河南省名校大联考2024-2025学年高二下学期开学测试物理

20242025学年高二开学测试物理本试卷满分100分，考试用时75分钟。一，单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1．没有对电学作出突出贡献的科学家是A．伽利略B．安培C．欧姆D．焦耳2．一能量子的能量是，已知普朗克常量，其电磁辐射的频率为A．B．C．D．3．已知的单端天线的长度为载波波长的时，其感应电动势在天线中将达到最大值。如果某种的天线应设计为7.5cm，接㪄信号的载波频率为A．B．C．D．4．在如图所示的电路中，两个电流计完全相同，零刻度在刻度盘的中央。当电流从＂十＂接线柱流入时，指针向右摆；当电流从＂一＂接线柱流入时，指针向左摆（本题中的指针摆向是相对于电流表零刻度而言的）。在电路接通且稳定后断开开关$S$的瞬间，下列说法正确的是A．（G）指针向右摆B．（G）指针向右摆C．两指针都向右摆D．两指针都向左摆5．图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连，变压器原，副线圈匝数分别为10匝和1匝，某一风速时，变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是A．副线圈交变电流的频率为5HzB．电压表（V）的示数为C．断开开关S，电压表（的示数为0D．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为6．用两根相同的匀质导线绕成匝数分别为和的圆形闭合线圈$A$和$B$，两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比为A．$25:4$B．$4:25$C．$2:5$D．5：27．如图所示，一个半径为$R$的不导电薄球壳均匀带正电，电荷量为$Q$。它在球壳外某点产生的电场的方向沿球心$O$与此点的连线向外。将它在空间某点产生的电场的电场强度大小用$E$表示，则其电场强度大小在空间的分布可表示为，其中$r$为空间某点到球心$O$的距离，$k$为静电力常量。现在球壳外的一点$A$处放置一个带正电，电荷量为$q$的试探电荷，已知点$A$到球心$O$的距离为$l$，则下列说法正确的是A．该试探电荷所受电场力的大小B．若将该试探电荷从$A$点向远离球心的方向移动一段非常小的距离，则其电势能的变化量C．若将该试探电荷从$A$点向远离球心的方向移动一段非常小的距离，则其电势能的变化量D．球壳表面上的电荷之间也有着相互作用的静电力，带正电的球壳表面单位面积上的电荷所受电场力的方向沿着球心到该面积中心的连线二，多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．如图所示，这是一个在$LC$振荡电路中的线圈产生的磁场的磁感应强度$B$随时间$t$变化的图线，下列说法正确的是A．在时间内，电容器放电，磁场能增大B．在时间内，电容器充电，线圈的自感电动势增大C．时刻电路中的电场能最小D．在时间内，电容器所带的电荷量增大9．如图甲所示，在竖直平面内固定两光滑平行导体圆环，两圆环正对放置，圆环半径均为，相距1m。圆环通过导线与电源相连，电源的电动势3V，内阻不计。在两圆环上水平放置一导体棒，导体棒的质量，接入电路的电阻，圆环电阻不计，匀强磁场方向竖直向上。开关$S$闭合后，导体棒可以静止在圆环内某位置，如图乙所示，该位置对应的半径与水平方向的夹角，取重力加速度大小。下列说法正确的是A．导体棒静止在某位置时所受安培力的大小为0.75NB．匀强磁场的磁感应强度的大小为0.75TC．断开开关S后，导体棒下滑到圆环最低点时对单个圆环的压力大小为0.9ND．断开开关$S$后，导体棒下滑到圆环最低点时的速度大小为10．如图所示，倾角的斜面上放置一间距的足够长光滑U形导轨（电阻不计），导轨上端连接电容的电容器，电容器初始时不带电，整个装置放在磁感应强度大小，方向垂直斜面向下的匀强磁场中。一质量为2kg，电阻的导体棒垂直放在导轨上，与导轨接触良好，另一质量为1kg的重物用一根不可伸长的绝缘轻绳通过光滑的定滑轮与导体棒拴接，定滑轮与导体棒间的轻绳与斜面平行。将重物由静止释放，在导体棒到达导轨底端前的运动过程中（电动势未达到电容器击穿电压），取重力加速度大小，下列说法正确的是A．电容器$M$板带正电，且两极板所带电荷量随时间均匀增加B．经1s后，导体棒的速度C．回路中电流与时间的关系为D．