河南省平顶山市等5地舞钢市第一中学等2校2022-2023学年高二物理下学期开学考试试题（Word版附解析）

2022-2023年度下学年高二年级开学考试物理考生注意∶1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共110分。考试时间90分钟。2.请将各题答案填写在答题卡上。3.本试卷主要考试内容∶人教版必修第三册，选择性必修第二册第一章至第三章。第I卷（选择题共60分）一、选择题∶本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第题只有一项符合题目要求，第题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.关于生活中遇到各种波，下列说法正确的是（　　）A.手机和信号都是纵波B.电磁波可以传递信息，声波也能传递信息C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同【答案】B【解析】【详解】AB．电磁波是横波，电磁波可以传递信息，如电视信号，手机和信号都是横波；声波也可以传递信息，如人说话。太阳光中的可见光是电磁波，故A错误B正确；C．在真空中的传播速度约为；“B超”中的超声波是声波，常温下，在空气中的速度大约为，故C错误；D．遥控器发出的红外线和医院“CT”中的射线频率不同，波速相同，根据可知波长不同，故D错误。故选B。2.电视机显像管的偏转线圈示意图如图所示，某时刻电流方向如图所示，则环心处的磁场方向（　　） A.向上B.垂直纸面向里C.向下D.垂直纸面向外【答案】C【解析】【详解】对于左、右两个螺线管，由安培定则可以判断出上方均为磁场极，下方均为磁场极，所以环心处的磁场方向向下。故选C。3.某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（　　）A.半径越小，加速度越小B.半径越小，周期越小C.半径越小，角速度越小D.半径越小，线速度越小【答案】B【解析】详解】由库仑力提供向心力可得，，，可知半径越小，加速度越大，线速度越大，角速度越大，周期越小。故选B。4.已知某单色光的波长为，在真空中光速为，普朗克常量为，则电磁波辐射的能量子的值为（） A.B.C.D.以上均不正确【答案】A【解析】【详解】根据，又，所以，故A正确，BCD错误．故选：A。5.将长度的导线ac从中点b折成如图所示的形状，放于的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直。若在导线abc中通入的直流电，则整个导线所受安培力的大小为（）A.B.C.2ND.4N【答案】A【解析】【详解】由题意知导线在磁场内的有效长度为故整个通电导线受到的安培力的大小为故选A。6.如图所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q与电流计G相连，要使线圈Q产生图示方向的电流，可采用的方法有（） A.闭合开关S后，把R的滑片右移B.闭合开关S后，把R的滑片左移C.闭合开关S后，使Q远离PD.无须闭合开关S，只要使Q靠近P即可【答案】B【解析】【详解】ABC．闭合开关S后，线圈P产生的磁场向右穿过线圈Q，线圈Q中的原磁场方向水平向右，要使线圈Q产生图示方向的电流，即线圈Q中的感应磁场方向水平向左，根据“增反减同”的结论，线圈Q中的原磁场的磁通量要增加，则可以把R的滑片左移或者使Q靠近P，故B正确,AC错误；D．开关S不闭合，线圈Q中无磁场通过，Q中不会有电流产生，故D错误。故选B。7.如图所示，三根均匀带电的等长绝缘棒组成等边三角形为三角形的中心，当棒所带电荷量均为棒带电荷量为时，点的电场强度大小为，现将棒取走，棒的电荷分布不变，则取走棒后，点的电场强度大小为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】AB、AC棒带电完全相同，在P点产生的电场强度大小相同，由于两个带电棒都关于 过P点的轴对称，因此两个带电棒在P点的电场方向都是沿着棒的垂直平分线过P点斜向下，又两个电场方向互成120°角，则AB棒和AC棒在P点产生的合电场强度大小等于AB棒在P点产生的电场强度大小。BC棒在P点产生的电场强度是AB棒和AC棒在P点产生的合电场强度的2倍，因P点的合电场强度大小为，所以BC棒在P点产生的电场强度为，若取走BC棒后，P点的电场强度大小为。故选A。8.如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原线圈的匝数为，副线圈的匝数为，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，为定值电阻，R为滑动变阻器，图中电表均为理想电表。现将滑动变阻器的滑片沿的方向滑动，则（）A.电压表V2的示数不变，电压表V3的示数增大B.电流表A1的示数不变C.电流表A1的示数与电流表A2的示数之比为D.电压表V3示数的变化量与电流表A2示数的变化量之比不变【答案】D【解析】【详解】B．