黑龙江省双鸭山市重点中学2020-2021学年高二下学期开学考试物理试卷 Word版含答案

高二物理
（时间：90分钟 总分：110分 Ⅰ卷涂答题卡，Ⅱ卷写答题纸）
第Ⅰ卷 选择题
选择题（本题共12小题，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题每题只有一个选项符合题意，每题4分；第8-12每题有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分。）
1. 笛卡尔把当时物理研究所采取的观点引进了哲学，像力学那样把一切运动都归结为机械运动，化质为量。物理量单位又是通过物理定律及其方程建立相互间的关系。关于电荷量、电场强度、磁感应强度、磁通量的单位，下列说法错误的是(　　)
A. 牛顿/库仑是电荷量单位 B. 特斯拉是磁感应强度的单位
C. 磁通量的单位是韦伯 D. 法拉是电容的单位
2. 两电荷量分别为+Q和+q的小球用长l的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑绝缘水平面上。两个小球的半径，k表示静电力常量．则轻绳的张力大小为（ ）
A. 0 B. C. D.
3.如图所示，a、b、c是一条电场线上的三点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强，可以判定
A．φa＞φb＞φc B．Ea＞Eb＞Ec
C.φa –φb=φb –φc D．Ea = Eb = Ec
4.如图，固定导线框abcd一半处在匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面向里，t=0s时刻开始此磁场均匀变小（方向不变），则导线框
A 感应电流的大小逐渐变大
B 感应电流的方向为abcda
C 受到的安培力的合力为右
D 受到的安培力的合力向左
5.法拉第电磁感应定律是现代发电机、电动机、变压器技术的基础。如图所示，通有恒定电流的导线AB均竖直且足够长，图甲、丙中正方形闭合铜线圈均关于AB左右对称，图乙、丁中AB//ad且与正方形闭合铜线圈共面。下列四种情况中.线圈中能产生感应电流的是（ ）
A.甲图中线圈绕AB匀速转动 B.乙图中线圈匀速向右移动
C.丙图中线圈自由下落 D.丁图中线圈自由下落
6.某科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针原来指向正北的N极逆时针转过60°，设该处的地磁场磁感应强度水平分量为B，则磁矿所产生的磁感应强度水平分量的最小值为
A．B B．2B C. D.B
7．如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带负电小球悬挂在电容器内部．闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则
A．保持开关S闭合，略向右移动A板，则θ减小
B．保持开关S闭合，略向右移动A板，则θ不变
C．断开开关S，略向上移动A板，则θ增大
D．断开开关S，略向上移动A板，则θ不变
【答案】C
【解析】
【详解】
AB．保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变，带负电的A板向右移动，极板间距离减小，电场强度E增大，小球所受的电场力变大，θ增大．故A正确，B错误．
CD．断开开关S，电容器所带的电量不变，根据 ，U=Q/C得
知略向上移动A板，则S减小，E变大，电场力变大，则θ增大，故C正确，D错误．
故选AC.
8．如图所示L为自感线圈，闭合开关S，灯立即变亮，另一个相同灯逐渐变亮，最终比亮。则（　　）
A．滑动变阻器R的阻值小于自感线圈L的直流电阻阻值
B．滑动变阻器R的阻值大于自感线圈L的直流电阻阻值
C．断开S，灯闪亮后逐渐熄灭，且电流方向与闭合S时一样
D．断开S，灯逐渐熄灭，且电流方向与闭合S时相反
【答案】AD
【详解】
A．比亮，说明滑动变阻器R的阻值比自感线圈L的直流电阻阻值小，故A正确，B错误；
CD．断开S，线圈中的电流减小，发生电磁感应，产生同向感应电动势以阻碍电流的减小，该感应电流流过两灯泡构成的回路，所以两灯泡逐渐熄灭，且流过灯的电流方向与闭合S时相反。因为断电时，流过灯的电流瞬间不变，所以不会闪亮。C错误，D正确。
故选AD。
9．近年来，全球家用电视机正在更新换代，老式的电视阴极射线管正在被新型的平面液晶显示器所替代。电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。电子束经过加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面，磁场区的中心为O，半径为r，当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点，加磁场后电子束偏转到P点外侧。现要使电子束偏转回到P点，可行的办法是(　　)
A．增加偏转磁场的磁感应强度
B．增大加速电压
C．将圆形磁场的半径增大些
D．将圆形磁场区域向屏幕靠近些
【解析】电子在加速电场中，根据动能定理得，得到，电子进入磁场过程，由得，电子的轨迹半径为，磁场的半径为r，电子经过磁场后速度的偏向角为θ，根据几何知识得
A、增加偏转磁场的磁感应强度，电子的轨迹半径R减小，电子经过磁场后速度的偏向角为θ变大，电子束偏转位移增大，故A错误；
B、增大加速电压，电子的轨迹半径R增大，电子经过磁场后速度的偏向角为θ变小，电子束偏转位移减小，故B正确；
C、将圆形磁场的半径r增大些，电子经过磁场后速度的偏向角为θ变大，电子束偏转位移增大，故C错误；
D、将圆形磁场区域向屏幕靠近些，L减小，电子经过磁场后速度的偏向角为θ不变，电子束偏转位移减小，故D正确；
故选BD。
