江苏省南京市第十三中学2020-2021学年高二上学期开学调研物理试卷

这是一份江苏省南京市第十三中学2020-2021学年高二上学期开学调研物理试卷，共13页。试卷主要包含了如图，两电荷量分别为Q等内容，欢迎下载使用。
一．单选题（本大题共7小题，共21分）
1．毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，橡胶棒带负电．这是因为（ ）
A．空气中的正电荷转移到了毛皮上 B．空气中的负电荷转移到了橡胶棒上
C．毛皮上的电子转移到了橡胶棒上 D．橡胶捧上的电子转移到了毛皮上
2．关于电压与电动势，下列说法正确的是（ ）
A．电容器在放电过程中电容减小
B．干电池的标称1.5V，指的是电池接入电路时两端的电压
C．电源的电动势指的是电源内部非静电力做功的快慢
D．小灯泡的电阻会随着温度的升高而增大
3．如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的情况是（ ）
A．如图所示位置时等于0
B．若使框架绕OO′转过60°角，磁通量为BS/2
C．若从初始位置转过90°角，磁通量为BS
D．若从初始位置转过180°角，磁通量变化为2BS

4．真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。下列说法正确的是（ ）
A．该球壳带负电
B．A点的电场强度小于B点的电场强度
C．若r2﹣r1＝r1﹣r0，则φA﹣φB＜φ0﹣φA
D．将一个正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功
5．如图所示，O点处有一固定的点电荷，虚线是等势面，另外两个质量及电量绝对值相等的带电粒子M、N以大小相同的速度射入点电荷的电场，仅在电场力作用下两个粒子运动的轨迹如图中实线所示，取无穷远电势为零，则下列说法正确的是（ ）
A．M、N带异种电荷，M和O点处点电荷电性相同
B．M从a点运动到b点的过程中，电势能先增大后减小
C．N从c点运动到d点的过程中，动能先减小后增大
D．N在d点的电势能比M在a点电势能小

6．电动势为E，内阻为r的电源与可变电阻R1、R2、R3及一平行板电容器连成如图所示的电路。当开关S闭合后，两平行金属板A、B间有一带电液滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．将R1的滑片向右移动一小段距离，带电液滴将向下运动
B．将R2的滑片向右移动一小段距离，电容器两极板的电荷量将增加
C．增大电容器两板间的距离，电容器两极板的电荷量将增加
D．减小R3的阻值，R2两端的电压的变化量小于R3两端的电压的变化量
7．如图所示是氢原子中电子绕核做圆周运动的示意图。电子绕核运动，可等效为环形电流，此环形电流的大小为I1．现在沿垂直于圆轨道平面的方向加一磁感应强度为B的外磁场，设电子的轨道半径不变，而它的速度大小发生变化，若用I2表示此时环形电流的大小，则当B的方向（ ）
A．垂直于纸面向里时，I2＞I1 B．垂直于纸面向里时，I2＜I1
C．垂直于纸面向外时，I2＞I1 D．垂直于纸面向外时，I2＜I1
二．多选题（本大题共4小题，共20分）
8．如图，两电荷量分别为Q（Q＞0）和﹣Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方．取无穷远处的电势为零．下列说法正确的是（ ）
A．b点电势为零，电场强度也为零
B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右
C．将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功
D．将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大

