黑龙江省大庆铁人中学2018_2019学年高二物理下学期开学考试试题（含解析）.docx

2018-2019学年黑龙江省大庆铁人中学高二（下）开学物理试卷一、单选题（本大题共5小题，共25.0分）1.带正电荷的小球只受到电场力作用，把它从静止释放后，它在任意一段时间内（）A. 一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B. 一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C. 不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D. 不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动【答案】D【解析】试题分析：物体的运动情况取决于合力和初始条件小球只受到电场力的作用，是否沿电场线运动，还要看电场线是直线还是曲线，有没有初速度，初速度方向与电场线的关系只有当电场线是直线时，小球只受到电场力的作用才可能沿电场线运动只有当电场线是直线时，小球只受到电场力的作用才可能沿电场线运动若电场线是曲线时，一定不沿电场线运动题中条件不明，所以小球不一定沿电场线运动带正电荷的小球只受到电场力在电场中运动，电场力可能做正功，电势能减小，由高电势处向低电势处运动；电场力也可能做负功，电势能增加，由低电势处向高电势处运动，故选D。考点：电场线；牛顿第二定律点评：本题对物体运动情况的判断能力，从力学的角度进行分析：物体的运动性质不仅取决于合力，还取决于初速度条件2.如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，与P移动前相比（）A. U变小B. I变小C. Q不变D. Q减小【答案】B【解析】【详解】当滑动变阻器P的滑动触头从图示位置向a端移动时，其接入电路的电阻值增大，外电路总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，干路的电流I减小；变阻器两端的电压U=E-I（R2+r），由I减小，可知U增大，即电容器C两端的电压增大，再据C=，得Q=CU，可判断出电容器的电荷量Q增大，故B正确，ACD错误。故选：B。3.如图所示，竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接电源负极，在电容器中加一与电场方向垂直的、水平向里的匀强磁场一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入，射入的速度大小方向各不相同，考虑微粒所受重力，微粒在平行板A、B间运动过程中（）A. 所有微粒的动能都将增加B. 所有微粒的机械能都将不变C. 有的微粒可能做匀速圆周运动D. 有的微粒可能做匀速直线运动【答案】D【解析】试题分析：带电微粒受到重力、洛伦兹力和电场力。若速度较大，则洛伦兹力向上且可能大于重力，此时将向上偏，洛伦兹力不做功，重力做负功，电场力做正功，则动能可能不变，可能减小，也可能增大，若速度较小，则洛伦兹力可能小于重力，微粒将向下偏，重力做正功，电场力做正功，动能一定增大，选项A错误.由于除重力以外的电场力对微粒做了功，机械能不守恒，故选项B错误。因液滴重力与电场力不可能平衡，所以粒子不可能做匀速圆周运动，选项C错误。若洛伦兹力与重力、电场力三力平衡，粒子可能做匀速直线运动，选项D正确.故选D.考点：本题考查了带电微粒在复合场中的运动、能量守恒定律、运动的判断.4.如图所示，质量为m，带电荷量为-q的微粒以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是（）A. 微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用B. 匀强电场的电场强度C. 匀强磁场的磁感应强度D. 微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用【答案】D【解析】【详解】解：AD、微粒做匀速直线运动，若只受电场力和洛伦兹力两个力作用，两个力不在同一直线，不可能平衡，可知微粒受重力、电场力和洛伦兹力三个力作用，故A错误，D正确。BC、若微粒带正电，电场力水平向左，洛伦兹力垂直速度方向斜向下，则三个力不可能平衡，可知微粒带负电，受力如图所示。根据平衡有：qvBcos=mg，解得B= =，qE=qvBsin，解得E=Bvsin=，故BC错误。故选：D。5.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m的导体棒在导体棒中通以电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是（）A. ，方向沿斜面向上B. ，方向垂直斜面向下C. ，方向竖直向下D. ，方向竖直向上【答案】AD【解析】【详解】若外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上，受到的安培力沿斜面向上，由平衡知识可知：mgsin=BIL，解得，故A正确；若外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则沿斜面向下的安培力、支持力与重力，所以棒不可能处于平衡状态，故B错误；若外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下，则水平向左的安培力、支持力与重力，所以棒不可能处于平衡状态，故C错误；若外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，则大小BIL=mgtan，即；故D正确；故选AD。二、多选题（本大题共7小题，共35.0分）6.