河北省秦皇岛市青龙满族自治县实验中学2022-2023学年高二下学期开学考试物理试卷(含答案)

这是一份河北省秦皇岛市青龙满族自治县实验中学2022-2023学年高二下学期开学考试物理试卷(含答案)，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示，虚线a、b、c是电场中的一簇等势线（相邻等势面之间的电势差相等），实线为一个α粒子（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，是这条轨迹上的两点，据此可知( )
A.a、b、c三个等势面中，a的电势最高
B.电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小
C.电子在P点的加速度比Q点的加速度大
D.带电质点一定是从P点向Q点运动
2．如图所示，将一个矩形小线圈放在一个大匀强磁场中，线圈平面平行于磁感线，则线圈中有感应电流产生的情况是( )
A.当矩形线圈作平行于磁感线的平动B.当矩形线圈作垂直于磁感线的平动
C.当矩形线圈绕ab边作转动时D.当矩形线圈绕ad边作转动时
3．如图，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。已知通以电流I的无限长直导线在距离导线r处产生的磁感应强度大小，其中k为常数。出下列判断正确的是( )
A.的方向平行于PQ向右
B.导线P的磁场在a点的磁感应强度大小为
C.只把导线Q中电流的大小变为2I，a点的磁感应强度大小为
D.只把导线P中的电流反向，a点的磁感应强度大小为
4．静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷( )
A.在和处电势能相等
B.由运动到的过程中电势能减小
C.由运动到的过程中电势能增大
D.由运动到的过程中电场力先减小后增大
5．如图所示，由PO和QO两块光滑绝缘的平板组成的“V”形组合体固定在地面上，两平板互相垂直，平板PO与地面的夹角，在两个平板上各放置一个带同种电荷的小球A和B，A、B所带电荷量分别为q和2q，A、B恰在同一条水平线上静止。小球A和B可看成点电荷，A的质量为m，静电力常量为k，，，则( )
A.B对A的库仑斥力是A对B的库仑斥力的2倍
B.A、B两球所受平板的支持力大小均为
C.B球的质量为
D.A、B两球间的距离为
6．如图所示，一电子枪发射出的电子（初速度很小，可视为零）进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的（不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况）( )
A.减小偏转电压UB.减小加速电压
C.增大偏转电场的极板间距离dD.将发射电子改成发射负离子
7．如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接.一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，在安培力的作用下，金属棒以速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过金属棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为( )
A.30°B.37°C.45°D.60°
二、多选题
8．某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R为定值电阻，为两只标有“5V，2A”的相同小灯泡，S为开关。保持开关S断开，在输入端施加如图乙所示的交变电压后，灯泡正常发光，测得电阻R两端的电压为灯泡两端电压的2倍。以下说法正确的是( )
A.理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1
B.理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4
C.定值电阻的阻值为10Ω
D.闭合开关S后，灯泡中的电流变小
9．如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电容器的电容，定值电阻，电源电动势，内阻。闭合开关S，将R的阻值调至2Ω时，下列说法中正确的是( )
A.电容器两端电压为1VB.电容器的电荷量为
C.滑动变阻器的功率为最大值D.电源的输出功率为最大值
10．如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为0.10kg、带电量的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，g取，则( )
A.木板和滑块一直做加速度为的匀加速运动
B.木板先做匀加速运动，然后做加速度增大的变加速运动，最后做匀加速运动
C.滑块从静止开始达到匀速运动所需时间大于5s
D.最终木板做加速度为的匀加速直线运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动
三、填空题
11．多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器。使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图中a、b所示。若选择开关处在“×10 Ω”的欧姆挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是______Ω。若选择开关处在“直流电压2.5 V”挡时指针位于b，则被测电压是______V。
