四川省达州市渠县中学2022-2023学年高二下学期开学考试理科综合试题-高中物理

渠县中学高2021级高二下期入学考试理科综合试题第I卷（选择题126分）一、选择题：1.下列说法正确的是（）A.根据电场强度的定义式，可知电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成反比B.根据电势的定义式，可知电场中某点的电势与试探电荷在该点的电势能成正比C.根据电容的定义式，可知电容器的电容与极板所带电荷量成正比D.根据欧姆定律的表达式，可知通过某定值电阻的电流与其两端的电压成正比【答案】D【解析】【详解】A．公式为电场强度的定义式，电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量无关，选项A错误；B．公式是电势的定义式，电场中某点的电势由电场本身决定，与试探电荷在该点的电势能无关，选项B错误；C．公式是电容的定义式，电容器的电容是由本身决定的，与极板所带电荷量无关，选项C错误；D．选项中表达式为电流的决定式，通过某定值电阻的电流与其两端的电压成正比，与其电阻成反比，故D正确。故选D。2.如图所示，开始时矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要使线圈产生感应电流，则下列方法中不可行的是（）A.以ab为轴转动 B.以OO′为轴转动C.以ad为轴转动（小于60°） D.以bc为轴转动（小于60°）【答案】D【解析】【详解】ABC．以ab为轴转动、OO′为轴转动、ad为轴转动（小于60°）磁感线垂直穿过的面积都会发生变化，则穿过线圈的磁通量发生变化，所以线圈中会产生感应电流，ABC不符合题意；D．以bc为轴转动（小于60°），线圈在垂直磁场的面上的投影不变，所以磁感线垂直穿过的面积不会发生变化，则穿过线圈的磁通量不会发生变化，线圈中没有感应电流，D符合题意。故选D。【点睛】磁通量是穿过线圈的磁感线的条数．对照产生感应电流的条件：穿过电路的磁通量发生变化进行分析判断有无感应电流产生，对于匀强磁场磁通量，可以根据磁感线条数直观判断，也可以根据磁通量的计算公式（是线圈与磁场方向的夹角）进行计算。3.如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（）A.甲表是电流表，R减小时量程减小 B.甲表是电流表，R减小时量程增大C.乙表是电压表，R减小时量程增大 D.乙表是电流表，R减小时量程增大【答案】B【解析】【详解】AB．甲表中电阻箱R与灵敏电流计G并联，可知甲表为电流表，量程为可知R减小时甲表电流的量程增大，故A错误，B正确；CD．乙表中电阻箱R与灵敏电流计G串联，可知乙表为电压表，量程为可知R减小时乙表电压的量程减小，故CD错误。故选B。4.某电场的电场线分布如图所示，则（）A.电荷P带负电B.a点的电场强度大于b点的电场强度C.电子在c点的电势能大于在d点的电势能D.电子在c点受到电场力大于在d点受到的电场力【答案】D【解析】【详解】A．电场线从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远处，故电荷P带正电，故A错误；B．从电场线的分布情况可知，b点的电场线比a点的密，所以b点的电场强度大于a点的电场强度，故B错误；C．因为沿电场线电势降低，所以又因为负电荷在电势低的地方电势能大，所以电子在c点的电势能小于在d点的电势能，故C错误；D．根据电场线的疏密程度可知，c点的电场强度大于d点的电场强度，所以电子在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力，故D正确。故选D。5.在如图所示的电路中，E=8V，r=2Ω，R1=8Ω，R2为变阻器接入电路中的有效阻值，则（）A.当R2取值6Ω时，变阻器R2上获得的电功率最大B.当R2取值10Ω时，变阻器R2上获得的电功率最大C.当R2取值6Ω时，电阻R1上获得的电功率最大D.调整R2的值，可以使电源的输出功率达到8W【答案】B【解析】【详解】AB．变阻器R2的电功率为根据数学知识可知，当即变阻器R2上获得的电功率最大，故A错误，B正确；C．由于R1为定值电阻，所以当R2取值为0时，电路电流最大，电阻R1上获得的电功率最大，故C错误；D．电源的输出功率为由数学知识可知，当电源的输出功率最大，由于可知当R2取值为0时，电源的输出功率最大，为可知调整R2值，不可以使电源的输出功率达到8W，故D错误。故选B。6.如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO1匀速转动，周期T=2s，线圈电阻r=2Ω，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流i=1A，下列说法正确的是（）A.在1min内线圈中的感应电流的方向改变60次B.线圈中的感应电流的有效值为I=2AC.感应电动势的瞬时值表达式为D.穿过线圈的磁通量的瞬时值表达式为）【答案】AC【解析】【详解】A．一周内电流方向改变2次，而周期为T=2s，则在1min内，即30个周期内，线圈中的感应电流的方向改变60次，故A正确；B．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则有根据题意线圈转过60°时的感应电流为解得电流最大值为则线圈中的感应电流的有效值为故B错误；C．感应电动势最大值为则感应电动势的瞬时值表达式为故C正确；D．磁通量的最大值为从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则穿过线圈的磁通量的瞬时值表达式为故D错误。故选AC。7.如图所示，电源的电动势E=1.5V，内阻r=2Ω，两个定值电阻均为8Ω，平行板电容器的电容C=3×106F，则（）A.开关断开时两极板间的电压VB.开关断开时电容器的带电量4×106CC.开关接通时两极板间的电压1VD.开关接通时电容器带电量3×106C【答案】CD【解析】【详解】A．开关断开时，根据闭合电路欧姆定律可知A错误；B．电容器与两端的电压相同，由电容器电容的定义式得B错误；C．开关接通是和并联，其等效电阻根据C正确；D．