2021-2022学年全国人教版（2019）高二下学期开学摸底考试物理试题 二（解析版）

2021-2022学年全国人教版（2019）高二下学期开学摸底考试

物理试题 二

考试范围：人教版（2019）必修第三册（占比70%）+人教版（2019）选择性必修第一册（占比20%）+人教版（2019）选择性必修第二册（占比10%）

注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分）

1.（多选）下列图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在下列情况下放在绝缘板上的小纸屑（图中S）不会被吸引的是(   )

A. B. C. D.

2.如图所示，水平线为匀强电场中的等差等势线，一个质量为m、电荷量绝对值为q的粒子在匀强电场中运动，为其运动轨迹上的两个点，已知该粒子在A点的速度大小为，在B点的速度大小为，且方向与等势线平行，连线长为L，连线与竖直方向的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则(   )

A.该粒子一定带正电

B.匀强电场的电场强度大小为

C.粒子在B点的电势能一定小于在A点的电势能

D.等势线b的电势比等势线c的电势高

3.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示，下列说法正确的是(   )
 

A.O点的电势最低 B.和两点的电势相等

C.点的电势最高 D.和两点的电势相等

4.两个用同种材料制成的均匀导体，其质量相同，当它们接入电压相同的电路时，电流之比，则横截面积之比为(   )

A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1

5.（多选）在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是(   )
 

A.灯泡的电阻为 B.通过灯泡的电流为通过灯泡电流的2倍

C.灯泡消耗的电功率为0.75 W D.灯泡消耗的电功率为0.30 W

6.（多选）如图所示，用导线做成的圆形线圈与一直导线构成几种位置组合，图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图D中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合。当切断直导线中的电流时，圆形线圈中会有感应电流产生的是(   )

A. B. C. D.

7.（多选）如图甲所示，绝缘轻质弹簧的下端固定在水平地面上，地面上方存在一方向竖直向下的匀强电场，一质量为m、带电荷量为的小球，轻放在弹簧的上端，小球向下运动的过程中，加速度a和位移x的关系如图乙所示，图乙中均为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列物理量能够求出的是(   )
 

A.匀强电场的场强  B.弹簧的劲度系数

C.小球下落时的电势能 D.小球下落过程中的最大速度

8.如图所示，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切，小滑块B静止在圆弧轨道的最低点.现将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放.已知圆弧轨道半径，小滑块的质量关系是，重力加速度.则碰后小滑块B的速度大小不可能是(   )

A.5 m/s  B.4 m/s  C.3 m/s  D.2 m/s

9.如图所示，细绳一端固定于悬挂点O，另一端系一小球.在悬挂点正下方A点处钉一个钉子.小球从B点由静止释放，摆到最低点C的时间为，从C点向右摆到最高点的时间为.摆动过程中，如果摆角始终小于5°，不计空气阻力.下列说法正确的是(   )

A.，细绳碰钉子的瞬间，小球的速率变小

B.，细绳碰钉子的瞬间，小球的速率变小

C.，细绳碰钉子的瞬间，小球的速率不变

D.，细绳碰钉子的瞬间，小球的速率不变

10.一列横波沿x轴传播，图中实线表示时刻的波形，虚线表示从该时刻起经0.005 s后的波形，若该横波周期大于0.005 s，则下列说法正确的是(   )

A.时刻，处的质点的振动方向一定与处的质点的振动方向相反

B.该横波周期一定为0.02 s

C.时刻，处的质点向上运动

D.如果波向右传播，波速不一定为400 m/s

11.如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和在同一条水平直线上的直导线连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线O。当长直导线O中通以垂直纸面向里的电流时，下列说法正确的是(   )
 

A.长直导线O产生的磁场方向为逆时针方向

B.半圆弧导线受到长直导线O的安培力大于半圆弧导线受到的安培力

C.直导线所受长直导线O的安培力方向垂直纸面向外

D.从上往下看，导线框将顺时针转动

12.图中为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(   )
 

A.向上 B.向下 C.向左 D.向右

二、实验题（本题共3小题，每小题8分，共24分）

13.实验室新购进一捆长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测量此铜导线的电阻率ρ。
 

（1）用图甲所示的螺旋测微器测量铜导线的直径d，从图甲中读出铜导线的直径________mm。
（2）在测量铜导线的电阻R时，该同学用9根铜导线将器材连接，如图乙所示。电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零，保护电阻。
①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至__________（填“左端”“右端”或“中间位置”）。
②闭合开关后，反复调节滑动变阻器，发现电流表有示数、电压表的示数总为零。若5、6、7、8四根导线中，只有一根导线断路，则这根导线是_______（填数字代号）。
③排除故障后，调节滑动变阻器，当电流表的示数为0.50 A时，电压表（量程为0~3 V）的示数如图丙所示，其读数为________V。由以上数据可求得__________（结果保留两位有效数字）。

