江苏省扬州市高邮市2023-2024学年高二物理上学期开学考试试题（Word版附解析）

2023-2024学年第一学期高二期初学情调研测试物理试题2023.09注意事项：1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间75分钟。2.答题前，请务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。3.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑：作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上指定位置作答，在其他位置作答一律无效。4.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。1.地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而保护地球。下列说法中正确的是（　　）A.地磁场的磁感线从地理南极出发终止于地理北极B.图中A处没有磁感线，说明该处不存在磁场C.南北极处磁场非常强，故磁感线非常密集，可以相切D.地球周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示【答案】D【解析】【详解】A．地理南北两极与地磁场的南北两极并不重合，而是存在一定的磁偏角，地磁场的磁感线从地磁场北极出发终止于地磁场南极，故A错误；B．磁感线是人为画出来的，磁场存在于磁体周围的空间，没有磁感线的区域也有磁场，故B错误；C．磁场中的某点不可能有两个磁场方向，故磁感线不能相交，也不能相切，故C错误；D．根据磁感线的特点可知，磁感线某点的切线方向为该点的磁场方向，故D正确。故选D。 2.如图所示，将长为L的直导线从处折成60°的“✔”形，并置于与其所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中。当在导线通以电流I时，则通电导线所受的安培力大小为（　　）A.BILB.C.D.【答案】C【解析】【详解】根据几何知识可得在磁场中该导线的有效长度为故该通电导线所受的安培力大小为故选C。3.下列元器件，名称正确是（　　）A.可变电容器、发光二极管、电阻箱、固定电容器B.电源、固定电容器、电阻箱、固定电容器C.线圈、固定电容器、电阻箱、二极管D.可变电容器、发光二极管、滑动变阻器、固定电容器【答案】A【解析】【详解】上面元器件对应的分别是可变电容器、发光二极管、电阻箱、固定电容器；故选A。 4.如图所示，竖直放置的通电直导线右侧放置小磁针，导线中通有如图所示的恒定电流，不考虑地磁场的影响，则小磁针（　　）A.保持不动B.N极将向下转动C.N极将垂直于纸面向外转动D.N极将垂直于纸面向里转动【答案】D【解析】【详解】当通入如图所示的电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里，由于小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，所以小磁针的N极将垂直于纸面向里转动，S极向外转动；故选D。5.物理学中用试探电荷研究电场，用电流元来研究磁场，通电导线与磁场方向垂直时，通电导线受到磁场的作用力F=ILB，下列说法中正确的是（　　）A.由可知B与F成正比，与IL成反比B.比值与电流元无关，是描述磁场性质的C.一小段通电导线在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D.若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度大小为【答案】B【解析】【详解】AB．是采用比值法定义的，磁感应强度B是由磁场决定的物理量，是描述磁场性质的，与电流元无关，与通电导线受到磁场的作用力以及IL无关，故A错误，B正确；C．一小段通电导线在某处不受磁场力，可能是导线平行磁场放入磁场中，该处不一定无磁场，故C错误；D．只有长为L、电流为Ⅰ的导线垂直放入磁场某处受到的磁场力为F时，该处的磁感应强度大小才为，若导线与磁场不垂直，则该处的磁感应强度大小大于，故D错误。故选B。 6.在测量金属丝电阻率的实验中，下列操作不正确的是（　　）A.用毫米刻度尺测量金属丝接入电路中的有效长度，多测量几次，求出其平均值B.用螺旋测微器在金属丝三个不同位置各测量一次直径，求出其平均值C.电流表采用外接法测量时，由于电压表的分流引起测量误差，使ρ测>ρ真D.实验中，为保持金属丝的温度不变，每次读完示数后应立即断开开关【答案】C【解析】【详解】A．实验时，应用毫米刻度尺测量金属丝接入电路中的有效长度，多测量几次，求出其平均值，故A正确；B．了减小实验误差，应用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值，故B正确；C．电流表采用外接法，由于电压表的分流作用电流的测量值偏大，由欧姆定律可知电阻的测量值小于真实值，根据电阻率计算公式可得ρ测<ρ真故C错误；D．实验中，为保持金属丝的温度不变，防止电路通电时间过长导致金属丝温度升高而电阻率发生变化，故不能通电时间过长，每次读完示数后应立即断开开关，故D正确。本题选错误项，故选C。7.下列关于欧姆表的使用和操作正确的是（　　）A.欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量电阻的阻值，发现表针偏转如图甲所示，为了提高测量精度，应换用“×100”挡，重新调零后再测量B.用多用电表测量不同的电阻R时，均需要重新欧姆调零 C.若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图乙所示，可知该二极管的正极为B端D.多用电表用完后，将红黑表笔拔出即可【答案】A【解析】【详解】A．欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量电阻的阻值，发现表针偏转如图甲所示，说明电阻读数较大，量程挡位选小了，为了把电阻测得更准一些，应换用“×100”挡，重新调零后再测量，故A正确；B．换挡时需要重新欧姆调零，不换挡则不需要重新欧姆调零，故B错误；C．若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图乙所示，由图内可知左图中电阻较大，所测的为二极管的反向电阻；右图中电阻较小，测的是正向电阻，则该极管的正极为A端，故C错误；D．为保护电路与多用电表，多用电表使用完后应把开关置于OFF挡，故D错误。故选A。8.成人体液主要成分是水和电解质，因此容易导电，而体内脂肪则不容易导电，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪率，脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示：测量时，闭合开关S，测试者两手分别握住两手柄M、N，则（　　）A.人体内水和脂肪导电性不同，两者中脂肪电阻率更小一些B.体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电压表示数较小C.由电阻公式可知，个子高的一定比个子矮的电阻大D.刚沐浴后，人体水分增多，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会偏小【答案】D【解析】【详解】A．体内脂肪则不容易导电，故水和脂肪两者中脂肪电阻率更大，故A错误；B．脂肪含量高者人体电阻较大，则对应的电流表示数较小，根据串并联电路特点可知内电压和R分得电压较小，则电压表示数较大，故B错误；C．由电阻公式可知，个子的高矮与电阻大小没有直接的关系，故C错误；D．刚沐浴后，人体水分增多，电阻减小，电压表数值减小，即脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会偏小，故D正确； 故选D。9.磁电式电流表的优点是灵敏度很高，可以测出很弱的电流，蹄形磁铁和铁芯间的磁场如图乙所示。线圈中通以如图所示的电流，下列说法正确的是（　　）A.该磁场是匀强磁场B.线圈转动时，螺旋弹簧被扭动阻碍线圈转动C.当线圈转到图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D.转动时线圈所受安培力的方向不变【答案】B【解析】【详解】A．该磁场并不是处处磁场大小同等、方向相同，故不是匀强磁场，故A错误；B．线圈转动时，会使螺旋弹簧扭动，产生一个阻碍弹簧转动的力从而阻碍线圈转动，故B正确；C．当线圈转动到题图乙所示的位置时，a端所受到的安培力方向向上，b端所受到的安培力方向向下，使线圈顺时针转动，故C错误；D．转动时线圈所受安培力的方向与磁感线垂直，时刻变化，故D错误。故选B。10.如图所示为显像管原理示意图，若观察到电子束（　　）A.打在荧光屏正中的O点，则偏转磁场方向向上B.打在屏上A点，则偏转磁场垂直纸面向里 C.打在荧光屏上的位置由O点逐渐移向B点，则偏转线圈中电流增大D.向上偏转，则洛伦兹力对电子束做正功【答案】C【解析】【详解】A．如果偏转线圈中没有电流，不产生磁场，则电子束将沿直线打在荧光屏正中的O点。故A错误；B．根据左手定则，打在屏上的A点，偏转磁场的方向应垂直纸面向外，故B错误；C．要使电子束打在荧光屏上的位置由O点逐渐移向B点，偏转磁场应垂直纸面向里，电子做圆周运动的轨道半径r逐渐变小，则磁感应强度B应逐渐变强，偏转线圈中电流增大，故C正确；D．洛伦兹力对电子束始终不做功，故D错误。故选C。11.如图所示为安德森在云室内拍下的正电子的径迹，则图中正电子（　　）A.在铅板上方的速度大于下方的速度B.在铅板上方运动的轨迹是抛物线C.穿过铅板后做圆周运动的周期变小D.正、负电子的质量之和为零【答案】A【解析】详解】A．粒子做圆周运动时洛伦兹力提供向心力即则半径为根据半径公式可知，速度越大，半径越大，根据图形可知，粒子在铅板上方运动的半径大于下方的运动半径，所以粒子在铅板上方运动的速度大于在铅板下方运动的速度，故A正确；B．根据题意可知粒子在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹是圆，不是抛物线，故B错误；C．粒子做匀速圆周运动的周期为 粒子穿过铅板后质量与电荷量不变，粒子做圆周运动的周期不变，故C错误；D．正负电子的质量均不为负，故其之和不为零，故D错误；故选A。二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题~第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12.