2022-2023学年四川省泸县第五中学高二下学期开学考试物理试题含解析

  泸县五中2022-2023学年高二下期开学考试

物理试题

第I卷（选择题54分）

一、选择题：本题共9小题，每小题6分，共54分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～9题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 下列有关电场线、电压和电动势的说法中正确的是（　　）

A. 电荷在电场中的运动轨迹与电场线是重合的

B. 电动势就是电源两极间的电压

C. 沿电场线方向，场强一定越来越小

D. 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量

【答案】D

【解析】

【详解】A．电荷在电场中的运动轨迹不一定与电场线重合，A错误；

B．电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量，电动势等于非静电力做的功与电荷量的比值，在数值上等于电源开路时两极间的电压，正常工作时电源两极之间的电压等于路端电压，小于电动势，B错误；

C．电场线的疏密代表电场的强弱，沿电场线的方向电势降低，场强不一定越来越小，C错误；

D．电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，电动势越大，本领越大，D正确。

故选D。

2. 如图所示，一个带电球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的、和处。当小球N静止时，观察丝线与竖直方向的夹角，通过观察发现：当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最大；当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最小。根据三次实验结果的对比，下列说法中正确的是（　　）

A. 在距球体M越远的位置，绝缘丝线对小球N的作用力不变

B. 在距球体M越远的位置，绝缘丝线对小球N的作用力变小

C. 小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成正比

D. 小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成反比

【答案】B

【解析】

【详解】AB．设丝线与竖直方向的夹角为，绝缘丝线对小球的拉力为，根据小球静止时受力平衡，有

即

所以可得在距球体M越远的位置，越小，则绝缘丝线对小球的拉力越小，A错误，B正确；

CD．根据库仑力公式

小球N与球体M间的距离在变化，库仑力在变化，同时因为两球的带电量不变，所以实验不能反映小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积的关系，CD错误。

故选B。

3. 有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路中电机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，正常工作时的电流是1.0A，此时，电动机的输出功率是P出；如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是P热，则（      ）

A. ，

B. ，

C. ，

D. ，

【答案】B

【解析】

【详解】当电动机卡住时，电流做的功全部转化为热能，即是纯电阻，符合欧姆定律，故可得电动机的电阻为，正常工作时，电动机消耗的总功率为，输出功率为总功率与热功率之差，故，若此时电动机突然卡住，则电能全部转化为内能，故热功率为，故B正确．

4. 如图所示，长直导线MN中通有方向如图的电流i，其正下方有矩形导线框abcd，在下列哪种情况下，abcd中没有感应电流产生（　　）

A. 直导线中电流变大 B. 导线框向下移动

C. 线框以bc边为轴转动 D. 线框水平向右移动

【答案】D

【解析】

【详解】A．直导线中电流变大，磁感应强度变大，所以磁通量变大，有感应电流，故A错误；

B．导线框向下移动，离导线变远，磁感应强度变小，故磁通量变化，所以可以产生感应电流，故B错误；

C．线框以bc边为轴转，磁通量发生变化，有感应电流，故C错误；

D．线框水平向右移动，磁感应强度不变，所以磁通量不变，不会产生感应电流，故D正确。

故选D。

5. 如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是（　　）

A. 感应电流的方向始终是由

B. 感应电流的方向始终是由

C. PQ受磁场力的方向垂直杆向左

D. PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上

【答案】D

【解析】

【详解】AB．在PQ杆滑动的过程中，的面积先增大，后减小，穿过磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故AB错误；

CD．由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误。

故选D。

6. 下列说法正确的是（ ）

A. 电场强度处处为零的区域，电势也一定处处为零

B. 在一个以点电荷Q为中心，半径为r的球面上，各点电场强度相同

C. 同一电场中等差等势面较密处的电场强度也一定较大

D. 由可知，若电容器两极板间的电压U改变，则电容器的电容C一定改变

【答案】C

【解析】

【详解】A、电场强度处处为零的区域，则电势也处处相等，但不一定为零．故A错误；B、在一个以点电荷Q为中心，半径为r的球面上，由公式得各点电场强度大小相等，而方向处处不同．故B错误；C、由公式得：同一电场中等差等势面即电势差相等，当较密处即距离小，则电场强度也一定较大，故C正确；D、由可知，若电容器两极板间的电压U改变，则电容器的电量也随着改变，而电容则不变，电容器的容纳电荷的本领没有变．故D错误；故选C．

