四川省泸县第四中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试卷(含答案)

这是一份四川省泸县第四中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．金属铂的电阻率对温度非常敏感，温度升高时电阻率也随着变大，在图中有可能表示金属铂电阻的图线是( )
A.B.C.D.
2．如图所示，在纸面内直角坐标系中，以O为圆心的圆与x、y轴相交于a、b、c、d四点。在x轴上关于O点对称的P、Q两点处，有垂直纸面放置的两根平行长直导线。导线中通以大小相等、方向相反的恒定电流，下列判断正确的是( )
A.c、d两点的磁感应强度方向相同B.a、b两点的磁感应强度方向相反
C.a点的磁感应强度大小比b点的小D.c、O、d点的磁感应强度均为零
3．在如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，三个可变电阻分别用和表示。那么，在三个可变电阻的阻值变化的过程中，一定能够使得通过的电流变大的方案是( )
A.变大，变小B.变小，变大C.都变大D.都变小
4．如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）；物块质量，弹簧劲度系数，物块与桌面间的动摩擦因数，现用水平向左的力将物块从O点移至B点，弹簧压缩量，撤去该力后物块由静止向右运动经O点最远到达A点，重力加速度g取，已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能为，则A、B两点的距离为( )
A.B.C.D.
5．如图所示，半径为的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，Р为磁场边界上的一点，大量相同的带正电的粒子，在纸面内沿各个方向以相同的速率从Р点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上且Q点为最远点。已知PQ圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该圆形磁场中有粒子经过的区域面积为( )
A.B.C.D.
6．某电站的电能输送示意图如图所示，升压变压器与降压变压器间输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数之比，降压变压器原、副线圈匝数之比。变压器均为理想变压器，如果发电机的输出电压为，用户输入端电压为，用户消耗电功率为P。下列说法正确的是( )
A.通过升压变压器原线圈的电流为B.电路的输电效率为
C.输电线上损失的电压为D.输电线上消耗的电功率为
7．如图所示，两个灯泡和的规格相同，与线圈L串联后接到电路中，与可变电阻R串联后接到电路中，先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节，使它们正常发光，下列说法正确的是( )
A.断开开关S后，、立即熄灭
B.断开开关S后，逐渐熄灭，立即熄灭
C.断开开关S后，闪亮一下再熄灭
D.断开开关S后，、都逐渐变暗，且同时熄灭
二、多选题
8．一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场，分离为1、2、3三束粒子流，则下列选项正确的是( )
A.1带正电B.1带负电C.2不带电D.3带负电
9．如图所示，螺线管连接电阻R放置在水平地面上，上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下，当磁铁向下运动过程中（未插入线圈内部），下列说法正确的是( )
A.穿过螺线管的磁通量减少B.通过R的感应电流方向为从
C.磁铁与螺线管相互吸引D.螺线管对地面的压力变大
10．下图所示的是某收音机的调谐电路。当单刀双掷开关S置于位置1时，电路中线圈的自感为，接收中波段的无线电波；当单刀双掷开关S置于位置2时，电路中线圈的自感为，接收短波段的无线电波。C为可变电容器的电容。已知LC电路的周期为，则( )
A.
B.