10．随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用．一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理．如图所示，由地面供电装置（主要装置有线圈和电源）将电能传送至电动车底部的感应装置（主要装置是线圈），该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置之间通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传输效率只能达到90%左右．无线充电桩一般采用平铺式放置，用户无需下车、无需插电即可对电动车进行充电．目前，无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为15～25cm，允许的错位误差一般为15cm左右．下列说法正确的是（ ）
A．无线充电桩的优越性之一是在百米开外也可以对电车快速充电
B．车身感应线圈中感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量
C．车身感应线圈中感应电流的磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反
D．地面供电装置中的电源输出的不可能是恒定电压
?解：A、根据题意无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为15～25cm，允许的错位误差一般为15cm左右，不可以在百米开外对电车快速充电，故A错误；
B、根据楞次定律，车身感应线圈中感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故B正确
C、当地面发射线圈中电流增加时，穿过车身感应线圈的磁通量增加，根据楞次定律此时车身感应线圈中感应电流的磁场与地面发射线圈中电流的磁场方向相反；当地面发射线圈中电流减小时，穿过车身感应线圈的磁通量减少，根据楞次定律此时车身感应线圈中感应电流的磁场与地面发射线圈中电流的磁场方向相同，故C错误；
11．如图所示，在荧屏MN上方分布了水平方向的匀强磁场，方向垂直纸面向里。距离荧屏d处有一粒子源S，能够在纸面内不断地向各个方向同时发射电荷量为q，质量为m的带正电粒子，不计粒子的重力，已知粒子做圆周运动的半径也恰好为d，则（　　）
粒子能打到板上的区域长度为2d
B．能打到板上最左侧的粒子所用的时间为
D.粒子从发射到达到绝缘板上的最长时间为
C.同一时刻发射的粒子打到绝缘板上的最大时间差
【答案】Bc
【详解】
A．打在极板上粒子轨迹的临界状态如图所示：

根据几何关系知，带电粒子能到达板上的长度为：
A错误；
B．由运动轨迹图可知，能打到板上最左侧的粒子偏转了半个周期，故所用时间为：
又
解得：，B正确；
CD．设此时粒子出射速度的大小为v，在磁场中运动时间最长（优弧1）和最短（劣弧2）的粒子运动轨迹示意图如下：
粒子做整个圆周运动的周期，由几何关系可知：
最短时间：
最长时间：
根据题意得同一时刻发射的粒子打到绝缘板上的最大时间差：
解得：，C错误，D正确。
故选BD。
12．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域。区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场边界MN、PQ、GH均平行于斜面底边，MP、PG均为L。一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中ab边始终与斜面底边平行。t1时刻ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到PQ与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是(　　)
A．导线框两次做匀速直线运动的速度之比v1∶v2＝4∶1
B．当ab边刚越过PQ时，导线框的加速度大小为a＝gsinθ
C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量
D．从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能
【答案】AC
【详解】
A.第一次，根据平衡条件，有：
第二次，根据平衡条件，有
联立解得：
v1：v2=4：1，
故A正确；
B.当ab边刚越过PQ时，线框的速度仍为v1，由于两个边的切割磁感线的电动势方向相同，故电流增加为2倍，ab和cd边均受到向上的安培力，此时
故加速度
a=3gsinθ
故B错误；
C.从t1到t2的过程中，根据功能关系，导线框克服安培力做功的大小等于机械能的减少，故C正确；
D.从t1到t2的过程中，有的机械能转化为电能，故D错误。
第II卷 非选择题
实验题(共2题，共计18分）
13.在测定电源电动势和内阻的实验中，待测电池为一节干电池，内阻约为3 Ω，备有下列器材供选择：电流表A1(0—0.6 A)，电流表A2(0—3 A)；电压表V1(0—3 V，8 kΩ)，电压表V2(0—3 V，10 kΩ)，电压表V3(0—15 V，30 kΩ)；滑动变阻器R1(0—10 Ω,2 A)，滑动变阻器R2(0—10 Ω,0.1A)，滑动变阻器R3(0—1 000 Ω,2 A).为了得到较准确的测量结果，滑动变阻器应选____R1______，电压表应选______V2____，电流表应选_____A1_____。
14. (1)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的直径。用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为____4.700_______mm。