12．如图甲所示为欧姆表的简易图。
（1）插孔B应与___________（填“红”或“黑”）表笔相接。
（2）已知电源的电动势为E、内阻为，电流计的内阻为、满偏电流为，在应用该欧姆表进行电阻测量时，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零，则滑动变阻器的阻值应调节为___________；完成调零后，利用该欧姆表测量某未知电阻时，电流计的示数为，则待测电阻的阻值___________。
（3）为了在电流计的表盘上标记出各电流值所对应的电阻值，通过操作得到了多组数据，则下列关于电流倒数与待测电阻的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
（4）如果将该电流计改为量程为50V的电压表，指针偏转的角度如图乙所示，则该电压值应为___________V。
四、计算题
13．如图所示，电源电动势、内阻，标有“3V 6W”的灯泡L恰能正常发光，电动机M的绕线电阻，求：
（1）电路中的总电流；
（2）电动机的绕线电阻的消耗功率。
14．如图所示，为水平放置的两块面积很大、相互平行的金属板，两板间距离为d，板的中点为O，在O点正下方两板间中点的P处有一粒子源，可在竖直平面内向各个方向不断发射同种带电粒子，这些带电粒子的速度大小均为，质量为m，带电量为q，重力忽略不计，不考虑粒子打到板上的反弹，不考虑粒子间相互作用的影响。
（1）若只在板间加上恒定电压，且板电势低于板，求打到板上粒子的速度大小(忽略带电粒子对金属板上电荷分布的影响)；
（2）若只在板间加上一方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度满足怎样的条件才能有粒子打到极板上；
（3）若只在板间加上一方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度，求粒子打在板上的区域长度。
15．如图所示，在xOy平面的区域内有沿y轴负方向的匀强电场，在的区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子从坐标为的P点以初速度沿x轴负方向开始运动，恰能从坐标原点O进入磁场，不计带电粒子的重力。
（1）求匀强电场场强E的大小；
（2）若带电粒子此后每隔相同的时间以相同的速度通过O点，求磁感应强度B的大小。
参考答案
1．答案：C
解析：A.电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于粒子带正电，因此电场线指向上方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，故A错误；
B.a等势线的电势最低，c等势线的电势最高；而电子带负电，负电荷在电势高处的电势能小，所以电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故B错误；
C.等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故C正确；
D.由图只能判断出粒子受力的方向，不能判断出粒子运动的方向，故D错误。
故选C。
2．答案：C
解析：A.当矩形线圈作平行于磁感线的平动，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生，故A错误；
B.当矩形线圈作垂直于磁感线的平动，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生，故B错误；
C.当矩形线圈绕ab边作转动时，穿过线圈的磁通量从无到有发生变化，所以有感应电流产生，故C正确；
D.当矩形线圈绕ad边作转动时，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生，故D错误。
故选C。
3．答案：C
解析：AB.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，根据安培定则及矢量叠加原理可求得它们在a点处产生的磁感应强度大小为，方向平行于PQ向右，如图所示
由于a点处的合磁感应强度为零，由此可知外加的磁场方向与PQ平行并且由Q指向P，且，依据几何关系及三角知识，则有导线P在a点处产生的磁感应强度，解得P或Q通电导线在a处的磁感应强度大小为，故AB错误；
C.只把导线Q中电流的大小变为2I，当电流加倍时，磁感应强度大小加倍，则导线Q在a点产生的磁感应强度方向不变，大小变为，是原来的两倍，由几何知识结合矢量叠加原理求得a点处磁感应强度大小为，故C正确；
D.当P中的电流反向，其他条件不变，则P导线在a处产生的磁感应强度大小不变，但方向改变，依据几何关系，及三角知识，可求得两导线在a处的合磁场大小为，方向竖直向上，如图所示
因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，最后由矢量的合成法则，可得a点处磁感应强度B的大小为，故D错误。
故选C。
4．答案：C
解析：A.处场强为x轴负方向，则从到处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在处电势能较大，故A错误；
B.处场强为x轴负方向，则从到处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在处电势能较大，则B错误，C正确；
D.由运动到的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减小，故D错误.
