2022-2023学年吉林省长春市朝阳区名校高二下学期开学考试物理试题（含答案）

2022-2023学年吉林省长春市朝阳区名校

高二下学期开学考试物理试题（含答案）

     本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共4页。考试结束后，将答题卡交回。

注意事项：

    1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信

       息条形码粘贴区。

    2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书

       写，字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；

       在草稿纸、试题卷上答题无效。

4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

第Ⅰ卷

一、选择题：本题共10小题，每题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，1-7题只有一项是符合题目要求的，8-10题有多个选项符合要求。

1．如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（　　）

A．P、Q将相互远离

B．磁铁的加速度小于g

C．磁铁的加速度等于g

D．磁铁下落时势能的减少量等于其动能的增加量

2．在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道。一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放，则下列说法中正确的是（　　）

A．圆环最终停在轨道的最低点B 

B．圆环能滑到轨道右侧与A点等高处C

C．圆环运动过程中机械能守恒 

D．圆环在运动过程中感应电流方向一直是顺时针方向

3．如图，用一根长度为4L，阻值为的均匀电阻丝制成正方形线框abcd，固定于磁感应强度为B的匀强磁场中．线框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、d与电源两端连接，电源电动势为E，内阻，导线电阻忽略不计。S闭合后，线框受到的安培力的合力大小为（    ）

A．     

B．     

C． 

D．

4．如图甲所示，100匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若外接电阻的阻值，线圈的电阻，则下列说法正确的是（　　）

A．时通过线圈的磁通量为零

B．时线圈恰好垂直中性面

C．电压表的示数为

D．线圈中产生的感应电动势表达式

5．如图所示，矩形金属线框abcd和长直导线M放在同一水平面内（即纸面），且直导线M与金属线框ad边平行，而长直导线N与该平面垂直放置。两导线M、N分别通入恒定电流、，电流方向如图所示，则下列举措中不能使线框中产生感应电流的是（    ）

A．仅将增大

B．仅将增大

C．仅将线圈垂直纸面沿平行N导线方向平移

D．仅将线圈在纸面内沿垂直M导线方向平移

6．某同学设计了一个测量压力的电子秤，电路图如图所示，压敏电阻R会随称台上所受压力的变大而线性变小，称台串联了一个由理想电流表改装而成的指针式测力显示器，R0是定值电阻，电源电动势为E，内阻r< R0，当压力变大时（　　）

A．R0的热功率变小 

B．电容器C处于充电状态

C．电源的输出功率变小 

D．电源的效率变大

7．如图所示，一块均匀的长方体样品，长为a、宽为b，厚为c。在A、B两端加上电压U时测得通过样品的电流是，在C、D两端加上同样的电压U时测得通过样品的电流是，则等于（　　）

A． 

B． 

C．4 

D．2

8．（多选）固定的矩形导线框放在匀强磁场中，磁场方向与导线框垂直，磁感应强度随时间变化的规律如图所示。时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。规定顺时针方向为电流的正方向、向左为安培力的正方向，在内，导线框中的电流及导线框的边所受安培力随时间变化的图象可能是（　　）

A． B．

C． D．

9．（多选）质量为m、电荷量为q的微粒，以与水平方向成角的速度v，从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．该微粒一定带负电荷

B．微粒从O到A的运动可能是匀变速运动

C．该磁场的磁感应强度大小为

D．该电场的场强为

10．（多选）如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个理想互感器，互感器原、副线圈的匝数比分别为100：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，线路总电阻r=10，则下列说法正确的是（　　）

A．线路上损耗的功率25000W

B．发电机输出的电功率110kW

C．互感器A是电压互感器，互感器B是电流互感器

D．用户使用的用电设备变多，降压变压器输出电压U4大小不会改变

第Ⅱ卷

二、实验题：本题共2小题，每空2分，共26分。

11．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：

（1）用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为L=________mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如图所示，由图可知其直径D=________mm；

（3）某同学先用多用电表的电阻“”挡，按正确的操作步骤测量此圆柱体的电阻，发现指针偏转角度很小，则应将选择开关旋转到________挡（填“”或“”）并进行欧姆调零，再次进行测量时，表盘示数如图所示，则该电阻的阻值约为________。

