安徽省淮南市第一中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题

高二物理试卷考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：必修第三册，选择性必修第一册第一章，选择性必修第二册第一、二章。一、选择题（本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第9~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.关于电路的有关知识，下列说法正确的是（）A.电流既有大小，又有方向，是一个矢量B.由，导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比C.将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的一半D.用多用电表测电阻时，如果指针偏转角度太大，应换用较小倍率后重新调节测量【答案】D【解析】【详解】A．电流既有大小，又有方向，但运算法则符合代数运算法则，是一个标量，故A错误；B．导体的电阻是其本身的属性，与它两端的电压、通过它的电流无关，故B错误；C．根据电阻定律，将一根导线等分为二，电阻减半，而电阻率是导体材料的特性，与长度无关，故C错误；D．用多用电表测电阻时，如果指针偏转角度太大，应换用较小倍率后重新调节测量，故D正确。故选D。2.三个点电荷形成的电场如图所示，A，B，C是电场中的三个点，设三点电场强度的大小分别为、、，三点的电势分别为、、。下列说法错误的是（）A三个点电荷中有两个带负电荷B.A、B、C三点电场强度大小C.A、B两点电势D.若将一带正电的试探电荷从B移动到A，电场力做正功【答案】B【解析】【详解】A．正电荷电场线方向为正电荷到无穷远处，负电荷电场线方向为无穷远处到负电荷，可知三个点电荷的中有两个带负电荷，故A正确；B．电场线越密，电场强度越大，A、B、C三点电场强度大小故B错误；C．沿着电场线方向电势逐渐降低，则A、B两点电势故C正确；D．由于则有则电场力做功为则带正电的试探电荷从B移动到A，电场力做正功，故D正确。本题选择错误的，故选B。3.某同学用如图所示装置，探究平行板电容器的电容影响因素，图中M、N是平行板电容器的两个极板，探究过程中，发现电流表中有a到b的电流，不可能原因是（）A.M板向下平移 B.M板向上平移 C.电介质向左移 D.M板向左移【答案】A【解析】【详解】A．在图示的连接方式中，两极板间的电压保持不变；M板向下平移，则极板间距减小，根据可知电容器的电容增大；根据可知电容器带电量增大，则电容器充电，电流方向是从b到a的，故A不可能；B．M板向上平移，则极板间距增大，根据可知电容器的电容减小；根据可知电容器带电量减小，则电容器放电，电流方向是从a到b的，故B可能；C．电介质向左移，则介电常数减小，根据可知电容器的电容减小；根据可知电容器带电量减小，则电容器放电，电流方向是从a到b的，故C可能；D．M板向左移，则极板正对面积减小，根据可知电容器的电容减小；根据可知电容器带电量减小，则电容器放电，电流方向是从a到b的，故D可能。故选A。4.如图所示，纸面内竖直向上的长直绝缘导线通有向上的电流，导线左右有a、b两点，它们相对于导线对称，整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外（未画出）。若通电导线在a点产生的磁感应强度大小为B，则（）A.a点磁感应强度大小为BB.b点磁感应强度大小为BC.a、b两点磁感应强度大小、方向都不同D.a点磁感应强度方向垂直纸面向里【答案】B【解析】【详解】由右手螺旋定则可知，直导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里，在b点产生的磁场垂直纸面向外，由叠加原理可知，a点磁感应强度大小为方向垂直纸面向外，由于a、b两点相对于导线对称，则b点磁感应强度大小为方向垂直纸面向外故选B。5.如图所示，甲、乙相同的带正电小球从离水平地面同一高度处以初速度水平向左抛出，乙球处于垂直纸面向里的匀强电场中，下列说法正确的是（）A.甲比乙先着地，甲、乙两球落地时的速度大小相等B.乙比甲先着地，甲、乙两球落地时的速度大小相等C.甲、乙同时着地，甲球落地时的速度比乙球落地时的速度大D.甲、乙同时着地，乙球落地时的速度比甲球落地时的速度大【答案】D【解析】【分析】【详解】根据题意可知：甲球只受重力，竖直方向上做自由落体运动；乙球除重力做功外，还受到垂直纸面向里的电场力作用，竖直方向做自由落体运动，而且电场力对其做正功。所以两个球在竖直方向上都做自由落体运动，下落的高度又相同，故下落时间相同，两球同时落地；根据动能定理可知，而乙球合外力做的功比甲球合外力做的功大，而初速度相等，故乙球的末速度比甲球的末速度大。

