2021-2022学年安徽省滁州市定远县民族中学高二（下）开学摸底考试物理试题

2021-2022学年度第二学期开学摸底考试高二物理一、选择题（本大题共10小题，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1-6小题只有一项符合题目要求，第7-10小题有多项符合题意要求。全部选对的得4分，选对但不全对的得2分，有选错的得0分。）1.如图甲所示，关于正半轴上的点对称位置放两个完全相同的点电荷，，它们在轴正半轴上形成的电场如图乙所示（规定轴正方向为电场的正方向）。若在坐标原点由静止释放一个电荷量为的点电荷，它将沿轴正方向运动，不计重力及一切阻力。下列说法正确的是（）

A.、均带正电 B.点电荷在处电势能最大C.点电荷在处动能最大 D.点电荷将一直沿轴正方向运动【答案】C【解析】【详解】A．由E-x图像可知，P点对应于x2点，P点左侧场强为正值，沿x轴正向，可知AB均带负电，选项A错误；BC．从原点O释放点电荷q，它将沿轴正方向运动，可知点电荷带正电，从O到P电场力对点电荷做正功，电势能减小，从P向右电场力对点电荷做负功，电势能增加，可知在x1处的电势能不是最大的，在P点，即处动能最大，选项B错误，C正确；D．根据对称性可知，点电荷最远能到达O点关于P点的对称点O′位置，不可能一直向x轴正向运动，选项D错误。故选C。2.如图所示，虚线、、、表示匀强电场中的4个等势面，两个带电粒子、（不计重力）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中和所示。已知带正电，则下列说法中正确的是（  ）A.等势面电势高于的电势B.等势面位置的场强大于位置的场强C.带电粒子的动能减小，电势能增大D.带电粒子的动能增大，电势能减小【答案】D【解析】【详解】A．电场线和等势线垂直，所以电场沿水平方向，从正电荷M的轨迹MPN可知，电场力水平向右，故电场的方向水平向右，沿电场方向电势降低，故等势面的电势低于的电势，故A错误；B．在匀强电场中，电场强度处处相等，故B错误；CD．N电荷受电场力方向指向其轨迹内侧，故受电场力水平向左，电场力对带电粒子M，N均做正功，它们的动能均增大，电势能均减小；故C错误，D正确。故选D。3.如图所示，在空间中水平面的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为的带电小球由上方的点以一定初速度水平抛出，从点进入电场，到达点时速度方向恰好水平，、、三点在同一直线上，且，由此可见（）

A.小球带正电B.电场力为C.小球从到与从到的运动时间之比D.小球从到与从到的速度变化量大小不相同【答案】B【解析】【详解】A．小球受到的电场力竖直向上，方向与电场强度方向相反，所以小球带负电，故A错误；B．由于A、B、C三点在同一直线上，且，根据几何关系可知小球在进入电场前后的水平向位移之比为由于小球在进入电场前后都做类平抛运动，则小球由A运动到B和由B运动到C时间之比为又根据竖直方向的位移解得根据牛顿第二定律可知小球受到的电场力故B正确，C错误；D．根据速度变化量则得AB过程速度变化量大小为BC过程速度变化量大小为所以小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等，但方向相反，故D错误；故选B。4.演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（）A.物体M运动时，电源内的电流会发生变化B.物体M运动时，电压表的示数会发生变化C.物体M不动时，电路中没有电流D.物体M不动时，AB间电压为0V【答案】B【解析】【详解】A．物体M运动时，回路的总电阻不变，电源内的电流不会发生变化，A错误；B．物体M运动时，滑动变阻器AP段的电阻发生变化，电压表的示数会发生变化，B正确；C．物体M不动时，电路中有电流，C错误；D．物体M不动时，AB间电压等于电源两端电压，不等于0，D错误。故选B5.如图所示，一根通电导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（）

A.直导线中电流方向垂直纸面向里B.d点的磁感应强度为0C.a点磁感应强度为2T，方向向右D.b的磁感应强度为，方向斜向下，与磁场方向成135°角【答案】C【解析】【详解】A．根据题意可知点的磁感应强度为0，则直导线在点的磁感应强度水平向左，根据安培定则可知直导线的电流方向垂直纸面向外，故A错误；B．直导线在点的磁感应强度竖直向上，匀强磁场的磁感应强度水平向右，合磁感应强度不为0，故B错误；C．直导线在点的磁感应强度水平向右，与匀强磁场的磁感应强度方向相同，结合点的磁感应强度为0可知a点的磁感应强度为2T，方向向右，故C正确；D．直导线在点的磁感应强度竖直向下，与匀强磁场的合磁感应强度为，方向斜向右下，与磁场方向成角，故D错误。故选C。6.如图所示，电源电动势为，内阻为，闭合开关，不考虑灯丝电阻阻值随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是（）A.电流表读数减小，小灯泡变暗B.电压表读数变大C.电流表读数增大，小灯泡变暗D.有瞬时电流从经电阻流向【答案】B【解析】【详解】ABC．滑动变阻器有左端向右端滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻增大，外电压增大，即电压表的读数增大，根据闭合电路的欧姆定律，干路的电路电流减小，即电流表的读数减小，则灯两端的电压减小，小灯泡变暗，和滑动变阻器并联的电压即两端电压增大，小灯泡变亮，AC错误B正确；D．则灯两端的电压减小，和并联之路上的电压减小，电容器放电，则有瞬时电流从b经电阻流向a，D错误。故选B。7.如图甲所示是一种实用的静电除尘设备图，把高压电源的正极接到金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上，它们之间产生强电场，圆筒截面上的电场分布如图乙所示。带有粉尘的烟气进入圆筒内，尘埃在电场中通过某种机制带电，在强电场作用下向圆筒迁移并沉积，经净化后的烟气从出口排出，下列表述正确的是（）[Failedtodownloadimage:/QBM/2022/1/16/2902665086844928/2911278552719360/STEM/1a1b467b-6b1b-4b83-9315-89885f55edd8.png]

