2023常德汉寿县一中高二下学期开学考试物理含答案

湖南省常德市汉寿县第一中学2022-2023学年

高二下学期开学考物理试题

一、单选题

1．如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），为定值电阻，L为小灯泡，电表均为理想电表。闭合开关S，电路稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U。若减小照射光强度，则（　　）

A．电流表示数变大 B．电压表的示数变小

C．小灯泡变暗 D．变大

2．如图所示的电路中，电阻R=4Ω。断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（  ）

A．1Ω B．2Ω C．3Ω D．4Ω

3．如图所示，光滑水平面上静置一倾角为的斜面体，其上的滑块通过轻弹簧连接在斜面体顶端的固定挡板上，用一根细线连接轻弹簧和挡板使弹簧被压缩。滑块与斜面间的动摩擦因数为，则烧断细线后，下列对斜面体、弹簧与滑块系统的说法中正确的是（　　）

A．若，系统机械能不守恒

B．若，系统动量一定守恒

C．若，系统机械能可能守恒

D．若，系统动量一定不守恒

4．某一列沿轴传播的简谱横波，在时刻的波形图如图所示，、为介质中的两质点，质点正在向动能增大的方向运动．下列说法正确的是（    ）

A．波沿轴正方向传播 B．时刻，比的速度大

C．时刻，到达平衡位置 D．时刻，向轴正方向运动

5．如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°，半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上没有光透出的部分的弧长为（　　）

A． B． C． D．

6．如图所示，带电平行金属板A、B板间的电势差为U，A板带正电，B板中央有一小孔．一带正电的微粒，带电荷量为q，质量为m，自孔的正上方距板高h处自由落下，若微粒恰能落至A、B板的正中央C点，则（　　）．

A．微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小

B．微粒下落过程中重力做功为，电场力做功为-qU

C．微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量大于

D．若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能到达A板

二、多选题

7．某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图甲所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动．以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图乙所示，则(不考虑空气阻力)(　　)

A．电场强度大小恒定，方向沿x轴负方向

B．从O到x1的过程中，小球的速率越来越大，加速度越来越大

C．从O到x1的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功越来越大

D．到达x1位置时，小球速度的大小为

8．如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（　　）

A．ab向右运动，同时使减小

B．使磁感应强度B减小，角同时也减小

C．ab向左运动，同时减小磁感应强度B

D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和角（）

9．如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为（不计空气阻力），则（　　）

A．小球和小车组成的系统动量守恒

B．小车向左运动的最大距离为2R

C．小球离开小车后做竖直上抛运动

D．小球第二次离开小车在空中能上升的最大高度

10．如图甲所示，装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，把玻璃管向下缓慢按压后放手，忽略空气阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得玻璃管振动周期为，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅，对于玻璃管（包括管内液体），下列说法正确的是（　　）

A．回复力等于玻璃管所受的浮力

B．在时间内，玻璃管加速度减小，速度增大

C．在时刻玻璃管速度为零，加速度为正向最大

D．振动过程中动能和重力势能相互转化，玻璃管的机械能守恒

三、实验题

11．做“用单摆测定重力加速度”的实验，供选择的器材有：

A．长的细线 B．约长的弹性绳 C．带孔的小铁球 D．带孔的软木球  E. 光电门

①应选用的摆线是__________，摆球是_________（均选填器材前面的字母）。光电门应放在摆球摆动过程中的_________（选填“最低点”或“最高点”）。

②改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系图像如图1所示，所得结果与当地重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是(    )

A．测周期时多数了一个周期

B．测周期时少数了一个周期

C．测摆长时直接将摆线的长度作为摆长

D．测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长

③某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图2所示。由于家里只有一根量程为的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变间细线长度以改变摆长。实验中，当间细线的长度分别为、时，测得相应单摆的周期为。由此可得重力加速度_________（用、、表示）。