7. 如图所示，Q是一个正点电荷，ab是水平放置的光滑绝缘杆，杆上套着一个带负电的环p，它们在同一竖直平面内，把环从a端由静止释放，在环从a端向b端滑动过程中（　　）

A. 环做匀速运动

B. 环经Q的正下方时加速度最大

C. 电势能先减少后增大

D. 环的速度先增大后减少

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】CD．两电荷间存在库伦引力，环从a端向b端滑动过程中，库伦力与运动方向的夹角先小于90°，后大于90°，库仑力先做正功后做负功，故动能先增大后减小，电势能先减少后增大，CD正确；

A．环先加速后减速，A错误；

B．环经Q的正下方时，沿运动方向合力为零，加速度为零，B错误。

故选CD。

8. 在如图所示的电路中，闭合开关S，A、B、C三只灯均正常发光。当可变电阻的滑动触头上移时，对A、B、C三灯亮度的变化，下列叙述正确的是（  ）

A. A灯变亮 B. B灯变亮 C. C灯变亮 D. 三灯均变暗

【答案】AC

【解析】

【详解】当可变电阻滑动触头上移时，接入电路的电阻增大，可知电路总电阻增大，则总电流减小，根据外电压

可知外电压增大，即A灯电压增大，A灯变亮；由于总电流减小，流过A灯的电流增大，则B灯和定值电阻并联的总电流减小，可知流过B灯的电流减小，B灯变暗；B灯和定值电阻并联的总电流减小，则B灯和定值电阻并联的电压减小，根据

可知C灯的电压增大，C灯变亮。

故选AC

9. 如图所示，在方向垂直纸面向里，磁感应强度为匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框，线框以恒定的速度沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框边始终与磁场右边界平行，线框边长，，线框导线的总电阻为，则在线框离开磁场的过程中，下列说法中正确的是(　　)

A. 间的电压为

B. 流过线框截面的电量为

C. 线框所受安培力的合力为

D. 线框中的电流在边产生的热量为

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【详解】A．在线框离开磁场的过程中，边产生的感应电动势为

线框中的感应电流为

间的电阻设为，则有

得

故间的电压为

故A正确；

B．流过线框截面的电量为

故B正确；

C．由左手定则判断知，与所受的安培力大小、方向相反，合力为零，则线框所受安培力的合力等于边所受的安培力，为

故C错误；

D．线框中的电流在边产生的热量为

联立解得

故D正确。

故选ABD。

第II卷（非选择题56分）

二、实验题

10. 下图为“研究感应电流产生的条件”的实验电路图：

（1）请在图中连线，把实验装置连接完整______；

（2）开始实验时，滑动变阻器滑片P应该放置在______（选填“a”或“b”）端；

（3）闭合开关后，请写出三种使线圈B中产生感应电流的方法：①______；②______；③______。

【答案】    ①.     ②. a    ③. 断开开关    ④. 插入或拔出线圈A    ⑤. 移动滑动变阻器的滑片

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1] 实验装置图连接如下

（2）[2] 开始实验时，滑动变阻器滑片应该调节到电阻最大的位置，故P应该放置在a端。

（3）[3] 断开开关的瞬间，电流从有到无，线圈A磁场变化，通过线圈B磁通量发生变化，会产生感应电流；

[4] 插入或拔出线圈A，穿过线圈B的磁场强弱变化，线圈B磁通量发生变化，会产生感应电流；

[5] 移动滑动变阻器的滑片，电流大小变化，线圈A产生的磁场变化，则线圈B磁通量发生变化，会产生感应电流。

11. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：

A．被测干电池一节；

B．电流表：量程0〜0.6A，内阻0.1Ω；

C．电流表：量程0〜3A，内阻0.024Ω；

D．电压表：量程0〜3V，内阻未知；

E．电压表：量程0〜15V，内阻未知；

F.滑动变阻器：0〜20Ω；2A；

G.滑动变阻器：0〜100Ω；1A；

H.开关、导线若干

在此实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。

(1)电流表应该选___________；电压表选择___________；滑动变阻器选择___________（选填相应器材前的字母）。

(2)应该选择的实验电路是图中的___________（选项“甲”或“乙”）。

(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上，你可以标出余下一组数据的对应点，图中电压为___________V的数据点应剔除；并能画出U-I图线。