如图虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等现将粒子M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势低于c点若不计重力，则（）A. M带正电荷，N带负电荷B. N在a点的速度与M在c点的速度大小相同C. N在从O点运动到a点的过程中克服电场力做功D. M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零【答案】BD【解析】【详解】A、由题，等势线在水平方向，O点电势低于c点，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，可知电场方向竖直向上，根据粒子的轨迹可判断出N粒子所受的电场力方向竖直向上，M粒子所受的电场力方向竖直向下，故知M粒子带负电，N带正电。故A错误；B、由动能定理可知，N在a点的速度与M在c点的速度大小相等，但方向不同，速度不同。故B正确；C、N从O点运动至a点的过程中电场力与速度的夹角为锐角，电场力做正功。故C错误； D、O、b间电势差为零，由动能定理可知M从O点运动至b点的过程中，电场力对它做功为零。故D正确。 故选：BD。7.如图是质谱仪的工作原理示意图，带点粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2，平板S下方有强度为B0的匀强磁场，下列表述正确的是（）A. 质谱仪是分析同位素的重要工具B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小D. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于【答案】ABD【解析】试题分析：带电粒子经加速后进入速度选择器，速度为v=粒子可通过选择器，然后进入B0，打在S板的不同位置，解：A、进入B0的粒子满足，知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故A正确；B、根据加速电场，可知粒子带正电，则受电场力向右，所以洛伦兹力向左，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外，故B正确；C、由，知R越小，荷质比越大，故C错误；D、由qE=qvB，得v=，此时粒子受力平衡，可沿直线穿过选择器，与粒子的电性无关，故D正确；故选：ABD【点评】质谱仪工作原理应采取分段分析的方法，即粒子加速阶段，速度选择阶段，在磁场中运动阶段8.如图所示，有一平行于纸面的匀强电场A、B、C、D、E、F为电场中一个边长为1m的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为10V、20V、30V，则下列说法正确的是（）A. 匀强电场的场强大小为B. B、E一定处在同一等势面上C. 正点电荷从E点移到F点，则电场力做负功D. 电子从F点移到D点，电荷的电势能减少20eV【答案】BD【解析】【详解】AB、连接AC、DF，AC中点电势为20V，与B电势相等，则EB连线必为一条等势线，而匀强电场的等势面平行，则DF、CA直线与等势线垂直，则为电场中的两条电场线。故B正确；BA间的电势差为UBA=10V，又UBA=EdABcos30，得场强E= = 故A错误；C、由上得知，E的电势为20V，F点与A点的电势相等为10V，则正电荷从E点移到F点，电场力做正功，故C错误；D、由以上得，F点与A点电势相等，DC电势相等，故电子从F点移到D点与从A点移到C点电场力做功相同，电荷的电势能减少量为20eV，故D正确；故选：BD。9.如图所示，一直流电动机与阻值R=9的电阻串联在电源上，电源电动势E=30V，内阻r=1，用理想电压表测出电动机两端电压U=10V，已知电动机线圈电阻RM=1，则下列说法中正确的是（）A. 通过电动机的电流为10AB. 电动机的输入功率为100WC. 电动机的热功率为4WD. 电动机的输出功率为16W【答案】CD【解析】【详解】A、根据闭合电路欧姆定律，有：E=U+I（r+R）解得：I=，故A错误；B、电动机的输入功率：P入=UI=102=20W电动机的热功率：P热=I2RM=221=4W电动机的输出功率：P出=P-P热=UI-I2RM=102-221=16W故B错误，CD正确；故选：CD。10.如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，它的磁感应强度大小为B，方向垂直于圆平面（未画出），一群比荷为的负离子（不计重力）以相同速率v0，由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧的荧光屏（足够大）上，则下列说法正确的是（）A. 离子在磁场中的运动时间一定相等B. 离子在磁场中运动半径一定相等C. 由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长D. 沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大【答案】BC【解析】试题分析：由题意知，射入磁场的离子比荷相同，但质量不一定相同，所以入射的初动能可能不同，洛伦兹力不做功，离子飞出磁场时的动能不一定相等，A选项错误；根据，离子在磁场中运动半径一定相等，所以B正确；由题意知，运动半径相同且rR，由几何知识可知，粒子运动的轨迹小于半个圆周，再根据弦越长所对应的圆心角越大，运动时间越长，所以C正确；D错误。考点：本题考查带电粒子在磁场中的运动11.如图，一个电子沿AO方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为R的圆内若电子速度为，质量为m，带电量为q，磁感应强度为B电子经磁场偏转后从C点射出，AOC=120，下面结论正确的是（）A. 电子经过磁场的时间为B. 电子经过磁场的时间为C. 半径R为D. AC间的距离为【答案】BD【解析】【详解】解：由Bqv= 可得：r= ，由图可知电子在磁场中转过的圆心角为60，根据几何知识可知AC长等于半径r=，故D正确；电子转动的时间t=T=，故B正确A错误；对AOC分析可知，半径AO= ，故C错误。故选：BD。12.