云南省开远市重点中学校2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题

云南省开远市重点中学校2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题一、选择题（本大题共10小题，共48分。1-6小题为单选题，每题4分，每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的；7-10题为多选题，全部选对得6分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分。）1．为了研究大量处于n=3能级的氢原子跃迁时的发光特点，现利用大量此种氢原子跃迁时产生的三种单色光照射同一个光电管，如图甲所示，移动滑动变阻器的滑片调节光电管两端电压，分别得到三种光照射时光电流与光电管两端电压的关系，如图乙所示，则对于a、b、c三种光，下列说法正确的是（）A．三种光的频率最大的是cB．a、b、c三种光从同一种介质射向真空中，发生全反射的临界角最大的是cC．用a光照射另外某种金属能发生光电效应，则用c光照射也一定能发生D．通过同一个单缝装置进行单缝衍射实验，中央条纹宽度a光最宽2．2021年12月9日下午3点40分，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富进行了中国空间站首次太空授课。跨越八年，“太空课”再次开课。已知空间站在距离地面约为116A．空间站的线速度大于第一宇宙速度B．空间站绕地球运动的角速度小于地球同步卫星的角速度C．三名航天员在空间站中可以使用弹簧拉力器锻炼身体D．三名航天员在空间站中处于失重状态，说明他们不受地球引力作用3．如图所示的圆面是一透明的圆柱形物体的截面，圆心为O，半径为r,M、N、Q为边界上的三点，MN为水平直径，一束平行于MN的光线从Q点射入圆柱休，从M点射出，光在真空中的传播速度为c,∠NMQ=30°，则光线从A．3r3c B．3rc C．34．如图所示，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为l=0.40m的正方形金属框的D点上。金属框的一条对角线AC水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为r=5.0×10-3Ω/m。在t=0到t=3.0s时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为B（t）=0.3-0.1t（SI制）。则下列说法正确的是（）A．t=0到t=3.0s时间内，金属框中产生的感应电动势为0.016VB．t=0到t=3.0s时间内，金属框中产生的感应电流为2AC．t=0到t=3.0s时间内，金属框中的电流方向为D→A→B→C→DD．t=0到t=3.0s时间内，金属框中的电流方向为A→D→C→B→A5．高大的建筑物上安装接闪杆（避雷针），阴雨天气时云层中的大量电荷可以通过接闪杆直接引入大地，从而达到保护建筑物的目的。如图所示，虚线是某次接闪杆放电时，带电云层和接闪杆之间三条等势线的分布示意图；实线是空气分子被电离后某个电荷q的运动轨迹，M点和N点为运动轨迹上的两点，不计该电荷的重力，则（）A．若云层带负电，则接闪杆尖端也带负电B．q在M点的速度一定小于在N点的速度C．q在M点电势能小于在N点的电势能D．q越靠近接闪杆尖端，其加速度越小6．如图（a）所示，物块从倾角为37°的斜面顶端自由滑至底端，全程平均速度v随时间t的关系如图（b）。物块下滑过程中斜面保持静止，那么（）A．物块下滑过程的加速度为1m/s2B．斜面长度为4mC．物块和斜面之间的动摩擦因数为0.5D．水平地面对斜面摩擦力方向水平向左7．如图所示，停在某建筑工地上的两辆吊车共同吊起一重物。质量不计的钢丝牵引绳绕过定滑轮和重物上的动滑轮吊起重物缓慢上升，不计滑轮的质量和滑轮与绳索、轴承之间的摩擦。在重物缓慢上升的过程中，下列说法正确的是（）A．重物所受的合力逐渐增大B．牵引绳中的作用力逐渐变大C．地面对吊车的支持力逐渐增大D．吊车受到地面的摩擦力逐渐增大8．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=1s时刻该简谐横波的波形图；图乙是平衡位置在x=3m处的质点P的振动图像，下列说法正确的是（）A．简谐横波沿x轴负方向传播 B．简谐横波的频率为2HzC．简谐横波的波速为2m/s D．t=1.5s时质点P在波峰9．