汉寿县名校2022-2023学年高二下学期第六次段考物理试题
时量75分钟 总分100分
一、单选题（4x6=24）
1．如图所示，电荷量为+q和-q的点电荷分别位于边长为a的正方体的顶点，设静电力常量为k，则正方体中心的电场强度大小为（ ）
A．0 B．
C． D．
2．如图所示，A、B、C是匀强电场中的三个点，A、B、C构成一个直角三角形， ，把一个电量的正电荷从A移到B，电场力不做功；从B移到C，克服电场力做功为，则该匀强电场的场强大小和方向是（ ）
A．，垂直向上 B．，垂直向下
C．，垂直斜向下 D．，垂直斜向上
3．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则以下说法错误的是（ ）
A．平行板电容器的电容将变小
B．静电计指针张角变小
C．带电油滴的电势能将减少
D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
4．示波器是一种多功能电学仪器，如图所示。不同负电粒子在电压为的电场中由静止开始加速，从M孔射出，然后水平射入电压为的平行金属板间的电场中，在满足带负电粒子能射出平行板电场区域的条件下，下列说法正确的是（ ）
A．若电荷量相等，则带负电粒子在板间的加速度大小相等
B．若比荷相等，则带负电粒子从平行金属板间射出的速率相等
C．若电荷量相等，则带负电粒子从M孔射出的动能不相等
D．若比荷相同的带负电粒子射出电场，则偏转角度不相同
5．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变；恒压源也是一种特殊的电源，其输出的电压能始终保持不变。如图所示，电路中电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时。电压表示数的变化量大小为，电流表示数的变化量大小为，下列说法正确的是（ ）
A．当电源为恒流源时，电压表示数U变小
B．当电源为恒压源时，电流表示数I变大
C．当电源为恒流源时，不变
D．当电源为恒压源时，电源的输出功率增大
6．如图所示，质量为0.5kg的小球静置于高度为3.2m的直杆顶端。一颗质量为0.01kg的子弹以500m/s的速度沿水平方向击中小球，并迅速从球心穿过。已知小球落地处离杆的水平距离为4.8m，g取，则有（ ）
A．小球落地时速度为8m/s
B．小球在下落过程中动量的变化量为2kgm/s
C．子弹落地处离杆的水平距离为160m
D．子弹穿过小球的过程中，系统产生的热量为1241J
二、多选题（4x5=20）
7．如图所示，直角梯形abcd的一个底角为60°，梯形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，放在c处的挡板与梯形bc边垂直。质量为m、电荷量为q（q>0）的带负电粒子垂直于bc边从P点进入磁场，从d点离开磁场后垂直打到挡板上。已知P、d两点之间的距离为L。不计粒子的重力，下面说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动半径为
B．粒子的速度大小为
C．粒子在磁场运动过程中动量不变
D．粒子从P到挡板的时间为
8．如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管MN水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上，让其垂直于导轨向右做加速运动。若整个过程中导体棒与导轨接触良好，金属圆环未发生扭转，则（ ）
A．导体棒b端电势高于a端
B．电流在螺线管内产生的磁场方向由M指向N
C．从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流
D．金属圆环向左摆动
