“”挡；
将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指零；
将红、黑表笔分别与电阻的两端相连，此时多用电表指针偏转太大以电阻无穷大处为起点，将选择开关旋至电阻______选填“”、“”挡，将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指零。然后将红、黑表笔分别与电阻的两端相连，指针偏转如图甲所示，读出电阻的阻值为______；
将选择开关旋至“”挡，取出红、黑表笔。
该同学利用多用电表测定某电阻两端的电压，将选择开关选择直流电压挡合适位置后，应将黑表笔与
______端接触选填“”或“”。
12.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。
除开关和导线若干外，现还提供以下器材：
A.电流表量程为，内阻为
B.电压表量程为
C.电压表量程为
D.滑动变阻器阻值范围为
E.滑动变阻器阻值范围为
实验中电压表应选用______，滑动变阻器应选用______。选填相应器材前的字母
为了准确测定干电池的电动势和内阻，应选择图中的实验电路______选填“甲”或“乙”。
根据实验记录，画出干电池的图象如图丙所示，则可得干电池的电动势______，内阻______。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示的电路中，当开关接点时，标有“，”的小灯泡正常发光，当开关接点时，通过电阻的电流为，这时电阻两端的电压为求：
电阻的值；
电源的电动势和内阻．
14.如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，，，求：
小球所受电场力的大小。
小球的质量。
将电场撤去，小球回到最低点时速度的大小。
15.如图所示，虚线左侧有一电场强度为的匀强电场，在两条平行的虚线和之间存在着宽为、电场强度为的匀强电场，在虚线右侧相距为处有一与电场平行的屏。现将一电子电荷量为，质量为，不计重力无初速度地放入电场中的点，点到的距离为，最后电子打在右侧的屏上，连线与屏垂直，垂足为，求：
电子射出电场时的速度；
电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值；
电子打在屏上的点图中未标出到点的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、射线有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体，红外线没有很强的穿透本领，故A错误；
B、过强的紫外线照射对人的皮肤有害，故B错误；
C、电磁波中频率最大的是射线，但其频率太高，辐射太强，不适于进行人体透视检查，故C错误；
D、紫外线和射线都具有明显的化学效应，可以使感光底片感光。故D正确。
故选：。
射线有很高的穿透本领；适量的紫外线照射会促进人体对钙的吸收，红外线具有明显的热效应，电磁波是横波，且可以在真空中传播；电磁振荡停止，空间的电磁波不会随即消失。
本题考查了各种电磁波的特点及应用，掌握常见的几种电磁波的特点以及它们的重要应用，属于基础题目。
2.【答案】
【解析】解：、电流元在磁场中受力为，则磁感应强度不一定等于，只有与垂直时才等于，故A错误；
B、磁感应强度的定义式是利用比值定义的，磁感应强度大小和放入磁场中的电流元无关，故B错误；
C、磁感应强度采用的是比值定义法，不能说磁感应强度是通电导线所受的磁场力与的比值，如果磁场和电流不垂直时，还要涉及夹角，故C错误；
D、磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关，故D正确。
故选：。
明确安培力；当一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零；磁感应强度和放入磁场中的电流元无关；一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，磁场在该点的磁场为零或该电流的方向和磁场方向平行。
本题考查了磁感应强度和安培力。易错点：磁感应强度的定义式采用的是用比值定义的，磁感应强度和放入磁场中的电流元无关，我们不能够说磁感应强度与成正比，与成反比。
3.【答案】
【解析】解：两球之间是吸引力，故假设的带电量为，的带电量为，
两球之间的相互吸引力的大小是：
第三个不带电的金属小球与接触后，和的电量都为，
与接触时先中和再平分，则、分开后电量均为，
这时，、两球之间的相互作用力的大小：
故选：
理解库仑定律的内容，知道带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．
要清楚带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分；根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量求出问题．
4.【答案】
【解析】解：、由图可知，处电场线较密，则处电场强度较大。故A错误；
B、合力大致指向轨迹凹的一向，可知电场力方向向上，与电场线的方向相反，所以该粒子带负电。故B正确；
、从运动到，力和速度方向夹角为锐角，电场力做正功，动能增大，速度增大，故C错误，D错误。
