四川省泸州市泸县第四中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题 Word版含解析.docx

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泸县四中高2022级高二下学期开学考试物理试题第一部分选择题（共48分）一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）1.金属铂的电阻率对温度非常敏感，温度升高时电阻率也随着变大，在图中有可能表示金属铂电阻的I﹣U图线是（  ）A.B.CD.【答案】A【解析】【详解】根据电阻的定义式R=可知，I﹣U图线上的点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数，金属铂的电阻随温度的升高而增大，则图线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐增小，图线是曲线，根据数学知识可知，A项正确。故选A。2.如图所示，在纸面内直角坐标系中，以O为圆心的圆与x、y轴相交于a、b、c、d四点。在x轴上关于O点对称的P、Q两点处，有垂直纸面放置的两根平行长直导线。导线中通以大小相等、方向相反的恒定电流，下列判断正确的是（） A.c、d两点的磁感应强度方向相同B.a、b两点的磁感应强度方向相反C.a点的磁感应强度大小比b点的小D.c、O、d点的磁感应强度均为零【答案】A【解析】【详解】A．由安培定则判断可知，通电导线P在c点产生的磁感应强度垂直Pc向下，通电导线Q在c点产生的磁感应强度垂直Qc向下，两个磁感应强度大小相等，由磁场的叠加原理可知c点的磁感应强度方向向下，同理可知，d点的磁感应强度方向向下，则c、d两点处的磁感应强度方向相同，A正确；B．通电导线P在a点产生磁感应强度垂直Pa向下，通电导线Q在a点产生的磁感应强度垂直Qa向下，a点的合磁感应强度方向向下，同理b点的合磁感应强度方向向下，所以a、b两点的磁感应强度方向相同，B错误；C．根据磁场的叠加原理和对称性知，a、b两点处的磁感应强度大小相等，C错误；D．P、Q两导线在O点产生的磁感应强度方向都向下，则O点处的磁感应强度不为零，则c、O、d三点的磁感应强度均不为零，D错误。故选A。3.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，三个可变电阻分别用R1、R2和R3表示。那么，在三个可变电阻的阻值变化的过程中，一定能够使得通过R3的电流变大的方案是（）A.R1变大，R3变小B.R1变小，R2变大C.R1、R2都变大D.R1、R2都变小【答案】B 【解析】【详解】A．当R3变小时，并联部分的电阻变小，R1又变大，则并联部分的电压变小，流过R2的电流变小，但总电阻的变化无法判断，干路电流的变化无法判断，故通过R3的电流变化无法判断，A错误；B．R1变小，R2变大，则并联部分的电阻变大，并联部分的分压变大，即R3上的电压变大，则通过R3的电流变大，B正确；CD．R1、R2都变大，即并联部分与R1的电阻均变大，并联部分的分压变化无法判断，通过R3的电流变化无法判断，同理可知，R1、R2都变小时，通过R3的电流变化也无法判断，CD错误。故选B。4.如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）；物块质量m=1kg，弹簧劲度系数k=100N/m，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.1，现用水平向左的力将物块从O点移至B点，弹簧压缩量xB=9cm，撤去该力后物块由静止向右运动经O点最远到达A点，重力加速度g取10m/s2，已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能为，则A、B两点的距离为（　　）AB.C.D.【答案】D【解析】【详解】设当物块到达A点时，弹簧的伸长量的大小为，物块从B点运动A点的过程中，由能量守恒可得解得则B点和A点的距离为故选D。5.如图所示，半径为R=1m的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，Р为磁场边界上的一点，大量相同的带正电的粒子，在纸面内沿各个方向以相同的速率从Р 点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上且Q点为最远点。已知PQ圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该圆形磁场中有粒子经过的区域面积为（　　）A.m2B.m2C.m2D.m2【答案】A【解析】【详解】设轨迹圆的半径为r，由几何关系∠POO=90°粒子做圆周运动的半径为由几何关系，如图该区域面积代入数据，面积为m2故选A6.某电站的电能输送示意图如图所示，升压变压器与降压变压器间输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数之比，降压变压器原、副线圈匝数之比。