四川省泸州市泸县第五中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题

泸县五中高2022级高二下学期开学考试物理试题第一部分选择题（共48分）一．选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）1.关于电场和磁场，下列说法正确的是（）A.我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱B.电场线和磁感线是可以形象描述场的强弱和方向的客观存在的曲线C.磁感线和电场线都是闭合的曲线D.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，电流之间的相互作用是通过电场来发生的【答案】A【解析】【详解】A．我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱，A正确；B．电场线和磁感线是为了形象描述电场和磁场而画出来的，不是客观存在的曲线，B错误；C．磁感线是闭合的曲线，电场线从正电荷出发，到负电荷终止，不是闭合曲线，C错误；D．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，电流之间的相互作用也是通过磁场发生的，D错误。故选A。2.下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（）A.甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实B.乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止C.丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实D.丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实【答案】C【解析】【详解】A．根据安培定则，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，图甲所示两导线应相互排斥，故A错误；B．磁感线是闭合曲线，在磁体内部从S极指向N极，故B错误；C．根据安培定则可知，如图直导线下方有垂直纸面向里的磁场，N极向纸面内转动，故C正确；D．根据安培定则可知，如图环形导线内部有垂直纸面向外的磁场，N极向纸面外转动，故D错误。

故选C。3.如图所示，灯为“6V，4W”，灯为“6V，2W”。现把它们按在12V的电路中，要使每个灯都正常发光，还要求省电，正确的接法是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】【详解】由两灯的额定电压和额定功率可知，而两灯能否正常发光，可通过两灯上的电压来分析：电路A，由于，，则，灯将烧坏。电路B，若与R并联阻值为，由于，故，，则，灯将烧坏。电路C，若与R并联阻值为，由于，当时，两灯上的电压均为6V，两灯都能正常发光。电路D若与并联阻值为，当时，两灯上的电压均为6V，两灯都能正常发光。电路省电，也就是要求电路中消耗的功率最小。C、D两电路都能使灯正常工作，但C电路正常工作时的总电流是灯正常发光时的额定电流；D电路的总电流是、正常发光时的额定电流之和，而两电路两端电压相同为12V，因此C电路消耗的功率小，更省电。故选C。4.如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中（图中未画出），相距为l的两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置。两导线均通有方向垂直于纸面向里、大小相等的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a点处磁感应强度为零。b点与a点关于PQ连线对称。下列说法正确的是（）A.匀强磁场的方向平行于PQ向右B.P的电流在a点处磁场的磁感应强度大小为C.将P中的电流方向反向，PQ连线中点磁场方向垂直PQ向上D.将Q中的电流方向反向时，b点的磁感应强度大小为【答案】D【解析】【详解】AB．对a点的磁场分析如图甲所示设P和Q在a点产生的磁场的磁感应强度大小均为B，当P和Q中的电流都垂直于纸面向里时，根据安培定则可知，P在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏下30°,Q在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏上30°，由矢量的平行四边形法则可知两者在a点产生的合磁场的磁感应强度大小为方向水平向右，所以匀强磁场的方向为水平向左；因a点的磁感应强度大小为零，故解得故AB错误；C．将P中的电流方向反向，P、Q在PQ连线中点产生的磁场大小相等，方向垂直PQ向上，匀强磁场水平向左，所以PQ连线中点磁场方向为斜左上方，故C错误；D．