(2).某同学要用多用电表粗测量一均匀新材料制成的圆柱体电阻：
用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：（把部件符号填入空中）
A．旋动部件______S_____，使指针对准电流表的“0”刻线。
B．该同学选择×10倍率，将K旋转到电阻挡“×10”的位置。
C．将插入“＋”“-”插孔的红黑表笔短接，旋动部件________T___，使指针对准表盘右端电阻的“0刻线”。
D．测量时，发现指针偏转角度太小，为了较准确地进行测量，应该选择____×100_______倍率（选填“×1k”、“×100”、“×1”），并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是___600________Ω；实验后，该同学发现该表的电池由于用久了电动势变小了，则电阻的测量值比其真实值__________（填：“偏大”、“偏小”、“等于”）。
三、计算题（共计40分）
15.如图所示，质量为m、电荷量为+q的粒子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度几乎为零，粒子经过小孔S2沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为r的匀速圆周运动，随后离开磁场，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）求粒子在磁场中运动的速度大小v；
（2）求加速电场的电压U；

16．间距为L的两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分（足够长）平滑连接而成，倾斜部分导轨与水平面间夹角为，导轨上端连有阻值为R的定值电阻。空间分布着如图所示的磁场，磁场方向垂直倾斜导轨平面向上，区域内的磁场方向竖直向上，两处的磁感应强度大小均为B，为无场区域。现有一质量为m，电阻为r的细金属棒与导轨垂直放置，由图示位置静止释放后沿导轨运动，最终静止在水平导轨上。乙图为该金属棒运动过程中的速率v随时间t的变化图像（以金属棒开始运动时刻为计时起点，金属棒在斜面上运动过程中已达到最大速度，T已知）。不计摩擦阻力及导轨的电阻。
(1)求金属棒运动过程中的最大速度，即乙图中的；
(2)金属棒在整个运动过程中何时加速度最大？并求出该加速度值；
(3)若金属棒释放处离水平导轨的高度为h（见图），求：
①金属棒在导轨倾斜部分运动时，通过电阻R的电荷量；
②金属棒在整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热。
【答案】(1)；(2)T，；(3)，
【详解】
(1)当金属棒在倾斜导轨平面上运动过程中加速度为零时，此时速度最大
即
解得
(2)金属棒达到最大速度后在斜面上做匀速下滑，然后匀速进入水平无磁场的区域，再进入内的磁场，根据乙图速率v随时间t的变化图像，则知在时刻，即金属棒刚开始进入区域内的磁场时加速度最大，即
解得
(3)金属棒释放处离水平导轨的高度为h，金属棒在导轨倾斜部分运动时，根据
则
根据
通过电阻R的电荷量
金属棒在整个运动过程中，根据能量守恒
电阻R上产生的焦耳热
17.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内有竖直向下的匀强电场E1，虚线是第二、三象限的角平分线，虚线的右上方有垂直纸面向里的匀强磁场B；第三、四象限有水平向左的匀强电场E2，且E1=E2。现有一电荷量为q、质量为m的带电微粒由x轴上的P点（L，0），以大小为v0、方向与x轴正方向成45°角的速度射入第二象限，微粒沿直线运动到虚线上的Q点，然后进入磁场，再从坐标原点O进入第三象限，最后打在y轴上的N点，已知重力加速度为g。求：
(1)电场强度E1的大小和磁场感应强度B的大小；
(2)微粒通过N点的位置坐标和速度；
(3)微粒从P点运动到N点经历的时间。
【答案】(1)；(2)T，；(3)，
【详解】
(1)当金属棒在倾斜导轨平面上运动过程中加速度为零时，此时速度最大
即
解得
(2)金属棒达到最大速度后在斜面上做匀速下滑，然后匀速进入水平无磁场的区域，再进入内的磁场，根据乙图速率v随时间t的变化图像，则知在时刻，即金属棒刚开始进入区域内的磁场时加速度最大，即
解得
(3)金属棒释放处离水平导轨的高度为h，金属棒在导轨倾斜部分运动时，根据
则
根据
通过电阻R的电荷量
金属棒在整个运动过程中，根据能量守恒
电阻R上产生的焦耳热
2．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内有竖直向下的匀强电场E1，虚线是第二、三象限的角平分线，虚线的右上方有垂直纸面向里的匀强磁场B；第三、四象限有水平向左的匀强电场E2，且E1=E2。现有一电荷量为q、质量为m的带电微粒由x轴上的P点（L，0），以大小为v0、方向与x轴正方向成45°角的速度射入第二象限，微粒沿直线运动到虚线上的Q点，然后进入磁场，再从坐标原点O进入第三象限，最后打在y轴上的N点，已知重力加速度为g。求：
(1)电场强度E1的大小和磁场感应强度B的大小；
(2)微粒通过N点的位置坐标和速度；
(3)微粒从P点运动到N点经历的时间。
【答案】(1)；；(2)；；(3)
【详解】
(1)由带电微粒沿PQ做直线运动，可知
qE1=mg
解得
带电微粒从Q到O的过程，做匀速圆周运动，如图，轨道半径
又
解得
(2)带电微粒从O点垂直虚线射入第三象限，因为E2=E1，沿x方向：初速度
仅受向右的电场力qE2=mg，所以
，（沿x轴正方向）
沿y方向：初速度
仅受重力mg，所以
（沿y轴负方向）；
又
设vN与x轴正方向夹角为，则
综上可得：
，，，
所以N点坐标为
(3)根据
；
可见，微粒从P到N经历的时间t