07，山东省菏泽市东明县第一中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题

这是一份07，山东省菏泽市东明县第一中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，论述题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（每小题3分，共24分）
1．2023年的诺贝尔物理学奖颁发给了“采用实验方法产生阿秒光脉冲”的三位科学家。在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用，下列叙述与事实不符的是（ ）
A．安培提出了分子电流假说
B．法拉第用“力线”形象地描述了电磁场
C．奥斯特发现了产生感应电流的条件
D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
2．如图是一弹簧振子在水平面内做简谐运动的图像，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻和时刻具有相同的动能和动量
B．弹簧振子的振动方程是
C．到1.0s时间内加速度变小，速度减小
D．等于
3．如图所示，金属杆的质量为m，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成角斜向上，结果静止于水平导轨上。已知重力加速度为g。关于金属杆所受力的大小，下列说法正确的是（ ）
A．安培力大小为B．安培力大小为
C．摩擦力大小为D．支持力大小为
4．我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段（X波段和S波段）”雷达系统，雷达发射的X波段的频率为，S波段的频率为，下列说法正确的是（ ）
A．在空气中X波段的传播速度大于S波段的
B．在空气中S波段的波长比X波段的更短
C．X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小您看到的资料都源自我们平台，20多万份最新小初高试卷，家威鑫 MXSJ663 免费下载 D．在空气中S波段比X波段更容易发生衍射
质子和 α 粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动，已知 α 粒子质量是质子的4倍，电荷量是质子的2倍。则下列说法正确的是（ ）
A．质子和α粒子的速度大小之比为1:2
B．质子和α粒子的周期之比为2:1
C．质子和α粒子的动量之比为1:2
D．质子和α粒子的动能之比为2:1
6．动圈式扬声器结构如图所示，圆筒线圈安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动。音频电流通入线圈中，线圈会左右移动，与线圈连接的纸盆也随着线圈振动而发声。这样的扬声器也可以当话筒使用。关于其两种应用，下列说法正确的是（ ）
A．作为扬声器使用，其工作原理是电磁感应现象
B．作为扬声器使用，通入线圈的音频电流是变化的
C．作为话筒使用，人对纸盆讲话时线圈中会产生恒定电流
D．作为话筒使用，人对纸盆讲话时线圈受安培力带动纸盆运动
7．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，用灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”和“拔出”磁铁，使线圈中产生感应电流。已知在图甲中，电流计指针向左偏转，则对下图所示的实验过程，说法正确的是（ ）
A．甲图中感应电流产生的磁场方向向下
B．乙图中电流计指针向左偏转
C．乙图和丙图中磁铁受到线圈作用力的方向都向下
D．丙图和丁图中电流计指针的偏转方向不同
8．如图，一条长为l的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，ab两端产生的感应电动势为E，ab两端的电势分别为φa，φb，则（ ）
A．，B．，
C．，D．，
二、多选题（每小题4分，共16分。选对4分，选对不全2分，选错0分）
9．关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．图甲是回旋加速器的示意图，带电粒子获得的最大动能与回旋加速器的半径有关
B．图乙是磁流体发电机的示意图，可以判断出B极板是发电机的负极，A极板是发电机的正极
C．图丙是速度选择器的示意图，若带正电的粒子能自左向右沿直线匀速通过速度选择器，则带负电的粒子不能自右向左沿直线匀速通过速度选择器（不计重力）
D．图丁是质谱仪的示意图，间是一个速度选择器，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大
10. 如图1所示是电视机显像管原理示意图（俯视图），没有磁场时电子束打在荧光屏正中央的O。为了使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律如图2所示，可实现电子束打在荧光屏上的AOB区域，规定垂直平面向里时磁场方向为正，下列说法正确的是（ ）

