吉林省通化市梅河口市第五中学2024-2025学年高二下学期开学考试物理试题（原卷版+解析版）

这是一份吉林省通化市梅河口市第五中学2024-2025学年高二下学期开学考试物理试题（原卷版+解析版），共20页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（ ）
A. 动量守恒，机械能守恒
B. 动量守恒，机械能不守恒
C. 动量不守恒，机械能守恒
D. 动量不守恒，机械能不守恒
2. 如图所示，实线为电场的等势线，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、d的交点，下列说法正确的是（ ）
A 粒子带正电荷
B. 粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
C. 若粒子从M点运动到N点，则动能增大
D. M点电场强度比N点的小
3. 如图所示，为轴上各点电势随位置变化的图像。一质量为、带电荷量为的粒子（不计重力），以初速度从点开始沿轴正方向做直线运动。下列叙述正确的是（ ）
A. 粒子从向右运动到过程中做匀减速运动
B. 粒子从运动到的过程中，电势能先减小后增大
C. 粒子从运动到的过程中，在处速度最大
D. 若，则粒子运动到处时速度大小为
4. 如图所示，是以点为圆心的三分之一圆弧，为圆弧中点，、、处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为的匀强磁场，点处的磁感应强度恰好为零。若将处电流反向，其它条件不变，则点处的磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D. 0
5. 如图将一质量为m的小球，从放置在光滑水平地面上质量为M的光滑半圆形槽的槽口A点由静止释放经过最低点B运动到C点，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球运动到圆形槽右侧最高点一定与A点等高。
B. 从B运动到C，半圆形槽和小球组成的系统动量守恒
C. 从A到B再到C，C点可能是小球运动的最高点
D. 从A到B，半圆形槽运动的位移一定大于小球在水平方向上运动的位移
6. 如图所示，两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比SA:SB=1:2。已知5s内有5×1018个自由电子通过导线A的横截面，元电荷e=1.6×10-19C，则下列说法错误的是（ ）
A. 流经导线A的电流为0.16A
B. 导线A、B电阻之比为2:1
C. 5s内有1×1018个自由电子通过导线B的横截面
D. 自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比
7. 在如图所示的电路中，电源电动势，电源内阻，电路中的电阻为，小型直流电动机M的内阻，电流表内阻不计。闭合开关后，电动机转动，电流表的示数，则以下判断正确的是（ ）
A. 电动机两端的电压为6.0VB. 电动机的输出功率为14W
C. 电动机的热功率为3.0WD. 电源输出的电功率为20W
8. 关于静电平衡，下列说法正确的是（ ）
A. 导体内部的电场强度处处为0B. 导体内的自由电子在发生定向移动
C. 导体的外表面没有电荷D. 越尖锐的位置，电荷的密度越大
9. 某一电源的图像如图所示，由图可知（ ）
A. 电源的电动势为B. 电源的内阻为
C. 电源短路时的电流为D. 电路的路端电压为时，电路中的电流为
10. 如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆点和点的高度差为，细杆左侧点处固定着一个带正电的点电荷，以为圆心、为半径的圆周与细杆交于、两点，圆心在点正上方，点为的中点，现将一质量为、电荷量为的小球（可视为质点）套在杆上从点由静止释放，小球滑到点时的速度大小为，为重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A. 、间的电势差
B. 小球从点到点的过程中，电场力做的功为
C. 若在此装置中加一水平方向的匀强电场，小球在点平衡且恰好对无压力，则所加电场的电场强度大小为
D. 的长度为
二、非选择题：本大题共5小题，共54分。
11. 某实验中，用以下仪器进行测量，测量图如下

（1）用游标卡尺测量其长度，示数如上图甲所示，由图可知其长度________cm；
（2）用螺旋测微器测量其直径，示数如图乙所示，由图可知其直径________mm；
（3）用多用电表测量电阻、电压、电流，示数如上图丙所示：
①如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为________Ω；
②如果是用直流5V挡测量电压，则读数为________V；
③如果是用直流3A挡测量电流，则读数为________A。
12. 实验小组的同学利用以下器材较准确的测量小灯泡的电阻，并根据测绘数据直接描出的小灯泡的I-U图像如下图甲实线。实验室提供的器材有：
A．待测小灯泡：额定电压为2.5V
B．电压表V：量程为3.0V，内阻约为3.0kΩ
C．电流表A：量程0.6A，内阻为1Ω
D．滑动变阻器R：最大阻值为10Ω