14.某同学利用多用电表做了以下实验:
（1）使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下:
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;
②把红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻度线上；
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转较小;
④换用“×10”的欧姆挡，随即记下多用电表示数;
⑤把表笔从插孔中拔出后，将多用电表放回桌上原处，实验完毕。
这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆，那么该学生在实验中有哪些操作是错误的？（三个错误）
错误一：____________；
错误二：____________；
错误三：____________。

（2）如图所示为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为________Ω；测直流电流时，用的是0~100 mA的量程，指针所示电流值为________mA（保留三位有效数字）；测直流电压时，用的是0~50 V量程，则指针所示的电压值为______V（保留三位有效数字）。
 

15.在用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分别为和，如图1为所需的器材。
 

（1）请完成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑片在左端时其接入电路的电阻值最大。
（2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图2中画出图线，根据图线求出电池的电动势__________V，内阻________Ω。

（3）上述实验的测量结果________（选填“>”“<”或“=”）。

三、计算题（本题共3小题，共28分）

16.（8分）如图所示，在场强大小为E的竖直向下的匀强电场中，一个质量为m、带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下，小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来，已知轨道是光滑而又绝缘的，且小球的重力是它所受静电力的2倍，求:
 

（1）A点在斜轨道上的高度h；

（2）小球运动到最低点时对轨道的压力大小。

17（10分）汽车A在水平冰雪路面上行驶驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m.已知A和B的质量分别为和，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小.求：

（1）碰撞后的瞬间B车速度的大小；

（2）碰撞前的瞬间A车速度的大小.

18.（10分）水平面上有电阻不计的U形金属导轨,它们之间的宽度为和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨放一根质量为m、接入电阻为R的金属棒,并加一个范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向斜向右上方与水平面夹角为,如图所示.重力加速度为g,求:

(1)当棒静止时,棒受到的摩擦力和支持力各为多少;

(2)若B的大小和方向均能改变,则要使棒所受支持力为零,B的最小值及其方向.

答案以及解析

1.答案：AD

解析：当带电体放在金属空腔外时，金属空腔上端带正电荷，下端带负电荷，出现感应电场，内部场强为0，内部小纸屑不会被吸引，外部小纸屑被吸引，故A正确，C错误。当带电体放在金属空腔内时，金属空腔内表面带正电，外表面带负电，外部出现感应电场，小纸屑被吸引，B错误；外部接地时金属空腔外表面不带电，小纸屑不会被吸引，D正确。

2.答案：B

解析：根据做曲线运动的物体所受的合力指向曲线的凹侧以及电场强度的方向垂直于等势线可知，电场力竖直向上，由于不知道电场强度的方向，所以无法确定粒子的电性，A错误；粒子从A到B过程在沿电场线方向的位移为，设电场强度大小为E，由动能定理得，解得，B正确；粒子所受的电场力方向向上，所以粒子从A到B过程中电场力做负功，电势能增大，C错误；根据题意可判断粒子受到的电场力方向，无法确定电场强度的方向，无法确定等势线的电势高低，D错误。

3.答案：D

解析：作出一条电场线如图所示，沿着电场线方向电势逐渐降低，可知O点的电势最高，点的电势高于点的电势，选项A、B错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，故点的电势不是最高的，选项C错误；和两点关于原点对称，由O点向两边电势都降低且电场强度的变化相同，则可知和两点电势相等，选项D正确。
 

4.答案：A

解析：由可知，在U相同时，I与R成反比，即。又根据电阻定律可知，当一定时，，即有，所以。

5.答案：ACD

解析：当开关闭合后，灯泡两端的电压，由题图乙读出电流，则灯泡的电阻，功率，故A、C正确；灯泡串联，电压，由题图乙读出电流，灯泡消耗的功率，故B错误，D正确。

6.答案：BC

解析：A图中电流与线圈的直径重合，线圈中上下半圆有相反的磁场，磁通量始终等于0，不会产生感应电流，故A错误；B图中导线位于线圈的上部，导线上边的面积较小，穿过线圈上边的磁通量小于穿过线圈下边的磁通量，总磁通量的方向垂直线圈向里，当切断直导线中的电流时，穿过线圈的合磁通量减少，圆形线圈中有感应电流产生，故B正确；C图中穿过线圈的磁通量垂直线圈向里，当切断直导线中的电流时，穿过线圈的合磁通量减少，圆形线圈中会有感应电流产生，故C正确；D图中线圈与导线垂直，穿过线圈的磁通量始终为0，不会产生感应电流，D错误。

7.答案：ABD

解析：对小球受力分析如图，由牛顿第二定律可得，则，结合题图乙可知，可求出匀强电场的场强E和弹簧的劲度系数k，选项A、B正确；电势能与零势能位置的选取有关，故无法求出小球下落时的电势能，选项C错误；，即小球下落时速度最大，此时有，由动能定理得，故可求出小球下落过程中的最大速度，选项D正确。
 

8.答案：A

解析：设小滑块A到达最低点时的速度为，根据动能定理，可得.若A、B发生弹性碰撞，则有，，解得；若A、B发生完全非弹性碰撞，则有，解得，所以碰后小滑块B的速度范围为，B的速度不可能是5 m/s，故选A.

