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1、铁人中学2022级高二下学期开学考试物理试题 出题： 审题： 试题说明：1、本试题满分 100 分，答题时间 75 分钟。 2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。第卷（选择题 共46分）一、 单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意。)1. 下述说法中正确的是（）A. 根据E=，可知电场中某点的场强与电荷量q成反比B. 根据B=，可知通电导线L所在处受到磁场力F为零,该处的磁感应强度B也一定为零C. 电场和磁场都是客观存在的物质，但是电场线和磁感线是假想的D. 电场线和磁感线都是电荷在场中运动的轨迹2. 速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、
2、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中，则下列说法中正确的是（）A. 甲束粒子带正电，乙束粒子带负电 B. 甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C. 能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于D. 若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为3:23. 如图所示，理想变压器原线圈接在uUmsin(t)的交流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后 ()A. 电流表A2的示数减小B. 电压表V1的示数减小C. 电压表V2的示数增大 D. 电流表A1的示数不变4.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P
3、点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则下列说法正确的是( )A. 电容器的电容C减小 B. 静电计指针的偏角不变C. 点电荷在P点的电势能EP不变 D. 两极板间的电场强度E减小5.如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面的M、N两小孔中，O为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称，导线中均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中的电流、r为点到导线的距离。一带正电小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。关于
4、上述过程，下列说法正确的是（ ）A. 小球先做加速运动后做减速运动 B. 小球先做减速运动后做加速运动C. 小球对桌面的压力一直在增大 D. 小球对桌面的压力先减小后增大6. 如图所示，在直角坐标系xoy的第一象限中，有一等腰直角ACD，ACD区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，C点在x轴上，D点在y轴上，各点间距离OC=OD=AC=AD=L。边长也为L的正方形导线框abcd的ad边在x轴上，t=0时刻，该导线框恰好位于图中所示位置（ab边与y轴重合），此后导线框在外力的作用下沿x轴正方向以恒定的速度v通过磁场区域。若规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则导线框通过磁场区域的过程中，导线框中的
5、感应电流i、外力沿x轴方向的分量F随导线框的位移x变化的图像（图中曲线均为抛物线的一部分）中正确的是（）A. B. C. D. 7. 如图所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R,C1和C2是半径都为a的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1=b+kt（k0）变化,C2中磁场的磁感应强度恒为B2，一质量为电阻为长度为L的金属杆AB穿过区域C2的圆心垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止,则（ ）A. 通过金属杆的电流大小为 B. 整个电路的热功率C. 定值电阻的阻值为 D. 通过金属杆的电流方向为从A到B二、多项ww w.k
6、s 5u.c om选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分。）8如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为L，与水平面成角，上端接入阻值为R的电阻。导轨平面区域有垂直导轨平面向上、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑距离为x时，棒的速度大小为v，并与两导轨始终保持垂直且接触良好。不计导轨及金属棒ab的电阻，则金属棒ab沿导轨在此下滑过程中（）A金属棒ab的最大加速度为gsin B通过金属棒ab横截面的电荷量C金属棒ab的最大速度为 D电阻R产生的焦耳热为9. 在图（a
7、）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10，R3=20，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（）A. 所用交流电的频率为50HzB. 电压表的示数为100VC. 电流表的示数为1.0AD. 变压器传输的电功率为15.0W10. 霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型。Oxy平面内存在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电荷量为e的电子从O点沿x轴正方向水平入射。入射速度为v0时，电子沿x轴做直线运动；入射速度