故选D。6.甲，乙，丙为三个完全相同的金属小球，甲带电量＋10Q，乙带电量－Q，丙不带电，将甲、乙固定，相距r，甲，乙间的相互作用力为10N；然后让丙球反复与甲、乙球多次接触，最后移去丙球，甲乙两球最后总带电量和甲，乙两球间的相互作用力分别变为（）A.3Q9NB.3Q6NC.6Q9ND.6Q6N【答案】C【解析】【详解】带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分。将甲、乙固定起来，然后让丙球反复与甲、乙球接触，最后移走丙，所以甲、乙、丙最终带电量q＝3Q，甲、乙两球所带电荷总量为6Q，原来甲、乙间的相互吸引力的大小是后来甲、乙间的相互吸引力的大小是故选C。7.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为，导体环的总电阻为。磁场向上为正，磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示，。下列说法正确的是（）A.时，导体环中电流为零B.第2s内，导体环中电流为俯视顺时针方向C.第3s内，导体环中电流的大小为0.1AD.第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为零【答案】B【解析】【详解】A．时，穿过导体环的磁通量变化率不为零，则导体环中感应电流不为零，A错误；B．第2s内，向上穿过导体环的磁通量增大，根据楞次定律感应磁场方向向下，由安培定则可知，导体环中电流为俯视顺时针方向，B正确；C．第3s内，导体环中电流大小为C错误；D．第3s内与第4s内产生的感应电流相同，则第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为D错误；故选B。8.如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源的电动势为10V，内阻为1，定值电阻R的阻值为5，滑动变阻器的最大阻值是10。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由最左a端向最右b端滑动过程中，下列说法正确的是（）A.电流表的示数变大 B.滑动变阻器消耗的功率一直变大C.电源内部消耗的功率变小 D.电源的最大效率约为91.7%【答案】C【解析】【详解】A．当滑动变阻器滑片P由最左a端向最右b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻增大，电路中总电阻增大，总电流减小，电流表的示数变小，故A错误；B．把定值电阻R视为电源内电阻，当滑动变阻器的阻值滑动变阻器消耗的功率最大，所以滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，故B错误；C．总电流减小，内阻r不变，根据电源内部消耗的功率变小，故C正确；D．电源的效率当时，有最大功率故D错误。故选C。9.如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源电动势，电源内阻忽略不计，电路中的电阻，小型直流电动机M的内阻，闭合开关S后，电动机转动，电压表示数，电动机以匀速竖直向上提升质量为m重物，重力加速度g取，则（）A.电流表的示数为5A B.电动机的发热功率为20WC.电动机输出的机械功率为550W D.重物的质量【答案】ABD【解析】【详解】A．由电路中的电压关系可得电阻R的分压流过电阻R的电流即电流表的示数为5A，A正确；BC．通过电动机电流电动机的分压输入电动机的电功率电动机的发热功率电动机输出的机械功率B正确，C错误；D．电动机将重物匀速提升，则有所以D正确。故选ABD。10.通常用质谱仪来分析同位素，如图所示为一质谱仪，该质谱仪由加速电场和一半圆形的匀强磁场构成，磁场的圆心为O。两个电荷量相同、质量不同的带电粒子经同一电场加速后，由O点垂直ab方向进入磁场，经过一段时间粒子1、2分别到达竖直接收屏的c、d两点。已知粒子到达接收屏时粒子1的速度与接收屏垂直，粒子2的速度与接收屏的夹角为60°。忽略粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.磁场方向垂直纸面向里 B.粒子1、2做圆周运动的半径比为C.粒子1、2的质量比为1：2 D.粒子1、2在磁场中运动的时间比为3：4【答案】CD【解析】【详解】A．由于带电粒子可由加速电场加速后进入磁场，则可得粒子带正电，粒子进入磁场后向左偏转，则由左手定则可得，磁场方向垂直纸面向外，故A错误；B．分别做粒子进出磁场速度方向的垂线，交点可确定圆心位置分别为O1、O2，作图如下设两轨迹圆半径分别为R1、R2，磁场圆半径为R，则由几何关系可得解得由几何关系可得O2与a重合，则可得R2=R则粒子1、2做圆周运动的半径比为故B错误；C．粒子由电场加速可得进入磁场做圆周运动可得化简可得可知质量与轨迹圆半径的平方成正比，则设粒子在磁场中运动时圆心角为，粒子在磁场中运动时间可表示为由几何关系可得，两次圆心角分别为、，则可得时间之比为故CD正确。故选CD。二、实验题（本题共2小题，共16分）11.如图甲所示，将两个不同金属电极插入水果中就可以做成一个水果电池，某同学准备测定一水果电池的电动势和内阻。实验室提供的器材如下：A．待测水果电池（电动势约1V、内阻小于）B．