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成如图所示的两个圆形径迹，两个圆的半径之比为1：45，则（）A．该原子核发生了α衰变B．图示的两个圆周运动都是逆时针方向运动C．原来静止的原子核的原子序数为90D．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相等10．热膨胀材料在生产生活中有着重要的应用，因此对材料的热膨胀现象的研究一直是科技领域研究工作中的热点问题，如图所示为利用单电容热膨胀测量仪测量材料竖直方向尺度随温度变化的简化示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间连接如图所示的电路，电源的电动势保持不变，其中当电流从左接线柱流入时灵敏电流计的指针向左偏转，电流从右接线柱流入时灵敏电流计的指针向右偏转，现在测量某圆柱形材料的热膨胀，将待测材料平放在加热器上进行加热使其温度升高，下列说法正确的是（）A．当被测材料保持两个不同温度不变时，极板的带电量一定相等B．若被测材料仅存在水平方向膨胀，灵敏电流计的指针不发生偏转C．当被测材料的高度增加时电阻R右侧的电势高于左侧的电势D．当灵敏电流计指针向左偏转时，则被测材料出现了反常膨胀（温度升高，高度变小）二、实验题：本题共8个空，每空2分，共16分。11．义乌某中学的学生准备选用以下四种方案来完成“探究加速度与合外力的关系”的实验，绳子和滑轮均为轻质，请回答下列问题：（1）四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是。（选填甲、乙、丙、丁）（2）四种方案中，需要满足重物或钩码质量远小于小车的质量的方案是。（选填甲、乙、丙、丁）（3）某一小组同学用图乙的装置进行实验，得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电。根据纸带可求出小车在E点的瞬时速度为m/s，加速度为12．在“观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。开关未闭合时，电源的路端电压U=8.（1）开关S改接2后，电容器进行的是（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的I−t图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I−t曲线与坐标轴所围成的面积将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量Q=3.44×10−3C，则该电容器的电容为三、计算题（本题共3小题，共36分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算过程。）13．如图所示，汽缸开口向下竖直放置，汽缸的总长度为L=0.4m，开始时，厚度不计的活塞处于L2处，现将汽缸缓慢转动（转动过程中汽缸不漏气），直到开口向上竖直放置，稳定时活塞离汽缸底部的距离为L4，已知汽缸的横截面积S=10cm2，环境温度为T0（1）求活塞的质量；（2）缓慢加热汽缸内的气体，至活塞离汽缸底部的距离为L214．如图所示，在竖直平面内倾角θ=37°的粗糙斜面AB、粗糙水平地面BC、光滑半圆轨道CD平滑对接，CD为半圆轨道的竖直直径，BC长为l，斜面最高点A与地面高度差为h=1.5l，轨道CD的半径为R=l4，C点静止有一个质量为2m的小球Q。现将质量为m的小滑块P从A点由静止释放，P与AB、BC轨道间的动摩擦因数均为（1）P碰撞Q之前瞬间，滑块P的速度大小；（2）P碰撞Q之后瞬间，小球Q对圆轨道的压力大小。15．现代科技可以利用电场、磁场对带电粒子的作用来控制其运动轨迹，让其到达所需的位置，在现代科学技术、生产生活、仪器电器等方面有广泛的应用。如图所示是此种仪器中电磁场的简化示意图。以竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系，该真空中存在方向沿x轴正方向、电场强度大小E=53N/C的匀强电场和方向垂直xOy平面向外、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场。原点O处的粒子源连续不断地发射速度大小和方向一定、质量m=1×10（1）求粒子发射的速度大小和方向；（2）若保持粒子束的初速度不变，在粒子从O点射出时立即撤去磁场，求粒子从O点射出后经过y轴时的坐标（不考虑磁场变化产生的影响）；（3）若保持粒子束的初速度不变，在粒子从O点射出时立即将电场变为竖直向上、场强大小变为E'

