高二第二學期開學考試物理題

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只

有一項符合題目要求。

1.如圖所示，勻強磁場的磁感應強度為反L形導線通以恒定電流/,放置在磁場中.已知

ab邊長為21,與磁場方向垂直,6c邊長為I,與磁場方向平行.該導線受到的安培力為（）

11/B

J」c

A.0B.BIlC.2BIID.亞BII

【答案】C

【解析】因6c段與磁場方向平行，則不受安培力；湖段與磁場方向垂直，則受安培力為

Fab=B/-2/=2B/Z

則該導線受到的安培力為28〃。

故選C。

2.如圖所示，兩根固定通電長直導線。、方相互垂直，。平行于紙面，電流方向向右，b

垂直于紙面，電流方向向里，則導線。所受安培力方向（）

:?

I

b<S>/,

A.平行于紙面向上

B.平行于紙面向下

C.左半部分垂直紙面向外，右半部分垂直紙面向里

D.左半部分垂直紙面向里，右半部分垂直紙面向外

【答案】C

【解析】根據(jù)安培定則，可判斷出導線。左側部分的空間磁場方向斜向右上，右側部分

的磁場方向斜向下方，根據(jù)左手定則可判斷出左半部分垂直紙面向外，右半部分垂直紙

面向里。

故選C。

3.如圖所示電路，已知電源電動勢為E,內(nèi)阻不計，電容器電容為C,閉合開關K,待電

3

C.-CED.-CE

255

【答案】C

【解析】電路穩(wěn)定后，由于電源內(nèi)阻不計，則整個回路可看成3R、2R的串聯(lián)部分與R、

4R的串聯(lián)部分并聯(lián)，若取電源負極為零電勢點，則電容器上極板的電勢為

。上=熹2氏2E

JKV

電容器下極板的電勢為

E,c4E

。下=—?47?=—

5R5

則電容兩端的電壓

2E

。下上

~5~

則電容器上電荷量為

Q=CUX：CE

故選C。

4.圖（°）所示的電路中，K與Z,間接一智能電源，用以控制電容器C兩端的電壓Uc。如

果Uc隨時間t的變化如圖（6）所示，則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時間f變化的圖像

中，正確的是（）

八4

［「345

oAi\'\^

II

_______________J------------------?

【答案】A

【解析】根據(jù)電容器的定義式。=得可知

結合圖像可知，圖像的斜率為，，則1:2s內(nèi)的電流兒與3?5s內(nèi)的電流45關系為

，12=2,35

且兩段時間中的電流方向相反，根據(jù)歐姆定律/=￡■可知R兩端電壓大小關系滿足

UR12=2UR35

由于電流方向不同，所以電壓方向不同。

5.一學生小組在探究電磁感應現(xiàn)象時，進行了如下比較實驗。用圖（a）所示的纏繞方

式，將漆包線分別繞在幾何尺寸相同的有機玻璃管和金屬鋁管上，漆包線的兩端與電流傳

感器接通。兩管皆豎直放置，將一很小的強磁體分別從管的上端由靜止釋放，在管內(nèi)下落

至管的下端。實驗中電流傳感器測得的兩管上流過漆包線的電流/隨時間/的變化分別如

圖（b）和圖（c）所示，分析可知（）

/八

G吐IT—73i丁

圖(b)圖(c)

A.圖（c）是用玻璃管獲得的圖像

B.在鋁管中下落，小磁體做勻變速運動

C.在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變

D.用鋁管時測得的電流第一個峰到最后一個峰的時間間隔比用玻璃管時的短

【答案】A

【解析】A.強磁體在鋁管中運動，鋁管會形成渦流，玻璃是絕緣體故強磁體在玻璃管中

運動，玻璃管不會形成渦流。強磁體在鋁管中加速后很快達到平衡狀態(tài)，做勻速直線運

動，而玻璃管中的磁體則一直做加速運動，故由圖像可知圖（c）的脈沖電流峰值不斷增

大，說明強磁體的速度在增大，與玻璃管中磁體的運動情況相符，A正確；

B.在鋁管中下落，脈沖電流的峰值一樣，磁通量的變化率相同，故小磁體做勻速運動，B

錯誤；

C.在玻璃管中下落，玻璃管為絕緣體，線圈的脈沖電流峰值增大，電流不斷在變化，故

小磁體受到的電磁阻力在不斷變化，C錯誤；

D.強磁體分別從管的上端由靜止釋放，在鋁管中，磁體在線圈間做勻速運動，玻璃管中

磁體在線圈間做加速運動，故用鋁管時測得的電流第一個峰到最后一個峰的時間間隔比用

玻璃管時的長，D錯誤。

故選Ao

6.如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，水平。型導體框左端連接一阻值為R的電阻，

質量為機、電阻為廠的導體棒〃。置于導體框上。不計導體框的電阻、導體棒與框間的摩

擦。仍以水平向右的初速度w開始運動，最終停在導體框上。在此過程中()

a

——1---------;;_

JLXXXX;X

R―?心

TxXXXI：X

b

A.導體棒做勻減速直線運動

B.導體棒中感應電流的方向為Qfb

C.電阻R消耗的總電能為-2一

2(7?+r)

