安徽省滁州市第二中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试卷

这是一份安徽省滁州市第二中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试卷，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
1．如图各电场中，A、B两点场强相同的是（ ）
A． B． C． D．
2．下列说法正确的是（ ）
A．电势有正负，所以是矢量
B．电流的方向规定为正电荷移动的方向，所以电流强度是矢量
C．磁感线与电场线一样是客观存在的
D．某处磁感应强度的方向规定为该处小磁针静止时N极所指的方向，所以磁感应强度是矢量
3．把长为的直导线全部放入磁感应强度为×103T的匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直．当直导线中通以的电流时，该直导线受到的磁场力大小为（ ）
A． B． C． D．
4．在如图所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，和为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表．开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态．在P向上移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A表的示数变大 B．油滴向上加速运动
C．G中有由a至b的电流 D．电源的输出功率一定变大
5．一颗手榴弹以的速度在空中水平飞行，设它爆炸后炸裂为两块，小块质量为,沿原方向以的速度飞去，那么，质量为的大块在爆炸后速度大小和方向是（ ）
A．,与反向 B．,与反向
C．,与反向 D．,与反向
6．《天问》是战国时期诗人屈原创作的一首长诗，全诗问天问地问自然，表现了作者对传统的质疑和对真理的探索精神．我国探测飞船“天问一号”发射成功飞向火星，屈原的天问梦想成为现实，也标志着我国深空探测迈向一个新台阶．如图所示，“天问一号”经过变轨成功进入近火圆轨道，其中轨道1是圆轨道，轨道2是椭圆轨道，轨道3是近火圆轨道，己知火星的平均密度为,火星的半径为R,轨道1的半径为r,引力常量为G,下列说法正确的是（ ）
A．“天问一号”在轨道1上运动的周期为
B．“天问一号”在轨道2上运动的周期为
C．“天问一号”在轨道3上运动的周期为
D．火星的第一宇宙速度为
7．如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，匝数为n、边长为L的正方形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，其角速度为ω，线圈总电阻为r,则（ ）
A．理想电流表的示数为
B．线圈转动一周产生的热量为
C．线圈转动过程中的最大电流为
D．当线圈与中性面的夹角为时，线圈产生的瞬时电动势为
8．一带正电小球自A点水平向右射入水平向左的匀强电场中，小球从A点运动到P点的轨迹如图所示．已知方向与水平方向夹角为，不计空气阻力，则该过程中，（ ）
A．任意相等的时间内小球所受重力做功相等
B．任意相等的时间内小球所受电场力做功相等
C．小球电势能的增加量小于重力势能的减小量
D．小球电势能的增加量大于重力势能的减小量
二、多选题（本大题共2小题，共10分）
9．如图是质谱仪的工作原理示意图，电荷量相同的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片．平板S下方有强度为的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的质量越小
10．如图所示，用金属制作的曲线导轨与水平导轨平滑连接，水平导轨宽轨部分间距为,有竖直向下的匀强磁场，窄轨部分间距为L，有竖直向上的匀强磁场，两部分磁场磁感应强度大小均为B．质量均为m金属棒M、N垂直于导轨静止放置，现将金属棒M自曲线导轨上h高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，两棒接入电路中的电阻均为R,其余电阻不计，导轨足够长，M棒总在宽轨上运动，N棒总在窄轨上运动，不计所有摩擦．下列说法正确的是（ ）
A．M棒刚进入磁场时N棒的加速度 B．N棒的最终速度大小
C．通过M棒的电量 D．N棒产生的热量s
三、实验题：共2小题，11题每空2分，12题（2）每空1分，每空2分，共16分．
11．某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量，图中是斜槽，为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置C由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，为未放被碰小球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点．若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于,米尺的零点与O点对齐．（注意）
（1）碰撞后B球的水平射程应为_____________（如图乙）
甲 乙
（2）在以下选项中，哪些是本次实验没必要进行的测量？答：_____________（填选项号）．
A．测量A球或B球的直径
B．测量A球和B球的质量
C．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
D．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
E．测量G点相对于水平槽面的高度