5．答案：C
解析：A.A对B的库仑力与B对A的库仑力是作用力与反作用力，故大小一定相等，A错误；
BC.对两个球受力分析，如图所示
对A，根据平衡条件，有
对B根据平衡条件，有
联立解得
B错误，C正确；
D.由于库仑力
根据库仑定律，有
解得
D错误。
故选C。
6．答案：B
解析：设电子进入偏转电场的速度为，偏转电场极板的长度为L，极板间距为d，则在加速电场中，有
解得
电子在偏转电场中，有
联立以上各式可得
由此可知，要使偏转位移增大，可以增大偏转电压U，减小加速电压，减小偏转电场的极板间距d，而与带电粒子无关。
故选B。
7．答案：A
解析：假设流过金属棒的电流最小时，安培力方向与竖直方向的夹角是θ，对金属棒受力分析，如图所示
根据平衡条件得
解得
而
即
故当时，可使流过金属棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为30°，故选A。
8．答案：CD
解析：AB.由电压图像可知，输入电压的最大值为，则有效值为
灯泡正常发光，故灯泡两端的电压为5V，即副线圈两端的电压，由题知电阻R两端的电压为，故变压器原线圈的电压
原副线圈的匝数比
故AB错误；
C.灯泡正常发光，即副线圈的电流，根据理想变压器输入功率等于输出功率可知，原副线圈中的电流之比
解得电阻R中的电流为，由欧姆定律可知
故C正确；
D.开关S闭合后，电路的总电阻减小，而输入端电压保持不变，故副线圈中的电流增大，则原线圈中电流增大，电阻R两端电压升高，变压器原线圈电压降低，故副线圈输出电压降低，灯泡两端电压降低，电流减小，故D正确。
故选CD。
9．答案：BC
解析：A.将R的阻值调至2Ω时，由闭合电路欧姆定律，可计算出滑动变阻器中电流
电容器两端电压
选项A错误；
B.电容器的电荷量
选项B正确；
C.把定值电阻看作电源内阻的一部分，根据电源输出功率最大的条件，将R的阻值调至2Ω时，外电阻R等于定值电阻和内阻之和，滑动变阻器的功率为最大值，选项C正确；
D.将R的阻值调至2Ω时，定值电阻和滑动变阻器相对于电源来说，是外电阻大于电源内阻，电源的输出功率不是最大值，选项D错误。
故选BC。
10．答案：BCD
解析：由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度
当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以
的加速度一起运动；当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当滑块速度为v时，两者开始相对于滑动，由牛顿第二定律得，对滑块
对木板
解得
当滑块的速度为4.5m/s滑块相对于木板滑动，滑块向左做加速运动，洛伦兹力，由于v变大，洛伦兹力变大，滑动摩擦力
变小，滑块的加速度变小，滑块做加速度减小的加速运动，在此过程中，由于滑动摩擦力减小，木板受到的合力变大，木板做加速度增大的加速运动；当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时
解得
此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动
由以上分析可知：开始木板与木块一起做匀加速直线运动，加速度为；当木板与木块的速度达到6m/s后，滑块做加速度减小的加速运动，木板做加速度增大的加速运动；当滑块的速度为10m/s时后，滑块做匀速直线运动，木板做匀加速直线运动，木板的加速度为，如果滑块一直以的加速度做匀加速直线运动，则经过5s滑块的速度达到10m/s，由分析可知，滑块先以的加速度做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动，最后速度达到10m/s，由此可知，滑块速度达到10m/s需要的时间大于5s，由此可知，木板在5s以后才做加速度为的匀加速直线运动，故选BCD。
11．答案：500；2.00
解析：图示欧姆挡示数为：；图示电压挡的读数：因最小分度为0.05V，则估读到同位为：2.00V.
12．答案：（1）黑（2）；（3）B（4）33.0
解析：（1）欧姆表是由电流表改装的，必须满足电流的方向从正极流入负极流出，因此B孔应插入黑表笔；
（2）两表笔短接时，说明被测电阻的阻值为零，将电流计的指针调至满偏，则由闭合电路欧姆电路定律得
解得
若用该表测量某未知电阻时，电流计的示数为，则由闭合电路欧姆定律得
解得
（3）由闭合电路的欧姆定律得
整理得
则关于图像中选项B正确，A、C、D错误；
（4）由于量程为50V，则每一小格所表示的电压值为1V，则该电压值应为33.0V。
13．答案：（1）3A（2）0.5W
解析：（1）灯泡能正常发光，则路端电压为3V，则电路中的电流
（2）灯泡的电流
则电动机的电流
则电动机的绕线电阻的消耗功率
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）只在板间加上恒定电压，则发射点与之间的电压为，则质量为m，带电量为q的粒子从发射点到做正功，由动能定理可得
解得
（2）由牛顿第二定律可得
要有粒子能打到极板上，由几何关系可得
解得
（3）由牛顿第二定律可得
粒子运动如图
由几何关系可得
打在极板上的宽度
15．答案：（1）（2）
解析：（1）带电粒子在电场中做类平拋运动，x轴方向有
y轴方向有
联立解得
（2）带点粒子运动轨迹如图所示
根据类平抛运动
粒子进入磁场的速度大小为
又
即
在磁场中，洛伦兹力提供向心力
由几何关系可得
联立解得