8、小于v0时，电子的运动轨迹如图中的虚线所示，且在最高点与在最低点所受的合力大小相等。不计重力及电子间相互作用。下列说法正确的是（）A. 入射速度小于v0时，电子在最高点与在最低点速度大小相等B. 若电子入射速度为，则速度大小为时位置的纵坐标C. 若将电子变为质量和电量不变的正电荷，入射速度小于v0时，轨迹与图中虚线相同D. 入射速度在0vv0范围内均匀分布，则能到达纵坐标位置的电子数占总电子数的80%第卷 （非选择题 共54分）三、实ww w.ks 5u.c om验题（本题共2小题，共14分。）11. 某小组设计如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素：（1）图a中，将条形磁铁从
9、图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，出现现象是_。A.灯泡A、B均不发光 B.灯泡A、B交替短暂发光C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光（2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体_（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。（3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路，请用实线完成其余部分电路的连接。_12. 某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。（1）该同学首先利用多用电表欧姆“100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所示，则此时热敏
10、电阻的阻值为RT=_。（2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻R0=2.0k，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最_（选填“左”或“右”）端；在某次测量中，若毫安表A1的示数为2.25mA，A2的示数为1.50mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为_k。（3）该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势E=6.0V，定值电阻R=1.8k，长为=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流I 2.4mA时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为30，
11、油液外热敏电阻的温度为70，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为_cm。四、计算题（本题共3小题，共40分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。）13(12分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8108 m，横截面积为105 m2的输电线向4103 m远处的用户输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率不得超过发电机总功率的4%，求：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？14. (12分)
12、在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿y方向飞出。（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷；（2）若磁场方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60角，求磁感应强度B的大小；此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？15. (16分)如图，一组平行等间距的足够长导轨由倾角=30粗糙倾斜导轨与水平导轨相连构成，导轨间距为l，在倾斜导轨的边
13、界EF上方，存在垂直于斜面向上，大小为B的匀强磁场。现将质量为m，电阻为R的导体棒M，放在倾斜导轨顶端，与其相距d处（仍在磁场中）放置完全相同的导体棒N，发现两导体棒恰好不滑动。一质量为m0，可视为质点的小球，从水平轨道平面中轴线上方某点，以初速度水平抛出，恰好平行于倾斜导轨，在M杆中心处与导体棒M发生弹性碰撞。已知，重力加速度为g，接触面间的最大静摩擦与滑动摩擦力相等。（1）求小球与导体棒M碰前的速度大小v；（2）求小球与导体棒M碰后瞬间，N棒的加速度大小a；（3）若N棒离开EF时的速度与M棒速度相等（M仍在磁场中且与N未发生碰撞），为确保之后M棒也能离开磁场，则d应该满足的条件范围。铁人中
14、学2022级高二下学期开学考试物理试题答案1.【答案】CA. 电场强度定义式E=，场强是描述自身性质的物理量，与F、q无关，故A错误；B. 磁感应强度的定义式中，通电导线L所在处受到磁场力F为零时，该处磁感应强度不一定为零，当B与L平行时，F也为零，故B错误；C电场和磁场都是客观存在的物质，但是电场线和磁感线是假想的，选项C正确；D电场线和磁感线一般不是电荷在场中运动的轨迹，选项D错误。故选C。2.【答案】B详解】A根据左手定则可判断甲束粒子带负电，乙束粒子带正电，故A错误；BC在磁场中由洛伦兹力充当向心力有，可得，通过速度选择器的两束粒子速度相同，由洛伦兹力等于电场力可得，解得，而根据，可知
15、两束粒子在磁场中运动的轨迹半径之比为，由此可知甲、乙两束粒子的比荷比为，故B正确，C错误；D 由两粒子的比荷比，可知，若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为，故D错误。故选B。3.【答案】A【解析】由于理想变压器原线圈两端接入电压的有效值不变，原、副线圈的匝数比不变，根据可知，副线圈两端电压的有效值保持不变，即电压表V1的示数不变，选项B错误；开关S闭合后，变压器副线圈所在电路中的负载电阻减小，流过副线圈干路中的电阻R的电流增大，其两端电压增大，而副线圈两端电压不变，则与电流表A2串联的电阻两端电压减小即V2示数减小，由欧姆定律可知A2的示数减小，选项A正确，C错误；由理想变
