黑龙江省哈尔滨市第六中学2020-2021学年高二物理下学期开学考试试题.doc

黑龙江省哈尔滨市第六中学2020-2021学年高二物理下学期开学考试试题

黑龙江省哈尔滨市第六中学2020-2021学年高二物理下学期开学考试试题

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黑龙江省哈尔滨市第六中学2020-2021学年高二物理下学期开学考试试题
一、 选择题：本题共14小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～10题只有一项符合题目要求，第11～14题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A．一小段通电导体放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大
B．由B＝可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的IL成反比
C．一小段通电导线在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
D．小磁针N级所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
2．A、B 是一条电场线上的两个点，一带正电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从 A 点沿电场线运动到B 点,其v-t图象如图所示。则电场的电场线分布可能是图中的（ ）

3．如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa 和Wb，a、b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，a、b点的电势分别为φa、φb则（ ）
A．Wa＝Wb，Ea＞Eb，φa＝φb
B．Wa≠Wb，Ea＞Eb，φa＞φb
C．Wa＝Wb，Ea＜Eb，φa＜φb
D．Wa≠Wb，Ea＜Eb，φa＝φb
4．如图是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象下列说法错误的是（ ）
A．此交变电流的频率为5 Hz
B．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝12sin10πt V
C．将标有“12 V　3 W”的灯泡接在此交流电源上，灯泡可以正常发光
D．图象上对应的0.1 s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面
5．如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感应强度的方向与导线框所在平面垂直，规定磁感应强度的正方向为垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，则图中正确的是（ ）

6．如图所示，甲图中两导轨不平行，而乙图中两导轨平行，其余物理条件都相同，金属棒MN正在导轨上向右匀速运动，在金属棒运动过程中，将观察到（ ）
A．L1发光，L2不发光
B．L1、L2都不发光
C．L2发光，L1不发光
D．L1、L2都发光，只是亮度不同
7．如图所示，A、B 两金属板平行放置，在t＝０时将电子从 两板中间由静止释放(电子的重力忽略不计)，分别在A、B 两板间加上下列哪种电压时，有可能使电子到不了B 板（ ）

8．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c将向左摆动（ ）
A．向右做匀速运动
B．向左做匀速运动
C．向右做减速运动
D．向右做加速运动
9．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直盒底的匀强磁场中，则下列说法正确的是（ ）
A．增大电场的电压，可以增大带电粒子射出时的动能
B．增大D形盒的半径，可以增大带电粒子射出时的动能
C．回旋加速器对不同带电粒子加速时必须改变电场的频率
D．电场变化的周期是任意的
10．如图所示，一正方形闭合导线框abcd，边长为L＝0.1m，各边电阻均为１Ω，bc边位于x轴上，在x 轴原点右0.2m、磁感应强度为1T的垂直纸面向里的匀强磁场区域。当线框以４m/s的恒定速度沿x轴正方向穿越磁场区域的过程中，ab边两端电势差Uab随位置变化的情况正确的是（ ）

11．如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷 Q 为圆心的某圆交于B、C 两点，质量为 m、带电荷量为－q的有孔小球从杆上A 点无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，小球滑到B 点时的速度大小为则以下说法正确的是（ ）
A．小球由A到B的过程中静电力做的功为mgh
B．小球由A到B的过程中静电力做的功为
C．A、C两点间的电势差为
D．A、C两点间的电势差为
12．如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一带正电粒子以速度v1从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过t1时间射出磁场。另一相同的带电粒子以速度v2从距离直径AOB的距离为的C点平行于直径AOB方向射入磁场，经过t2时间射出磁场。两种情况下，粒子射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角均为600。不计粒子受到的重力，则（ ）
A． v1：v2= B． v1：v2=
C． t1：t2 =1：1 D． t1>t2
13．如图所示的电路中，三个完全相同的灯泡L1、L2、L3，线圈L的直流电阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是（ ）
A．开关S闭合，L3先变亮，L1、L2、逐渐变亮
B．开关S闭合，L2、L3先变亮，L1逐渐变亮
C．开关S断开，L2先变亮,然后逐渐变暗
D．开关S断开，L2立即熄灭
14．如图所示，质量为m、带电荷量为＋q的三个相同的带电小球A、B、C，从同一高度以初速度v0水平抛出，B 球处于竖直向下的匀强磁场中，C球处于垂直纸面向里的匀强电场中，它们落地的时间分别为tA、tB、tC，落地时的速度大小分别为vA、vB、vC，则以下判断正确的是（ ）