12．某实验小组欲测定一只小灯泡（其额定功率为0.75 W，但额定电压已经模糊不清）的额定电压值，实验过程如下：

他们先用多用电表的欧姆挡测出小灯泡的电阻约为2 Ω，然后根据公式算出小灯泡的额定电压U＝≈1.23 V.但他们认为这样求得的额定电压值不准确，于是他们利用实验室中的器材设计了一个实验电路，进行进一步的测量.他们选择的实验器材有：

A．电压表V（量程3 V，内阻约3 kΩ）

B．电流表A1（量程150 mA，内阻约2 Ω）

C．电流表A2（量程500 mA，内阻约0.6 Ω）

D．滑动变阻器R1（0～20 Ω）

E.滑动变阻器R2（0～50 Ω）

F.电源E（电动势4.0 V，内阻不计）

G.开关S和导线若干

（1）测量过程中他们发现，当电压达到1.23 V时，灯泡亮度很弱，继续缓慢地增加电压，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，立即断开开关，所有测量数据见下表：

请你根据表中数据，在给出的坐标纸上作出U－I图线，从中可得小灯泡的额定电压应为_____V（结果保留两位有效数字）.这一结果大于实验前的计算结果，原因是______________________________.

（2）从表中的实验数据可以知道，他们在实验时所选择的电路应为  ____，电流表应选____ （填“A1”或“A2”），滑动变阻器应选  ____（填“R1”或“R2”）.

四、解答题

13．如图所示，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l，在两导线中均通有大小相等的电流，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度大小为B，方向竖直向下。求：

（1）要使a点产生图示方向的磁场，P、Q中电流的方向；

（2）P中的电流在a点处产生磁场的磁感应强度的大小；

（3）若Q中电流方向反向，大小不变，a点处磁感应强度的大小。

14．如图所示，绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30°的斜面，AC 部分为竖直平面上半径为R的圆轨道，斜面与圆轨道相切。整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一个质量为m的小球，带正电荷量为q＝，要使小球能安全通过圆轨道，在O点的初速度应满足什么条件？

15．如图所示，水平地面放置A和B两个物块，物块A的质量m1=2 kg，物块B的质量m2=1 kg，物块A、B与地面间的动摩擦因数均为μ=0.5.现对物块A施加一个与水平方向成37°角的外力F，F=10 N，使物块A由静止开始运动，经过12 s物块A刚好运动到物块B处，A物块与B物块碰前瞬间撤掉外力F，物块A与物块B碰撞过程没有能量损失，设碰撞时间很短，A、B两物块均可视为质点，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.求：

(1)计算A与B两物块碰撞前瞬间物块A的速度大小；

(2)若在物块B的正前方放置一个弹性挡板，物块B与挡板碰撞时没有能量损失，要保证A和B两物块能发生第二次碰撞，弹性挡板距离物块B的距离L不得超过多大？

参考答案：

1．C

【详解】ABC．若减小照射光强度，光敏电阻阻值增大，外电阻增大，外电压增大，根据闭合电路的欧姆定律，干路上电流减小，即电流表示数变小，和小灯泡并联电路两端的电压减小，灯泡变暗，根据外电压等于光敏电阻两端电压和和小灯泡并联电路两端电压之和，则光敏电阻两端电压增大，即电压表的示数增大，AB错误C正确；