9．如图所示，两根足够长、电阻不计且相距的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，顶端接有一盏额定电压为的小灯泡（电阻恒定），两导轨间有一磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。今将一根长为L、质量、电阻的金属棒垂直于导轨放置，在顶端附近无初速度释放，金属棒与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数。已知金属棒下滑后速度稳定，且此时小灯泡恰能正常发光，重力加速度g取，，。则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒刚开始运动时的加速度大小为
B．金属棒稳定下滑时的速度大小为
C．从开始下滑到稳定过程中，流过灯泡的电荷量为
D．金属棒从开始下滑到稳定过程中，金属棒产生的焦耳热为
10．如图所示，两足够长的光滑平行导轨、水平放置，导轨间距为L，虚线垂直导轨，所在空间区域存在着磁感应强度大小均为B的方向相同的竖直匀强磁场，两长度均为L、电阻均为R、质量均为m的金属导体棒、垂直放在导轨上，并与导轨保持良好接触，不计其他电阻。现给导体棒一个瞬时冲量，使获得一个水平向右的初速度，下列关于两棒此后整个运动过程的说法正确的是（ ）
A．两棒组成的系统动量守恒
B．两棒最终都将以大小为的速度做匀速直线运动
C．整个过程中，棒上产生的焦耳热
D．整个过程中，流过棒的电荷量
三、实验题（14分）
11．某同学用如图1所示的装置测量弹簧的劲度系数，在气垫导轨上固定好轻质弹簧和光电门，将光电门与数字计时器连接（图中未画出），操作步骤如下：
（1）首先调节气垫导轨。
（2）固定光电门，使之处于弹簧原长的右侧，选择宽度为d的遮光条，实验小组的同学用游标卡尺对遮光条的宽度进行了测量，读数如图2所示，则遮光条的宽度___________cm。
（3）接通电源，用手向左侧推动滑块，压缩弹簧到某一长度（弹簧处于弹性限度内），测出弹簧压缩量x。
（4）将滑块由静止释放，读出滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t，滑块质量为m，则此时滑块的动能为___________。（用m、d、t表示）
（5）重复步骤(4)测出多组x及对应的t。
（6）画出图像如图3所示，测得图像的斜率为k，则弹簧劲度系数的表达式为___________。（用m、d、k表示）
12．如图甲所示，用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池，电动势在0.4 V～0.6 V范围内，内阻几千欧，某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。
（1）如图乙所示，直接用多用电表“直流2.5 V”挡测量出可乐电池的电动势为______V。
（2）现有实验器材：
A．电压表（0～3 V；RV约为3000Ω） B．电流表（0～300μA，RA约为300Ω）
C．电阻箱（0～9999Ω） D．滑动变阻器（0～20Ω）
E．开关，导线若干
①为了更准确的测量可乐电池的电动势和内阻，要求电表读数要偏转满量程的三分之一以上。选择合适的器材并按电路图______完成电路连接。
A． B． C．
②通过数据处理画出相应的可乐电池图像如图丙中实线所示，可知该可乐电池的内阻约为______Ω（保留2位有效数字）。
③将该可乐电池静置2h后再次测量获得的图像如图丙虚线所示，可知该可乐电池的电动势______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
四、解答题
13．（12分）如图所示，电源电动势为，电源内阻为，电路中的定值电阻的阻值为，小型直流电动机M的内阻为，闭合开关S后，电动机正常转动，理想电流表的示数为。求：
（1）电动机两端的电压；
（2）电动机的输出功率；
（3）电源输出的功率。
14．（15分）如图所示，在的区域存在匀强电场，电场强度大小为、方向沿轴负方向；在区域存在匀强磁场，磁场方向垂直平面向向外。一带正电的离子，经过轴上时速率为，方向沿轴正方向；然后经过轴上的进入磁场，并经过轴上的。不计离子所受重力。求：
（1）离子的比荷；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）离子从到第二次经过轴所用的时间。