由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，即不变，则在滑动变阻器的滑片沿的方向滑动的过程中，由，可知电压表V2的示数不变，由可知R的阻值减小，增大，由，可知会增大，故B错误；A．由可知V3的示数减小，故A错误； C．由，可知电流表A1的示数与电流表A2的示数之比为，故C错误；D．由，得故D正确。故选D。9.直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（）A.总功率一定增大B.效率一定增大C.内部损耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小【答案】BC【解析】详解】A．滑片P向右移动时，外电阻增大，由闭合电路欧姆定律I减小，由可得减小，A错误；B．根据滑片P向右移动时，外电阻增大，效率一定增大，B正确；C．滑片P向右移动时，外电阻增大，由闭合电路欧姆定律 I减小，由内部损耗功率一定减小，C正确；D．由图像，因不知初始值与r关系，所以无法判断的变化情况，D错误。故选BC。10.如图所示，边长为L的等边三角形ACD为两有界匀强磁场的理想边界，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形区域外（含边界）的磁场（范围足够大）方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。把粒子源放在顶点A处，它将沿的角平分线方向发射质量为m、电荷量为q、初速度为的带电粒子（不计重力），粒子恰能运动到C点。关于粒子从A点运动到C点的过程，下列说法正确的是（）A.若粒子带负电，则初速度一定为B.若粒子带负电，则粒子运动的时间可能是C.若粒子带正电，且初速度，则粒子运动到C点的时间为D.若初速度，则粒子一定带负电【答案】BC【解析】【详解】A．若粒子带负电，根据左手定则，可知粒子若直接从A到C，由几何关系可得粒子半径 由洛伦兹力提供向心力可得初速度但由于粒子运动的轨迹有多种可能性，因此粒子的初速度有多种可能值，选项A错误；B．若粒子带负电，恰好满足由可得代入可得粒子运动的时间可能为，选项B正确；C．若粒子带正电，且初速度可得粒子在磁场中运动半径由运动轨迹可知，粒子在三角形区域内运动的时间粒子在三角形区域外运动的时间则粒子从A运动到C的时间 选项C正确；D．若粒子带正电，且初速度根据几何关系可知，粒子从A到C的时间则粒子不一定带负电，D错误。故选BC。11.如图所示的电路中，两金属板沿水平方向放置，并与灵敏电流计G串联后接在电源两端，是理想二极管。单刀双郑开关接1时，带电小球刚好静止在两极板间。下列说法正确的是（　　）A.小球带负电B.单刀双掷开关S接1时，仅将A板向上移动少许，则小球向下运动，且流过灵敏电流计G的电流方向向左C.单刀双郑开关接2时，仅将板向上移动少许，则小球向上运动，且流过灵敏电流计G的电流方向向右D.单刀双郑开关接2时，仅将板向左移动少许，则小球保持静止，且流过灵敏电流计G的电流方向向左【答案】BD【解析】【详解】A．单刀双掷开关S接1时，AB板间电场强度方向竖直向上，带电小球刚好静止在两极板间，则小球所受电场力方向也是竖直向上，故小球带正电，故A错误；B．单刀双掷开关S接1时，电容器的电压不变，仅将A板向上移动少许，板间距离变大，则电场强度变小，电场力变小，小球向下运动，电容变小，电量变小，电容器放电，流过灵敏 电流计G的电流方向向左，故B正确；C．单刀双掷开关S接2时，仅将B板向上移动少许，板间距离变小，但是由于二极管的单向导电性，电容器的电量不变，板间电场强度大小不变，小球仍保持静止，故C错误；D．单刀双掷开关S接2时，仅将B板向左移动少许，电容器两板距离不变，电压不变，板间电场强度大小不变，小球仍保持静止，电容器电容减小，电量减小，电容器放电，流过灵敏电流计G的电流方向向左，故D正确。故选BD。12.如图所示，MN和PQ为在同一水平面内足够长的平行固定金属导轨，处在竖直向下的匀强磁场中。质量均为m金属杆a、b垂直于导轨放置，一不可伸长的轻质绝缘细线一端系在金属杆b的中点，另一端绕过轻小定滑轮与质量为的重物c相连，细线的水平部分与导轨平行且足够长。已知两杆与导轨动摩擦因数相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻、滑轮轴的摩擦及电磁辐射，重力加速度大小为g。整个装置由静止释放后，下列关于b杆的速度、b杆所受的安培力与重力的比值随时间变化的规律可能正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】ABC【解析】【分析】 【详解】A．设两杆与导轨的摩擦因数为，两导轨宽度为，两杆的总电阻为，当时a杆将不会运动，对b杆和c物体随着b杆速度增大，b杆所受安培力增加，b杆加速度减小，故b杆将做加速度不断减小的加速运动，稳定时加速度为零，b杆做匀速直线运动，A正确；C．由得b杆匀速时C正确；BD．当时，a杆也会运动，稳定时，对a、b、c对a杆得结合，得故b杆做加速度不断减小的加速运动，稳定后以做匀加速直线运动，B正确，D错误。 故选ABC。