A．tA ＝tB＞tC B．tA ＝tB＝tC
C．vB＞vA ＝vC D．vA ＝vB＜vC

二、实验题：（本题2小题，共16分。）
15．（6分）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，请帮助该同学完成以下问题：
（1） 在图（a）方框中画出相应的实验电路图；

（2）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图（b）所示的U-I 图象，则该同学测得干电池的电动势E＝ V，内电阻r＝ Ω。

16．（10分）某同学想要描绘标有“3.8 V，0.3 A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求实验尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：
A.电压表V1，量程0～5 V，内阻约5 kΩ
B.电压表V2，量程0～15 V，内阻约15 kΩ
C.电流表A1，量程0～500 mA，内阻约0.5 Ω
D.电流表A2，量程0～100 mA，内阻约4 Ω
E.滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω，额定电流2.0 A
F.滑动变阻器R2，最大阻值100 Ω，额定电流1.0 A
G.直流电源E，电动势约6 V，内阻可忽略不计
（1）上述器材中，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________(填写各器材前面的序号)。
（2）该同学正确选择仪器后连接了如图甲所示的电路，为保证实验顺利进行，并使误差尽量小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的两项问题：
①_______________________________________________________________；
②______________________________________________________________。

（3）该同学校正电路后，经过正确的实验操作和数据记录，描绘出了小灯泡的伏安特性曲线，如图乙所示，由此推断小灯泡的电阻值随工作电压的增大而________(选填“不变”“增大”或“减小”)。
（4）该同学完成实验后又进行了以下探究：把一只这样的小灯泡直接接在电动势为4 V、内阻为8 Ω的电源上组成闭合回路。请你根据上述信息估算此时小灯泡的功率约为________ W(结果保留两位有效数字)。
三、计算题（共38分，要求写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答
案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
17．（8分）如图，一质量为m、电荷量为q(q＞０)的粒子在匀强电场中运动，A、B 为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在 A 点的速度大小为v０，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力，求A、B 两点间的电势差。

18．（10分）如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图象如图乙所示．(取g＝10 m/s2)求：
(1)磁感应强度B；
(2)杆在下落0.2 s的过程中电阻R产生的热量。

19．（20分）如图甲所示，在xOy平面的第Ⅰ象限内有沿＋x方向的匀强电场E1，第Ⅱ、Ⅲ象限内同时存在着竖直向上的匀强电场E2和垂直纸面的匀强磁场B，E2＝2.5 N/C，磁场B随时间t周期性变化的规律如图乙所示，B0＝0.5 T，垂直纸面向外为磁场正方向。一质量m＝5×10－5 kg、电荷量q＝2×10－4 C的带正电液滴从P点(0.6 m，0.8 m)以速度v0＝3 m/s沿－x 方向入射，恰好以沿－y方向的速度v经过原点O后进入x≤0的区域，t＝0时刻液滴恰好通过O点，g取10 m/s2。

（1）求电场强度E1和液滴到达O点时速度的大小v；
（2）求液滴从P点开始运动到第二次经过x轴所经历的时间t总；
（3）若从某时刻起磁场突然消失，发现液滴恰好以与＋y方向成30°角穿过y轴后进入x＞0区域，试确定液滴穿过y轴时的位置。

