安徽省泗县一中2020-2021学年高二下学期开学考试物理试题 Word版含答案

泗县一中2020～2021学年度高二下学期开学考试物理试题
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共8分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1.下面有关物理学史的叙述正确的是（）
A.库仑首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向
B.法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
C.法国物理学家库仑在前人工作的基础上通过实验确立了库仑定律
D.楞次发现了电磁感应现象，并研究提出了判断感应电流方向的方向——楞次定律
2.如图所示，线圈两端与电阻和电容器相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中
A.通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥
B.通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥
C.电容器的B极板带正电，线圈与磁铁相互吸引
D.电容器的B极板带负电，线圈与磁铁相互排斥
3.如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度B随时间均匀增大，两圆环半径之比为2:1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb.不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是（）
A.Ea：Eb=4：1，感应电流均沿逆时针方向
B.Ea：Eb=4:1，感应电流均沿顺时针方向
C.Ea：Eb=2：1，感应电流均沿逆时针方向
D.Ea：Eb=2:1，感应电流均沿顺时针方向
4.如图所示，在匀强电场中，场强方向与△abc所在平面平行，ac⊥bc，∠abc=60°false=0.2m.一个电荷量q=1×10-5C的正电荷从a移到b，电场力做功为零；同样的电荷从a移到c，电场力做功为1×10-3J，则该匀强电场的场强大小和方向分别为（）
A.500V/m、沿ab由a指向b
B.500V/m、垂直ab向上
C.1000V/m、垂直ab向上
D.1000V/m、沿ac由a指向c
5.如图所示，两根平行长直导线M、N中通有等大、反向的电流。长直导线M、N与纸面垂直放置，O为MN连接的中点，在纸面内以O点为圆心做圆，与MN中垂线交于c、d两点，则下列说法正确的是（）
A.圆心O处磁感应强度的大小为零
B.c、d两点磁感应强度方向相同
C.a、b两点磁感应强度方向相反
D.a、c两点磁感应强度方向互相垂直
6.两个用同种材料制成的均匀导体A、B，其质量相同，当它们接入电压相同的电路时，其横截面积之比SA:SB=1:2，则电流之比IA:IB为（）
A.2:1 B.1:2
C.4:1 D.1:4
7.在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V则当这台电动机正常运转时（）
A.电动机的内阻为7.5Ω
B.电动机的内阻为2.0Ω
C.电动机的输出功率为30.0W
D.电动机的输出功率为26.0W
8.如图所示，两根平行放置、长度均为L的直导线a和b，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，当a导线通有电流大小为I、b导线通有电流大小为2I，且电流方向相反时，a导线受到的磁场力大小为F1，b导线受到的磁场力大小为F2，则a通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为（）
A.false B.false
C.false D.false
9.如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值，一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示，EpA和EpB分别表示电子在A、B两点时的电势能.则下列说法中正确的是（）
A.该电场可能是孤立的点电荷形成的电场
B.A点的电场强度等于B点的电场强度
C.电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W=EpA-EpB
D.电子在A点的动能小于在B点的动能
10.如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点，不计重力。下列说法正确的是（）
A.M带负电荷，N带正电荷
B.N在d点的电势能小于它在e点的电势能
C.M在b点的动能小于它在a点的动能
D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
11.为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计.该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口.在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极.污水充满管口中从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两极间的电压U.若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是（）
A.电压表的示数U跟a和b都成正比，跟c无关
B.若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零
C.N端的电势比M端的高
D.电压表的示数U跟污水的流量Q成正比
12.如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一带正电粒子以速度v1从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过时间t1射出磁场.另一相同的带电粒子以速度v2从距离直径AOB的距离为false的C点平行于直径AOB方向射入磁场，经过时间t2射出磁场.两种情况下，粒子射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角均为θ=60°不计粒子受到的重力，则（）
A.false B.false
C.t1=t2 D.t1＞t2
二、实验题（每空2分，共16分）
13.如图所示，螺旋测微器的读数为___________mm；游标卡尺的读数为__________mm.
14.某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值为“2.5V 1.25W”。实验中得到的该灯泡的伏安特性曲线如图所示，如果将小灯泡与另一个电动势为2V，内阻为4Ω的电源直接相连，则小灯泡的实际功率为__________W。（结果保留两位有效数字）
15.某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材:
A.待测干电池E（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω），
B.电流表G（满偏电流3.0mA，内阻为100Ω）
C.电流表A（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）
D.滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流为2A）
E.滑动变阻器R2（0～1kΩ，额定电流为1A）
F.定值电阻R0（阻值为900Ω）
G.开关一个，导线若干
（1）为了能比较准确地进行测量，同时还要考虑操作方便，实验中滑动变阻器应选____________。（填仪器前符号）
（2）根据题意在图1中画出该实验所需要的电路图.
