2021-2022学年全国人教版（2019）高二下学期开学摸底考试物理试卷 һ 解析版

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2021-2022学年全国人教版（2019）高二下学期开学摸底考试物理试卷 一考试范围：人教版（2019）必修第三册（占比70%）+人教版（2019）选择性必修第一册（占比20%）+人教版（2019）选择性必修第二册（占比10%）注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分）1.（多选）有一质量较小的小球A，用绝缘细线悬吊着，当用毛皮摩擦过的橡胶棒B靠近它时，看到它们先相互吸引，接触后又相互排斥。则以下判断中正确的是(   )A.接触前，一定带异种电荷 B.接触前，可能带异种电荷C.接触前，A球一定不带任何电荷 D.接触后，A球一定带有电荷2.如图所示，真空中两个可视为点电荷的带电小球电荷量分别为和，放在光滑的绝缘水平面上，之间用绝缘的轻弹簧连接，弹簧的劲度系数为。当系统平衡时，弹簧的伸长量为。已知弹簧的形变均在弹性限度内，k为静电力常量，则(   )
 A.保持Q不变，将q变为，平衡时弹簧的伸长量等于B.保持q不变，将Q变为，平衡时弹簧的伸长量小于C.保持Q不变，将q变为，平衡时弹簧的缩短量等于D.保持q不变，将Q变为，平衡时弹簧的缩短量小于3.（多选）真空中两个点电荷分别固定于x轴上和的两点，在它们的连线上场强E与x关系如图所示（取x轴正方向为场强正方向，无穷远处电势为零），以下判断正确的是(   )
 A.带正电、带负电B.的电荷量是的9倍C.x轴上处的电势为零D.正点电荷q在x轴上a处的电势能比在处的大4.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是(   )
 A.实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B.实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C.实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D.实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大5.如图所示为一对不等量异种点电荷的电场线分布，下列说法正确的是(   )
 A.的电性无法确定B.B处没画电场线，故B处电场强度为零C.A点电势一定高于B点电势D.将一电子从A点移到B点，静电力对电子做正功6.某灯泡的图像如图所示，下列说法正确的是(   )
 A.小灯泡的电阻随着功率的增大而减小B.小灯泡的电阻随着电压的增大而减小C.小灯泡是非线性电阻，所以不能计算出其在某状态下的电阻D.当小灯泡两端的电压为0.5 V时，它的电阻约为7.如图所示是某商场新安装的自动扶梯，其电动机额定电压为U，额定电流为I，效率为η，则下列说法正确的是(   )
 A.该扶梯电动机的内阻为B.该扶梯电动机的机械功率为C.该扶梯电动机的发热功率为D.该扶梯电动机正常工作时每秒消耗的电能为8.电影《火星救援》中，宇航员在太空中与飞船之间相距7.5 m，飞船无法实施救援活动，为了靠近飞船，男主角剪破自己的宇航服，反向喷出气体使自己飞向飞船.假设气体能以50 m/s的速度喷出，宇航员连同装备共100 kg，开始时宇航员和飞船保持相对静止，宇航员必须在100 s内到达飞船，喷出气体的质量至少为(   )A.0.1 kg B.0.15 kg C.0.2 kg D.0.25 kg9.已知弹簧振子的周期，m为振子质量，k为弹簧劲度系数.如图所示，两木块A和B叠放在光滑水平面上，一起做简谐运动，质量分别为和，当它们运动到平衡位置时，突然拿去A之后（对B的速度无影响），则(   )A.振子的频率不变 B.振子的振幅变小 C.振子的周期变大 D.振子的振幅变大10.图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点.图乙为质点Q的振动图像.下列说法中不正确的是(   )A.该波的传播速度为40 m/sB.从到，质点Q通过的路程为40 cmC.该波沿x轴负方向传播D.时，质点P的速度方向向上11.如图所示，甲、乙分别是两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于两束单色光的说法正确的是(   )A.光在真空中的波长满足B.光在玻璃中的折射率满足C.若该两束光分别为红光和紫光，则a为红光D.若光分别玻璃射入空气，则a光临界角较小12.（多选）如图所示的装置可演示磁场对通电导线的作用，电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆，当电磁铁线圈两端，导轨两端分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是(   )
 A.若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B.若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C.若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D.若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动二、实验题（本题共3小题，每小题8分，共24分）13.一只小灯泡，标有“3 V，0.6 W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻：电源（电压为12 V）、最大阻值为的滑动变阻器、电流表（内阻为）、电压表（内阻为）、开关一个、导线若干。
（1）在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用_______（选填“内接”或“外接”）法。滑动变阻器应采用_________（选填“分压式”或“限流式”）接法。
（2）在下面的虚线框内画出你所设计的实验电路图。