变压器均为理想变压器，如果发电机的输出电压为，用户输入端电压为，用户消耗电功率为P。下列说法正确的是（　　） A.通过升压变压器原线圈的电流为B.电路的输电效率为C.输电线上损失的电压为D.输电线上消耗的电功率为【答案】B【解析】【详解】A．由题知，降压变压器副线圈电流降压变压器原线圈电流通过升压变压器原线圈的电流为A错误；B．电路的输电效率为B正确；C．输电线上损失的电压为C错误；D．输电线上消耗的电功率为D错误。 故选B。7.如图所示，两个灯泡和的规格相同，与线圈L串联后接到电路中，与可变电阻R串联后接到电路中，先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节，使它们正常发光，下列说法正确的是（　　）A.断开开关S后，、立即熄灭B.断开开关S后，逐渐熄灭，立即熄灭C.断开开关S后，闪亮一下再熄灭D.断开开关S后，、都逐渐变暗，且同时熄灭【答案】D【解析】【详解】一段时间电路稳定后，断开开关S，A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐变暗，且同时熄灭，故D正确。故选D。8.一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场，分离为1、2、3三束粒子流，则下列选项正确的是（　　）A.1带正电B.1带负电C.2不带电D.3带负电【答案】ACD【解析】【详解】根据左手定则，带正电的粒子向左偏，即粒子1带正电；不偏转说明不带电，即粒子2 不带电；带负电的粒子向右偏，即粒子3带负电。故选ACD。9.如图所示，螺线管连接电阻R放置在水平地面上，上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下，当磁铁向下运动过程中（未插入线圈内部），下列说法正确的是（　　）A.穿过螺线管的磁通量减少B.通过R的感应电流方向为从C.磁铁与螺线管相互吸引D.螺线管对地面的压力变大【答案】BD【解析】【详解】A．当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）。穿过螺线管的磁通量增大，故A错误；B．由图可知，当磁铁竖直向下运动时，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场应向上，由右手螺旋定则可知电流方向为从，故B正确；CD．根据“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则磁铁与线圈相互排斥，故线圈对地面的压力变大，故C错误，D正确。故选BD。10.下图所示的是某收音机的调谐电路。当单刀双掷开关S置于位置1时，电路中线圈的自感为，接收中波段的无线电波；当单刀双掷开关S置于位置2时，电路中线圈的自感为，接收短波段的无线电波。C为可变电容器的电容。已知LC电路的周期为，则（　　） A.B.C.当该调谐电路的单刀双掷开关S置于1，并把可变电容器的电容调到最小时，接收的频率最高D.当该调谐电路的单刀双掷开关S置于2，并把可变电容器的电容调到最小时，接收的频率最高【答案】AD【解析】【分析】【详解】AB．已知LC电路的周期为又波长与周期的关系为联立解得波速v相同，由于中波段电磁波的波长大于短波段的波长，所以，故A正确，B错误；CD．根据可知L和C最小时，频率最高，所以需要把该调谐电路开关置于2，并把电容调到最小，故C错误，D正确。故选AD。电容调到最小时，接收的频率最高11.虚线上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，PQ下方存在竖直向上的匀强磁场，两处磁场磁感应强度大小均为，足够长的等间距金属导轨竖直放置，导轨电阻不计。两根金属棒水平地靠在金属导轨上，其中金属棒ab、cd质量均为m，长均为L，电阻均为R，与导轨之间的动摩擦因数均为。同时由静止释放两棒，cd棒进入下方区域立即做加速度大小为a的匀加速运动。已知运动过程中棒与导轨接触良好，重力加速度为g，求：（　　） A.ab、cd在上方区域运动时，做加速度减小的加速运动B.cd棒静止释放的位置距离PQ的距离为C.cd棒进入下方区域运动时，不受安培力D.ab、cd在下方区域运动时，两者的距离会越来越大【答案】BD【解析】【详解】A．根据整体法分析可知，ab、cd在上方区域运动时，磁通量不变没有感应电流没有安培力，做加速度为重力加速度加速运动，加速度不变，A错误；B．由题意可知，cd棒进入下方区域立即做加速度大小为a的匀加速运动，则有又根据电磁感应定律可得由于cd在上方区域运动时做自由落体运动故联立解得B正确；C．根据左手定则可知，cd棒进入下方区域运动时，受到垂直于纸面向外的安培力，C错误；D．由于cd在下方区域做匀加速直线运动，因此由 可知其受到的安培力恒定，即感应电流横店，ab棒切割磁场的速度恒定，即cd和ab没有进入PQ区域时两者速度相同，cd进入PQ区域做匀加速运动，ab此时匀速运动，都进入PQ区域以后继续都做加速度为g的匀加速，此时，因此两者的距离两者的距离会越来越大，D正确。故选BD。