（3）、实验所需验证的表达式为：________________________．（用表示）
12．某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A．内阻,满偏电流 B．内阻约为，量程为
C．定值电阻 D．滑动变阻器
E．干电池组 F．一个开关和导线若干
G．螺旋测微器，游标卡尺
（1）如图1，用螺旋测微器测金属棒直径为_____________;如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度为_____________．
图1 图2
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用挡（填“”或“”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图3所示，则金属棒的阻值约为_____________．
图3 图4
（3）请根据提供的器材，设计一个实验电路，尽可能精确测量金属棒的阻值_____________．
（4）若实验测得电流表示数为,电流表示数为,则金属棒电阻的表达式为_____________．（用表示）
四、解答题（13题10分，14题14分，15题18分，共42分．）
13．图中电源电动势,内电阻．将一盏额定电压为,额定功率为的灯泡与一只线圈电阻为的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电．问：
（1）电源输出的能量是多少？
（2）电动机的效率为多少？
14．如图示，在平面内，长为L的直角三角形边与x轴垂直；在第一、二象限存在磁感应强度大小为B方向垂直于纸面向外的匀强磁场，三角形区域内无磁场分布．现有质量为m,带电荷量为的粒子，自O点射入磁场，不计重力．
（1）若粒子从O点沿垂直于边进入磁场且经过P点求该粒子的速度大小；
（2）若粒子从O点以初速度沿y轴正方向射入酸场，求该粒子从O点到Q点所经历的时间．
15．如图所示，是两条足够长的、水平放置的平行金属导轨，导轨间距为L,在区域存在垂直于导轨平面向上的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B,导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左端与光滑弯曲轨道平滑连接．现将一阻值为R,质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰停在磁场的右边界处．金属导轨电阻不计，左侧导轨光滑，右侧导轨粗糙，与导体棒间动摩擦因数为．建立原点位于磁场左边界、方向沿导轨向右的坐标轴x,已知导体棒在有界磁场中运动的速度随位移均匀变化，即满足关系式：为导体棒进入有界磁场的初速度．求：
（1）有界磁场区域的宽度d;
（2）导体棒运动到加速度a；
（3）若导体棒从弯曲轨道上高处由静止释放，则导体棒最终的位置坐标x和这一过程中导体棒上产生的焦耳热Q．
参考答案：
1．C
【详解】A．电场强度是矢量，电场线疏密表示电场强度大小，方向沿该点的切线方向，图中，A、B两点电场强度大小相同，方向不同，故电场强度不同，A错误；
B．电场中A点电场强度大于B点电场强度，B错误；
C．图为匀强电场，电场中A、B两点电场强度大小相同，方向相同，C正确；
D．图中，A、B两点电场强度大小不相同，方向也不同，D错误．
故选C．
2．D
3．C
【详解】当磁场的方向与电流方向垂直时
故选C．
4．B
5．B
【详解】手榴弹爆炸过程系统动量守恒，以手榴弹的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律得
解得
即速度大小为,负号表示方向与反向．
故选B．
6．A 7．C
8．D
【详解】A．依题意，小球竖直方向受重力作用，做自由落体运动，有
又
可知任意相等的时间内小球的竖直分位移不相等，所受重力做功也不相等．故A错误；
B．依题意，小球水平方向受水平向左的电场作用，做匀减速直线运动，有
又
易知任意相等的时间内小球水平分位移不相等，所受电场力做功并不相等．故B错误；
CD．小球所受电场力和重力均为恒力，则小球所受合力也为恒力，可得其运动轨迹为一抛物线，由图可知
A、P两点关于抛物线顶点并不对称，可知小球在P点的动能小于在A点的动能，即小球从A点运动到P点过程，动能减少，根据动能定理，有
可知重力做的正功小于电场力做的负功，根据重力做功与重力势能变化的关系
电场力做功和电势能变化的关系
可知小球电势能的增加量大于重力势能的减小量．故D正确；C错误．
故选C．
9．AD 10．CD
11．（均可） A、E
12． 10.230 10.0
13．（1）;（2）62.5%
【详解】（1）灯发光正常，其电压8V,根据并联电路特点，路端电压为,则侧电源内电压为
总电流
电源输出能量
4分
（2）灯的电流
电动机电流
电流对电动机做功
电动机热功率
电动机输出机械功率
电动机效率
6分
14．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知，为带电粒子在磁场中圆周运动的直径，粒子运动半径为
洛伦兹力提供向心力，有
由以上得
4分
（2）设带电粒子在磁场中圆周运动的半径为,有
得到
带电粒子运动轨迹如图所示，由几何关系知
带电粒子在磁场中的运动时间为
带电粒子从到Q做匀速直线运动
故带电粒子从O到Q运动的总时间为
10分
15．（1）；（2），方向沿x轴负方向；（3）；
【详解】（1）导体棒在弯曲轨道上下滑，机械能守恒，有
导体棒由到,有
5分
（2）导体棒运动到
处
速度为,则
联立上式，得
又
导体棒的加速度
5分
方向沿x轴负方向． 1分
（3）导体棒在弯曲轨道上下滑，有
导体棒运动到处，速度为,则
后在粗造轨道上减速滑行，加速度为
导体棒在有界磁场中运动，速度从减小到,克服安培力做功为
此过程中电阻R上产生的焦耳热为
7分