答案解析部分1．【答案】B【知识点】光电效应【解析】【解答】A由图乙可知，a、b、c三种光的遏止电压关系为U根据遏止电压方程eU=ℎν−W可知，三种光频率的大小关系为νA不符合题意；

B.根据频率越大，折射率越大，可知a的折射率最大，c的折射率最小，根据临界角公式sin可知，临界角最大的是c，B符合题意；

C.光在能量E=ℎν可知三种光中a光的光子能量最大，c光的光子正能量最小，用a光照射金属发生光电效应，说明a光子的能量大于该金属的逸出功，但c光的光的光子能量小于a光的光子能量，所以用c光照射不一定发生，C不符合题意；

D.由ν=可知λ单缝衍射实验中，波长越长中央条纹越宽，所以a的条纹最窄，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据遏止电压方程eU=ℎν−W，分析三种光频率的大小关系；临界角公式sinC=2．【答案】C【知识点】万有引力定律的应用【解析】【解答】A．因为地球卫星的最大绕行速度等于第一宇宙速度，故空间站的线速度不可能大于第一宇宙速度，A不符合题意；B．空间站绕地球运动的半径小于地球同步卫星的半径，由GMmr2C．三名航天员在空间站中可以使用弹簧拉力器利用相互作用力来锻炼身体，C符合题意；D．三名航天员在空间站中处于完全失重状态，但他们始终受地球引力作用，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】空间站线速度小于第一宇宙速度；利用引力提供向心力可以比较角速度的大小；三名航天员在空间站处于完全失重状态始终受到地球引力的作用。3．【答案】B【知识点】光的折射及折射定律【解析】【解答】由题意知∠NMQ=30°根据几何关系可知，光在Q点的，折射角为30°，入射角为60°，所以该介质的折射率n=光在介质中传播速度v=传播距离s=2rcos30°，光线从Q点传播到M点用的时间为t=B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】由几何关系求出光在Q点的入射角和折射角，得出该介质的折射率，再求出光在该介质中的传播速度和传播距离，得出传播时间。4．【答案】C【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律【解析】【解答】A.根据题意，由B(t)=0.3-0.1t可知，磁场感应强度随时间均匀变化，所以线框中产生恒定的感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得，金属框中产生的感应电动势E=A不符合题意；

B.根据题意可得金属线框的总电阻R=4lr=4×0.4×5.0×可得金属线框中的感应电流为I=B不符合题意；

CD.由B(t)=0.3-0.1t可知，在t=0到t=3.0s时间内磁感应强度逐渐减小，则由楞次定律结合安培定则可知感应电流的方向为逆时针方向，即金属框中的电流方向为D→A→B→C→D，C符合题意，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】由法拉第电磁感应定律，求解金属框中产生的感应电动势；根据题意求出金属线框的总电阻，再由闭合电路欧姆定律求解感应电流的大小；由楞次定律判断感应电流方向。5．【答案】B【知识点】带电粒子在电场中的运动综合【解析】【解答】A.根据静电感应原理可知，若云层带负电，则接闪杆尖端感应出正电，A不符合题意；

BC.根据曲线运动中物体的受到的合力一定指向曲线的凹侧，可知电荷q受的电场力应该沿等势线的垂线指向杆的尖端一侧，从M到N，电场力与速度成锐角，所以做正功，电势能减小，动能增加，故在N点电势能小于在M点的电势能，在N点的速度一定大于在M点的速度，B符合题意，C不符合题意；

D.越靠近接闪杆尖端，场强越大，受到的电场力越大，其加速度越大，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据静电感应原理分析若云层带负电，则接闪杆尖端感应出的电荷的性；根据电场力做功的正负判断电势能和动能的变化；由牛顿第二定律分析电荷q加速的变化。6．【答案】C【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律【解析】【解答】A.由平均速度公式和匀变速直线运动的位移-时间公式可得v结合v−tv0=1得物块下滑过程的加速度为2m/s2，A不符合题意；

B.由图可知，物块经2s滑到斜面底端，由匀变速直线运动位移-时间的关系可得x=B不符合题意；

C.由牛顿第二定律可得mg解得物块和斜面之间的动摩擦因数μ=0.5，C符合题意；

D.物块和斜面看作整体，整体受到重力、支持力、地面的摩擦力，又因为整体有水平向右的分加速度，所以水平地面对斜面摩擦力方向水平向右，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】由平均速度公式和匀变速直线运动的位移-时间公式推导v−t的关系式，再结合v7．【答案】B,D【知识点】共点力的平衡【解析】【解答】A.由题意可知，由于物体缓慢升高，处于动态平衡状态，所以合力一直为零，A不符合题意；