15．（15分）光滑的足够长的固定水平杆上套有物块N，通过一根不可伸长的长度为l=3m的轻绳悬挂物块M（可视为质点），细绳与竖直方向的夹角为53°，开始时物块M、N均由外力固定。一滑板的上表面由长度L=2m的粗糙水平部分AB和半径R=0.5m的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止于光滑的水平地面上，物块P（可视为质点）置于滑板上面的A点，物体P与滑板水平部分的动摩擦因数为μ（已知μ<1，但具体大小未知）。物块M位于最低点时与物体P处于同一高度。将物块M、N同时由静止释放，当轻绳竖直时，物块M脱离轻绳飞出，恰好与物块P发生弹性碰撞。已知物块M和N质量分别为1kg和3kg，物体P的质量为1kg，轨道ABC的质量为2kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）从释放物块M、N到轻绳竖直时，物块N的位移x；
（2）物块M与物块P发生碰撞后瞬间物块P的速度；
（3）若碰撞后物块P恰好能滑到轨道ABC的最高点C，动摩擦因数μ的大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B【详解】将图中两组对角线上的电荷产生的场强合成即为中心O点的场强（另外两对角线上的正电荷在O点的合场强为零），则
由几何关系可知，两场强夹角的一半θ，则
则O点合场强故选B。
2．D【详解】由于正电荷从A移到B电场力不做功可知A、B两点电势差为，即A、B两点电势相等，故AB为等势线；从B移到C，克服电场力做功为，由，可得 根据电场线方向与等势面垂直且由高电势指向低电势可知，电场强度方向垂直斜向上；由故E
3．B【详解】A．将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离时，两极板的正对面积S不变，间距d变大，根据关系式可知电容C减小，选项A正确；不符题意；
B．因为静电计指针的变化表征了电容器两极板电势差的变化，题中电容器两极板间的电势差U不变，所以静电计指针张角不变，选项B错误；符合题意；C．因为U不变，极板间距d变大时，板间电场强度减小，上极板和P点间的电势差
其中dP为上极板到P的距离，保持不变，可知上极板和P点间的电势差减小；又因为上极板的电势保持不变，所以P点的电势增大；又因为油滴带负电，所以其电势能将减少，选项C正确；不符题意；D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则电容器带电荷量Q不变，极板间距d变大，根据Q=CU，和
可知 可见极板间电场强度E不变，所以带电油滴所受电场力不变，选项D正确，不符题意。本题选错误的，故选B。
4．B【详解】A．带电粒子在电场中受电场力作用，根据牛顿第二定律
极板间的电压、距离、电荷量相等，质量未知，所以加速度大小不一定相等，故A错误；
B．不同负电粒子在电压为的电场中由静止开始加速，根据动能定理
带电粒子在平行板间运动的时间为 带电粒子在平行板间运动在竖直方向的加速度为 带电粒子在平行板间运动在竖直方向的位移为
根据动能定理解得
若比荷相等，则带负电粒子从平行金属板间射出的速率相等,故B正确；
C．由B分析可知带负电粒子从M孔射出的动能为，若电荷量相等，从M孔射出的动能相等，故C错误；D．带电粒子在平行板间运动在竖直方向的速度为
偏转角度的正切值为则偏转角度与比荷无关,偏转角度相同，故D错误。故选B。
5．C【详解】AC．当电源为恒流源时，通过R2的干路电流始终不变，当滑动触头向上滑动时，R0增大，总电阻也增大，由可知电压表示数U变大；由欧姆定律整理得所以
当滑动触头向上滑动时，不变。故A错误，C正确；
BD．当电源为恒压源时，电压表示数U不变，当滑动触头向上滑动时，总电阻增大，由
可知干路电流减小，所以由
可得电源的输出功率减小；又因为R0增大，并联电路两端电压增大，故流过R1的电流增大，而干路电流减小，所以流过另一支路的电流减小，电流表示数减小，B、D错误。故选C。
6．C【详解】A．小球做平抛运动的过程有
解得 小球落地时的速度为故A错误；
B．由动量定理可知，小球在下落过程中动量的变化量为
故B错误；C．子弹穿过小球的过程，由动量守恒定律可得
子弹做平抛运动的过程中有解得子弹落地处离杆的水平距离为
故C正确；D．子弹穿过小球的过程中，由能量守恒定律得
故D错误。故选C。