C.当该调谐电路的单刀双掷开关S置于1，并把可变电容器的电容调到最小时，接收的频率最高
D.当该调谐电路的单刀双掷开关S置于2，并把可变电容器的电容调到最小时，接收的频率最高
11．虚线上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，PQ下方存在竖直向上的匀强磁场，两处磁场磁感应强度大小均为，足够长的等间距金属导轨竖直放置，导轨电阻不计。两根金属棒水平地靠在金属导轨上，其中金属棒ab、cd质量均为m，长均为L，电阻均为R，与导轨之间的动摩擦因数均为μ。同时由静止释放两棒，cd棒进入下方区域立即做加速度大小为a的匀加速运动。已知运动过程中棒与导轨接触良好，重力加速度为g，求( )
A.ab、cd在上方区域运动时，做加速度减小的加速运动
B.cd棒静止释放的位置距离PQ的距离为
C.cd棒进入下方区域运动时，不受安培力
D.ab、cd在下方区域运动时，两者的距离会越来越大
三、实验题
12．（1）现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，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由图读得圆柱体的直径为_______mm，长度为_______cm。
②若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为_______。
（2）某电阻额定电压为3V（阻值大约为10Ω）。为测量其阻值，要求电压表电流表调节范围尽可能大一点，实验室提供了下列可选用的器材：
A.电流表（量程300mA，内阻约1Ω）
B.电流表（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
C.电压表（量程3.0V，内阻约3kΩ）
D.电压表（量程5.0V，内阻约5kΩ）
E.滑动变阻器（最大阻值为50Ω）
F.滑动变阻器（最大阻值为500Ω）
G.电源E（电动势4V，内阻可忽略）
H.开关、导线若干
为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填器材前面的字母即可）：电流表_______，电压表_______，滑动变阻器_______。
13．有一种自动控制装置，利用热敏电阻作为传感器，借助电磁开关可实现自动监控温度，从而进行火灾报警，电磁开关的内部结构如图甲所示，1、2接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与触点和弹簧片连接，当励磁线圈中电流大于时，电磁铁吸合衔铁，弹簧片和触点连接，3、4接通；电流小于时，3、4分开，正常情况下，环境温度保持在24℃左右，为使环境温度高于40℃时报警器开始报警，请根据以下提供的器材完成自控监测火灾的电路。
热敏电阻：其电阻随温度变化的图像如图乙所示
电磁开关：线圈电阻为
电源：电动势为，内阻可忽略
定值电阻：
报警器；开关；导线若干
（1）由图乙可知，此热敏电阻的阻值随温度按________（选填“线性”或“非线性”）规律变化；
（2）图丙中定值电阻应选择________（选填“”或“”）；
（3）请在图丙中补充完整电路图；
（4）若考虑保护电阻和励磁线圈电阻因长时间通电导致升温，而使电阻值增加，则报警将会________（选填“提前”、“延后”或“不变”）。
四、计算题
14．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光，导线电阻不计。求：
（1）变压器原、副线圈匝数比；
（2）电流表A的示数；
（3）原线圈中电流的大小。
15．如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为l，导轨左端接一电容器，电容器的电容为C，有一质量为m，长也为l的金属杆，搁置在两根金属导轨上与导轨垂直且接触良好，整个装置处于竖直的匀强磁场中，磁感应强度为B，设磁场区域无限大，框架无限长，导轨和金属杆电阻不计。若金属棒在恒定外力F作用下，从静止开始运动，求金属棒的速度大小随时间变化的关系。
16．在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示，不计粒子重力，求：
（1）粒子经过N点的速度v；
（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；
（3）粒子从M点运动到P点的总时间t。
参考答案
1．答案：A
解析：根据电阻的定义式可知，图线上的点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数，金属铂的电阻随温度的升高而增大，则图线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐减小，图线是曲线，根据数学知识可知，A正确，BCD错误；
故选:A。
2．答案：A
解析：A、由磁场的叠加原理可得，两点处的磁感应强度大小相等、方向都向下，故A正确。
B、P在a点产生的磁感应强度垂直Pa向下，Q在a点产生的磁感应强度垂直Qa向下，由磁场的叠加原理可得a点的磁感应强度方向向下，同理，两点在b点处的磁感应强度也向下，因此两点的磁感应强度方向相同，故B错误。
C、根据磁场的叠加原理和对称性知，两点处的磁感应强度大小相等，故C错误。
D、由安培定则判断可知，两导线在O点产生的磁感应强度方向都向下，则O点处的磁感应强度不为零，故D错误。
故选:A。
3．答案：B
