黑龙江省绥化市绥棱县第一中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题

这是一份黑龙江省绥化市绥棱县第一中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题，共12页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷主要命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷主要命题范围：必修第三册第十一章至第十三章，选择性必修第二册。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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）
1．LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．电容器上的自由电荷在增加B．电路中电流沿顺时针方向
C．电路中磁场能正在向电场能转化D．电路中电流沿逆时针方向
2．如图所示的电路中，电感的自感系数很大，电阻可忽略，为理想二极管，则下列说法中正确的有（ ）
A．当闭合时，立即变亮，逐渐变亮
B．当闭合时，一直不亮，立即变亮
C．当断开时，立即熄灭
D．当断开时，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
3．电容式传感器是用来将各种非电信号（如位移、速度、压力、角度等）转变为电信号（如电压、电流、电荷量等）的装置．当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值．关于如图所示的甲、乙、丙、丁四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是（ ）
A．甲图的传感器可以用来测量速度B．乙图的传感器可以用来测量液体对芯线的浮力
C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器可以用来测量压力
4．某半导体元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化，从时刻开始的每个周期的前时间内为正弦式交变电流的一部分且时恰好为峰值，若将该元件与交流电流表串联，交流电流表的读数为（ ）
A．B．C．D．
5．如图甲、乙、丙所示，将完全相同的电源、导体棒和平行金属导轨形成闭合回路放入磁感应强度大小相等的匀强磁场中．甲、乙中导轨平面水平，丙中导轨与水平面成角．甲、丙中磁场方向均垂直导轨平面向上，乙中磁场方向与水平面成角．三图中导体棒均静止，则（ ）
A．甲图中导体棒对导轨压力最大B．乙图中导体棒对导轨压力最大
C．乙图中轨道对导体棒的摩擦力最大D．丙图中轨道对导体棒的摩擦力一定沿轨道向下
6．如图所示，纸面内竖直向上的长直绝缘导线通有向上的电流，导线左右有两点，它们相对于导线对称，整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外（未画出）．若通电导线在点产生的磁感应强度大小为，则（ ）
A．点磁感应强度大小为B．点磁感应强度大小为
C．两点磁感应强度大小、方向都不同D．点磁感应强度方向垂直纸面向里
7．如图甲所示，边长为的正方形导线框位于纸面内，匀强磁场区域宽为，磁场方向垂直于纸面向里．导线框以垂直于磁场边界的恒定速度通过该磁场区域，导线框四条边电阻均为，在运动过程中，线框边始终与磁场区域的边界平行．线框刚进入磁场的时刻为，线框中感应电流随时间变化的规律（即图像）如图乙所示，以下分析错误的是（ ）
A．在第内，线框中感应电流为逆时针方向，大小恒定为
B．在第内，感应电流大小为0，所以此时穿过线框的磁通量也为0
C．在第内，线框中感应电流方向为顺时针方向，大小恒定为
D．在第内，线框中两点间电压大小为
8．如图所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，管内磁场的磁感应强度的图像如图所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻的电流方向是从到B．电阻两端的电压为
C．感应电流的大小为D．内通过的电荷量为
9．在垂直纸面向里的匀强磁场中放置一足够长的绝缘棒，棒与水平方向夹角为，将带电小球套在棒上，小球质量为，带电量为，小球与棒间动摩擦因数为，小球由静止开始下滑的过程中（ ）
A．先加速后匀速B．先加速后减速最终匀速
C．最大加速度为D．最大速度为
10．用如图所示的回旋加速器加速电荷量为、质量为的带电粒子，已知形盒半径为，所加磁场磁感应强度大小为间所接电压为，忽略两形盒间狭缝的宽度．下列说法正确的是（ ）