B.随着重物的上升，吊起重物的牵引绳夹角增大，合力不变，所以分力增大，即牵引绳中的作用力在增大，B符合题意；

C.由于物体是缓慢上升，所以吊车和物体整体处于平衡状态，故地面支持力始终整体的重力平衡，即大小不变，C不符合题意；

D.牵引绳的作用力在增大，所以吊车受到牵引绳的作用力的水平分量在增大，水平方向吊车受力平衡，所以吊车受到地面的摩擦力逐渐增大，D符合题意。

故答案为：BD。

【分析】处于动态平衡状态的物体合力为零；根据牵引绳之间的夹角变化，分析绳中作用力的变化；分析吊车和物体整体的受力，由共点力平衡条件得出地面支持力的变化情况；分析一侧吊车的受力，根据共点力平衡条件，得出吊车受到地面的摩擦力的变化情况。8．【答案】A,C【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系【解析】【解答】A.由乙图可知，t=1s时刻质点P在平衡位置且沿y轴负方向振动，根据“上下坡法”可知简谐横波沿x轴负方向传播，A符合题意；

B.由乙图可知，简谐横波的周期为2s，则频率为f=B不符合题意；

C.由甲图可知该波波长为4m，根据简谐横波的波速公式v=可得，该波的波速为v=C符合题意；

D.由乙图可知，t=1.5s时质点P在波谷，D不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】根据质点P的振动情况，分析波的传播方向；由周期求解该波的频率；由波速公式v=λ9．【答案】A,B【知识点】原子核的衰变、半衰期；反冲；带电粒子在匀强磁场中的运动【解析】【解答】A.由动量守恒定律可知，发生衰变后生成的新核和射线粒子的动量大小相等，方向相反，所以二者的速度方向相反，由运动轨迹可以知道，衰变产生的射线粒子与新核所受洛伦兹力方向相反，由左手定则可知，新核与射线粒子电性相同，故该核反应为α衰变，A符合题意；

B.由洛伦兹力作用下的圆周运动的半径公式r=α粒子比荷大，必沿大圆周运动；由左手定则可以知道，放出的α粒子是逆时针旋转，新核运动方向也为逆时针，B符合题意；

C.由A项分析结合公式r=且rα粒子核电荷数是2，可知新核核电荷数为90，根据核反应中电荷数守恒质量数守恒的规律可知，静止的原子核的电荷量为92，故原子序数为92，C不符合题意

D.由周期公式T=得，周期与比荷有关，而α粒子与新核比荷不同，所以周期不同，D不符合题意。

故答案为：AB。

【分析】发生衰变后生成的新核和射线粒子速度方向相反，由左手定则判断出射线粒子的电性，得出衰变类型；根据洛伦兹力作用下的圆周运动的半径公式r=mvqB及α粒子和新核的比荷关系，得出各自轨迹，再由左手定则判断粒子的偏转方向；根据r=mv10．【答案】B,C【知识点】电容器及其应用【解析】【解答】A.当被测材料保持两个不同温度不变时，因为被测材料膨胀程度不同，若存在竖直方向上的膨胀，则两种温度下电容器两板间距不同，根据电容器定义式C=可知，电容器的电容C不同，因为电容器一直与电源相连，所以极板移动过程中极板电压不变，根据C=可知极板的带电量不相等，A不符合题意；

B.若被测材料仅存在水平方向膨胀，则电容器两板间距不变，电容器电容不变，极板的带电量不变化，灵敏电流计没有电流通过，指针不发生偏转，B符合题意；

C.当被测材料的高度增加时，电容器两板间距减小，由C=可知，电容器电容C变大，由于电容器两极板板间电压不变，根据C=可知，极板的带电量增大，电容器充电，由于电容器下极板带正电，因此电流从电阻R右侧流向左侧，故电阻R右侧的电势高于左侧的电势，C符合题意；

D.由题意可知当灵敏电流计指针向左偏转时，电流从灵敏电流计左接线柱流入，由于电容器上级板带负电，因此电容器带电量增加，由C选项分析可知此时被测材料的高度增加，不是反向膨胀，D不符合题意。