电容器与两端的电压相同，由电容器电容的定义式得D正确。故选CD。8.如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的．两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点，则()A.两小球到达轨道最低点的速度vM＝vNB.两小球到达轨道最低点的速度vM>vNC.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D.在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端【答案】BD【解析】【详解】AB.小球在磁场中运动时洛伦兹力不做功，所以只有重力做功．在电场中受的电场力向左，下滑过程中电场力做负功，所以到达最低点时速度关系为vM>vN，故A错误，B正确；C.整个过程的平均速度>，所以时间tM<tN，故C错误；D.由于电场力做负功，电场中的小球不能到达轨道的另一端．故D正确．故选BD第II卷（非选择题174分）二、实验题：第22题6分，第23题9分。9.某同学为了探究磁感应强度的大小和方向，设计了如图所示的实验：将一长为10cm，质量为0.01kg的金属棒ab用两个完全相同的绝缘弹簧水平地悬挂在垂直于纸面的匀强磁场中（磁场未画出），弹簧上端固定，将金属棒用导线通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω，不考虑导线的质量，实验的主要步骤如下：（1）闭合开关前，金属棒静止时，用刻度尺测得两弹簧的伸长量均为0.50cm，重力加速度取g=10m/s2，则其中一根弹簧的劲度系数为__________N/m；（2）闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量均增加了0.30cm，则该磁场的方向为___________，磁感应强度的大小为__________T。【答案】（1）10（2）①.垂直纸面向里②.0.1【解析】【小问1详解】闭合开关前，金属棒静止时，根据受力平衡可得解得弹簧的劲度系数为【小问2详解】[1][2]闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量均增加了0.30cm，可知金属棒受到的安培力向下，根据左手定则可知，该磁场的方向为垂直纸面向里；根据受力平衡可得其中解得磁感应强度的大小为10.现要测量某小量程电流表的内阻，其内阻在5～8Ω之间，可选用的器材如下：A．待测电流表A（量程100mA）；B．电压表V1（量程0.3V，内阻约500Ω）；C．电压表V2（量程3V，内阻约3kΩ）；D．滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）；E．滑动变阻器R2（最大电阻500Ω）；F．定值电阻R3（阻值10Ω）；G．电源E（电动势3V）；H．开关S及导线若干．要求测量结果尽可能精确且电流表、电压表的示数能从零开始调节。（1）电压表应选用__________，滑动变阻器应选用__________；（填选项前的字母序号）（2）在方框内画出实验电路图并标明符号________；（3）电流表A内阻的表达式为RA=____________________。（电压表、电流表的读数分别用U、I表示）【答案】（1）①.C②.D（2）见解析（3）【解析】【小问1详解】[1]待测电流表量程为内阻约为5~8Ω，则电流表两端电压约为；可知电压表V1量程太小，但电压表V2量程太大，则将定值电阻R3与待测电流表串联，串联后的电压约为，则电压表应选用V2，即选择C；[2]要求电流表、电压表的示数能从零开始调节，则滑动变阻器应采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的R1，即选择D。【小问2详解】实验电路图如图所示【小问3详解】根据欧姆定律有解得电流表A内阻为三、计算题：11.如图所示，在A点固定一点电荷量为Q的正电荷，在离A点高为H的C处有一个带正电的液珠，液珠处于静止状态。已知重力加速度为g，静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。（1）计算液珠的比荷；（2）现将A处电荷的电量变为原来的4倍，计算液珠向上运动的速度达到最大时液珠位移大小x。【答案】（1）；（2）H【解析】分析】【详解】（1）液珠在C点平衡，则解得（2）液珠向上运动的速度达到最大时，重力等于库仑力解得x=H12.如图，虚线ab上方存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场Ⅰ，下方存在方向相同的匀强磁场Ⅱ，虚线ab为两磁场的分界线。M、O、N位于分界线上，已知MN=L，点O为MN的中点。一电子从O点射入磁场Ⅰ，速度方向与分界线ab的夹角为30°，电子离开O点后依次经N、M两点回到O点。已知电子的质量为m，电荷量为e，重力不计，求：（1）电子从O点射入速度大小；（2）下方匀强磁场Ⅱ的磁感应强度大小；（3）电子从射入磁场到第一次回到O点所用的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）电子在磁场中的运动轨迹如图所示设电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径分别为，电子在磁场中做匀速圆周运动有根据几何关系解得（2）设下方匀强磁场Ⅱ的磁感应强度大小，由洛伦兹力提供向心力由于最终能回到点，由几何关系，可得解得（3）电子在磁场中的运动周期电子在磁场中的运动周期设电子经过三段轨迹的时间分别为，由几何关系可得到的圆心角为，则到的圆心角为，则到的圆心角为，则电子从射入磁场到第一次回到点所用的时间为联立以上式子，解得13.如图所示，水平放置的平行金属导轨宽度为d=1m，导轨间接有一阻值为R=2Ω的灯泡，一质量为m=1kg的金属棒跨接在导轨之上，其电阻为r=1Ω，且和导轨始终接触良好，整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对金属棒施加一水平向右