7．BD【详解】A．粒子运动轨迹如图，由几何关系，则粒子在磁场中运动半径为 选项A错误；B．根据可得粒子的速度大小为选项B正确；
C．粒子在磁场运动过程中动量大小不变，方向不断变化，选项C错误；
D．粒子从P到挡板的时间为选项D正确。故选BD。
8．CD【详解】A．由右手定则可知，导体棒ab向右运动时，b端电势低于a端，故A错误；B．导体棒ab向右运动时，螺线管中的电流从M流向N，由安培定则可知螺线管内产生的磁场方向由N指向M，故B错误；C．穿过金属圆环的磁感线向左，当ab向右做加速运动，感应电动势增大，则感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过金属圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流，故C正确；
D．根据金属圆环和螺线管中的电流方向，金属圆环的右侧等效为磁铁的N极，螺线管的M端等效为磁铁的N极，所以金属圆环向左摆动。故D正确。故选CD。
9．ACD【详解】A．金属棒刚开始运动时初速度为零，不受安培力作用，由牛顿第二定律得解得故A正确；
B．设金属棒稳定下滑时速度为v，回路中的电流为I，由平衡条件得
由闭合电路欧姆定律得感应电动势联立解得故B错误；
C．设灯泡的电阻为R，稳定时解得可知
故C正确；D．金属棒从开始下滑到稳定过程中，由能量守恒定律得
解得则金属棒产生的焦耳热为故D正确。故选ACD。
10．AC【详解】A．由题意可知，a、b两棒中的电流大小相等，方向相反，由左手定则可知，两金属棒所受安培力等大反向，则系统的合力为0，系统动量守恒，故A正确；
B．由题意分析可知，a棒向右做减速运动切割磁感线，b棒向右加速运动切割磁感线，当两棒速度相等时回路中的电流为0，分别对两棒应用动量定理且取向左为正方向，有
解得故B错误；C．由能量守恒可得
解得故C正确；D．对a棒由动量定理且取向右为正方向
即解得故D错误。故选AC。
11． ；
【详解】（2）[1]游标卡尺的最小分度值为0.05mm，则遮光条的宽度为
（4）[2]滑块经过光电门时的速度为 滑块经过光电门时的动能为
（6）[3]在滑块运动过程，机械能守恒，则有整理可得
可知图像斜率为解得
12． 0.41##0.42##0.43##0.44 B ## #### 不变
【详解】（1）[1]选择“直流2.5 V”挡时分度值为，估读到，可得可乐电池的电动势大小为
（2）[2]AC．要求电表读数要偏转满量程的三分之一以上，而电源内阻几千欧，则电阻箱阻值要调节为至少几千欧，则此时电压表内阻与电阻箱阻值相差不大，电压表分流作用明显，误差较大，故AC错误；B．电流表可以准确测量干路电流，且电流表内阻远小于电源内阻和变阻箱阻值，引起的误差较小，故B正确。故选B。[3]根据电路图和闭合电路欧姆定律可得整理得所以可得图像的斜率表示电源电动势，纵截距的绝对值表示电池内阻和电流表的内阻之和，根据图线可得解得[4]根据前面分析可得图像的斜率表示电源电动势，虚线所示图线的斜率不变，所以可乐电池的电动势不变。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为
（2）电动机的电功率为电动机的发热功率为所以电动机的输出功率为
（3）电源的输出的功率为
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）离子在轴上方电场中做类平抛运动，则有 解得
（2）离子运动轨迹如图所示，由已知条件可知，离子在点的速度方向与轴正方向的夹角为，设离子到达时速度大小为，离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为，结合几何关系得 解得
（3）设离子从运动到的时间为，离子在磁场中运动的时间为，则有
总时间解得
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）从释放物块M、N到轻绳竖直的过程中，M、N组成的系统水平方向上动量守恒，则则有又因为解得
（2）M、N运动到轻绳竖直的过程，由能量守恒定律
解得m/sM、P碰撞过程有
解得m/s
物块P滑到轨道ABC的最高点C时共同速度为v，则由动量守恒定律有由能量守恒定律有
联立解得