E．两节干电池：每节干电池的电动势均为1.5V
F．开关一个、导线若干
（1）请在图乙中以笔画线补全该同学实验的实物图_____；
（2）开关闭合之前，变阻器滑片P应调到______（填“左端”或“右端”）；
（3）根据数据描出的图像经过点（2.6V，0.3A），且过此点的切线交纵轴0.17A处，如图甲所示，小灯泡的电阻随电压的增大而______（填“增大”或“减小”）；当电流表示数为0.3A时，小灯泡的实际电阻为______Ω；小灯泡的实际功率为______W。（后两空保留两位有效数字）
13. 如图所示，一电风扇在1s的时间内匀速转动了n圈，扇叶上在离转轴距离为R的地方有质点A（图中未画出），求：
（1）电风扇转动的角速度；
（2）质点A的向心加速度大小。
14. MN、PQ为水平放置、间距的平行导轨，接有如图所示的电路。电源电动势、内阻。将导体棒ab静置于导轨上，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小，导体棒接入电路的部分阻值。调节电阻箱使接入电路的阻值时，闭合开关S，导体棒仍处于静止状态。不计导轨的电阻。求：
（1）通过导体棒电流I的大小；
（2）导体棒在磁场中受到的安培力F的大小和方向。
15. 密立根油滴实验装置如图所示。两块正对着水平放置的金属板A、B分别与电源正、负极相连，板间距离为d。油滴从喷雾器喷出，落到两极板间。已知重力加速度为g，不计空气浮力、布朗运动及油滴间相互作用力的影响。
（1）某次实验两板加电压U时，观察某油滴在两板间处于静止状态，判定该油滴的电性并求出该油滴的比荷。
（2）撤去电压（两极板不带电），稳定后该油滴匀速运动距离s，所用时间为t。已知该油滴运动时所受到空气的粘滞阻力大小与其速率成正比，比例系数为k，求该油滴的质量m和电量q（结果用题中已知物理量U、d、g、s、k表示）。
高二物理开学考
一、选择题：本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一项符合题目要求。第8~10题，每小题6分，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. 如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（ ）
A. 动量守恒，机械能守恒
B. 动量守恒，机械能不守恒
C. 动量不守恒，机械能守恒
D. 动量不守恒，机械能不守恒
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒。
故选B。
2. 如图所示，实线为电场的等势线，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、d的交点，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电荷
B. 粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
C. 若粒子从M点运动到N点，则动能增大
D. M点的电场强度比N点的小
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据等势线的分布可知电场线大致向右，根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，可知粒子受到的电场力大致向左，可知粒子带负电，故A错误；
B．粒子带负电，M点的电势大于N点的电势，根据负电荷在高电势处电势能反而小可知，粒子在M点的电势能小于在N点的电势能，故B正确；
C．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能，若粒子从M点运动到N点，电势能增大，根据能量守恒，粒子的动能减小，故C错误；
D．等势面越密，电场强度越大，M点处电场线较密，故M点的电场强度比N点的大，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，为轴上各点电势随位置变化的图像。一质量为、带电荷量为的粒子（不计重力），以初速度从点开始沿轴正方向做直线运动。下列叙述正确的是（ ）
A. 粒子从向右运动到的过程中做匀减速运动
B. 粒子从运动到过程中，电势能先减小后增大
C. 粒子从运动到的过程中，在处速度最大
D. 若，则粒子运动到处时速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．因图像的斜率等于场强，可知从O点到x1场强减小，场强沿-x方向，则粒子从向右运动到x1的过程中做变减速运动，选项A错误；
BC．粒子从x1运动到的过程中，因电势一直降低，可知带正电的粒子的电势能一直减小，动能一直变大，即速度一直增加，则在处速度不是最大，选项BC错误；
D．若，从O到x3由能量关系
解得粒子运动到处时速度大小
选项D正确。
故选D。
4. 如图所示，是以点为圆心的三分之一圆弧，为圆弧中点，、、处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为的匀强磁场，点处的磁感应强度恰好为零。若将处电流反向，其它条件不变，则点处的磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D. 0