将Q中的电流方向反向时，P在b点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向左偏下30°,Q在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏下30°，如下图所示。根据平行四边形定则得b点的磁感应强度为故D正确。故选D5.一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。下列说法正确的是（）A.带负电的粒子所受洛伦兹力水平指向极B.板是电源的正极C.增大等离子体喷人磁场的速度能增大发电机的电动势D.减小金属板A、B之间的距离能增大发电机的电动势【答案】C【解析】【详解】AB．由左手定则可知，带负电的粒子所受洛伦兹力水平指向A板，A板是电源的负极，故AB错误；CD．由可知所以增大等离子体喷人磁场的速度能增大发电机的电动势，减小金属板A、B之间的距离能减小发电机的电动势，故C正确，D错误。故选C。6.风能是一种洁净、无污染、可再生的能源，临海括苍山山顶上建有全国第四大风力发电场，如图所示。已知该地区的风速约为6m/s，空气密度约，已知风力发电机的风叶叶片长度为40m，且风能的30％可转化为电能，则一台发电机发电功率约为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】在1s内经过叶片空气体积为空气的质量为空气的动能为风能的30%可转化为电能，则1s的电能就是发电功率，约为。故选B。7.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一段静止的长为L截面积为S的通电导线，磁场方向垂直于导线。设单位体积导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q，它们沿导线定向移动的平均速率为v。下列选项正确的是（）A.导线中的电流大小为nSqvB.这段导线受到的安培力大小为nLqvBC.沿导线方向电场的电场强度大小为vBD.导线中每个自由电荷受到的平均阻力大小为qvB【答案】A【解析】分析】【详解】A．根据电流定义其中根据题意带入化解即可得到I的微观表达式为故A正确；B．由安培力公式可得联立得故B错误；C．沿导线方向的电场的电场强度大小为（U为导线两端的电压）它的大小不等于vB，只有在速度选择器中的电场强度大小才是vB，且其方向是垂直导线方向，故C错误；D．导线中每个自由电荷受到的平均阻力方向是沿导线方向的，而qvB是洛伦兹力，该力的的方向与导线中自由电荷运动方向垂直，二者不相等，故D错误。故选A。8.有两材质、长度相同的电阻a和b，当它们接入电路时，得到如右图所示的电流I和电压U的关系，以下说法正确的是（）A.R1表示电阻a，R2表示电阻bB.电阻a和b串联后的总电阻的IU图线应在区域ⅢC.R1表示电阻b，R2表示电阻aD.电阻a和b并联后总电阻的IU图线应在区域II【答案】BC【解析】【详解】AC．在IU图线中斜率的倒数表示电阻，由图线可知R1<R2，材质、长度相同的导体横截面积越大，电阻越小，R1表示电阻b，R2表示电阻a，A错误，C正确；B．R1和R2串联后的总电阻比任何一个分电阻都大，斜率更小，则总电阻的IU图线应在区域Ⅲ，B正确；D．R1和R2并联后的总电阻比任何一个分电阻都小，斜率更大，则总电阻的IU图线应在区域I，D错误。故选BC。9.在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为均为固定电阻，，电压表为理想电表。已知电阻中电流i随时间变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（）A.的阻值为B.电压表的示数为C.变压器传输的电功率为D.若拆除支路，电压表示数会减小【答案】ACD【解析】【详解】AB．根据图乙可知通过电阻电流的最大值为则有效值为根据并联电路特点和题意可知通过副线圈的电流为根据理想变压器电流与线圈匝数关系有解得根据欧姆定律可知副线圈两端的电压为根据理想变压器电流与线圈匝数关系有解得则电压表的示数为则故A正确，B错误；C．变压器传输的电功率为故C正确；D．设原线圈电流为I1，则可知若拆除支路，通过原线圈的电流减小，根据欧姆定律可知电压表示数会减小，故D正确。故选ACD。10.如图所示，图甲中M为电动机，开关S闭合后，将滑动变阻器R的滑片从右端滑到左端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示，已知电流表A读数在以下时，电动机没有转动。不考虑电表内阻，以下判断正确的是（）A.图线②为V2示数随电流表读数的变化图线B.电动机的内阻为C.电动机的最大输出功率是D.滑动变阻器的最大阻值为【答案】BCD【解析】【详解】A．由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图线①表示V2的电压与电流的关系，故A错误；B．若电流表A示数小于0.2A，由图知，电动机不转动，电动机的电阻故B正确；D．结合图线①可知，当电流为=0.1A时，路端电压为=3.4V，此时滑动变阻器接入回路的电阻最大，有解得滑动变阻器的最大阻值故D正确；C．当时，路端电压，此时滑动变阻器接入回路的电阻为零，此时电动机有最大输出功率故C正确。故选BCD。11.