图1 图2
A. 电子束打在A点时，洛伦兹力对电子做正功
B. 时，电子束打在OA区域
C. 时，电子束打在OA区域
D. 0～T内，电子束在荧光屏上的位置由A向B点移动
11．如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ）
A．三个粒子都带正电荷
B．a粒子运动速率最大
C．a粒子在磁场中运动时间最长
D．它们在磁场中做圆周运动的周期
12．近年来，无线门铃逐渐在各大城市流行。图甲为某款无线门铃按钮，这款门铃可以自己发电，不需要连接外电源。其“自发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（ ）
A．按住按钮不动，P端电势较高
B．按下按钮过程，螺线管上有从P到Q方向的电流
C．松开按钮过程，螺线管上的导线P端电势较高
D．按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等
第II卷（非选择题）
三、实验题（共12分）
13．“研究电磁感应现象”的实验装置如图所示。

（1）将图中所缺的导线补接完整 。
（2）当通电线圈插在感应线圈中时，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是：
①将通电线圈迅速插入感应线圈时，灵敏电流计指针将 。（选填“向左”“向右”或“不偏转”）
②通电线圈插入感应线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针 。（选填“向左”“向右”或“不偏转”）
（3）在实验时，如果感应线圈两端不接任何元件，则感应线圈电路中将 。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
14．“蓝天”实验小组正在测定粗细均匀的铅笔芯的电阻率，但却没有合适的电压表。同学们从实验室领取了直流电源、电流表G（满偏电流、内阻未知）、电流表A（量程为、内阻也未知）、滑动变阻器、电阻箱、长度可变的铅笔芯、开关、导线、螺旋测微器等。

（1）他们用螺旋测微器测量铅笔芯的直径的示数如图甲所示，则铅笔芯的直径 。
（2）为了精确测量电流表G的内阻，同学们设计了如图乙所示的实验电路。正确连接电路并将电阻箱调整为合适的阻值（该阻值记为），闭合开关并调节滑动变阻器使两表均有适当的示数，记录下此时电流表A的示数和电流表G的示数，则电流表G的内阻 （用、和表示）。
（3）同学们测定铅笔芯电阻率的实验电路如图丙所示，电流表G两端并联的铅笔芯的长度为，调节滑动变阻器使电流表G满偏，记录电流表A的示数。改变铅笔芯的长度，重复上述步骤，获得多组、数据，作出图像如图丁所示。图像的纵截距 （填“大于”、“小于”或“等于”），铅笔芯的电阻率 （用、、、等题中涉及的物理量符号表示）。
四、论述题
15．如图所示，光滑水平直轨道上静止放置三个质量均为m的物块A、B、C，物块B的左侧固定一轻弹簧。给A一个初速度，使其向B运动并压缩弹簧（弹簧始终在弹性限度内），当弹簧第一次压缩到最短时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞时间极短，求：
（1）从A开始运动到弹簧压缩最短时C受到的冲量大小；
（2）从A开始运动到A与弹簧分离的过程中，整个系统损失的机械能；
16．2022年6月，我国首艘完全自主设计建造的航母“福建舰”下水亮相，除了引人注目的电磁弹射系统外，电磁阻拦索也是航母的“核心战斗力”之一，其原理是利用电磁感应产生的阻力快速安全的降低舰载机着舰的速度。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒，金属棒瞬间与舰载机共速，并一起在磁场中减速滑行至停下。已知舰载机质量为M，金属棒质量为m，电阻为R，两者共速后的初速度为，平行导轨与间距L，匀强磁场垂直纸面向外，磁感应强度为B，其余电阻不计，除安培力外舰载机系统所受其它阻力恒定为f。求：
（1）金属棒ab中感应电流的方向及最大值I的大小；
（2）当舰载机减速到时的加速度大小a。
17．如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积S = 200 cm2，匝数n = 1000，线圈总电阻r = 1.0 Ω。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻的阻值R = 4.0 Ω。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。磁感应强度B的参考正方向如图甲中所示。求：
（1）在t = 2.0 s时，穿过线圈的磁通量；
（2）在t = 5.0 s时，线圈端点a、b的电势差Uab；
（3）4.0 ~ 6.0 s内电阻R中产生的热量QR。
18．如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域的左、右两边界均沿竖直方向，磁场左、右两边界之间的距离L，磁场磁感应强度的大小为B，某种质量为m，电荷量q的带负电粒子从左边界上的P点以水平向右的初速度进入磁场区域，该粒子从磁场的右边界飞出，飞出时速度方向与右边界的夹角为60°。重力的影响忽略不计。求