解析：A、当变大，变小，则并联支路的电阻变小，则总电阻的变化无法判断，则总电流无法判断，通过的电流无法判断，故A错误；
B、变小，变大，则并联支路的电阻变大，并联支路的分压变大，即上的电压变大，则电流变大，故B正确;
C、都变大，则并联支路的电阻变大，并联支路的分压变化无法判断，故C错误；
D、都变小，则并联支路的电阻变小，并联支路的分压变化无法判断，故D错误。
故选:B。
4．答案：D
解析：设当物块到达A点时，弹簧的伸长量的大小为，物块从B点运动A点的过程中，由能量守恒可得
解得
则B点和A点的距离为
故选D。
5．答案：A
解析：设轨迹圆的半径为r，由几何关系
粒子做圆周运动的半径为
由几何关系，如图
该区域面积
代入数据，面积为
故选A。
6．答案：B
解析：A、由题知，降压变压器副线圈电流
降压变压器原线圈电流
通过升压变压器原线圈的电流为
A错误；
B、电路的输电效率为
B正确；
C、输电线上损失的电压为
C错误；
D、输电线上消耗的电功率为
D错误。
故选B。
7．答案：D
解析：断开开关S，和与构成一个闭合回路，由于自感，和都要过一会儿才熄灭，由于电路中的电流稳定时两个灯泡的亮度是相同的，所以不会闪亮一下，故ABC错误，D正确。
故选:D。
8．答案：ACD
解析：根据左手定则，带正电的粒子向左偏，粒子1带正电；粒子2不偏转说明粒子2不带电；带负电的粒子向右偏，则粒子3带负电。故B错误，ACD正确。
故选:ACD。
9．答案：BD
解析：A.当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)。穿过螺线管的磁通量增大，故A错误；
B.由图可知，当磁铁竖直向下运动时，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场应向上，由右手螺旋定则可知电流方向为从，故B正确；
CD.根据“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则磁铁与线圈相互排斥，故线圈对地面的压力变大，故C错误，D正确。
故选BD。
10．答案：AD
解析：已知LC电路的周期为，又波长与周期的关系为，联立解得，波速v相同，由于中波段电磁波的波长大于短波段的波长，所以，故A正确，B错误；根据，可知L和C最小时，频率最高，所以需要把该调谐电路开关置于2，并把电容调到最小，故C错误，D正确。
11．答案：BD
解析：A.根据整体法分析可知，在PQ上方区域运动时，磁通量不变没有感应电流没有安培力，做加速度为重力加速度的加速运动，加速度不变，故A错误；
B.由题意可知，cd棒进入PQ下方区域立即做加速度大小为a的匀加速运动，则有，又，根据电磁感应定律可得，由于cd在PQ上方区域运动时做自由落体运动，故联立解得，故B正确；
C.根据左手定则可知，cd棒进入PQ下方区域运动时，受到垂直于纸面向外的安培力，故C错误；
D.由于cd在PQ下方区域做匀加速直线运动，因此由，可知其受到的安培力恒定，即感应电流恒定，ab棒切割磁场的速度恒定，即cd和ab没有进入PQ区域时两者速度相同，cd进入PQ区域做匀加速运动，ab此时匀速运动，都进入PQ区域以后继续都做加速度为g的匀加速，此时，因此两者的距离，两者的距离会越来越大，故D正确。
故选:BD。
12．答案：（1）①1.845；4.240②（2）A；C；E
解析：（1）①由图甲所示螺旋测微器可知圆柱体的直径为：；由图乙所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05mm，圆柱体的长度：；
②由欧姆定律可知，圆柱体电阻，由电阻定律可知：，解得电阻率：。
（2）流过待测电阻的最大电流约为：，电流表应选择A；待测电阻的额定电压为3V，电压表应选择C；为方便实验操作，滑动变阻器应选择E。
13．答案：（1）非线性
（2）
（3）
（4）延后
解析：（1）由图乙可知，电阻随温度的变化曲线为曲线，则说明热敏电阻的阻值随温度变化为非线性规律变化；
（2）由图乙可知，40°C时热敏电阻阻值为，此时电流，保护电阻设为，线圈电阻设为，由闭合电路欧姆定律有：，解得，故保护电阻选择；
（3）根据原理可知，将线圈接入电路中，通过电磁铁中的电流来控制3、4的通断，从而控制报警器工作，所以连接的电路图如图所示：
（4）若考虑保护电阻和励磁线圈电阻因长时间通电导致升温，而使电阻值增加，从而达到50m.A时的热敏电阻的电阻减小，由图乙可知，此时对应的温度要高于40，即报警存在延后。
14．答案：（1）10:1（2）0.2A（3）0.02A
解析：（1）变压器原、副线圈匝数比有
输入电压的有效值为
副线圈电压为
解得
（2）一个灯泡的电流为
电流表A的示数为
（3）根据
解得原线圈电流为
15．答案：见解析
解析：导体棒由静止加速滑动，电容器所带电荷量不断增加，电路中将形成充电电流，导体棒在外力和安培力作用下运动。设某时刻棒的速度为v，则感应电动势为
电容器所带电荷量为
再经过很短一段时间，电容器两端电压的增量和电荷量的增量分别为
流过导体棒的电流
导体棒受到的安培力
由牛顿第二定律得
联立以上各式解得
显然金属棒做匀加速直线运动，所以金属棒的速度大小随时间变化的关系为
16．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）运动轨迹如图所示：
设粒子过N点时速度v，有
所以
（2）粒子在磁场中以为圆心做匀速圆周运动，半径为，有
故
（3）由几何关系得
粒子在电场中运动的时间，有
所以
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
设粒子在磁场中运动的时间，有
得
粒子从M点运动到P点的总时间