D．根据闭合电路欧姆定律得

则

保持不变，D错误。

故选C。

2．B

【详解】断开S后，电压表的读数为3V，可知电动势为

闭合S后，电压表的读数为2V，则电路电流为

根据闭合电路欧姆定律可得

解得

故选B。

3．D

【详解】A．若，剪断细绳之后，只有重力和系统内弹力做功，系统机械能一定守恒，故A错误；

B．烧断细线后，系统一定在水平方向动量守恒，整个系统动量是否守恒，取决于系统在竖直方向是否受力平衡，即滑块是否运动。

若，则

因为滑块又受到弹簧沿斜面向下的弹力，所以滑块可能保持静止，也可能加速下滑，系统动量不一定守恒，故B错误；

CD．若，则

滑块又受到弹簧沿斜面向下的弹力，一定沿斜面加速下滑，系统动量一定不守恒，下滑过程中要克服摩擦力做功，系统机械能一定不守恒，故C错误，D正确。

4．D

【详解】A．越靠近平衡位置运动速度越大，质点正在向动能增大的方向运动，则P向下运动，波沿轴负方向传播．故A错误；

B．时刻，到达最远位置，速度为零．在平衡位置和最远位置之间，速度不为零，所以比的速度小．故B错误；

C．时刻，到达y轴正向最远位置，故C选项错误；

D．时刻，从y轴负向最远位置向平衡位置运动，所以向轴正方向运动，故D选项正确．

5．B

【详解】根据折射定律有

可得光进入玻璃后光线与竖直方向夹角为30°；过点的光线垂直入射到界面上的点射出，到之间没有光线射出，越接近A的光线入射角越大，全反射的可能性越大，根据临界角公式

可得临界角为

如果界面上临界角为，此光线在界面上的点入射，在三角形中可求得与水平方向夹角为，所以没有光线射出的圆弧对应圆心角为，所以没有光透出的部分弧长为。

故选B。

【点睛】

6．D

【分析】带电微粒在下落过程中先做加速运动，后做减速运动，动能先增大，后减小，重力一直做正功为mg(h+)，重力势能一直减小；电场力做负功为-qU，电势能增加qU，由动能定理可判断若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能到达A板．

【详解】A、带电微粒在下落过程中先做加速运动，后做减速运动，动能先增大，后减小，重力一直做正功，重力势能一直减小，故A错误．

B、微粒下降的高度为h+，重力做正功为mg(h+)，电场力向上，位移向下，电场力做负功，W电=-qU，所以电势能增大，其增加量为qU，故B、C错误．

D、由题知微粒恰能落至C的过程中，由动能定理得：mg(h+)-qU=0，若微粒从距B板高2h处自由下落，由动能定理得：mg(2h+d)-qU=mvA2-0，解得vA=0，故D正确．

故选D

7．BD

【详解】A.小球的机械能变化是由电场力做功引起的，由题图乙可知，从O到x1机械能在减小，即电场力做负功，又因为小球带正电，故场强方向沿x轴负方向，E－x图线切线的斜率的绝对值为电场力大小，由图象可知，从O到x1斜率的绝对值在减小，故F电在减小，即场强减小，故A错误．

B.由牛顿第二定律mg－F电＝ma可知a在增大，故B正确．

C.因为电场力逐渐减小，故相等位移内，小球克服电场力做的功越来越小，故C错误．

D.从O到x1由动能定理得mgx1＋E1－E0＝mv2－0，v＝，D正确．

8．AC

【详解】A．根据磁通量公式

ab向右运动，S增大，同时使减小，磁通量增大，一定能产生感应电流，故A正确；

B．根据磁通量公式

磁感应强度B减小，同时使减小，不能确定磁通量的变化，不一定能产生感应电流，故B错误；

C．根据磁通量公式

ab向左运动，S减小，同时减小磁感应强度B，磁通量减小，一定能产生感应电流，故C正确；

D．根据磁通量公式

ab向右运动，S增大，同时增大磁感应强度B和角（），不能确定磁通量的变化，不一定能产生感应电流，故D正确；

故选AC。

【点睛】当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流。

9．CD

【详解】A．小球和小车组成的系统竖直方向动量不守恒，则小球和小车组成的系统动量不守恒，A错误；

B．设小车向左运动的最大距离为x，由动量守恒定律得， ，解得 ，B错误；

C．因为系统在水平方向上的总动量等于零，所以小球离开小车的瞬间二者水平速度都等于零，故小球离开小车后做竖直上抛运动，C正确；

D．小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为，说明小车有摩擦力，小球在小车中滚动时要损失机械能，则小球第二次离开小车在空中能上升的最大高度，D正确。