故答案为：BC。

【分析】因为电容器一直与电源相连，所以极板移动过程中极板电压不变，根据C=εS4πkd、11．【答案】（1）甲、乙、丙（2）丙（3）1.01；2.00【知识点】探究加速度与力、质量的关系【解析】【解答】（1）四种方案中，甲、乙、丙三个方案中，小车均受到比较大的摩擦阻力作用，都需要进行“补偿阻力”，而丁方案中，由于滑块与气垫导轨间的摩擦力可以忽略不计，则不需要进行“补偿阻力”。

（2）做该实验时，如果细绳上的拉力可以直接测出，则不需要满足重物质量远小于小车的质量。四种方案中，甲、乙、丁三种方案都可以通过力传感器测得绳子拉力，而丙方案中绳子拉力不能直接测量，所以需要用重物的重力近似等于绳子拉力，为了减小误差，需要满足重物质量远小于小车的质量。

（3）相邻两计数点间还有四个点没有画出，可知相邻计数点时间间隔为T=5根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，可得小车在E点的瞬时速度为v根据匀变速直线运动的位移差公式∆x=aTa=【分析】（1）（2）根据实验原理分析实验操作的步骤和注意事项；（3）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，计算小车在E点的瞬时速度，根据匀变速直线运动的位移差公式∆x=aT12．【答案】（1）放电；0.2s内电容器放出的电荷量；不变（2）430【知识点】观察电容器的充、放电现象【解析】【解答】（1）开关S改接1，电容器与电源相连，进行充电，开关S改接2后，电容器与电流传感器和电阻R形成一个闭合回路，进行的是放电过程。根据q=It可知，I-t图像中阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是0.2s内电容器放出的电荷量。因为电容器极板带的总电荷量不会因为电阻R而变化，所以曲线与坐标轴所围成的面积不变，且由于电阻R变小，电路中的平均电流变大，所以放电时间将变短，图像会发生变化，但是总电荷量不变，所以曲线与坐标轴所围成的面积不变。

（2）根据C=电容器刚充完电时极板电压等于电源电动势8V，可得该电容器的电容为C=【分析】（1）根据充、放电电流特点分析；放电电流I与时间t关系图像中，面积表示放出的电量；（2）根据电容器的定义式C=Q13．【答案】（1）初状态气体压强p末态气体压强p由玻意耳定律得p代入数据解得m=3.4kg（2）由盖-吕萨克定律得L4⋅ST【知识点】理想气体与理想气体的状态方程【解析】【分析】（1）气体做等温变化，结合气体初状态和末状态的压强和体积，利用波意尔定律列方程求解末状态的压强即可。

（2）气体做等压变化，结合气体初状态和末状态的体积和温度，利用盖—吕萨克定律列方程求解末状态的温度即可。14．【答案】（1）解：对P从A到B，根据动能定理有mgℎ−μmg从B到C，根据动能定理有−μmgl=联立解得v（2）解：P、Q碰撞，根据动量守恒定律和能量守恒定律有m1联立解得v碰后Q通过C点时，由牛顿第二定律有F又R=联立解得F由牛顿第三定律得F【知识点】竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用；碰撞模型【解析】【分析】（1）由动能定理分析滑块从P到Q的运动过程，求出P碰撞Q之前瞬间，滑块P的速度大小；（2）对P、Q的碰撞过程，由动量守恒定律和能量守恒定律，求出碰后Q的速度，再分析Q在C点的受力，由牛顿第二定律和第三定律，求出P碰撞Q之后瞬间，小球Q对圆轨道的压力大小。15．【答案】（1）解：粒子做匀速直线运动，如下图则(Bvq)解得v=20m粒子出射的速度方向与y轴负方向夹角为tan解得θ=3（2）解：撤去磁场后，粒子做类平抛运动，如下图则(qE)tany=解得y=所以坐标为(0,−80（3）解：由题意可得q粒子做匀速圆周运动，如下图则Bvq=解得R=20m由几何关系可知x=2R经过y轴的坐标为(−203【知识点】带电粒子在重力场、电场及磁场混合场中的运动【解析】【分析】（1）粒子做匀速直线运动，所以分析粒子受力，由共点力平衡条件，求解粒子发射的速度大小和方向；（2）撤去磁场后，粒子做类平抛运动，由牛顿第二定律和运动学公式，求解粒子从O点射出后经过y轴时的坐标；（3）电场变为竖直向下后，粒