某学习小组需要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于1Ω）；多用电表一个电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω）；滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；定值电阻R1（阻值2Ω）；定值电阻R2（阻值5Ω）；开关一个，导线若干。（1）为了估测电池的电动势和内阻，先用多用电表进行测量，组内三位同学的操作如下，你认为正确的是________（单选，填正确答案标号）。A．小明选择直流电压10V档，红表笔接电池负极、黑表笔接电池正极，测量电池的电动势B．小莉选择直流电压2.5V档，红表笔接电池正极、黑表笔接电池负极，测量电池的电动势C．小阳选择欧姆挡合适的倍率，欧姆调零后，直接将红、黑表笔与电池两极连接，测量电池内阻（2）①该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图乙所示，出现该现象的主要原因是________。（单选，填正确答案标号）A．滑动变阻器调节范围小B．电压表量程偏大C．干电池内阻较小②针对出现的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，在图丙中用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路________。 ③改进方案后重新测量，得到数据并绘出新的U-I图像如图丁，可得干电池内阻为________Ω。④在该测量方案不变的前提下，请写出一种减小系统误差的方法________。【答案】①.B②.C③.④.0.58Ω（0.50-0.62Ω均可）⑤.选用内阻更大的电压表；选用精度更高的电表等等【解析】【详解】（1）[1]可以用多用电表的直流电压挡测粗测电源电动势，同时因为电池的电动势在1.5V左右，故选择2.5V档的直流电，由于欧姆表有内置电源，为保护电表不能用多用电表的欧姆挡直接测电源内阻；（2）①[2]根据闭合电路欧姆定律可得路端电压当电源内阻r太小时，干路电流I有较大变化时，Ir变化很小，电压表示数即路端电压U变化很小，电压表示数变化范围很小；②[3]应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，电源内阻较小，为使电压 表示数变化明显，把定值电阻与电源整体当作等效电源，为减小实验误差，相对于电源电流表应采用外接法，实物电路图如图所示③[4]由图丁所示电源U-I图象可知，电源电动势为E=1.55V图象斜率的绝对值则可得电源内阻④[5]在该测量方案不变的前提下，减小系统误差的方法有选用内阻更大的电压表；选用精度更高的电表等等。13.夏日炎炎，手持电风扇小巧便携、可充电，深受同学们的喜爱。下表为某品牌手持风扇的铭牌。拆开风扇，测得风扇电动机的内阻为0.5Ω。根据相关信息，请计算该风扇正常工作时的电流I及机械功率P。类型手持风扇额定功率7.4W电池容量4000mAh电源输出电压3.7V 【答案】2A；5.4W【解析】【详解】（1）根据电功率公式得P额=UI得I=2A（2）该风扇产生的热量功率为则可得电风扇的机械功率为14.如图所示，金属棒ab静置在倾角为θ=37°的光滑金属导轨上，已知金属棒ab质量为1kg，此时距离导轨底端3m，导轨间距为L=1.5m。整个装置处在磁感应强度B=5T的竖直向上的匀强磁场中。sin37°=0.6，cos37°=0.8。重力加速度为g=10m/s2。求：（1）棒与导轨构成的闭合回路内的磁通量；（2）金属棒中的电流。【答案】（1）18wb；（2）1A【解析】【详解】（1）该金属框在磁场中的有效面积为故棒与导轨构成闭合回路内的磁通量为（2）安培力方向向右，受力分析如下图 根据受力平衡可得可得到安培力大小为根据可得15.如图所示，电路中电源电动势为6V，内阻为2Ω。电阻R1=4Ω，R2=R3=8Ω，求：（1）若将cd端短路，求电路中的路端电压是多少；（2）若将cd两端接28μF的电容器，求电路稳定时电容器的带电量；（3）在cd两端接一未知电阻，使ab之间消耗的功率最大，求此最大功率。【答案】（1）4.8V；（2）9.6×10-5C；（3）1.5W【解析】【详解】（1）若将cd端短路，则电路中R2和R3并联，再和R1串联，外电路总电阻为电路总电流为电路的路端电压为 （2）若将cd两端接电容器，电路稳定时，R1，R3串联，R2没有电流经过。电容器两端电压即R3两端电压，即故电路稳定时电容器的带电量为（3）在cd两端接电阻，使得ab两端的电阻等于R1+r时，ab之间消耗的功率最大。即解得故ab之间消耗的功率最大为16.如图所示，真空中有个矩形匀强磁场区域，宽为，某粒子质量为m、电荷量为+q，从O沿轴线射入磁场。当入射速度为v0时，粒子从O上方处射出磁场。（1）求磁感应强度大小B：（2）入射速度为8v0时，求粒子射出磁场的位置到M点的距离；（3）把矩形磁场换成半径为r的绝缘圆形容器，其内部磁场垂直纸面向外。粒子以初速度v0沿半径进入圆形容器，欲使粒子与器壁多次碰撞后仍能从小孔射出且运动轨迹不相交，粒子与器壁碰撞前后速率不变。试找出圆内磁感应强度B2的大小与粒子碰撞次数k的关系。 【答案】（1）；（2）d；（3）（，且为整数【解析】【详解】（1）粒子受到的洛伦兹力提供向心力，则由题意和几何关系知解得（2）入射速度为8v0时可求得R’=2d由几何关系d’=R’(1-cosα)=d射出位置在M点上方处；（3）如图所示 设粒子与容器壁发生k次（，且为整数）碰撞，则有（，且为整数）粒子运动的轨迹半径满足根据牛顿第二定律有联立解得