第II卷（非选择题共50分）二、非选择题∶共5小题，共50分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题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.某同学想测定一电源的电动势E和内阻r，同时测量Rx的阻值。该同学的实验步骤如下：（1）设计如图甲所示的电路图，正确连接电路；（2）将滑动变阻器的滑片调至阻值最大的位置，闭合开关S，通过减小滑动变阻器接入电路的阻值测出多组U—I数据，最后得到如图乙实线所示的U—I图像；（3）根据图乙的图线，可得该电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω（结果保留两位有效数字）；（4）断开开关S，将待测电阻Rx改接在N、H之间，M、N间用导线相连，重复实验步骤（2），得到另一条U—I图线，如图乙中虚线所示，则待测电阻_________Ω（结果保留两位有效数字）。【答案】①.1.5②.1.0③.0.17【解析】【详解】（3）[1][2]根据U=E-Ir结合图像可知该电源的电动势E=1.5V内阻 （4）[3]由题意，结合图像可知U=E-I(Rx+r)则14.在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻约为，实验室备有下列实验器材∶A.电压表V1（量程为，内阻约为）；B.电流表A1（量程为，内阻约为）；C.电流表A2（量程为，内阻约为）；D.滑动变阻器；E.滑动变阻器；F.电池组（电动势为，内阻约为）；G.开关，导线若干。（1）为减小实验误差，应选用图_______（填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图。（2）为减小实验误差，应选用的电流表为_______，应选用的滑动变阻器为_______。（均填代号）（3）若用毫米刻度尺测得金属丝的长度为，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图丙所示，则金属丝的直径为_______、阻值为_____、电阻率为_______（后两空保留两位有效数字）。 【答案】①.乙②.C③.D④.0.600⑤.4.8⑥.【解析】【详解】（1）[1]由于因此采用电流表外接法，选用图乙所示的电路。（2）[2]由于电源的电动势为，被测电阻约为，电路中的最大电流约为电流表应选C。[3]根据滑动变阻器允许通过的最大电流可知，滑动变阻器应选D。（3）[4]从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为。[5]从电压表可以读出电阻两端的电压为，从电流表可以读出流过电阻的电流为，被测电阻的阻值[6]由得解得15.如图，矩形线圈的面积为，共50匝，线圈的总电阻为，外接电阻为 ，匀强磁场的磁感应强度大小为，电表均为理想电表。当线圈以的角速度匀速转动时，求：（1）在运动过程中，线圈产生的感应电动势的最大值；（2）从图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（3）电阻R消耗的电功率。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）依题意有，感应电动势的最大值为（2）因为从中性面开始计时，所以感应电动势按正弦规律变化（3）电动势的有效值为电流表的示数电阻R消耗的电功率16.如图所示，在空间中有竖直方向的匀强电场与垂直于纸面向外的有界匀强磁场，磁场宽度为，一粒子从磁场下边界垂直进入磁场，在射出磁场时，粒子的速度方向偏转了，已知该匀强电场的电场强度大小为，磁场的磁感应强度大小为，重力加速度大小为，粒子在只有电场时的加速度为零，求： （1）粒子的荷质比；（2）粒子的速度大小；（3）粒子不从上边界射出的最小磁感应强度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）粒子在只有电场时加速度为零，则有解得粒子的荷质比为（2）由于电场力与重力平衡，可知粒子在复合场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得根据图中几何关系可得联立解得（3）粒子不从上边界射出，即刚好与上边界相切，可得半径为由洛伦兹力提供向心力可得联立可得 解得17.如图甲所示，水平放置的菱形线框的对角线，线框电阻满足，垂直于线框平面的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，以竖直向上为正方向。（1）若只有线框右半部分有磁感线通过，求；（2）若只有线框上半部分有磁感线通过，且在间用根不计电阻的导线（在磁场外）连接一个的纯电阻，求该电阻产生的总热量；（3）若只有线框内切圆部分有磁感线通过，求磁通量的最大值。（结果保留三位有效数字）【答案】（1）当在内，，当在内，；（2）；（3）【解析】详解】（1）由可得，当在内当在内 （2）当在内当在内则（3）设内切圆的半径为r解得当时，磁感应强度最大，磁通量最大由解得