9．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（ ）
A．车灯的电流变小B．路端电压变小
C．电路的总电流变小D．电源的总功率变大
10．磁流体发电是一项新型的高效发电方式，由于无需经过机械转换环节，即由热能直接转换为电能，这种技术也称为等离子体发电。如图表示了它的原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子，而从整体来说呈电中性）喷射入磁场，在场中有两块正方形金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体速度均为v，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间，其电阻率为ρ（与电与离子的速度无关），当发电机稳定发电时，A、B就是一个直流电源的两个电极，只考虑垫板间金属板A、B之间的等离子对问题的影响，不考虑边缘效应，下列说法正确的是（ ）
A．当发电机稳定发电时，离子受到的电场力向上，洛伦兹力向下
B．发电机的效率与喷射到磁场中的等离子的速度越大无关
C．通过电阻R的电流是Bd2vRd+ρ
D．电路消耗的电功总电功率是 QUOTE SB2d2v2RS+?d SB2d2v2RS+?d
11．在某次发射科学实验卫星“双星”中，放置了一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度．磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e．金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动．测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U．则下列说法正确的是（ ）
A．电流方向沿x轴正方向，正电荷受力方向指向前侧面，因此前侧面电势较高
B．电流方向沿x轴正方向，电子受力方向指向前侧面，因此前侧面电势较高
C．磁感应强度的大小为B＝nebU/I
D．磁感应强度的大小为B＝2nebU/I
12．2017年3月22日消息，俄生产出新型电子回旋加速器，可检测焊接和铸造强度．回旋加速器原理如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和交变电源相连接，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，某一带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，当达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．关于回旋加速器，下列说法中正确的是（ ）
A．带电粒子的周期随速度的增大而增大
B．带电粒子从电场中获得能量
C．减小加速电场的电压，带电粒子离开磁场的动能将减小
D．减小加速电场的电压，其余条件不变，带电粒子在D形盒中运动的时间变长
实验题（本大题共1小题，共12分）
13．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，需要测出金属丝的电阻Rx，甲乙两同学分别采用了不同的方法进行测量：
（1）甲同学直接用多用电表测其电阻，该同学选择×10Ω倍率，用正确的操作方法测量时，发现指针转过角度太大．为了准确地进行测量，请你从以下给出的操作步骤中，选择必要的步骤，并排出合理顺序： ．（填步骤前的字母）
A．旋转选择开关至欧姆挡“×lΩ”
B．旋转选择开关至欧姆挡“×100Ω”
C．旋转选择开关至“OFF”，并拔出两表笔
D．将两表笔分别连接到Rx的两端，读出阻值后，断开两表笔
E．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
按正确步骤测量时，指针指在图1示位置，Rx的测量值为 Ω．
（2）乙同学则利用实验室里下列器材进行了测量：
电压表V（量程0～5V，内电阻约10kΩ）
电流表A1（量程0～500mA，内电阻约20Ω）
电流表A2（量程0～300mA，内电阻约4Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）
滑动变阻器R2（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）
直流电源E（电动势为4.5V，内电阻约为0.5Ω） 电键及导线若干
为了较精确画出I﹣U图线，需要多测出几组电流、电压值，故电流表应选用 ，滑动变阻器选用 （选填器材代号），乙同学测量电阻的值比真实值 （选填“偏大”“偏小”“相等”），利用选择的器材，请你在图2方框内画出理想的实验电路图，并将图3中器材连成符合要求的电路．
三．计算题（本大题共4小题，共47分）
14．如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝30°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒能静止于导轨上，且恰好与导轨间无摩擦力的作用．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．求：
（1）此时金属棒受到的安培力；
（2）导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻；
（3）若通电一段时间后，电池的电动势保持不变，而内阻变为r′＝1.00Ω，导体棒仍处于静止状态，求此时导体棒受到的摩擦力．
15．如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝7.5Ω，电容器的电容C＝4μF．开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试求：
（1）S断开时，R2两端的电压；
（2）S合上电路稳定后电容器两端的电压；
（3）这一过程中通过电流表的电荷量和流过电流表的电流方向（回答向上或向下）。
如图所示，绝缘轻质细杆L, 右端固定于O点，左端A 点粘有一带正电荷的小球，电量为q, 质量为m，水平向右的匀强电场，电场强度大小,现将小球拉成水平后由A点静止释放， 不计空气阻力及转轴摩擦阻力，重力加速度为g，求：
（1）小球到达最低B时的速度大小；
（2）在最低点B时绝缘杆给小球的力；
（3）在A点给小球多大的向下的速度才能使小球能在竖直面内恰做圆周运动。
17．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在垂直于坐标平面的匀强磁场（未画出），第二象限存在水平向左的匀强电场。质量为m、电荷量为﹣q的带电粒子从第三象限无初速度释放后，经电压为U的电场加速后从P（，0）点垂直x轴进入第二象限，然后从A（0，2L）点进入第一象限，又经磁场偏转后垂直x轴进入第四象限。不计粒子重力。
（1）求第二象限内电场强度的大小；
（2）若第一象限内的磁场方向垂直于坐标平面向里，求磁场的磁感应强度大小；
（3）若第一象限某矩形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于坐标平面向外，磁感应强度大小取第（2）问计算结果，求矩形区域的最小面积。
参考答案与解析
一．单选题（本大题共7小题，共21分）
1．C
2．D
3．B
4．C
5．C
6．D
7．B
二．多选题（本大题共4小题，共20分）
8．BC
9．ABD
10．BD
11．BC
12．BD
实验题（本大题共1小题，共12分）
13．（1）AEDC，22；（2）A2，R1，偏小，电路图和实物图如上图所示．
三．计算题（本大题共4小题，共47分）
14．（1）此时金属棒受到的安培力为0.2N，方向沿斜面向上；
（2）导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为4Ω；
（3）若通电一段时间后，电池的电动势保持不变，而内阻变为r′＝1.00Ω，导体棒仍处于静止状态，此时导体棒受到的摩擦力0.02 N，方向沿导轨向上．
15．（1）S断开时，R2两端的电压为3V；
（2）S合上电路稳定后电容器两端的电压为1.8V；
（3）这一过程中通过电流表的电荷量为1.92×10-5C，流过电流表的电流方向向上
16.（1）小球经过最低点时速度是．
在最低点时绝缘杆给小球的力为3mg+2Eq，方向竖直向上．
在A点小球速度达到时，才能使小球在竖直面内恰做圆周运动。
17．（1）第二象限内电场强度的大小为；
（2）第一象限内的磁场方向垂直于坐标平面向里，磁场的磁感应强度大小为；
（3）矩形区域的最小面积为16L2。