（4）某同学想通过描绘伏安特性曲线来研究该电阻，现有的器材及其代号和规格如下：

待测圆柱体电阻：

电流表（量程，内阻约）；

电流表（量程，内阻约）

电压表（量程3V，内阻约）；

电压表（量程15V，内阻约）；

直流电源E（电动势4V，内阻不计）：

滑动变阻器阻值范围，允许通过的最大电流2.0A）；

滑动变阻器阻值范围，允许通过的最大电流0.5A）；

开关；导线若干

根据实验要求，滑动变阻器应选________（填或），电流表应选________，电压表应选________，

12．如图甲是测量电源电动势及研究其输出功率的电路图，有下列器材可供选择，利用所选器材经过多次测量，记录电压表、电流表的示数，作出图像为图乙中曲线。

A．电压表（量程为0~10 V，内阻几千欧姆）

B．电压表（量程为0~5 V，内阻几千欧姆）

C．电压表（量程为0~5 V，内阻几万欧姆）

D．电流表（量程为0~0.6 A，内阻几欧姆）

E．电流表（量程为0~3 A，内阻约为0.1欧姆）

F．电流表（量程为0~6 A，内阻约为0.01欧姆）

G．滑动变阻器（最大阻值为）

H．滑动变阻器（最大阻值为）

I．电源（电动势约为4 V，内阻约为几欧姆）

J．导线、开关若干

（1）为使实验数据尽量精确，电压表应选择___________，电流表应选择___________，滑动变阻器应选择___________。（填器材前面的序号）

（2）如图乙中为曲线上点M的切线，则电源电动势为___________，其内阻为___________，其电路中的最大输出功率为___________。（均保留两位有效数字）

三、计算题：本题共3小题，每题8分，共24分。

13．如图所示，电源电动势，小灯泡L标有“2V，0.4W”，开关S接1，当变阻器调到时，小灯泡L正常发光。现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，求：

（1）电源内阻；

（2）电动机正常工作的电压。

14．如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成角放置，导轨间距为，上端接有电阻的定值电阻，虚线下方有垂直于导轨平面向上的匀强磁场。现将质量、电阻的金属杆ab从上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的v-t图像如图乙所示。（取，，）求：

（1）金属棒收到的摩擦力的大小

（2）磁感应强度B的大小；

（3）金属杆在磁场中下滑过程中定值电阻上产生的热量。

15．如图所示，在坐标系的第一象限内虚线与x轴平行、相距为l。虚线下方有垂直于纸面向里的匀强磁场，虚线上方有竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从O点以初速度垂直磁场射入，初速度方向与x轴正方向的夹角。已知粒子穿过虚线进入电场后恰好做直线运动，不计粒子重力，求：

（1）磁场的磁感应强度大小；

（2）粒子在第一象限内的运动时间。

参考答案：

1．B

【详解】A．当条形磁铁下落时，回路中的磁通量将增加，根据楞次定律，回路中将产生感应电流并阻碍回路的磁通量增大，回路的面积将减小，导体棒P、Q相互靠近，故A正确；

BC．由于回路产生的电流阻碍磁通量增大，因此磁铁会受到向上的作用力，阻碍磁通量进一步增大，加速度小于g，故B正确，C错误；

D．根据能量守恒定律，磁铁下落时势能的减少量等于磁铁的动能、导体棒的动能以及回路产生的焦耳热三部分增加的能量，故D错误。

故选B。

2．A

【详解】A．由于小环运动的范围内，各处的磁场强度不同，所以小环运动的过程中机械能不断转化为电能，故小球的机械能会越来越小，最终停在最低点B，故A正确；

B．因为圆环在运动的过程中，有感应电流，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，故不能上升到右侧与C点等高处，故B错误；

C．整个过程重力势能转化为电能，机械能不守恒，故C错误；

D．圆环来回运动，磁通量不断变化，所以感应电流方向不断变化，故D错误。

故选A。

3．C

【详解】电阻丝部分与部分并联，可知电路外电阻为

则电路总电流为

可知通过部分的电流为

根据左手定则可知，部分受到的安培力方向向上，大小为

通过部分的电流为

部分受到的安培力方向向上，大小为

线框受到的安培力的合力大小为

故选C。

4．C

【详解】AB．根据乙图可知时感应电动势为0，故此时线圈处于中性面位置，通过线圈的磁通量最大，AB错误；

C．感应电动势的有效值为

电压表测的是电阻R两端电压，有

C正确；

D．根据乙图可知，线圈的转动周期为

可得线圈中产生的感应电动势表达式为

D错误。

故选C。

5．B

【详解】B．由于直导线N与线框平面垂直，根据安培定则可知，直导线N中电流的磁场在线框中的磁场量为零，仅将增大，线框中的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故B满足题意要求；

A．仅将增大，线框中的磁通量增大，线框中会产生感应电流，故A不满足题意要求；

C．仅将线圈垂直纸面沿平行N导线方向平移，直导线N中电流的磁场在线框中的磁通量始终为零，但直导线M中电流的磁场在线框中的磁通量发生变化，则线框中会产生感应电流，故C不满足题意要求；

D．仅将线圈在纸面内沿垂直M导线方向平移，直导线N中电流的磁场在线框中的磁通量始终为零，但直导线M中电流的磁场在线框中的磁通量发生变化，则线框中会产生感应电流，故D不满足题意要求。