故选CD。

10．BC

【详解】A．玻璃管（包括管内液体）只受到重力和水的浮力，所以玻璃管做简谐运动的回复力等于重力和浮力的合力：A错误；

BC．由图像可知，在时间内，玻璃管位移减小，则加速度减小，玻璃管向着平衡位置做加速运动，速度增大，时刻处于负向最大位移处，速度为零，加速度为正向最大，BC正确；

D．玻璃管在做简谐运动的过程中，水的浮力对玻璃管做功，所以振动的过程中玻璃管的机械能不守恒，D错误。

故选BC。

11．     A     C     最低点     C    

【详解】①[1]单摆实验应选细线，弹性绳在运动过程中长度发生改变，导致摆长变化，所以应选1.2m的细线。

[2]为了减小实验误差，摆球选择质量大、体积小的铁球。

[3]在测量时间时，因为最高点附近速度小，最低点附近速度大，所以光电门应摆在最低点附近，测量误差小。

②[4]摆线长度L与摆球半径r之和是单摆摆长，即

由单摆周期公式

可知

T2-l图像是过原点的直线，如果漏了摆球半径r而把摆线长度L作为摆长，T2-l图像在纵轴上有截距，图像不过原点，由图示图像可知，图像不过原点的原因是测摆长时直接将摆线的长度作为摆长造成的。故C正确；ABD错误。

故选C。

③[5]根据单摆的周公式

设A点到铁锁的重心之间的距离为l0，有第一次

第二次

联立解得

12．     （1）；     2.5；     灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻（或：灯泡电阻随温度升高而变大）     （2）C；A2；     R1

【详解】（1）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示；

由图示图象可知，电压U=2.5V时，电流I=0.3A，灯泡功率P=UI=2.5×0.3A=0.75W，等于灯泡额定功率，则灯泡额定电压为2.5V；

由于灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，因此灯泡额定电压大于计算结果．

（2）描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡正常发光时的电阻约为：，电压表内阻约为3kΩ，电流表内阻约为0.6Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表采用外接法，应选择图C所示电路图；由表中实验数据可知，电流的最大测量值为310mA，电流表应选择A2，为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1．

13．（1）P中电流垂直纸面向里，Q中电流垂直纸面向外；（2）B；（3）B

【详解】（1）依据安培定则和磁场的叠加原理知，要使a点的磁感应强度方向竖直向下，应使P中电流在a点产生的磁场垂直aP斜向下，使Q中电流在a点产生的磁场垂直aQ斜向下，则P中电流垂直纸面向里，Q中电流垂直纸面向外。    

（2）当P中电流垂直纸面向里、Q中电流垂直纸面向外时，根据安培定则知两导线中的电流在a点处产生的磁场的磁感应强度方向夹角为120°，如图所示

合磁感应强度大小为B=B'，即P中的电流在a点处产生磁场的磁感应强度的大小为B。

（3）根据安培定则可知，P中电流在a点的磁感应强度方向为水平向右偏下30°，Q中电流在a点的磁感应强度方向为水平向右偏上30°，如图所示

两者在a点的合磁感应强度为

B合=2B'cos30°=B

方向水平向右。

14．

【详解】小球先在斜面上运动，受重力、电场力、支持力、然后在圆轨道上运动，受重力、电场力、轨道的作用力，如图所示，

类比重力场，将电场力与重力的合力视为等效重力mg′，大小为

解得

等效重力的方向与斜面垂直指向右下方，小球在斜面上匀速运动，因要使小球能安全通过圆轨道，在圆轨道的等效最高点（D）点满足等效重力提供向心力，有

因，与斜面倾角相等，由几何关系可知

令小球以最小初速度运动，由动能定理知

解得

因此要使小球安全通过圆轨道，初速度应为。

15．(1) 6m/s     (2) L不得超过3.4m

【详解】（1）设A与B碰前速度为，由牛顿第二定律得：

解得：

则速度

（2）AB相碰，碰后A的速度，B的速度

由动量守恒定律得：

由机械能守恒定律得：

联立解得：、

对A用动能定理得：

解得：

对B用动能定理得：

解得：

物块A和B能发生第二次碰撞的条件是，解得

即要保证物块A和B能发生第二次碰撞，弹性挡板距离物块B的距离L不得超过3.4m