D.導體棒克服安培力做的總功小于;相片

【答案】C

【解析】AB.導體棒向右運動，根據(jù)右手定則，可知電流方向為人到。，再根據(jù)左手定則

可知，導體棒向到向左的安培力，根據(jù)法拉第電磁感應定律，可得產(chǎn)生的感應電動勢為

E=BLv0

感應電流為

[—E_BLv0

R+rR+r

故安培力為

F=BIL=^-^

R+r

根據(jù)牛頓第二定律有

F=ma

可得

B21}

a=-7---rV

m（R+r）0

隨著速度減小，加速度不斷減小，故導體棒不是做勻減速直線運動，故AB錯誤;

C.根據(jù)能量守恒定律，可知回路中產(chǎn)生的總熱量為

。="片

因R與r串聯(lián)，則產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，則R產(chǎn)生的熱量為

=上叫R

RR+r2（7?+r）

故C正確；

D.整個過程只有安培力做負功，根據(jù)動能定理可知，導體棒克服安培力做的總功等于

^mvo>故D錯誤。

故選C。

7.一勻強磁場的磁感應強度大小為3,方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線所示，ab

為半圓，ac、相與直徑演共線，ac間的距離等于半圓的半徑。一束質量為優(yōu)、電荷量為

q（q>0）的粒子，在紙面內(nèi)從c點垂直于碇射入磁場，這些粒子具有各種速率。不計粒子

之間的相互作用。在磁場中運動時間最長的粒子，其運動時間為（）

c.......q.................jb.......一方

5711n4萬加3兀m

A.--B.--C.--D.--

6qB4qB3qB2qB

【答案】C

【解析】粒子在磁場中做勻速圓周運動

mv2/ITIT

qov-----,1=----

rv

可得粒子在磁場中的周期

Ijim

1=------

qB

粒子在磁場中運動的時間

_0_0m

2〃qB

則粒子在磁場中運動的時間與速度無關，軌跡對應的圓心角越大，運動時間越長；過c點

做半圓的切線交于e點，如圖所示

由圖可知，粒子從e點離開時，軌跡對應的圓心角最大，在磁場中運動時間最長；由圖中

幾何關系可知，此時軌跡對應的最大圓心角為

%=240。

則粒子在磁場中運動的最長時間為

240°—2271m47rm

t=-------T=—x--------=--------

max36003qB3qB

故選C。

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有

多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

8.一電中性微粒靜止在垂直紙面向里的勻強磁場中，在某一時刻突然分裂成a、b和c三

個微粒，a和萬在磁場中做半徑相等的勻速圓周運動，環(huán)繞方向如圖所示，c未在圖中標

出。僅考慮磁場對帶電微粒的作用力，下列說法正確的是（）

A.a帶負電荷B，帶正電荷

C.c帶負電荷D.a和6的動量大小一定相等

【答案】BC

【解析】ABC.由左手定則可知，粒子。、粒子。均帶正電，電中性的微粒分裂的過程

中，總的電荷量應保持不變，則粒子。應帶負電，A錯誤，BC正確;

D.粒子在磁場中做勻速圓周運動時，洛倫茲力提供向心力，即

V2

qvB=m—

R

解得

R=—

qB

由于粒子。與粒子b的質量、電荷量大小關系未知，則粒子a與粒子b的動量大小關系不

確定，D錯誤。

故選BCo

9.如圖所示，兩勻強磁場的磁感應強度歷和員大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與

兩磁場的邊界重合。下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應電流的是（）

A.同時增大21減小&

B.同時減小修增大年

C.同時以相同的變化率增大Bi和B2

D.將圓環(huán)在該平面內(nèi)垂直于磁場的邊界下移少許

【答案】BD

【解析】A.增大3,減小班,則金屬圓環(huán)的磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律可知，在金

屬圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，故A錯誤；

B.同時減小修增大&,則金屬圓環(huán)的磁通量向外增加，根據(jù)楞次定律可知，在金屬圓環(huán)

中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，故B正確；

C.同時以相同的變化率增大修和及,則上下兩部分將產(chǎn)生大小相等，方向相反方向的感

應電動勢，不會在環(huán)中產(chǎn)生感應電流，故c錯誤；

D.將圓環(huán)在該平面內(nèi)垂直于磁場的邊界下移少許，則穿過線圈的磁通量向外增加，根據(jù)