【答案】A
【解析】
【详解】三条导线的磁场如图所示
由矢量的叠加可知，三条导线产生的磁场合磁感应强度为
结合题意可得
若将处电流反向，三条导线产生的磁场如图所示
根据磁感强强度的叠加可知，点处的磁感应强度大小为，故A正确，BCD错误。
故选A。
5. 如图将一质量为m的小球，从放置在光滑水平地面上质量为M的光滑半圆形槽的槽口A点由静止释放经过最低点B运动到C点，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球运动到圆形槽右侧最高点一定与A点等高。
B. 从B运动到C，半圆形槽和小球组成的系统动量守恒
C. 从A到B再到C，C点可能是小球运动的最高点
D. 从A到B，半圆形槽运动的位移一定大于小球在水平方向上运动的位移
【答案】A
【解析】
【详解】AC．系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，结合能量守恒知，小球刚好能运动到右侧最高点，此时两物体速度都为零，故A正确C错误；
B．从B到C，两物体在竖直方向上有合外力，系统的动量不守恒，但是在水平方向上，两物体的受力等大反向，故两物体组成的系统在水平方向上动量守恒；故B错误；
D． 从A到B，在水平方向上，两物体的受力等大反向，故两物体组成的系统在水平方向上动量守恒，有
两边同乘于时间t，有
故两物体的位移大小与两物体的质量成反比，题设为给出两物体的质量关系，故无法判断两物体的位移大小关系，故D错误。
故选A。
6. 如图所示，两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比SA:SB=1:2。已知5s内有5×1018个自由电子通过导线A的横截面，元电荷e=1.6×10-19C，则下列说法错误的是（ ）
A. 流经导线A电流为0.16A
B. 导线A、B的电阻之比为2:1
C. 5s内有1×1018个自由电子通过导线B的横截面
D. 自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比
【答案】C
【解析】
【详解】A．流过A的电流为
故A正确，不符合题意；
B．根据电阻定律
可得
故B正确，不符合题意；
C．因两段串联，通过两棒的电流相等，所以在相等时间内通过每段导线横截面的电荷量是相等的，故C错误，符合题意；
D．因两段串联，通过两棒的电流相等，又
则有
故D正确，不符合题意。
故选C。
7. 在如图所示的电路中，电源电动势，电源内阻，电路中的电阻为，小型直流电动机M的内阻，电流表内阻不计。闭合开关后，电动机转动，电流表的示数，则以下判断正确的是（ ）
A. 电动机两端的电压为6.0VB. 电动机的输出功率为14W
C. 电动机的热功率为3.0WD. 电源输出的电功率为20W
【答案】D
【解析】
【详解】A．分析电路结构，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流表的示数为，所以电动机的电压为
故A错误；
BC．电动机的总功率为
电动机的发热功率为
所以电动机的输出功率为
故BC错误；
D． 电源的总功率
输出的功率为
故D正确。
故选 D。
8. 关于静电平衡，下列说法正确是（ ）
A. 导体内部的电场强度处处为0B. 导体内的自由电子在发生定向移动
C. 导体的外表面没有电荷D. 越尖锐的位置，电荷的密度越大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，故A正确；
B．由于导体内部场强为零，则导体内没有定向移动的自由电子，故B错误；
C．导体的外表面有电荷分布，故C错误；
D．越尖锐的位置，电荷的密度越大，故D正确。
故选AD。
9. 某一电源的图像如图所示，由图可知（ ）
A. 电源的电动势为B. 电源的内阻为
C. 电源短路时的电流为D. 电路的路端电压为时，电路中的电流为
【答案】AB
【解析】
【详解】AB．根据
U=E-Ir
当I=0时U=2V；当I=6A时U=0.8V，解得
E=2V，r=0.2Ω
选项AB正确；
C．电源短路时的电流为
选项C错误；
D．电路的路端电压为1.2V时，电路中的电流为
选项D错误。
故选AB。
10. 如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆点和点的高度差为，细杆左侧点处固定着一个带正电的点电荷，以为圆心、为半径的圆周与细杆交于、两点，圆心在点正上方，点为的中点，现将一质量为、电荷量为的小球（可视为质点）套在杆上从点由静止释放，小球滑到点时的速度大小为，为重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A. 、间的电势差
B. 小球从点到点的过程中，电场力做的功为
C. 若在此装置中加一水平方向的匀强电场，小球在点平衡且恰好对无压力，则所加电场的电场强度大小为
D. 的长度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．从M到N由动能定理
、间的电势差
选项A错误；
B．因NP两点的电势相等，则小球从点到点的过程中，电场力做的功为0，选项B错误；
C．设ON与水平方向的夹角为，则
解得