（3）根据电路图，将图2中实物图连接起来，组成完整的电路。
（4）如图3所示，是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线，其中，纵坐标I1为电流表G的示数，横坐标I2为电流表A的示数，由图可知，被测干电池的电动势为_________V，内电阻为_________Ω（保留两位有效数字）。
三、计算题（本题共4小题，共36分。作答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16.（6分）如图中电源电动势E=10V，内阻可忽略R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF，求:
（1）S闭合后，稳定时通过R1的电流；
（2）S原来闭合，然后断开，求这个过程中流过R1的总电荷量.
17.（8分）金属杆MN的质量为m，长度为L，其两端用等长的质量可忽略不计的细金属丝悬挂后置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.当金属杆中通入恒定电流时，金属杆可在磁场中保持静止状态，且与磁场方向垂直，此时细金属丝与竖直方向的夹角为θ，如图所示，重力加速度为g.
（1）求金属杆受到的安培力的大小；
（2）求金属杆中电流的大小和方向；
（3）若保持金属杆中的电流不变，改变磁场方向，为使金属杆MN仍能在原位置静止，求所加磁场磁感应强度的最小值。
18.（10分）如图所示，ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道，固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点，沿水平直径AC方向建立x轴，竖直直径BD方向建立y轴。y轴右侧（含y轴）存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、带电量为+q的小球，从A点由静止开始沿轨道下滑，通过轨道最高点D后，又落回到轨道上的A点处。不考虑小球之后的运动，不计空气阻力，重力加速度为g.求:
（1）小球落回到A点时的速率；
（2）电场强度的大小；
（3）小球从A下滑到电场内的B点时对轨道压方的大小.
19.（12分）如图，在平面直角坐标系xOy中，x轴上方存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，x轴下方存在垂直坐标系平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一个静止的带正电粒子位于y轴正半轴的A（0，h）点，某时刻由于内部作用，分裂成两个电荷量都为+q的粒子a和b，分别沿x轴正方向和负方向进入电场已知粒子a的质量为m，粒子a进入第一象限的速度大小为v0.设分裂过程不考虑外力的作用，在电场与磁场中的运动过程不计粒子重力和粒子间的相互作用.求:
（1）粒子a第一次通过x轴时离原点O的距离x；
（2）粒子a第二次通过x轴时与第一次通过x轴时两点间的距离L.
泗县一中2020～2021学年度高二下学期开学考试物理试题
参考答案
一、选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
B
B
C
B
D
D
B
BC
AC
CD
BC
二、实验题（每空2分共计16分）
13.（1）6.124（false0.02） 50.90
14.0.25
15.（1）D
（2）
（3）
（4）1.4 0.67
三、计算题（共计36分）
16.（6分）
（1）1A
（2）1.2×10-4C
（1）电路稳定时R1、R2串联，false 2分
（2）S闭合时，电容器两端电压false，
储存的电荷量Q1=C·UC. 1分
S断开至达到稳定后，电容器两端电压UC′=E，
储存的电荷量Q1′=C·UC′. 1分
电荷量增加了△Q=Q′-Q 1分
所以△Q=CUC′-CUC=1.2×10-4C.1分
17.（8分）
（1）设细金属丝拉力为FT，安培力为F，根据题意画出杆MN的受力图如图所示，
金属杆处于平衡状态，因此有:FTcosθ=mg （1分）
FTsinθ=F （1分）
则金属杆受到的安培力的大小F=mgtanθ （1分）
（2）安培力F=BIL，即mgtanθ=BIL （1分）
金属杆中电流的大小false，根据左手定则可知电流方向为从M到N.（1分）
（3）若保持金属杆中的电流不变，改变磁场方向为使金属杆MN仍能在原位置静止，当安方向，三力平衡示意图如图.
Fmin=mgsinθ （1分）
Fmin=B′IL （1分）
解得磁场磁感应强度的最小值B′=Bcosθ.（1分）
18.（10分）（1）设小球离开D点时的速率为vD，由D落回到A的时间为t，则由平抛运动规律有
false 1分
R=vDt 1分
解得
false
小球落回到A时的速率为vA，根据动能定理有
false 1分
解得
false 1分
（2）小球从A到D的过程中，根据动能定理有
false 1分
结合（1）解得
false 1分
（3）小球通过轨道最低点B处时的速率为vB，轨道对小球的支持力为F，则有
false 1分
根据合力提供向心力有
false 1分
解得
false 1分
由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力
false 1分
19.（12分）
（1）如图所示，粒子a在电场中只受电场力，做类平抛运动
由平抛运动规律可得:x=vt ① 2分
false ② 2分
qE=ma ③ 1分
联立①②③解得:false ④ 1分
（2）粒子a进入磁场时，设速度与x轴正方向成θ角，y轴方向的速度为vy，则
vy=at ⑤ 1分
vy=v合sinθ ⑥ 1分
粒子a在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹半径为r，有
false ⑦ 1分
由几何知识得:
L=2rsinθ ⑧ 2分
联立②③⑥⑦式解得:
false 1分