9.答案：C

解析：因摆角始终小于5°，则小球在钉子两边摆动时均可看成单摆，因为在左侧摆动时摆长较长，根据可知，左侧周期较大，因摆球在钉子两边摆动时，从最大位移到平衡位置的时间均为所在侧周期的，可知；细绳碰钉子的瞬间，由于小球水平方向合力为零，可知小球的速率不变，故选C.

10.答案：A

解析：处的质点与处的质点相距半个波长，振动方向始终相反，故A正确；若波沿x轴正方向传播，波在0.005 s内传播的距离小于一个波长，等于2 m，则，根据得；若波沿x轴负方向传播，波在0.005 s内传播的距离小于一个波长，等于6 m，则，根据得，故B、D错误；由于波的传播方向不确定，时刻，处的质点可能向上运动，也可能向下运动，故C错误.

11.答案：D

解析：当长直导线O中通以垂直纸面向里的电流时，由安培定则可判断产生的磁场方向沿顺时针方向，故A错。磁感线是以O为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行，不受长直导线O的安培力，故B错。长直导线O在所在位置产生的磁场垂直向上，在所在位置产生的磁场垂直向下，由左手定则可判断出直导线所受长直导线O的安培力的方向垂直于纸面向里，故C错。导线所受安培力的方向垂直于纸面向外，直导线所受安培力的方向垂直于纸面向里，从上往下看，导线框将沿顺时针转动，故D对。

12.答案：B

解析：O点合磁场方向水平向左。根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下。故选B。

13.答案：（1）1.130

（2）①左端

②6

③2.40；

解析：（1）由图示螺旋测微器可知，铜导线的直径。
（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至左端；电流表有示数，电压表始终没有示数，由于电压表负接线柱与电源负极相连，所以断路的导线应是6；电压表的分度值为0.1 V，所以电压表的读数为2.40 V；由题图乙可知，电压表测的是铜导线和保护电阻的电压之和，电流表测的是通过铜导线和保护电阻的电流，所以铜导线和保护电阻的总电阻为，解得，由电阻定律有，代入数据解得。

14.答案：（1）错误一：换用“×10”的欧姆挡，应该换用“×1 k”的欧姆挡
错误二：换挡后没有进行欧姆调零
错误三：使用完后没有将选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡
（2）1700；47.0；23.5

解析：（2）测电阻时，指针指在刻线17的位置，读数为；
测直流电流时，用的是0~100 mA的量程，此挡位分度值为2 mA，读数为47.0 mA；
测直流电压时，用的是0~50 V量程，此挡位分度值为1 V，读数为23.5 V。

15.答案：（1）实物图见解析

（2）图线见解析;1.46;0.75

（3）<

解析：（1）根据要求，变阻器的滑片滑至最左端时，其接入电路的电阻值最大；电源的内阻是比较小的，为了减小误差，电流表采用相对于电源的外接法，按以上要求连接实物图，如图所示。

（2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，作图如图所示：

在图像中图线与纵轴交点的纵坐标等于电源的电动势，由图可以读出电源的电动势为1.46 V，图线的斜率大小等于电源的内阻，所以电源的内阻为。
（3）电流表采用相对于电源的外接法，由于电压表的分流作用，使所测电源电动势小于电动势真实值，内阻测量值小于真实值，即。
 

16.答案：（1）

（2）

解析：（1）由题意得
设小球在B点的最小速度为，由牛顿第二定律可得

对过程由动能定理可得

联立解得
（2）对过程由动能定理可得

小球在C点时，由牛顿第二定律可得

联立解得
由牛顿第三定律可得小球对轨道最低点的压力为

17.答案：（1）3.0 m/s（2）4.3 m/s

解析：（1）设B车的质量为，碰后加速度大小为.根据牛顿第二定律有

①

式中μ是汽车与路面间的动摩擦因数

设碰撞后瞬间B车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为

由运动学公式有

②

联立①②式并利用题给数据得

③

（2）设A车的质量为，碰后加速度大小为.根据牛顿第二定律有

④

设碰撞后瞬间A车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为

由运动学公式有

⑤

设碰撞前的瞬间A车速度的大小为.两车在碰撞过程中动量守恒，有

⑥

联立③④⑤⑥式并利用题给数据得

⑦

18.答案：(1);

(2),方向水平向右

解析：(1)从b向a看，金属棒受力如图所示,竖直方向有,水平方向有,而,联立可得.

(2)  若棒受到的支持力为零,则,所以，当时,B有最小值,,此时,方向竖直向上,依据左手定则,可知此时磁感应强度方向水平向右.