故选：。
根据轨迹的弯曲方向，判断出合力电场力的方向，再根据电场线的方向，判断电荷的电性；
电场力大小的比较可以看电场线的疏密，即电场强度的大小；比较动能可以根据电场力做功正负来判断。
判断电荷的电性关键找到突破口，从轨迹的弯曲方向角度考虑；
比较电势能的大小：一可以从电场力做功角度比较，二从电势能公式角度判断，先比较电势，再比较电势能。
5.【答案】
【解析】解：电荷由移到，电势能减少，电场力做正功，受力方向与电场方向相反，点电荷带负电，故A正确，B错误；
C、该点电荷从移到，电势能变化
所以电场力做功为
则、两点的电势差
故CD错误。
故选：。
根据电势能变化判断电场力做功，根据电场力方向与场强方向判断点电荷电性；根据求电势差；根据解得电场力做功。
本题解题关键是根据电势能变化，分析电场力做功和点电荷电性。注意在代入数据时要将电荷电性代入。
6.【答案】
【解析】解：、当照射光的强度增强时的阻值减小，电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知干路中电流增大，故两端的电压增大，电压表示数增大，故A错误；
、因干路中电流增大，根据可知，电源的内电压增大，路端电压减小，同时两端的电压增大，故并联电路部分电压减小，则流过的电流变小，流过小灯泡的电流变大，小灯泡消耗的功率增大，故C正确，BD错误。
故选：。
当照射光的强度增强时的阻值减小，据此分析电路中总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律得出干路电流的变化，由欧姆定律可得出电压表示数的变化，同时还可得出路端电压的变化和内电压的变化；由串联电路的规律分析并联部分电压的变化，再由并联电路的规律可得出通过小灯泡中电流的变化。
对于电路的动态分析问题，一般按从外电路到内电路，再到外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压，而外电路较为复杂，要注意灵活应用电路的性质。
7.【答案】
【解析】解：由题可知，点的磁感应强度为，说明通电导线在点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向外，故A错误。
B.通电导线在处的磁感应强度方向水平向右，则点磁感应强度为，方向与的方向相同，故B错误；
C.由上知道，通电导线在点产生的磁感应强度大小为，由安培定则可知，通电导线在处的磁感应强度方向竖直向下，根据平行四边形与匀强磁场进行合成可知，点感应强度为，方向与的方向成斜向下，故C正确。
D.通电导线在处的磁感应强度方向竖直向上，则点感应强度为，方向与的方向成斜向上，不为零，故D错误。
故选：。
由题，点的磁感应强度为，说明通电导线在点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，由安培定则判断出通电导线中电流方向；通电导线在四点处产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形定则进行合成分析、、三点的磁感应强度大小和方向。
本题考查安培定则和平行四边形定则，空间任意一点的磁感应强度都是通电导线产生的磁场和匀强磁场的叠加。
8.【答案】
【解析】解：、线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积。故图示位置的磁通量为，故A正确；
B、使框架绕转过角，则在磁场方向的投影面积为，则磁通量为，故B错误；
C、线圈从图示转过的过程中，垂直磁场方向上的投影面积逐渐减小，故磁通量逐渐减小，当线圈从图示转过时，磁通量为，故C正确；
D、从初始位置转过角，穿过框架平面的磁通量大小为，方向与开始时相反，可以写出，故D错误；
故选：。
图示时刻，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积．当它绕轴转过角时，线圈在磁场垂直方投影面积为，磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积．线圈从图示转过时，磁通量为，磁通量的变化量大小等于初末位置磁通量之差．
本题要知道对于匀强磁场中磁通量计算的一般公式，是线圈与磁场垂直方向的夹角．夹角变化，磁通量也会变化，注意磁通量要分清穿过线圈的正反面．
9.【答案】
【解析】解：、磁场与线圈平行，穿过线圈的磁通量始终为零，且不发生变化，故线圈中没有产生感应电流，故A错误；
B、线圈的转轴平行于磁场，故穿过线圈的磁通量不发生变化，线圈中不产生感应电流，故B错误；
C、线圈转动时穿过线圈的磁通量发生改变，会产生感应电流，故C正确；
D、左边的线圈接在交流电源上，线圈中产生的产生磁场是周期性变化的，该变化的磁场穿过右边的线圈，右边线圈中的磁通量变化了，故右边的线框中会产生感应电流，故D正确；
故选：。
根据产生感应电流的条件：穿过闭合线圈的磁通量要发生变化来判断．在中，线圈磁通量始终为零，且都不发生变化。
本题关键明确产生感应电流的条件是：、回路要闭合．、磁通量要改变．磁通量可根据磁感线的条数分析分析。
10.【答案】
【解析】解：、、两点在同一个等势面上，可知、电势相等，则两点间电势差为零，由电场力做功公式，可知正电荷从点运动到点，电场力不做功，故A错误；
B、电子从点运动到点，电场力所做的功，故B正确；
C、根据题意画出过点的电场线，如图：