（1）该粒子的运动速率；
（2）该粒子在磁场中运动的时间；
（3）若改变初速度大小，使粒子不能从右边界射出，则初速度v应该满足什么条件？
2022级高二下学期开学测试物理试题答案
1.【答案】C【详解】A．安培提出了分子电流假说，能够解释永久磁铁产生磁场的原因，以及磁铁受猛烈撞击后突然失去磁性等一些磁现象，选项A与事实符合；
B．法拉第用“力线”形象地描述了电磁场，选项C与事实符合；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了产生感应电流的条件，选项C与事实不符；
D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，选项D与事实符合。
本题选与事实不符的，故选C。
2．B【详解】A．根据图像可知，t1时刻和t2时刻振子的位移相同，位在同一位置，速度大小相等，方向相反，所以动能相同，动量不同，故A错误；
B．根据图像可知，振动的周期T=2s，则角速度，振幅 A=10cm=0.1m
则弹簧振子的振动方程是，故B正确；
C．t2到1.0s时间内，振子的位移减小，正由正向最大位移处向平衡位置处振动，加速度减小，速度增大，故C错误；D．当x=5cm=0.05m时，根据振动方程是得，，则故D错误。故选B。
3.【答案】B【详解】AB．金属杆电流方向与磁场方向垂直，安培力大小为
根据左手定则可判断，安培力与竖直方向夹角为斜向左上，故A错误，B正确；
C．根据水平方向平衡条件得，故C错误；
D．竖直方向，由平衡条件得故D错误。故选B。
4.【答案】D【详解】A．无论X波段还是波段均为电磁波，因此它们在空气中的传播速度相同，故A错误；
BD．根据可知，在空气中波段的波长比波段的更长，而要发生明显的衍射现象，则障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，因此对于同一障碍物，波长越长的波越容易发生衍射现象，由此可知波段比波段更容易发生衍射，故B错误，D正确；
C．根据光子能量公式可知，能量子的能量与其频率成正比，即频率越大，能量子的能量越大，而波段能量子的频率大于S波段能量子的频率，因此X波段能量子的能量大于波段能量子的能量，故C错误。故选D。
5. 答案：C
6.【答案】B【详解】A．作为扬声器使用，是线圈中变化的电流在磁场作用下，带动纸盆随着线圈振动而发声，A错误；
B．作为扬声器使用，纸盆随着线圈振动而发声，说明安培力是变化的，即电流是变化的，B正确；
C．作为话筒使用，人对纸盆讲话时，纸盆带动线圈切割磁感线，产生变化的电流，C错误；
D．作为话筒使用，人对纸盆讲话时，纸盆带动线圈切割磁感线，D错误．故选B。
7.【答案】D【详解】A．甲图中穿过线圈向下的磁通量增大，故感应电流产生的磁场方向向上，A错误；B．乙图中穿过线圈向上的磁通量增大，故感应电流产生的磁场方向向下，和甲图相反，向右偏，B错误；C．根据“来拒去留”原则可知乙图磁铁受到向上的作用力，丙图磁铁受到向下的作用力，C错误；D．丙图中穿过线圈向下的磁通量增大，感应电流产生的磁场方向向下，与甲图相反，感应电流向右偏，丁图中穿过向上的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向上，感应电流向左偏，故D正确。故选D。
8.【答案】B【详解】根据法拉第电磁感应定律得，ab两端产生的感应电动势为
根据右手定则，导体棒中电流方向由b到a，在电源内部电流由电势低处流向电势高处，所以
，故选B。
9．ACD【详解】A．设回旋加速器D形盒的半径为，粒子获得的最大速度为，根据牛顿第二定律有解得则带电粒子获得的最大动能为，故A正确；
B．图乙是磁流体发电机，且根据左手定则可知等离子体中正电荷向B板偏转，负电荷向A板偏转，所以A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极，故B错误；
C．正带正电的粒子自左向右沿直线匀速通过速度选择器时，所受洛伦兹力与电扬力大小相等，方向相反；带负电的粒子自右向左通过时，受到的电场力和洛伦兹力均向上，则带负电的粒子不能自右向左沿直线匀速通过速度选择器，故C正确；
D．粒子打在底片上的位置到狭缝的距离为，穿过速度选择器的粒子速度都相同，根据上式可知越小，粒子比荷越大，故D正确。故选ACD。
10. 答案：BD
11.【答案】AC【详解】由题意，画出粒子在磁场中运动轨迹如图所示
A．根据左手定则可知，三个粒子都带正电荷，故A正确；
BD．在运动的过程中洛伦兹力提供向心力，则解得
解得它们在磁场中做圆周运动的周期
由图可知，三个粒子在磁场中运动的轨道半径关系为，故，故BD错误；
C．由图可知，粒子a、b、c在磁场中运动轨迹对应的圆心角关系为
粒子在磁场中运动的时间，故，故C正确。故选AC。
12.【答案】BC【详解】A．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，则螺线管无感应电动势产生，则上导线两端PQ间无电势差。故A错误；