哈尔滨市第六中学2020-2021学年度下学期开学考试
高二物理试题
二、 选择题：本题共14小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～10题只有一项符合题目要求，第11～14题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. D 2.D 3. A 4.C 5.D 6．A　7. B 8. D 9. B 10.B 11.BC 12.AC 13.　BD　14. AD
二、实验题：（本题2小题，共16分。）
15.（6分）

16.（10分）
答案　(1)A C　E
(2)①电流表没有采用外接法　②滑动变阻器没有采用分压式接法
(3)增大　(4)0.50(0.48～0.53)
解析　(1)灯泡额定电流为0.3 A，故电流表应选择A1；由于本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压式接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1。
(2)由于灯泡内阻较小，为了减小实验误差，故只能采用电流表外接法；描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，滑动变阻器必须采用分压式接法。
(3)I­U图象中图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，则可知，灯泡电阻随电压的增大而增大。
(4)设每只灯泡两端的电压为U，流过的电流为I，两灯泡并联接在电源两端，由闭合电路欧姆定律可得：U＝E－2Ir，代入数据可得：U＝4.0－16I，在原伏安特性曲线图象中作函数U＝4.0－16I的图线，交点代表每个灯泡两端的电压和流过每个灯泡的电流，如图所示：

则由图可知，灯泡两端的电压为2.00-2.10 V，电流为0.24-0.25 A，则灯泡的功率P＝UI＝0.48-0.53 W。
17.（8分）

18.（10分）(1)2 T　(2)0.075 J
解析：(1)由图象可知，杆自由下落0.1 s进入磁场以v＝1.0 m/s做匀速运动产生的
电动势E＝BLv
杆中的电流I＝
杆所受安培力F安＝BIL
由平衡条件得mg＝F安
代入数据得B＝2 T
(2)在磁场中运动1s电阻R产生的热量Q＝I2Rt＝0.075 J
19.（20分）答案　(1)1.875 N/C　4 m/s　(2) s
(3)yn＝[2(2n－1)＋1] m(式中n＝1,2,3，…)或
yn＝[2(2n－1)－1] m(式中n＝1,2,3，…)
解析　(1)液滴在第Ⅰ象限内受竖直向下的重力和水平向右的电场力的作用，液滴在竖直方向上做自由落体运动，则y＝gt2
v＝gt
解得t＝0.4 s，v＝4 m/s
液滴在水平方向上做匀减速直线运动
v0＝at
E1q＝ma
解得E1＝1.875 N/C。
(2)液滴进入x≤0的区域后，由于E2q＝mg，液滴在磁场B0、2B0中做半径不同的圆周运动，设其做圆周运动的大、小圆半径分别为r1、r2，运动周期分别为T1、T2。
则qvB0＝
2qvB0＝
得r1＝2 m，r2＝1 m
T1＝，T2＝
即T1＝π s，T2＝ s
结合乙图画出液滴在x≤0区域的轨迹如图1所示。

液滴从P点到第二次穿过x轴经过的时间
t总＝t＋＋＝ s。
(有的同学没养成边计算边画示意图的习惯，导致建立不出运动情景)
(3)情形一：若磁场消失时，液滴在x轴上方，
如图1所示：
OM1＝＋r2(1－sin30°)＝(2－1) m
OM2＝＋r2(1－sin30°)＝(6－1) m
根据周期性可得，液滴穿过y轴时的纵坐标yn满足：
yn＝＋r2(1－sin30°)
yn＝[2(2n－1)－1] m(式中n＝1,2,3，…)；
情形二：若磁场消失时，液滴在x轴下方，如图2所示：

ON1＝－r2(1－sin30°)＝(2＋1) m
ON2＝－r2(1－sin30°)＝(6＋1) m
根据周期性可得，液滴穿过y轴时的纵坐标yn满足：
yn＝－r2(1－sin30°)
yn＝[2(2n－1)＋1] m(式中n＝1,2,3，…)。