电场线与等势面处处垂直，并指向电势降低的方向，所以点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向左，故C错误；
D、等势面越密集的地方，电场线越密集，电场强度越大，、、、中点等势线最密集，所以点的电场强度最大，故D正确。
故选：。
由电场力做功公式，分析电场力做功情况；根据电场线与等势面处处垂直，电场方向由高电势指向低电势，可判断点电场强度方向；等势面越密集的地方，电场线越密集，电场强度越大。
本题考查了电场力做功，电场线与等势面的关系以及电场强度大小、方向的判断，注意等势面越密集的地方，电场线越密集，电场强度越大。
11.【答案】
【解析】解：选择开关旋至电阻“”挡，欧姆表指针偏角过大，说明待测电阻阻值过小，所选挡位太大，应选择较小的倍率，应将选择开关应置于档；由图甲所示表盘可知，其示数为：；
使用多用电表测电压时，电流应从红表笔进，黑表笔出，由图乙可判断出，电路中电流方向为顺时针，故黑表笔应接电阻端。
故答案为：；；。
用欧姆表测电阻要选择合适挡位，使指针指在中央刻度线附近，欧姆表换挡后要进行欧姆调零，欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数。
电流从电压表正接线柱流入负接线柱流出，根据图示电路图分析答题。
本题考查了多用电表的应用，要掌握常用器材的使用方法、注意事项与读数方法；用欧姆表测电阻要选择合适挡位，使指针指在中央刻度线附近，欧姆表换挡后要进行欧姆调零，欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数。
12.【答案】 乙
【解析】解：一节干电池电动势约为，则电压表应选的；为方便实验操作，滑动变阻器应选总阻值较小的；
用图甲所示电路图测电源电动势与内阻时，由于电压表的分流，，，电动势与内阻的测量值都偏小；
用图乙所示电路测电源电动势与内阻时，由电流表分压，，，由于电流表内阻已知，为准确测量电源电动势与内阻，应选择图乙所示电路图。
由图乙所示电路图可知，电源电动势，路端电压，
由图示图象可知，电源电动势：，
图象斜率的绝对值：，
电源内阻：；
故答案为：；；乙；；。
根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器。
根据所给实验器材结合实验原理选择实验电路图。
根据实验电路图求出图象的函数表达式，根据图示图象求出电源电动势与内阻。
本题考查了测电源电动势与内阻实验，考查了实验器材与实验电路的选择，考查了实验数据处理；理解实验原理是解题的前提，求出图象的函数表达式，根据图示图象可以解题。
13.【答案】解：当开关接点时，电压为，电流为，由欧姆定律可得，电阻的值为
由公式得，小灯泡的额定电流
当开关接时，根据闭合电路欧姆定律得
其中，
当开关接时，有
又， ，
联立解得
答：
电阻的值是．
电源的电动势和内阻分别为 和．
【解析】当开关接点时，已知通过电阻的电流和两端的电压，由欧姆定律求出电阻的值．
根据闭合电路欧姆定律分别对开关接点和时列方程，联立组成方程组求解电动势和内阻．
本题是简单的闭合电路欧姆定律的计算问题．对于电源的电动势和内阻，常常根据两种情况闭合电路欧姆定律列方程，联立组成方程组求解即可．
14.【答案】解：小球受到的电场力的方向向右，与电场线的方向相同才能处于图中的静止状态，表明小球带正电。
小球所受电场力的大小为：；
小球受力情况如图所示：
根据几何关系可得：
解得：；
小球到达最低点时，由动能定理得：
解得：。
答：小球所受电场力的大小是。
小球的质量是；
将电场撤去，小球回到最低点时速度的大小是。
【解析】根据电场力的计算公式可求得电场力的大小；
根据共点力的平衡条件求解小球的质量。
将电场撤去后，小球向下摆动的过程中重力做功，由动能定理即可求出回到最低点时的速度。
本题关键是分析小球的受力情况，结合平衡知识和动能定理列出方程解答。
15.【答案】解：电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为，时间为，由牛顿第二定律可得：
由匀变速直线运动可得：、
代入数据联立解得：
设粒子射出电场时平行电场方向的速度为，由牛顿第二定律得，电子进入电场时的加速度为：
电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值为
代入数据联立解得：；
带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示，设电子打到屏上的点到点的距离，
根据上图有几何关系得，
代入数据联立得：。
答：电子从释放到出电场时的速度为；
电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值为为；
电子打到屏上的点图中未标出到点的距离为。
【解析】电子在左侧电场中做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动分析，求出速度大小；
在电场中做类平抛运动，速度偏转角为；
做出带电粒子的运动轨迹，根据几何关系可求解。
本题考查带电粒子在电场中的加速和偏转，明确受力情况，根据力与运动关系找出运动规律即可求解。
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