A.到达圆筒的尘埃带负电荷B.圆筒与金属线之间的电场是匀强电场C.尘埃向圆筒迁移过程中克服电场力做功D.尘埃向圆筒迁移过程中电势能减小【答案】AD【解析】【详解】A．由题意，尘埃在强电场作用下向圆筒迁移并沉积，圆筒带正电，所以尘埃带负电，故A正确；B．由乙图知，圆筒与金属线之间的电场是辐向非匀强电场，故B错误；C．尘埃向圆筒迁移过程中是受静电引力作用而发生的，所以电场力做正功，故C错误；D．电场力做正功，电势能减小，故D正确。故选AD。8.如图所示，a、b、c、d是圆O上的四点，5cm，8cm，∠bac＝60°，一匀强电场的方向与圆所在平面平行。已知a、b、d三点电势分别为φa＝46V、φb＝21V、φd＝10V，则下列说法正确的是（）

A.电场强度大小为6V/cmB.a点电势比c点电势高46VC.电子在b点的电势能比在c点的低75eVD.电子从d点运动到c点，克服电场力做功64eV【答案】CD【解析】【详解】A．分别连接ad，cd由圆的性质可知，故根据几何关系可得，再由三角函数可得，对ad两点的电势差由于电场线是电势下降最快的方向，则电场线在ad和ab两条直线之间，线条与电场线夹角越小，电势下降越快，ac电势下降应快于ab，若c点的电势为0V，ac方向每1cm电势变化4.6V，低于ab方向电势变化，与分析结果相反，故B错误；若用排除法，本题多选，故选CD。CD.由于对ab两点的电势差将电场强度分解到ab、ad方向，分解的电场强度为，过c点分别做ab、ad的平行线，与ab、ad相交与e点和f点，如图所示

由几何关系可得解得，对ce、ae的电势差分别为，其中则ac两点间的电势差为则c点的电势为所以从而可知，电子在b点的电势能比在c点的低电势能之差为根据电场力的公式，可得电子从d点运动到c点，克服电场力做功为故CD正确。故选CD。9.1876年物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂了一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转。忽略地磁场对小磁针的影响，则下列说法正确的是（）A.小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上产生了感应电流B.小磁针发生偏转说明了电荷的运动会产生磁场C.当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向右侧偏转D.当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．带有负电荷的橡胶圆盘高速旋转，不满足感应电流的产生条件，无法产生感应电流，A错误；B．小磁针发生偏转说明小磁针受到了磁场力作用，小磁针所在处存在磁场，该磁场是由电荷的运动形成的电流产生的，B正确；CD．带有负电荷的橡胶圆盘绕中心轴按题图所示方向高速旋转时，根据安培定则可知，产生的磁场方向向上，当小磁针位于圆盘的左上方时，小磁针的N极向左侧偏转，当小磁针位于圆盘的左下方时，小磁针的N极向右侧偏转，C错误，D正确。故选BD。10.两根材料相同的均匀导体和，其长度分别为和，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则（）

A.导体和的电阻之比为3：1 B.导体和的电阻之比为3：2C.导体和的横截面积之比为3：2 D.导体和的横截面积之比为1：3【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB．由题图可知，导体两端的电压导体两端的电压因导体和串联，由电压与电阻成正比可知，导体和的电阻之比为3：2，A错误，B正确；CD．由于故（、相同）所以导体和的横截面积之比为1：3，C错误，D正确。故选BD。二、实验题（本大题共2小题，共16分）11.在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝直径约为0.4mm，接入电路部分的长度约为50cm。（1）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的___________图（选填“甲”或“乙”）。（2）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线_______。由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω（保留两位有效数字。）（3）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为___________（填选项前的符号）。A．B．C．D．（4）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的选项是___________（有多个正确选项）。A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【答案】①.甲②.③.4.5（4.3-4.7均可）④.C⑤.CD【解析】【详解】（1）[1]由题表中所给数据可知金属丝两端电压接近从0开始，所以滑动变阻器应采用分压式接法，即选甲图；（2）[2][3]根据题表中所给数据描点，绘出的图线应过坐标原点，且使大多数点在一条直线上，不在直线上的点分居直线两侧，如图所示，由图线的斜率可得金属丝的阻值（3）[4]由电阻定律知，，取，，，则故选C；（4）[5]AB．读数引起的误差为偶然误差，电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差，选项A、B错误；