故选B。

6．B

【详解】A．压力变大时，压敏电阻减小，可知电路总电阻减小，电路总电流增大，通过定值电阻电流增大，的热功率变大，故A错误；

B．电容器电压等于电压，根据

可知电容器电荷量增大，电容器处于充电状态，故B正确；

C．压敏电阻阻值减小，由于，外电阻大于电源内阻，根据电源输出功率随外电阻变化关系可知，电源输出功率变大，故C错误；

D．电源效率为

可知电源的效率变小，故D错误。

故选B。

7．A

【详解】根据题意，由电阻定律可得

，

由欧姆定律有

，

则有

可得

故选A。

8．AD

【详解】AB．由法拉第电磁感应定律可知

由图可知，内，线圈中磁通量的变化率相同，电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为正方向；同理可得，内电路中的电流为逆时针，电流为负的，且两段时间内磁通量的变化率大小相等，回路中的感应电动势大小相等，感应电流大小相等，A正确，B错误；

CD．由

可知，电流大小恒定的情况下，与成正比。结合左手定则可知，内与内安培力向左，为正的，内与内安培力向右，为负的，C错误，D正确。

故选AD。

9．AD

【详解】AB．若微粒带正电，它受竖直向下的重力mg、水平向左的电场力qE和斜向右下的洛伦兹力qvB，微粒不能做直线运动，据此可知微粒应带负电，它受竖直向下的重力mg、水平向右的电场力qE和斜向左。上的洛伦兹力qvB，又知微粒恰好沿直线运动到A，可知微粒应该做匀速直线运动，故A正确，B错误；

CD．由平衡条件可知

，

得磁场的磁感应强度

电场的场强

故C错误，D正确。

故选AD。

10．AC

【详解】A．根据

代入数据得

线路上损耗功率

故A正确；

B．根据变压器原理可知

代入数据得

发电机输出电功率

故B错误；

C．互感器A并联接入电路是电压互感器，互感器B串联接入电路是电流互感器，故C正确；

D．用户使用的用电设备越多，用户电流增大，输电电流增大，输电线损失电压增大，降压变压器输入电压减小，降压变压器输出电压减小，故D错误。

故选AC。

11．     50.15     4.699或4.700或4.701          1200                   

【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为

（2）[2]螺旋测微器的读数为

（3）[3][4]指针偏转角度太小，说明被测电阻过大，应采用大一档测量，故换用×100档，欧姆表的读数为

（4）[5][6][7]因为该电阻大概1200Ω，因为描绘伏安特性曲线，要求测得多组数据进行分析，所以采用滑动变阻器的分压接法，便于操作，所以采用总阻值较小的滑动变阻器R1，电路中的最大电流为

故电流表应选A1，为使读数较为准确，电压表选V1。

12．     C     E     G     4.0V          2.0W

【详解】（1）[1]因电源电动势约为4 V，所以电压表选择0~5 V量程的，且电压表的内阻越大，并联在电源两端时分流就越小，造成的实验误差就越小，故选择电压表，即序号C；

[2]根据题图乙可知，当电源的路端电压为零时，电路中的电流最大约为2 A左右，故选择电流表，即序号E；

[3]滑动变阻器采用限流式接法，为使电压表的示数有明显变化，滑动变阻器的阻值不能太大，故选择滑动变阻器，即序号G。

（2）[4][5][6]根据电源的输出功率，有

故图线上某点与原点连线的斜率为该状态下电源输出功率P，对比题图乙可知，当、时图线上的点与原点连线的斜率最大，即输出功率最大，为

结合闭合电路欧姆定律可知，外电阻和电源内阻相等时电源输出功率最大，则

电源电动势

13．（1）；（2）

【详解】（1）小灯泡的额定电流为

其阻值为

当开关S接1时，根据闭合电路的欧姆定律有

代入数据解得

（2）当开关S接2时，灯泡正常发光，电路电流仍为0.2A，电源内电压为

则电动机两端的电压为

解得

14．（1）2T；（2）

【详解】(1)0~0.1s，由题图乙得

由牛顿第二定律有

代入数据得

后匀速运动，则金属杆在时刚好进入磁场，有

而

代入数据得

(2)方法一：金属杆ab在磁场中下滑过程中，电流恒定，有

，

方法二：金属杆ab在磁场中匀速运动，则

下落高度

由能量守恒有

定值电阻上产生的热量

解得

15．（1）；（2）

【详解】（1）粒子在电场中恰好做直线运动，说明粒子在磁场中偏转后竖直向上进入电场，画出粒子运动的示意图如图所示

设粒子在磁场中运动轨迹的半径为R，由几何关系可知

又

联立可得磁场的磁感应强度大小

（2）粒子在磁场中运动的周期

粒子进入电场前在磁场中运动的时间

粒子在电场中运动的加速度

粒子在电场中先竖直向上做匀减速直线运动直至速度为零，再反向做匀加速直线运动，在电场中运动的总时间

所以粒子在第一象限内的运动时间