A．图中回旋加速器加速的带电粒子一定带正电
B．回旋加速器之间所接高频交流电的周期为
C．回旋加速器加速后粒子的最大动能为
D．回旋加速器形盒的半径、磁感应强度不变，则加速电压越高，粒子飞出形盒的动能越大
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11．（6分）某兴趣小组测量电源的电动势和内阻的实验原理图如图甲所示，现提供的器材如下：
A．待测电源（电动势约为）；
B．电压表（量程为，内阻约为）；
C．电压表（量程为，内阻约为）；
D．定值电阻；
E．定值电阻；
F．电阻箱；
G．开关和导线若干．
（1）如果要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择________；定值电阻应选择________（均填写器材前的字母序号）．
（2）改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的示数，根据闭合电路的欧姆定律可得；变形可得；作出的图像如图乙所示，图线与横、纵坐标轴的截距已在图中标出，则该电源的电动势为________V、内阻为________（结果均保留两位有效数字）．
12．（10分）某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验：
（1）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，其直径________；再用刻度尺测出电阻丝的长度为．
（2）首先用多用电表粗测的电阻，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用________（选填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为________．
（3）为了能比较精确地测量的阻值，实验室提供了如下的实验器材，电流表应选用________，定值电阻应选用________；为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用________．（均填仪器前的字母代号）
A．电源（电动势，内阻不计）；
B．电流表（量程为，内阻）；
C．电流表（量程为，内阻）；
D．电压表（量程为，内阻）；
E．定值电阻；
F．定值电阻；
G．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）；
H．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）；
I．开关，导线若干．
（4）根据所选用的实验器材，设计测量电阻的电路图如图丙所示，若电压表的示数为，电流表的示数为，则待测电阻的计算式为________（用表示）．
（5）则该合金丝的电阻率________（用表示）．
三、计算题（本题共3小题，共计38分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电．已知输电线的总电阻为，升压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，求：
（1）输电线上损失的功率；
（2）发电机输出电压的有效值．
14．（12分）如图所示，是两根足够长的光滑平行的金属导轨，导轨间距离，导轨平面与水平而的夹角，导轨上端连接一个阻值的电阻．整个导轨平面处于垂直于导轨平而向上的匀强磁场中，磁感应强度．现有一根质量、电阻的金属棒ab垂直于导轨放置，且接触良好，金属棒从静止开始沿导轨下滑后达到匀速直线运动，且始终与导轨垂直．g重力加速度g取，导轨电阻不计，求：
（1）金属棒沿导轨下滑过程中速度最大值；
（2）金属棒沿导轨匀速下滑时两端的电压；
（3）金属棒从静止达到匀速的过程中，电阻产生的热量．
15．（16分）如图所示，在直角坐标系所在平面内，点坐标为，直线与轴垂直，它是第一象限内匀强电场与匀强磁场的分界线．场强大小为的电场方向竖直向上，磁感应强度大小为的磁场垂直纸面向外．一质量为、电荷量为的带负电粒子，以某一初速度与轴正向成从点射入磁场．已知粒子在磁场中偏转后穿过第一次进入电场并恰好做直线运动，不计粒子重力．求：
（1）在图中画出粒子运动轨迹的示意图并求带电粒子射入磁场初速度的大小；
（2）带电粒子进入电场前在磁场中运动的时间和第一次在第一象限内运动的时间；
（3）粒子每次经过轴时的位置坐标．
2023~2024学年度下学期高二开学考试·物理
参考答案、提示及评分细则
1．D 电容器在放电，电流方向为逆时针，电容器的电荷量在减小，D正确．