滑动变阻器（阻值）C．滑动变阻器（阻值）D．电压表V（量程3V，内阻约）E．毫安表A（量程1.0mA，内阻为）F．开关一个，导线若干（1）为了尽可能准确测定这个水果电池的电动势和内阻，已提供的如图甲、乙所示的两个测量电路图应选______（填“甲”或“乙”）；滑动变阻器应选______（填“B”或“C”）。（2）该同学实验时根据记录的数据在坐标系中描点并作出图线如图丙所示，根据图线求出这个水果电池的电动势为____V，内阻为___（内阻结果保留整数）。【答案】①.甲②.C③.0.97##0.98##0.99④.700##690##691##692##693##694##695##696##697##698##699##701##702##703##704##705##706##707##708##709##710##711#3712##713##714##715##716##717##718##719##720【解析】【详解】（1）[1]电流表的内阻已知，故电流表用内接采用甲电路图。[2]毫安表满偏时，电路的总电阻所以滑动变阻器接入电路的阻值最小应为几百欧，故滑动变阻器选择C。（2）[3][4]UI图线如题图丙所示，图线与纵轴截距即为电动势，即图像的斜率绝对值为解得12.某实验小组做“测量一粗细均匀的新材料制成的金属丝的电阻率”实验。备选器材如下：A.电动势、内阻很小的直流电源B.量程为5mA、内阻的电流表C.量程为0.6A、内阻的电流表D.量程为6V、内阻约为15kΩ的电压表E.最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器F.定值电阻G.定值电阻H.开关一个，导线若干I.多用电表，螺旋测微器，刻度尺（1）如图甲所示，用螺旋测微器测待测金属丝的直径，则螺旋测微器的示数________mm，如图乙所示，用多用表“”Ω挡粗测其电阻为________Ω。（2）采用图丙所示电路尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用________（选填“B”或“C”），定值电阻应选用________（选填“F”或“G”）。（3）电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式________；若用刻度尺测得待测金属丝的长度为L，则其电阻率的表达式为________（表达式中所用到的物理量必须用对应的物理量符号表示，不得直接用数值表示）。【答案】（1）①.1.200②.150（2）①.B②.F（3）①.②.【解析】【小问1详解】[1]根据螺旋测微器读数规则可知故填1.200mm；[2]多用电表用×10倍率测量，读数为故填150；【小问2详解】[1][2]电压表量程为6V，电阻丝电阻约150Ω，电流表量程应该为40mA左右，可以将量程5mA的电流表并联5Ω的电阻改装成量程为55mA的电流表，故电流表选择B，定值电阻选择F；【小问3详解】[1]金属丝中电流为电压为由欧姆定律可得金属丝电阻故填；[2]由电阻定律而联立解得电阻率为故填。三、计算题（本题共3小题，共计42分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.如图所示，ABCD为竖直放在场强为E=104N/C的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的ABC部分是半径为R=0.5m的半圆环（B为半圆弧的中点），轨道的水平部分与半圆环相切于C点，D为水平轨道的一点，而且CD=2R，把一质量m=100g、带电荷量q=104C的负电小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，在轨道的内侧运动。g取10m/s2，求：（1）它到达B点时的速度是多大？（2）它到达B点时对轨道的压力是多大？（3）要是小球能安全通过最高点A，则开始释放点应C点至少多远？【答案】(1)；(2)5N；(3)1.25m【解析】【详解】(1)小球在B点的速度大小是vB，则对于小球由D到B的过程中，应用动能定理解得(2)在B点的圆轨道径向方向上，小球受到轨道对它的弹力和电场力，应用牛顿第二定律，有解得由牛顿第三定律可知，它对轨道的压力为5N。(3)在A点，小球要恰好通过，则设释放点距C点的距离为x，由动能定理得解得为了使带电小球在半圆弧轨道上运动不脱轨，小球在水平轨道上释放的位置到C点的距离至少为1.25m。14.如图所示的xOy坐标系中，y轴的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，y轴的左侧存在沿x轴正方向的匀强电场。P点为x轴上的点，，一电荷量为、质量为的正粒子由P点沿x轴的正方向射入磁场，经过一段时间粒子通过y轴进入电场，速度方向与y轴的负方向成，粒子在电场中垂直x轴经过Q点。忽略粒子的重力，求：（1）粒子射入磁场的初速度大小；（2）电场强度E；（3）粒子从开始到第二次经过y轴的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动作出运动轨迹