 14.图（a）是某同学组装完成的简易多用电表的电路图，图中E是电池，是定值电阻，是可变电阻，表头G的满偏电流为，内阻为。表盘如图（b）所示，最上一行刻度的正中央刻度值为“15”。图（a）中虚线框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，5个挡位分别为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆“×100”挡。
 （1）若用欧姆“×100”挡测二极管的反向电阻，则应使图（a）中的A端与_________（填“红”或“黑”）色表笔连接后，再将此表笔金属部分与二极管的_______（填“正”或“负”）极相接触。测得的示数如图（b），则读数为_______（保留两位有效数字）。
（2）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示，若此时B端是与“1”相连的，则多用电表的读数为________。
（3）根据题中所给的条件可得_________V，_______Ω。15.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，备有下列器材:
A.待测的干电池一节
B.电流表（量程0~3 mA，内阻）
C.电流表（量程0~0.6 A，内阻）
D.滑动变阻器（0~,1.0 A）
E.电阻箱（0~）
F.开关和若干导线
（1）某同学发现上述器材中没有电压表，他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表，其量程为0～3 V，并设计了图甲所示的两个参考实验电路（虚线框内为改装电压表的电路），其中合理的是________（选填“a”或“b”）电路，此时的阻值应取______Ω。
 （2）图乙为该同学根据合理电路所绘出的图像（为电流表的示数，为电流表的示数），根据该图线可得被测电池的电动势_______V，内阻__________Ω。
 三、计算题（本题共3小题，共28分）16.（8分）如图所示，小球（可视为质点）带电荷量为，质量为，放在倾角为的足够长绝缘斜面上。斜面部分光滑，其他部分粗糙，且小球与斜面间的动摩擦因数，段有一平行于斜面向上的有界匀强电场。现让小球从A点由静止释放，到达C点时速度恰好为0。已知的长度为的长度为，g取。求:
 （1）匀强电场的场强E的大小；（2）小球从A点到C点所用的时间；（3）小球第一次沿斜面向上运动的最高点到B点的距离。     17.（10分）如图所示，一滑板N的上表面由长度为L的水平部分和半径为R的四分之一光滑圆弧组成，滑板静止于光滑的水平地面上物体P（可视为质点）置于滑板上面的A点，物体P与滑板水平部分的动摩擦因数为.一根长度为L、不可伸长的细线，一端固定于点，另一端系一质量为的小球Q.小球Q位于最低点时与物体P处于同一高度并恰好接触.现将小球Q拉至与同一高度（细线处于水平拉直状态），然后由静止释放，小球Q向下摆动并与物体P发生弹性碰撞（碰撞时间极短）.设物体P的质量为m，滑板的质量为.（1）求小球Q与物体P碰撞前瞬间细线对小球拉力的大小；（2）若物体P在滑板上向左运动从C点飞出，求飞出后相对C点的最大高度；（3）要使物体P在相对滑板反向运动过程中，相对地面有向右运动的速度，求的取值范围.        18.（10分）如图所示，在倾角的斜面上，固定着一宽的平行金属导轨，现在导轨上垂直导轨放置一质量、电阻、长为1.0 m的金属棒，它与导轨间的动摩擦因数。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。导轨所接电源的电动势为，内阻，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑动变阻器的阻值符合要求，其他电阻不计，g取，现要保持金属棒在导轨上静止不动，求：
 （1）金属棒所受安培力的取值范围；（2）滑动变阻器接入电路中的阻值范围。