C．计算时，将电流表、电压表的内阻考虑在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，选项C正确；

D．采用图像法，可以减小偶然误差，选项D正确。故选CD。12.某物理兴趣小组准备测量精确测定电源的电动势和内阻，现备有下列器材：A．电流表（量程为、内阻未知）B．电阻箱（）C．滑动变阻器（）D．滑动变阻器（）E．开关、导线若干F．电源（电动势约，内阻未知）（1）要完成实验，首先需测量电流表的内阻。测量电流表内阻的实验电路如图甲所示。①将下述实验过程补充完整。a．选择器材，滑动变阻器应该选取______（选填“”或“”）；b．连接好电路，把的滑片调到端；c．断开，闭合，调节，使电流表满偏；d．保持不变，闭合，调节电阻箱的阻值，当时，电流表的示数为。②如果认为闭合前后干路上电流不变，则电流表的内阻______。（2）在测出电流表内阻后，测定该电源的电动势和内阻的电路如图乙所示。闭合开关，调整电阻箱，读取相应的电流表示数，记录多组数据，得到如图丙所示的图线，则电源的电动势______，内阻______。【答案】①.②.4③.9④.41【解析】【详解】（1）[1]由题意可知，电源电动势约为10V，而电流表量程为40mA，则电流表达满偏时需要的电阻为故为了安全和准确，滑动变阻器应选择R1[2]由实验步骤可知，当R=12Ω时，电流表G的示数为30mA，则流过R的电流为10mA，则电流表内阻（2）[3][4]根据实验电路以及闭合电路欧姆定律可知变形可得则由图像可知图像的斜率解得图像与纵轴的交点为5，则可知可得三、计算题（本大题共4小题，共44分）13.如图甲所示，从、两板竖直放置，两板之间的电压U1=100V，、两板水平放置，两板之间的距离，板长。一个质量、电荷量的带电粒子（不计重力），从靠近板处由静止释放，经加速电场加速后从板的小孔穿出，沿着、两板的中轴线垂直进入偏转电场电压大小为U2=104V，如果在、两板之间加上如图乙所示的偏转电压，当时，带电粒子刚开始进入偏转电场，求：（1）带电粒子从板的小孔穿出时的速度为多大？（2）要使带电粒子能够从、两板之间（不沿中轴线）穿出，并且穿出后的速度方向保持水平，则交流电的周期为多少？（3）在满足2条件的情况下，带电粒子在偏转电场中的最大偏移量是多少？（结果保留1位有效数字）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由动能定理得解得（2）要使带电粒子能够从M、N两板之间穿出，并且穿出后速度方向不变，则带电粒子穿过偏转电场的时间带电粒子沿水平方向做匀速直线运动，则所以有带电粒子进入偏转电场时的加速度场强为带电粒子在进入偏转电场后的前内沿竖直方向的位移要使带电粒子能够从M、N两板之间穿出，则有联立解得所以有（3）要使总偏移量最大，则n的取值应该最小，故当n=5时，周期最大，里粒子偏转位移最大，由此解得，最大偏移量为14.如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V，重物P上升的速度v=0.70m/s。已知重物的质量m=45kg，（g取10m/s2）求：（1）电动机消耗的电功率P电；（2）细绳对重物做功的机械功率P机；（3）电动机线圈的电阻R。【答案】（1）550W；（2）315W；（3）9.4Ω【解析】【详解】（1）电动机消耗的电功率为（2）细绳对重物做功的机械功率为（3）电动机线圈消耗的功率为解得15.如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一静止在A点质量为m=1×10-3kg、带负电的小球，现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点，电场力做功为W=0.2J，已知A、B两点间距离为L=0.1m，电势差为UAB=-20V。（1）判断匀强电场的场强方向；（2）求电场强度的大小；（3）求小球的电量；（4）求小球到达B点时的速率。【答案】（1）水平向左（或B指向A）；（2）200V/m；（3）-0.01C；（4）20m/s【解析】【详解】（1）由于小球带负电，受到电场力方向水平向右，故匀强电场的场强方向水平向左（或B指向A）。（2）电场强度的大小为（3）根据W=qUAB可得（4）根据动能定理得解得16.在光滑水平面上固定一个内壁光滑的竖直圆筒S（右图为俯视图），圆筒半径为R=1m。一根长r=0.5m的绝缘细线一端固定于圆筒圆心O点，另一端系住一个质量为m=0.2kg、带电量为q=＋5×10-5C