(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω

(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。 下图中正确反映P-U关系的是___________

A. B. C. D.

【答案】    ①. B    ②. D    ③. F    ④. 乙    ⑤. 1.25    ⑥. 1.49（±0.02）    ⑦. 0.72（±0.02）    ⑧. C

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]由于干电池电动势约为1.5V，电压表选择D即可。

[2]由题中记录的数据分析可知，电流表应该选B即可。

[3]滑动变阻器选择最大阻值20的F即可起到一定的调节作用，又不至于阻值过大，电流过小。

(2)[4]由于电流表内阻已知，应选择的实验电路图为乙，这样可以把安培表的内阻当成电源内阻处理，计算出来的内阻扣掉安培表的内阻即为电源内阻，没有系统误差。

(3)[5]用一直线拟合各点时，图中电压为1.25V的数据偏差较大，应剔除。

(4)[6]根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势为图线与纵轴的交点，即E=1.49V。

[7]图线的斜率

r=

其中电流表内阻0.1Ω，故电源内阻为0.73Ω。

(5)[8]设滑动变阻器阻值从0开始不断增大，电源的外电阻不断增大，电压表读数增大，对比输出功率随外电阻变化图像可知，当外电阻等于内阻时，输出功率达到最大，之后又开始减小，当路端电压和电源电动势相等时电路断路，此时输出功率为零，正确反映P-U关系的是C。

三、解答题

12. 如图所示，一电动机与一电阻R串联接在电源上，电源电动势E=20V，内电阻r=1Ω，用理想电压表测出电动机两端的电压为10V，已知电动机的内阻RM=1Ω，电阻R=9Ω，试计算：

（1）电动机输入功率；

（2）电动机输出的机械功率；

（3）电源的总功率。

【答案】（1）10W；（2）9W；（3）20W

【解析】

【详解】（1）根据欧姆定律可得电路中的电流

I==1A

所以电动机的输入功率

P入=IU=10W

（2）电动机内阻消耗的热功率

P热=I2R=1W

所以输出功率

P出=P入-P热=9W

（3）电源的总功率

P总=IE=20W

13. 一质量m为电量q为带电粒子由静止经电压为U加速电场加速后，水平飞入板长为L，两板间距也为L偏转电场，板间电压也为U，粒子飞出偏转电场后打到荧光屏上，偏转电场右端到荧光屏的距离为L。如图所示，不计带电粒子的重力。求：

(1)带电粒子飞出偏转电场时侧位移；

(2)离开电场时速度偏转角的正切值；

(3)带电粒子离开电场后，打在屏上的P点，求 OP的长。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)设带电粒子在经过加速电场，进入偏转电场的速度为，根据动能定理

解得

带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，则电子飞出偏转电场时的侧位移

加速度

在水平方向

联立解得

(2)带电粒子飞出电场时在水平方向速度为，在竖直方向

离开电场时偏转角的正切值

(3)带电粒子离开电场后,在水平方向做速度为匀速直线运动，在竖直方向做速度为的匀速直线运动，则带电粒子在离开电场后到打在屏上需要的时间

离开电场后带电粒子在竖直方向的位移

OP的长度为

联立解得

14. 如图所示，左、右边界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电荷量绝对值为q的微观粒子，沿图示方向以速度v0垂直射入磁场。欲使粒子不能从边界QQ′射出，求粒子入射速度v0的最大值？（粒子不计重力）

【答案】若粒子带正电，最大速度为；若粒子带负电，最大速度为

【解析】

【详解】粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力

解得半径为

若粒子带正电，最大半径的轨迹如图

根据几何关系可知

解得半径为

则粒子入射速度最大值为

若粒子带负电，运动轨迹如图

根据几何关系可知

同理解得速度最大值为