                答案以及解析1.答案：BD解析：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷是负电荷，如果小球带电，根据异种电荷相互吸引可知，小球带正电；由于小球质量较小，根据带电体可吸引轻小物体可知，小球可能不带电。接触后又相互排斥，故接触后橡胶棒B和小球A一定带同种电荷，选项B、D正确。2.答案：B解析：设弹簧的原长为l，由库仑定律、胡克定律和共点力平衡可得，当电荷量为q时，；当保持Q不变，将q变为，或保持q不变，将Q变为时，设弹簧的伸长量为，有，解得；当保持Q不变，将q变为，或保持q不变，将Q变为时，设弹簧的压缩量为，有，解得，即。3.答案：BD解析：由图像可知，两点电荷连线间某点场强为零，可知两点电荷电性相同，再由场强的正负可知两点电荷均带正电，A错误；x轴上处的合场强为零，根据点电荷场强公式可得，的电荷量是的9倍，B正确；x轴上处的场强为零，但是、均带正电，所以电势大于零，C错误；在x轴上场强从a处指向处，沿场强方向电势越来越低，由可知正点电荷q在x轴上a处的电势能比在处的大，D正确。4.答案：A解析：本题考查平行板电容器。带电玻璃棒接触a板，a板会带上同种电荷，同时b板上会感应出异种电荷，故A正确；静电计指针张角反映电容器两板间电压，将b板上移，正对面积S减小，电容C减小，板间电压U增大，故指针张角变大，B错；插入有机玻璃板，相对介电常数增大，电容C增大，板间电压U减小，指针张角变小，C错；只增加极板带电量Q，板间电压U增大，但电容保持不变，故D错。5.答案：C解析：根据电场线的特点可知，带正电，选项A错误；电场线实际并不存在，没有画出电场线的位置不代表没有电场，根据电场强度叠加原理可得出B处场强不为零，选项B错误；沿着电场线方向电势降低，所以A点电势一定高于B点电势，将一电子从A点移到B点，电势能增加，静电力对电子做负功，选项C正确、D错误。6.答案：D解析：由图可知，随着电流的增加，图像上各点与原点连线的斜率变大，则小灯泡的电阻随着功率以及电压的增大而增大，选项A、B错误。小灯泡是非线性电阻，用某状态下的电压与电流的比值来计算在某状态下的电阻，选项C错误；由图像可知，当小灯泡两端的电压为0.5 V时，电流为6 A，则它的电阻约为，选项D正确。7.答案：C解析：含电动机电路是非纯电阻电路，不能用部分电路欧姆定律计算电阻，选项A错误；该扶梯电动机的机械功率为，选项B错误；该扶梯电动机的发热功率为，选项C正确；该扶梯正常工作时每秒消耗的电能为，选项D错误。8.答案：B解析：设宇航员反冲获得的最小速度为u，则有，设喷出气体的质量为m，宇航员连同装备的质量为M，喷出气体的过程系统动量守恒，以气体的速度方向为正方向，由动量守恒定律得，解得，选项B正确.9.答案：B解析：弹簧振子的质量减小，则周期变小，频率变大，故A、C错误；振子运动到平衡位置时速度最大，弹簧的弹性势能为零，拿去A之后，系统的机械能减小，由机械能守恒定律知，振子到达最大位移处时弹簧的弹性势能减小，其形变量减小，则振幅减小，故B正确，D错误.10.答案：B解析：由题图乙知该波的周期，由甲图知波长，则波速，故A正确；在时，由乙图知质点Q正向下运动，根据“上下坡法”可知该波沿x轴负方向传播，此时P点正向上运动，故C、D正确；从到经过，由于时刻质点Q在平衡位置处，所以质点Q通过的路程是，故B错误.11.答案：D解析：根据双缝干涉相邻亮（或暗）条纹间距公式可得，在其他条件不变的情况下，相干光的波长越长，条纹间距越大，由题图可知a光的波长小于b光的波长，故A错误；由于a光的波长小于b光的波长，所以a光的频率大于b光的频率，若该两束光分别为红光和紫光，则a光为紫光，故C错误；由于对于同一种介质，频率越大，折射率越大，故a光在玻璃中的折射率大于b光在玻璃中的折射率，由知a光的临界角小下b光的临界角，故B错误，D正确.12.答案：BD解析：根据安培定则和左手定则判断。13.答案：（1）外接；分压式（2）如图所示
 解析：（1）因小灯泡正常发光时的电阻约为，而电流表、电压表的内阻分别为和，满足，电流表应采用外接法；实验中因小灯泡的额定电压为3 V，而电源电压为12 V，滑动变阻器阻值较小，所以滑动变阻器应采用分压式接法。
（2）根据（1）中分析，画出实验电路图如答图所示。14.答案：（1）黑；负；（2）0.57 mA（3）1.5；4000解析：（1）由题图（a）所示电路图可知，A端与多用电表内置电源正极相连，则A端应与黑表笔相连；用多用电表测二极管反向电阻，应将黑表笔与二极管的负极相连，挡位为欧姆“×100”挡，由题图（b）所示可知，读数为。
（2）B端与“1”相连，由题图（a）所示可知，此时多用电表测电流，量程为0~2.5 mA，由题图（b）所示可知，其分度值为0.05 mA，读数为0.57 mA。
（3）表盘正中央刻度为15，欧姆表挡位为“×100”挡，则欧姆表内阻，电源电压；由欧姆定律可知。15.答案：（1）b；990（2）1.48（1.47~1.49均可）；0.84（0.82~0.87均可）解析：（1）的量程太小，只能用测电路电流，故实验电路选b；用与串联改装成电压表，。
（2）由及可得，再结合图像可知，。16.答案：（1）20 N/C（2）0.3 s（3）0.8 cm解析：（1）从A到C由动能定理可得