若在此装置中加一水平方向的匀强电场，小球在点平衡且恰好对无压力，则对小球受力分析可知
解得所加电场的电场强度大小为
选项C正确；
D．设MP与竖直方向夹角为α，则
解得
选项D正确。
故选CD。
二、非选择题：本大题共5小题，共54分。
11. 某实验中，用以下仪器进行测量，测量图如下

（1）用游标卡尺测量其长度，示数如上图甲所示，由图可知其长度________cm；
（2）用螺旋测微器测量其直径，示数如图乙所示，由图可知其直径________mm；
（3）用多用电表测量电阻、电压、电流，示数如上图丙所示：
①如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为________Ω；
②如果是用直流5V挡测量电压，则读数为________V；
③如果是用直流3A挡测量电流，则读数为________A。
【答案】（1）4.240
（2）6.669##6.700##6.701
（3） ①. 3000 ②. 2.30 ③. 1.37##1.38##1.39
【解析】
【详解】（1）图甲中游标卡尺读数为mmmmmmmmmmcm
（2）图乙中螺旋测微器读数为mmmmmmmmmm
（3）①[1]如果是用×100挡测量电阻，由图示表盘可知，其读数为ΩΩ
②[2]如果是用直流5V挡测量电压，由图示表盘可知，其分度值为0.1V，其读数为2.30V。
③[3]如果是用直流3A挡测量电流，由图示表盘可知，其分度值为0.06A，其读数为1.38A。
12. 实验小组的同学利用以下器材较准确的测量小灯泡的电阻，并根据测绘数据直接描出的小灯泡的I-U图像如下图甲实线。实验室提供的器材有：
A．待测小灯泡：额定电压为2.5V
B．电压表V：量程为3.0V，内阻约为3.0kΩ
C．电流表A：量程为0.6A，内阻为1Ω
D．滑动变阻器R：最大阻值为10Ω
E．两节干电池：每节干电池的电动势均为1.5V
F．开关一个、导线若干
（1）请在图乙中以笔画线补全该同学实验的实物图_____；
（2）开关闭合之前，变阻器滑片P应调到______（填“左端”或“右端”）；
（3）根据数据描出的图像经过点（2.6V，0.3A），且过此点的切线交纵轴0.17A处，如图甲所示，小灯泡的电阻随电压的增大而______（填“增大”或“减小”）；当电流表示数为0.3A时，小灯泡的实际电阻为______Ω；小灯泡的实际功率为______W。（后两空保留两位有效数字）
【答案】（1） （2）右端
（3） ①. 增大 ②. 7.7 ③. 0.69
【解析】
【小问1详解】
电流表内阻已知，故选内接法更加准确；描绘完整的图线要从零开始，所以要用分压，所以实物图如图所示。
【小问2详解】
小灯泡与滑动变阻器右侧相并联，为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移动到右端。
小问3详解】
[1]由题图甲可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
[2]当电流表示数为0.3A时，小灯泡和电流表A的总电阻为
则小灯泡的实际电阻为
[3]小灯泡的实际功率为
13. 如图所示，一电风扇在1s的时间内匀速转动了n圈，扇叶上在离转轴距离为R的地方有质点A（图中未画出），求：
（1）电风扇转动的角速度；
（2）质点A的向心加速度大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
电风扇在1s的时间内匀速转动了n圈，则有
，
解得
【小问2详解】
向心加速度大小为
解得
14. MN、PQ为水平放置、间距的平行导轨，接有如图所示的电路。电源电动势、内阻。将导体棒ab静置于导轨上，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小，导体棒接入电路的部分阻值。调节电阻箱使接入电路的阻值时，闭合开关S，导体棒仍处于静止状态。不计导轨的电阻。求：
（1）通过导体棒电流I的大小；
（2）导体棒在磁场中受到的安培力F的大小和方向。
【答案】（1）
（2），方向水平向右
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律有
代入数据，解得电流大小为
【小问2详解】
根据安培力公式有
解得，方向水平向右
15. 密立根油滴实验装置如图所示。两块正对着水平放置的金属板A、B分别与电源正、负极相连，板间距离为d。油滴从喷雾器喷出，落到两极板间。已知重力加速度为g，不计空气浮力、布朗运动及油滴间相互作用力的影响。
（1）某次实验两板加电压U时，观察某油滴在两板间处于静止状态，判定该油滴的电性并求出该油滴的比荷。
（2）撤去电压（两极板不带电），稳定后该油滴匀速运动距离s，所用时间为t。已知该油滴运动时所受到空气的粘滞阻力大小与其速率成正比，比例系数为k，求该油滴的质量m和电量q（结果用题中已知物理量U、d、g、s、k表示）。
【答案】（1）
（2），
【解析】
【小问1详解】
根据示意图可知，A极板带正电，极板之间电场方向向下，由于油滴静止，油滴所受电场力方向向上，可知，油滴带负电。根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
匀速直线时
油滴受到的空气阻力
根据平衡条件有
解得
代入上述比荷的表达式，可以解得电量