重物和导体棒在运动过程中减小的机械能转化为回路的焦耳热三，非选择题：共54分。11．（6分）在＂探究电磁感应的产生条件＂的实验中，先按图甲连线，不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流计指针向左偏，然后按图乙将灵敏电流计与副线圈$B$连成一个闭合回路，将原线圈$A$，电源，滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。（1）图甲电路中，串联定值电阻$R$的主要作用是___________。A．减小电源两端的电压，保护电源B．增大电源两端的电压，保护开关C．减小电路中的电流，保护灵敏电流计D．减小电路中的电流，保护开关（2）图乙中，S闭合后，在原线圈$A$插入副线圈$B$的过程中，灵敏电流计的指针将___________（填＂向左＂＂向右＂或＂不＂）偏转。（3）图乙中，S闭合后，线圈$A$放在$B$中不动，在滑动变阻器的滑片$P$向左滑动的过程中，灵敏电流计的指针将___________（填＂向左＂＂向右＂或＂不＂）偏转。（4）图乙中，S闭合后，线圈$A$放在$B$中不动，在突然断开S时，灵敏电流计的指针将___________（填＂向左＂＂向右＂或＂不＂）偏转。12．（9分）某中学生课外科技活动小组利用铜片，锌片和家乡盛产的梨制作了一个水果电池，该小组设计了如图甲所示的实验电路测量该电池的电动势$E$和内阻$r$，图甲中电压表，毫安表量程适当，电压表及毫安表测得的实验数据如图乙所示。电压0.090.160.270.400.600.67电流0.900.800.680.500.380.17（1）请根据图乙中电压和电流的数据，在图丙中描点，作出图像。（2）根据图像可以得到该电池的电动势___________V，内阻___________，若已知毫安表的内阻为，则电池的内阻应为___________。（结果均保留两位有效数字）13．（10分）电荷量为的点电荷$a$固定在绝缘光滑水平桌面上，质量为$m$的点电荷$b$以速度$v$绕着点电荷$a$在水平桌面上做半径为$R$的匀速圆周运动，已知静电力常量为$k$，求：（1）点电荷$b$受到的库仑力大小$F$；（2）点电荷$b$所带的电荷量。14．（11分）如图所示，U形金属框的宽度，固定在绝缘水平面上，其左端接一电动势，内阻的电源，金属框上放有质量的金属杆$ab$，金属杆$ab$接入电路的有效电阻。金属框所在区域加一磁感应强度大小的匀强磁场，磁场方向与水平面成角斜向上，金属杆$ab$处于静止状态，其余电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：（1）金属杆$ab$受到的安培力；（2）金属杆$ab$与金属框间的动摩擦因数的最小值。15．（18分）如图所示，三个矩形区域I，II，Ⅲ中，分别存在有界的匀强电场或磁场，为水平中轴线，区域I，Ⅲ中有大小相等，方向相反的匀强电场，电场强度大小未知，区域II中存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为$B$。在区域I的中线上，将质量为$m$，电荷量为$q$的带正电粒子从距离边界线$ef$为$d$的$P$点由静止释放，粒子恰好能够进入区域Ⅲ运动。已知区域II的水平宽度为$l$，区域I，IIII的水平宽度足够大，不考虑电场，磁场的边界效应，不计粒子所受的重力。（1）求匀强电场的电场强度大小$E$的值；（2）若释放点$P$到边界$ef$的距离为$4d$，求粒子前两次经过边界$ef$的时间间隔$t$；（3）若释放点$P$到边界$ef$的距离为$4d$，且粒子恰能经过边界线端点$f$点，求区域$I$的竖直高度$h$。2024—2025学年高二开学测试物理参考答案1．A【解析】安培，欧姆，焦耳都对电学作出过突出贡献，选项A正确。2．B【解析】由可得，选项B正确。3．C【解析】由波速公式，解得，选项C正确。4．A【解析】电路接通且稳定时，两支路中都有自左向右的电流，当开关S断开的瞬间，通过$L$的电流减小，故$L$将产生自左向右的自感电流以阻碍原电流的变化，$L$所在支路与$R$所在支路串联形成回路，则电流自左向右流过电流计，自右向左流过电流计（2），选项A正确。5．D【解析】副线圈交变电流的频率等于原线圈交变电流的频率，由题图乙知交流电的周期，由此可知副线圈中交流电的频率，选项A错误；电压表（V1）测量变压器原线圈两端电压的有效值，，选项B错误；电压表（测量变压器副线圈两端的电压，与有无负载无关，，则电压表（（V）的示数，选项C错误；通过题图乙可知变压器原线圈两端电压的最大值，周期，永磁体转动的角速度，则电压的瞬时值表达式为，选项D正确。