2．D 闭合瞬间，不亮，逐渐变亮；断开时突然变亮，然后一起逐渐熄灭．
3．D 甲图通过转动动片改变两片的正对面积，改变电容，可以用来测量角度，A选项错误；乙图通过液面的升降改变两极板间的正对面积，改变电容，可以用来测量液面的高度，B选项错误；丙图通过改变电介质改变电容，可以用来测量位移，C选项错误；丁图通过改变两极板间的距离改变电容，可以用来测量压力，D选项正确．
4．A 在时间内，电流的有效值为，在时间内，电流为0，在时间内，直流电流为，根据，解得；交流电流表的读数为有效值，所以其读数为，选项A正确．
5．B 由左手定则可知，甲图中安培力水平向右，导体棒对轨道压力等于导体棒的重力；乙图中安培力向右下方，导体棒对轨道压力大于导体棒的重力；丙图中安培力沿斜面向上，导体棒对轨道压力等于导体棒重力沿斜面的分力，小于导体棒的重力；故乙图中导体棒对导轨压力最大，故A错误，B正确；甲图中轨道对导体棒的摩擦力大小等于安培力，乙图中轨道对导体棒的摩擦力小于安培力，故C错误；丙图中由于安培力与导体棒重力沿斜面向下的分力大小关系未知，故轨道对导体棒的摩擦力可能沿轨道向下，也可能沿斜面向上，也可能为零，故D错误．
6．B 点磁场强度为向外，点磁场强度为向外，故B正确，A、C、D错误．
7．B 根据右手定则或楞次定律可知在第内（线圈进入磁场的过程）感应电流的方向为逆时针，由乙图可知感应电流大小为，故A正确．根据乙图结合甲图可知在第内线圈完全进入磁场，感应电流为零，但通过线圈的磁通量最大，不为零，故B错误．第内线圈穿出磁场，与A中方法相同，可知感应电流方向为顺时针，由乙图可知电流大小为，故C正确．内，相当于电源，，故D正确．故答案为B．
8．ACD 由楞次定律可知，电流方向，，，，，B错误，A、C、D正确．
9．AC 小球下滑的开始阶段，速度较小，受力如图甲所示由牛顿第二定律得：，随着速度增加，加速度增加；当时，杆的弹力垂直杆向下，受力如图乙所示，由牛顿第二定律得：，随着速度增加，加速度减小，当加速度为零时，速度最大，此后受力平衡，匀速运动，故A正确，B错误；由上面的分析知，当时，杆的弹力，摩擦力为零，加速度最大，，故C正确．由上面的分析知，当加速度为零时，即，速度最大，最大速度为，故D错误．
10．ABC 保持始终加速，则交流电周期与粒子圆周运动周期相等，，故B正确；由左手定则可判断出图中回旋加速器加速的带电粒子一定是带正电的粒子，故A正确；在回旋加速器中，带电粒子每经过电场一次，获得动能，根据洛伦兹力提供向心力有，当粒子运动轨迹半径等于回旋加速器半径时，粒子速度最大，最大动能，与加速电压无关，与D形盒的半径的二次方成正比，所以D形盒的半径、磁感应强度不变，粒子飞出D形盒的最大动能不变，故C正确，D错误．
11．（1）B D （2）2.7 1.1
解析：（1）电源电动势约为，应选电压表，故选B．定值电阻应选定值电阻，因为电阻箱如果阻值远小于定值电阻，则电阻箱两侧电压变化范围太小，不能测多组实验数据．故选D．
（2）由题中表达式可知，当时，，则；由题中表达式和图像可知，当时，，则．
12．（1）0.770（均正确） （2） 10.0（或10） （3）B E G （4） （5）
解析：（1）固定部分读数为，转动部分读数为，故读数为．
（2）用多用电表测电阻丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，说明被测电阻很小，应该换用小量程电阻挡，用“”挡；指针静止时指在如图乙所示刻度，读数为10.0，乘挡位“”，所以是．
（3）由电源与待测电阻的比值可知，电流的最大值约为，因此两个电流表均不能直接选用，可将量程为的电流表与定值电阻并联，改装成量程为的电流表，此时接入定值电阻的阻值为，故电流表选B，定值电阻选E．待测电阻阻值较小，为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用最大阻值较小的G．
（4）由欧姆定律可知．
（5）．
13．解：（1）降压变压器的原、副线圈电压分别为
得，
由，得
（2）升压变压器原、副线圈电压为
由
得
14．解：（1）金属棒匀速运动时，由平衡条件知
棒匀速切割磁感线时
回路电流
代入得
解得
（2）匀速时，代入公式，知
（3）由能量守恒定律知
，解得
15．解：（1）粒子在电场中恰好做直线运动，说明粒子在磁场中偏转后竖直向上进入电场，画出粒子运动的示意图如图所示
设粒子在磁场中运动轨迹的半径为，由几何关系可知
又
联立可得带电粒子射入磁场初速度的大小
（2）粒子在磁场中运动的周期
粒子进入电场前在磁场中运动的时间
粒子在电场中运动的加速度
粒子在电场中先竖直向上做匀减速直线运动直至速度为零，再反向做匀加速直线运动，在电场中运动的总
时间
所以粒子在第一象限内的运动时间
（3）由题意可知粒子将循环运动，坐标为，故每次经过轴时的坐标为，即