楞次定律可知，在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，故D正確。

故選BD。

10.如圖，兩根光滑平行金屬導軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側導軌間距分別為d和

2d,處于豎直向上的磁場中，磁感應強度大小分別為28和瓦已知導體棒的電阻為

R、長度為d,導體棒尸。的電阻為2R、長度為2d,PQ的質量是MN的2倍。初始時刻兩

棒靜止，兩棒中點之間連接一壓縮量為工的輕質絕緣彈簧。釋放彈簧，兩棒在各自磁場中

運動直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個過程中兩棒保持與導軌垂直并接觸良好，導

軌足夠長且電阻不計。下列說法正確的是（）

P

M|?]????

????????

23：：：：：B，

????????

N~~|?||??一

Q

A.彈簧伸展過程中，回路中產(chǎn)生順時針方向的電流

B.P0速率為v時，所受安培力大小為''d"

37?

C.整個運動過程中，與尸。的路程之比為2：1

D.整個運動過程中，通過的電荷量為絲《

3R

【答案】AC

【解析】A.彈簧伸展過程中，根據(jù)右手定則可知，回路中產(chǎn)生順時針方向的電流，選項

A正確；

B.任意時刻，設電流為/,則尸。受安培力

FPQ=BI-2d

方向向左；受安培力

FMN=2BId

方向向右，可知兩棒系統(tǒng)受合外力為零，動量守恒，設尸。質量為2處則質量為相，

尸Q速率為u時，則

2mv=mv

解得

v=2v

回路的感應電流

2Bdv+B-2dv2Bdv

1=-------------------=--------

3RR

MN所受安培力大小為

Fm432d2V

FMN=2BId=---

K

選項B錯誤；

C.兩棒最終停止時彈簧處于原長狀態(tài)，由動量守恒可得

mxi=2mx2

xx+x2=L

可得則最終MN位置向左移動

2L

x,=—

13

P。位置向右移動

L

因任意時刻兩棒受安培力和彈簧彈力大小都相同，設整個過程兩棒受的彈力的平均值為F

彈，安培力平均值尸安，則整個過程根據(jù)動能定理

可得

選項C正確;

D.兩棒最后停止時，彈簧處于原長位置，此時兩棒間距增加了L由上述分析可知，MN

2LT

向左位置移動3-，PQ位置向右移動則

2rI

2B-d+B-2d

“=7'=絲=二——3_2BLd

R總3R3R

選項D錯誤。

三、非選擇題：本題共5小題，共54分。

11.物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分

析等。

（1）用電壓表（內(nèi)阻約為3k。）和電流表（內(nèi)阻約為Q1Q）測量一個電阻的阻值（約為

5Q）。要求盡量減小實驗誤差，應該選擇的測量電路是圖1中的（選填

（2）一多用電表表盤上的電阻刻度線正中間標有“15”字樣。用它測量約20k。電阻的阻

值，下列實驗步驟正確的操作順序為（填各實驗步驟前的字母）。

A,將選擇開關置于“x1k”位置

B.將選擇開關置于“OFF”位置

C.將兩表筆分別接觸待測電阻兩端，讀出其阻值后隨即斷開

D.將兩表筆直接接觸，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向“0”

（3）圖2是“測量電源的電動勢和內(nèi)電阻”實驗的電路圖。某同學在實驗中，閉合開關后，

發(fā)現(xiàn)無論怎么移動滑動變阻器的滑片，電壓表有示數(shù)且不變，電流表始終沒有示數(shù)。為查

找故障，在其他連接不變的情況下，他將電壓表連接。位置的導線端分別試觸從c、d三

個位置，發(fā)現(xiàn)試觸6、。時，電壓表有示數(shù)；試觸d時，電壓表沒有示數(shù)。若電路中僅有

一處故障，則（選填選項前的字母）。

圖2

A.導線ab斷路

B.滑動變阻器斷路

C.導線cd斷路

D.滑動變阻器短路

【答案】（1）甲（2）ADCB(3)C

【解析】（1）口］因為待測電阻約為5Q,而

.火A=10瓜

故為了減小誤差應該采用電流表的外接法，即選用甲圖；

（2）［2］測量過程中應該先選擇合適擋位，根據(jù)題意選擇“義正”擋位，然后進行歐姆調(diào)