磁强计是测量磁感应强度的仪器，磁强计中有一块导体，如图所示导体中通有沿x轴正方向的电流I，且单位体积内的自由电子数位n，电子的电荷量为e，被测匀强磁场沿z轴正方向，稳定时，测得PQ两面电势差为U，则（）A. 导体侧面Q的电势高于导体侧面P的电势B. 导体侧面P的电势高于导体侧面Q的电势C. 磁感应强度D. 磁感应强度【答案】AD【解析】【详解】A、根据左手定则知，电子向左侧偏转，则导体侧面P电势较低，侧面Q电势高，故A正确，B错误。C、自由电子做定向移动，视为匀速运动，速度设为v，有I=nebdv电子受电场力和洛伦兹力平衡，有e=Bev联立以上两式，解得：B= 故C错误，D正确；故选：AD。三、实验题探究题（本大题共2小题，共16.0分）13.有一个小灯泡上标有“4.8V 2W”字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线有下列器材可供选用：A电压表V1（03V，内阻3k） B电压表V2（0100V，内阻15k）C电流表A（00.6A，内阻约1） D定值电阻R13kE定值电阻R215k F滑动变阻器R（10，2A）G学生电源（直流6V，内阻不计）H开关、导线若干（1）为尽量减小实验误差，并要求小灯泡两端电压可从零到额定电压内任意变化，实验中所用电压表应选用_，定值电阻应选用_（均用序号字母填写）；（2）请在方框内画出满足实验要求的电路图；（3）利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是_，下图的四个图象中正确的是_A. B. C. D. 【答案】（1）A（2分），D（2分）（2）电路图如图（2分） （3）（2分），C（2分）【解析】【分析】（1）已知灯泡的额定电压，则根据串联电路的规律可得出电压表，根据实验的要求可以确定定值电阻的选取；（2）要求从零开始，则应采用分压接法，同时考虑灯泡内阻与电流表内阻的关系可以确定电流表的接法；（3）根据实验电路图得出电压表示数与灯泡两端的电压关系由功率公式可得出功率与电压之间的关系，从而由数学知识可以得出正确的图象【详解】解答：解：（1）由题意可知，灯泡的额定电压为4.8V，而给出的电压表中有15V和3V两种，选用15V的电压则误差较大；而选用3V的电压表，则量程偏小，故可以串联一个电阻进行分压；由题意可知，选择3k的电阻可以使量程扩大2倍，故选用D即可；故可以选取3V的电压表和3k的电阻串联充当电压表使用；（2）因题目中要求多测几组数据进行作图，故实验中选用分压接法，并且将R1与电压表串联充当电压表使用，电流表采用电流表外接法；故原理图如图所示:（3）因电压表内阻与定值电阻相等，两者串联，故分压相等，故有；由功率公式可得：；若R为定值的话，则P与U2应为一次方程；但因为灯泡电阻随温度的变化而变化，故功率随温度不再是线性关系，而是随着电压的增大，而使功率减小，故P与U2图象应为C；故答案为；（1）A，D；（2）；（3）；C点评：本题为探究型实验，应注意两个电压表均无法保证要求，故可以采用串联的方式可以对电表进行改装；此类题目近几年越来越多，故应注意把握14.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路。（1）按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来。（2）在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_端（选填“A”或“B”）。（3）图丙是根据实验数据作出的U-I图象，由图可知，电源的电动势E=_V，内阻r=_【答案】 (1). (2). B (3). 1.50 (4). 1【解析】(1)电路连接如图(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B端(3)由图象可知，电源电动势为1.5 V，内阻r 1.0 .四、计算题（本大题共3小题，共34.0分）15.如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，两板相距d，两板间电压为U，一质量为m的带电小球从两板间的M点开始以竖直向上的初速度v0运动，当它到达电场中的N点时速度变为水平方向，大小变为2v0求（1）M、N两点间的电势差（2）电场力对带电小球所做的功（不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响，设重力加速度为g）【答案】M、N间电势差为-，电场力做功【解析】【详解】竖直方向上小球受到重力作用而作匀减速直线运动，则竖直位移大小为h=小球在水平方向上受到电场力作用而作匀加速直线运动，则水平位移x=h=联立得，x=2h=故M、N间的电势差为UMN=-Ex=-=-从M运动到N的过程，由动能定理得W电+WG=m-所以联立解得W电=答：M、N间电势差为-，电场力做功16.如图所示，将某正粒子放射源置于原点O，其向各方向射出的粒子速度大小均为v0、质量均为m、电荷量均为q在0yd的一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与y轴正向相同，在dy2d的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场，方向垂直于xoy平面向里粒子离开电场上边缘y=d时，能够到达的最右侧的位置为（1.5d，d）最终恰没有粒子从y=2d的边界离开磁场已知sin37=0.6，cos37=0.8，不计粒子重力以及粒子间的相互作用，求：（1）电场强度E；（2）磁感应强度B；（3）粒子在磁场中运动的最长时间【答案】（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）沿x轴正方向发射的粒子有：x=15d，y=d，由类平抛运动基本规律得：x=v0t，yat2，而，联立可得：（2）沿x轴正方向发射的粒子射入磁场时有：15d=v0t，dt，联立可得：vyv0，方向与水平成53，斜向右上方，据题意知该粒子轨迹恰与上边缘相切，则其余粒子均达不到y=2d边界，由几何关系可知：dR+R，根据牛顿第二定律