6．C【解析】由法拉第电磁感应定律得，可知感应电动势与半径的平方成正比。根据电阻定律可知线圈的电阻，线圈中的感应电流，综上可知，感应电流与线圈的半径成正比，即，因用相同导线绕成匝数分别为和的圆形线圈，因此半径与匝数成反比，故，选项C正确。7．D【解析】该试探电荷所受电场力的大小，选项A错误；该试探电荷移动一段非常小的距离，可认为电场力没有变化，则其电势能的变化量，选项B，C错误；球壳表面上任一无限小处的电荷都可以看作点电荷，以该点电荷与球心的连线为对称轴，则球壳表面上的其他任意电荷都有其对称电荷，所以该点电荷受到其他电荷的所有静电斥力也是关于该对称轴完全对称的，根据力的合成可知，该点电荷受到的总的静电斥力沿着球心到该点电荷的连线方向，则带正电的球壳表面单位面积上的电荷所受电场力的方向沿着球心到该面积中心的连线，选项D正确。8．AB【解析】在时间内，电容器放电，电场能减小，磁场能增大，选项A正确；在时间内，电容器充电，磁感应强度减小，穿过线圈的磁通量减小，但磁通量的变化率增大，即线圈的自感电动势增大，选项B正确；时刻磁感应强度最小，磁场能最小，电场能最大，选项C错误；在时间内，磁感应强度增大，电流增大，电容器放电，电容器所带的电荷量减小，选项D错误。9．CD【解析】导体棒静止时，受力分析如图所示，根据平衡条件得，代入数据解得导体棒所受安培力的大小，选项A错误；由闭合电路的欧姆定律得，解得，由安培力的公式，解得，选项B错误；断开开关S后，导体棒下滑到圆环最低点的过程中，根据动能定理有，则，导体棒在最低点时，由牛顿第二定律得，解得，由牛顿第三定律可知，导体棒对单个圆环的压力大小为0.9N，方向竖直向下，选项C，D正确。10．AB【解析】设运动过程中经时间导体棒的速度增加，对电容器，两极板的充电电流，对导体棒受力分析，由牛顿第二定律有，对重物受力分析，有，解得，即重物的加速度恒定，所以导体棒在到达导轨底端前做匀加速直线运动，电容器两极板所带电荷量，随时间均匀增加，由右手定则可知，$M$板带正电，选项A正确；经1s后，导体棒的速度，选项B正确；由A项分析可知回路中电流恒定且0.5A，选项C错误；重物和导体棒在运动过程中减小的机械能除了转化为回路的焦耳热，还会转化为电容器的电能，选项D错误。11．（1）C（2分）（2）向左（2分）（3）向左（1分）（4）向右（1分）【解析】（1）电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏电流计，选项C正确。（2）由题知，当电流从灵敏电流计的正接线柱流入时，指针向左偏转。S闭合后，在原线圈$A$插入副线圈$B$的过程中，穿过$B$的磁场向下，磁通量变大，由榀次定律可知，感应电流从灵敏电流计的正接线柱流入电流计，则灵敏电流计的指针将向左偏转。（3）线圈$A$放在$B$中不动，穿过$B$的磁场向下，将滑动变阻器的滑片向左滑动时，穿过$B$的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计的正接线柱流入电流计，则灵敏电流计的指针将向左偏转。（4）线圈$A$放在$B$中不动，穿过$B$的磁场向下，突然断开S时，穿过$B$的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计的负接线柱流入电流计，则灵敏电流计的指针将向右偏转。12．（1）如图所示（2分）（2）0.85（都算对）（2分）都算对）（3分）都算对）（2分）【解析】（2）由闭合电路的欧姆定律得，可得，可知图像的纵截距为电池的电动势，则有图像的斜率绝对值，解得，若，则。13．解：（1）点电荷$b$做匀速圆周运动，有。（4分）（2）由库仑力公式得（3分）解得（3分）14．解：（1）根据闭合电路的欧姆定律可得（2分）故金属杆$ab$所受的安培力大小（1分）方向垂直磁场斜向上。（1分）（2）对金属杆$ab$进行受力分析，如图所示，根据平衡条件在水平方向上有（1分）在竖直方向上有（2分）解得（1分）由于金属杆$ab$与金属框之间没有相对滑动，因此（1分）解得（1分）动摩擦因数的最小值为0.5。（1分）15．解：（1）根据牛顿第二定律可得设粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为，根据运动学公式可得（1分）粒子在磁场中运