代入数据解得
（2）从A到B由牛顿第二定律得

由位移公式有
代入数据解得
由速度公式可得
从B到C有
解得
所以小球从A点到C点所用的时间
（3）设小球第一次沿斜面向上运动的最高点到B点的距离为x，由动能定理得

代入数据解得17.答案：（1）（2）（3）解析：本题通过做圆周运动的小球与物块考查碰撞问题中动量守恒定律和能量守恒定律的应用.（1）小球Q在下落过程中机械能守恒，因此有在最低点对小球Q由牛顿第二定律有，联立解得.（2）小球Q和物体P发生弹性碰撞，则由机械能守恒定律和动量守恒定律有，，解得.物体和滑块组成系统在水平方向动量守恒，有，由能量守恒定律可得，解得.（3）要求物体P有相对地面向右的速度，说明物体P要滑到曲面上再返回运动，物体P相对滑板N反方向运动过程中，可以知道当再次回到B点时两者的速度最大，此时物体P有向右运动的速度即可，因此规定向左为正方向，再次回到B时水平方向动量守恒定律可得，由能量守恒定律可得，联立可得方程.因物体要经过B点，因此要求判别式大于零，速度向右说明要小于零，则有即满足不等式，又有，联立可得.18.答案：（1）（2）解析：解：（1）对金属棒受力分析可知，如果金属棒受到的摩擦力沿斜面向下，则有：


如果金属棒受到的摩擦力沿斜面向上，则有：


根据闭合电路的欧姆定律可得：

联立解得：
故金属棒所受安培力的取值范围。
（2）滑动变阻器接入电路中的阻值范围。