B．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增加，结合楞次定律可知，螺线管上产生的感应电流从P流向Q。故B正确；
C．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，结合楞次定律可知，螺线管上产生的感应电流从Q流向P，螺线管上的导线P端电势较高。故C正确；
D．按下和松开按钮过程，时间不一定相等，则磁通量的变化率不一定相等，根据法拉第电磁感应定律可知螺线管产生的感应电动势大小不一定相等。故D错误。故选AC。
13.（6分）【答案】 （2分） 向右（1分）向左（1分） BD（2分）
【详解】（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分、电源、开关、滑动变阻器、其中一个线圈组成闭合电路，灵敏电流计与另一个线圈组成另一个闭合电路，实物电路图略；
（2）①在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，说明当通过感应线圈的磁通量增加时，产生的感应电流将使灵敏电流计的指针向右偏转；将通电线圈迅速插入感应线圈时，通过感应线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏。
②将通电线圈插入感应线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值将增大，电路电流减小，电流产生的磁感应强度减小，通过感应线圈的磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏。
（3）在上述实验中，如果感应线圈两端不接任何元件，通过感应线圈的磁通量发生变化，感应线圈中将有感应电动势，能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向；但因电路不是闭合的，所以无感应电流。故选BD。
14.（8分）【答案】 1.415 （2分） （2分） 等于 （2分） （2分）
【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确度为，则铅笔芯的直径
（2）[2]电流表G和电阻箱并联，根据并联电路特点有
变形得
（3）[3]铅笔芯和电流表G并联，根据并联电路特点有
变形得
结合题图丙可知，图像的纵截距
图像的斜率
结合铅笔芯的横截面积
可得铅笔芯的电阻率
15．（8分）（1）；（2）ΔE=m
【详解】（1）从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对A、B与弹簧组成的系统，根据动量守恒定律得： （1分）
B与C发生完全非弹性碰撞时，设碰撞后的瞬时速度为v2，对B、C组成的系统，由动量守恒定律得： （1分）
由，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同，设此时速度为v3，由动量守恒定律得 （1分）
对C根据动量定理：I=mv3-0 （1分）
联立可得： （1分）
（2）B与C发生完全非弹性碰撞，故只有B与C碰撞损失机械能，设为ΔE，对B、C组成的系统，由能量守恒定律得m=ΔE+(2m) （2分）
得 ΔE=m （1分）
16．（11分）解：（1）由右手定则，可知金属棒ab上电流的方向从a到b。 （2分）
金属棒ab切割磁感线产生的最大感应电动势为 （1分）
由闭合电路欧姆定律 （1分）
解得最大电流为 （1分）
（3）减速到时，感应电动势为 （1分）
感应电流为 （1分）
金属棒ab所受安培力为 （1分）
对舰载机和金属棒系统，由牛顿第二定律有 （2分）
解得 （1分）
17.（11分）【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）在t=2.0s时的磁感应强度由图像可得 （1分）
则穿过线圈的磁通量为 （2分）
（2）在4.0 ~ 6.0 s时间内，产生恒定的感生电动势为 （2分）
则5s时的恒定电流为 （1分）
则在t=5.0s时刻，线圈端点a、b的电势差即为电阻的电压 （2分）
（3）在4.0 ~ 6.0 s内电阻R中产生的热量为 （3分）
18.（16分）【答案】（1）；（2）；（3）当初速度v小于时，粒子不能从右边界射出
【详解】（1）粒子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为，故圆心在粒子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点上，设为O点，如图：
由几何知识可知，粒子偏转的圆心角（1分）
偏转半径 （2分）
由洛伦兹力提供向心力有 （2分）
联立得 （1分）
（2）粒子穿过磁场时间 （2分）
又 （1分）
解得 （1分）
故 （1分）
（3）若粒子刚好不能从A边射出，运动轨迹如图：
由图知 （1分）
由洛伦兹力提供向心力有 （1分）
即
又
解得 （2分）
故当初速度v小于时，粒子不能从右边界射出。 （1分）