零，再進行測量，測量完成后要將開關置于“OFF”擋，故順序為ADCB。

（3）［3］閉合電鍵后，卻發(fā)現(xiàn)無論怎么移動滑動變阻器的滑片，電流表示數(shù)始終為零，可

能是電路中出現(xiàn)斷路，電壓表的示數(shù)不變化，說明電壓表串聯(lián)在電路中；當試觸b、c時依

然是這個情況說明6、。段是正常的，試觸1時，電壓表沒有示數(shù)說明在cd之間某處發(fā)生

了斷路，故選C。

12.某同學利用實驗室現(xiàn)有器材，設計了一個測量電阻阻值的實驗。實驗器材：

干電池E（電動勢L5V,內(nèi)阻未知）；

電流表Ai（量程10mA,內(nèi)阻為90。）；

電流表A2（量程30mA,內(nèi)阻為300）；

定值電阻&（阻值為150Q）；

滑動變阻器R（最大阻值100。）；

待測電阻尺；

開關S,導線若干。

測量電路如圖所示。

（1）斷開開關，連接電路，將滑動變阻器R的滑片調(diào)到阻值最大一端。將定值電阻R）接

入電路；閉合開關，調(diào)節(jié)滑片位置。使電流表指針指在滿刻度的:處。該同學選用的電流

表為（填“Ai”或“A2”）；若不考慮電池內(nèi)阻。此時滑動變阻器接入電路的電阻值應

為Qo

（2）斷開開關，保持滑片的位置不變。用&替換Ro,閉合開關后，電流表指針指在滿刻

3

度的M處，則Rx的測量值為Qo

（3）本實驗中未考慮電池內(nèi)阻，對上的測量值_________（填“有”或“無”）影響

【答案】(1)Ai60(2)100(3)無

【解析】(1)[1]若不考慮電源內(nèi)阻，且在電源兩端只接Ro時，電路中的電流約為

E15

/=—=—A=10mA

用150

由題知，閉合開關，調(diào)節(jié)滑片位置，要使電流表指針指在滿刻度的:處，則該同學選到的

電流表應為Ai?

[2]當不考慮電源內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

E=g(R+&+RQ

計算出

(2)[3]斷開開關，保持滑片的位置不變，用&替換Ro,閉合開關后，有

E=?(R+&+&i)

代入數(shù)據(jù)有

Rx=100Q

(3)[4]若考慮電源內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律有

E=g[(R+r)+&+&J

k=([(尺+廠)+a+&J

聯(lián)立計算出的凡不受電源內(nèi)阻r的影響。

13.密立根油滴實驗的示意圖如圖所示。兩水平金屬平板上下放置，間距固定，可從上板

中央的小孔向兩板間噴入大小不同、帶電量不同、密度相同的小油滴。兩板間不加電壓

時，油滴服b在重力和空氣阻力的作用下豎直向下勻速運動，速率分別為vo、血；兩板

4

間加上電壓后(上板為正極)，這兩個油滴很快達到相同的速率為,均豎直向下勻速運

2

動。油滴可視為球形，所受空氣阻力大小與油滴半徑、運動速率成正比，比例系數(shù)視為常

數(shù)。不計空氣浮力和油滴間的相互作用。

aoob

（1）求油滴。和油滴6的質量之比；

（2）判斷油滴。和油滴b所帶電荷的正負，并求。、6所帶電荷量的絕對值之比。

【答案】（1）8:1；（2）油滴。帶負電，油滴沙帶正電；4:1

【解析】（1）設油滴半徑r,密度為"，則油滴質量

m=-^p

3

則速率為v時受阻力

f=krv

則當油滴勻速下落時

mg=于

解得

則

絲=￡=號

mr

hbT

（2）兩板間加上電壓后（上板為正極），這兩個油滴很快達到相同的速率也，可知油滴a

2

做減速運動，油滴6做加速運動，可知油滴。帶負電，油滴6帶正電；當再次勻速下落

時，對。由受力平衡可得

ME+fa=mag

其中

%

r21

fa=-mg=-mg

%a2a

對b由受力平衡可得

fb-qbE^mbg

其中

%

9

fb=\一mbg=lmb8

4V°

聯(lián)立解得

%=4

Qh2mbI

14.如圖所示，M為粒子加速器；N為速度選擇器，兩平行導體板之間有方向相互垂直的

勻強電場和勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里，磁感應強度為瓦從S點釋放一初速度

為0、質量為加、電荷量為g的帶正電粒子，經(jīng)加加速后恰能以速度v沿直線（圖中平行

于導體板的虛線）通過N。不計重力。

U---------------------

Bxxxx

XXXX

MN

u）求粒子加速器M的加速電壓U；

（2）求速度選擇器N兩板間的電場強度E的大小和方向；

（3）仍從S點釋放另一初速度為0、質量為2加、電荷量為q的帶正電粒子，離開N時粒

子偏離圖中虛線的距離為d,求該粒子離開N時的動能