如图，在半径为R的半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，半径OP与半径OA的夹角为60°。现有一对正、负粒子以相同的速度从P点沿PO方向射入磁场中，一个从A点离开磁场，另一个从B点离开磁场。粒子的重力及粒子间的相互作用力均不计，则下列说法中正确的是（）A.从B点射出磁场的是带正电的粒子 B.正、负粒子在磁场中运动的周期之比为1∶1C.正、负粒子在磁场中运动的比荷之比为 D.正、负粒子在磁场中运动的时间之比为3∶2【答案】AD【解析】【详解】A．根据左手定则判断知从B点射出磁场的是正粒子，A正确；B．正、负粒子在磁场中的运动轨迹如下图所示圆弧PA所对的圆心角θ1=120°，则正粒子运动轨迹的半径由得粒子运动的周期为圆弧PB所对的圆心角θ2=60°，则正粒子运动轨迹的半径由得粒子运动的周期为则正负粒子的周期之比为故B错误；C．带电粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则则正负粒子的比荷之比为故C错误；D．由B选项可知，正负粒子的圆心角分别为θ2=60°，θ1=120°根据匀速圆周运动的时间有则故D正确。故选AD。第二部分非选择题（共52分）注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。二．实验题（共14分）12.某同学测量一节干电池的电动势和内阻。现有实验器材如下：干电池（电动势约1.5V、内阻较小）、滑动变阻器（0~10Ω）、电阻箱（0~999.9Ω）、电压表（0~3V量程、内阻约3kΩ）、电流表（0~0.6A量程、内阻约0.5Ω）、开关S、导线若干。（1）该同学对测量这一节干电池的电动势和内阻设计出四个方案，其中精度较高是______；A．B．C．D．（2）图甲为该同学某次测量时电压表示数，其读数为______V；（3）该同学采用“（1）”所选的某个方案后，测得多组（U、I）数据，画出图，如图乙，测得的电源电动势和内阻分别为______V、______Ω；（保留小数点后两位数字）（4）该同学考虑到（3）所选的实验中电表不是理想电表，因此导致这一节干电池电动势测量结果为：______（选填“>、=、<”）。【答案】①BC##CB②.1.20③.1.48④.1.31⑤.<【解析】【详解】（1）[1]AD．由于电源内阻较小，电流表内阻较小，且不知道电流表内阻的准确值，电流表分压带来的影响很大，不能忽略，故AD错误；BC．由于电源内阻较小，电压表内阻较大，电压表分流的影响小，可以忽略，故BC正确。故选BC。（2）[2]电压表的量程为，由图甲可知，最小分度为0.1V，读数为1.20V。（3）[3][4]由上分析可知，采用电流表相对于电源外接的方案，较为恰当，测得多组（U、I）数据，由闭合回路欧姆定律有结合图有，（4）[5]由于电压表分流导致电流的测量值小于真实值，考虑电压表内阻，根据闭合电路欧姆定律有整理可得则有13.某同学用伏安法测定一薄的圆形合金片的阻值Rx（约为1kΩ），除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A.电压表V1（量程0~1V，内阻约10kΩ）B.电压表V2（量程0~5V，内阻约100kΩ）C.电流表A1（量程0~1mA，内阻约10Ω）D.电流表A2（量程0~0.6mA，内阻约0.05Ω）E.电源（电压1.5V，额定电流0.5A，内阻不计）F.滑动变阻器R1（阻值范围0~10Ω，额定电流2A）G.滑动变阻器R2（阻值范围0~2000Ω，额定电流2A）用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。（1）由图甲、图乙两图读得圆柱体的直径D为_______mm，长度L为_______mm。（2）为使测量尽量准确，电压表选用_________，电流表选用__________，滑动交阻器选用_______。（均填器材的字母代号）（3）画出测量Rx阻值的实验电路图__________。【答案】①.1.745②.41.4③.A④.C⑤.F⑥.【解析】【详解】（1）[1][2]圆柱体的直径D为长度L为（2）[3][4][5]电源电动势1.5V，则电压表选择A，由欧姆定律可知，圆形合金片的最大电流为1mA，则电流表选择C。为减小实验误差，滑动变阻器采用分压式，故选F。（3）[6]因电阻较大，故电流表采用内接法，实验电路图如图三．计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分）14.如图所示，电源电动势为E=10V，内阻r=1Ω，R1=R2=R3=R4=1Ω，电容器电容C=6μF，开关闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，电荷量为q的小球正好处于静止状态.求（1）电路稳定后通过R4的电流I；（2）开关S断开，流过R2的电荷量△Q；（3）断开开关，电路稳定后，小球的加速度a的大小．【答案】（1）4A；（2）；（3）1.67m/s2【解析】【详解】（1）开关S闭合时，并联与串联，中没有电流通过．有电容器的电压由欧姆定律得通过的电流（2）开关S断开，电容器的电压开关S断开