16、压器原、副线圈电流与匝数成反比可知，线圈匝数比不变，副线圈的电流增大，则通过原线圈的电流也增大，故A1示数变大，选项D错误。4.【答案】【解析】A.电容器与电源断开，故电量不变；上极板向下移动时，两板间的距离减小，根据可知，电容增大，A错误；D.两板间的电场强度；因此电场强度与板间距无关，电场强度不变；D错误。C.再根据设与下极板距离为，则点的电势，电势能；因此电荷在点的电势能保持不变；C正确；B.根据可知，电压减小；故静电计指针偏角减小；B错误；故C正确，AD错误。故选C。5.【答案】C【详解】AB根据右手螺旋定则及叠加原理可知，MN间的连线上，靠近M处的磁场方向垂直于MN向内，靠近N处的磁
17、场方向垂直于MN向外，从M到N磁感应强度先减小，过O点后反向增大，据左手定则可知，带正电的小球从a到b过程受到的洛伦兹力方向先向上后向下，故小球在运动方向上不受外力，将做匀速直线运动，AB错误；CD洛伦兹力大小为，可知带正电的小球从a到O过程受到的洛伦兹力方向向上且逐渐减小，竖直方向据平衡条件可得，可知桌面的支持力N1增大，过O点后受到的洛伦兹力方向向下且逐渐增大，据平衡条件可得，可知桌面的支持力N2增大，故小球对桌面的压力一直在增大，C正确，D错误。故选C。6.【答案】A【详解】AB导线框匀速穿过图示的等腰直角三角形磁场区域，进入的过程中，由楞次定律可知感应电流沿逆时针方向，为正值，由几何关
18、系知导线框边切割磁感线的有效长度等于进入磁场的距离，则感应电流的大小为，导线框离开磁场的过程，由楞次定律可知感应电流沿顺时针方向，为负值，由几何关系知导线框边切割的有效长度等于离开磁场的距离，同理可得感应电流大小为，故A正确，B错误；CD导线框做匀速运动，外力沿轴方向的分量与导线框边所受安培力等大反向，由左手定则可知安培力方向始终向左，则外力沿轴方向的分量方向始终向右，则，故CD错误。故选A。7.【答案】B【详解】A、对金属杆，根据平衡方程得：mgB2I2a，解得：I，故A错误；B、整个电路中产生的热功率为：PEI故B正确；C、由法拉第电磁感应定律，则有：回路中产生的感应电动势为：Ea2ka2
19、；且闭合电路欧姆定律有：I，又I，解得：Rr故C错误；D、区域C1中磁场的磁感强度随时间按B1b+kt（k0）变化，可知磁感强度均匀增大，穿过整个回路的磁通量增大，由楞次定律分析知，通过金属杆的电流方向为从B到A故D错误8.【答案】ABC【详解】在ab加速运动的某时刻，根据牛顿第二定律可得mgsin-BIL=ma，又,联立解得，当v=0时，加速度最大，当a=0时,速度最大，选项A、C正确；B通过金属棒ab横截面的电荷量为，选项B正确；D电阻R产生的焦耳热Q，根据动能定理可得，得，安培力是变力，不能用W=Fx求解安培力的功，选项D错误。故选ABC。9. 【答案】AD【详解】A交流电的频率为，A正
20、确；B通过电流的有效值为，两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知，根据理想变压器的电压规律可知原线圈的电压，电阻两端分压即为电压表示数，即，B错误；C电流表的示数为C错误；D副线圈中流过的总电流为，变压器原副线圈传输的功率为，D正确。故选AD10.【答案】BD【详解】A电子在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场的复合场中，由于洛伦兹力不做功，向上运动到最高点，电场力做正功，电子速度变大，向下运动到最低点，电场力做负功，电子速度变小，电子在最高点与在最低点速度大小不相等，故A错误；B入射速度v0时，电子沿x轴做直线运动则有Ee=ev0B，解得E=v0B，电子入射速度为，则电子受到的电
21、场力大于洛伦兹力，则电子向上偏转，速度大小为时，根据动能定理有，解得，故B正确；C若将电子变为质量和电量不变的正电荷，正电荷向上的洛伦兹力和向下的电场力，力的大小不变，入射速度小于v0时，轨迹与图中虚线关于x轴对称，故C错误；D若电子以v入射时，设电子能达到的最高点位置的纵坐标为y，则根据动能定理有由于电子在最高点与在最低点所受的合力大小相等，则在最高点有F合=evmBeE，在最低点有F合=eEevB，联立有，要让电子达纵坐标位置，即yy2，解得，则若电子入射速度在0vv0范围内均匀分布，能到达纵坐标位置的电子数N占总电子数N0的80%，故D正确。故选BD。11.【答案】B 向上 见解析【详解
22、】（1）将条形磁铁从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，则线圈中产生的感应电流方向相反，两个二极管相继分别导通，出现的现象是灯泡A、B交替短暂发光，故选B； （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转；则当电流计指针向右偏转时，螺线管中产生的感应电流从上往下，根据楞次定律可知，磁体向上运动。（3）连线如图；12.【答案】 左 k 10【详解】（1）由多用电表欧姆表的读数规则可知，此时热敏电阻的阻值为（2）滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于最左端，由于和并联，故有,代入数据解得（3）设警戒液面到油箱底部的距离为x，
23、温度为30时热敏电阻的阻值为，则在油液内的热敏电阻的阻值为,同理，可得油液外的热敏电阻的阻值为其中，由闭合电路欧姆定律有将E6V、I2.4mA、R1.8k代入可得x10cm13. 【答案】(1)112(2)28811【解析】(1)输电要用两根导线，则输电线的电阻为由题意知P损P4%,代入数据得U26 000 V升压变压器原、副线圈匝数比(2)而U3U2U损6 000 V240 V5 760 V，降压变压器原、副线圈匝数比为28811。14.【答案】（1）负电荷，；（2）B，【详解】（1）由粒子的运动轨迹(如图)，利用左手定则可知，该粒子带负电荷粒子由A点射入，由C点飞出，其速度方向改变了90，
24、则粒子轨迹半径Rr,又qvBm,则粒子的比荷（2）设粒子从D点飞出磁场，运动轨迹如图，速度方向改变了60角，故AD弧所对圆心角为60，由几何知识可知，粒子做圆周运动的半径R r, 又qvBm,所以BB此次粒子在磁场中运动所用时间tT15.【答案】（1）v=2v0；（2）；（3）【详解】（1）小球与导体棒M碰前瞬间，小球速度为v，则，解得v=2v0（2）小球与导体棒M发生弹性碰撞，根据动量守恒及能量守恒定律有，解得，碰后瞬间，感应电动势根据闭合电路欧姆定律和安培力表达式得，对N棒根据牛顿第二定律，联立有由于未碰撞前导体棒恰好不下滑，则有，解得 （3）两导体棒在磁场中运动过程中，动量守恒，最终两棒速度相等，设为v3，则，解得对M分析，开始运动到MN共速过程中，根据动量定理有当M、N在磁场中不发生碰撞，两导体棒初始距离的最小值为该过程中相对位移大小整理得，解得，N棒离开磁场后，M棒切割磁感线做减速运动，由动量定理得，解得,故为确保之后M棒也能离开磁场，d最小为，应该满足的条件范围