第二部分非选择题（共52分）注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。二、实验题（共14分）12.现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。（1）由图读得圆柱体的直径为____________mm，长度为____________cm。（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=__________。【答案】①.1.845②.4.240③.【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，可得圆柱体的直径为[2]20分度游标卡尺的精确度为0.05mm，可得长度为（2）[3]根据电阻定律可得，电阻率的关系式为 13.某电阻额定电压为3V（阻值大约为10Ω）。为测量其阻值，要求电压表电流表调节范围尽可能大一点，实验室提供了下列可选用的器材：A.电流表A1（量程300mA，内阻约1Ω）B.电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）C.电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）D.电压表V2（量程5.0V，内阻约5kΩ）E.滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω）F.滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）G.电源E（电动势4V，内阻可忽略）H.开关、导线若干为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填器材前面的字母即可）：电流表______，电压表______，滑动变阻器______。【答案】①.A②.C③.E【解析】【详解】[1]根据欧姆定律，流过电阻的最大电流约为故电流表选A；[2]电阻额定电压为3V，则电压表选C即可；[3]为了尽可能提高测量准确度，选择滑动变阻分压式接法，为了方便调节，滑动变阻器选小阻值的E。14.有一种自动控制装置，利用热敏电阻作为传感器，借助电磁开关可实现自动监控温度，从而进行火灾报警，电磁开关的内部结构如图甲所示，1、2接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与触点和弹簧片连接，当励磁线圈中电流大于时，电磁铁吸合衔铁，弹簧片和触点连接，3、4接通；电流小于时，3、4分开，正常情况下，环境温度保持在左右，为使环境温度高于时报警器开始报警，请根据以下提供的器材完成自控监测火灾的电路。热敏电阻：其电阻随温度变化的图像如图乙所示电磁开关：线圈电阻为电源：电动势为，内阻可忽略定值电阻： 报警器；开关；导线若干（1）由图乙可知，此热敏电阻的阻值随温度按________（选填“线性”或“非线性”）规律变化；（2）图丙中定值电阻应选择________（选填“”或“”）；（3）请在图丙中补充完整电路图_______；（4）若考虑保护电阻和励磁线圈电阻因长时间通电导致升温，而使电阻值增加，则报警将会________（选填“提前”、“延后”或“不变”）。【答案】①.非线性②.③.④.延后【解析】【详解】（1）[1]由图乙可知，热敏电阻的阻值随温度按非线性规律变化；（2）[2]由题意可得，当电路电阻为时，电磁铁吸合衔铁，弹簧片和触点连接，3、4接通，报警器报警。由图乙可知，当温度为时，热敏电阻阻值为，则（3）[3]由题意得，电路图如图（4）[4]当保护电阻和励磁线圈电阻因长时间通电导致升温，而使电阻值增加，热敏电阻小于时，电路电流就能达到，则对应温度高于，即报警器会延后报警。 三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分）15.如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光，导线电阻不计。求：（1）变压器原、副线圈匝数比n1：n2；（2）电流表A的示数；（3）原线圈中电流的大小。【答案】（1）；（2）0.2A；（3）0.02A【解析】【详解】（1）变压器原、副线圈匝数比有输入电压的有效值为副线圈电压为解得（2）一个灯泡的电流为电流表A的示数为（3）根据 解得原线圈电流为16.如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为l，导轨左端接一电容器，电容器的电容为C，有一质量为m，长也为l的金属杆，搁置在两根金属导轨上与导轨垂直且接触良好，整个装置处于竖直的匀强磁场中，磁感应强度为B，设磁场区域无限大，框架无限长，导轨和金属杆电阻不计。若金属棒在恒定外力F作用下，从静止开始运动，求金属棒的速度大小随时间变化的关系。【答案】【解析】【详解】导体棒由静止加速滑动，电容器所带电荷量不断增加，电路中将形成充电电流，导体棒在外力和安培力作用下运动。设某时刻棒的速度为v，则感应电动势为电容器所带电荷量为再经过很短一段时间Δt，电容器两端电压的增量和电荷量的增量分别为流过导体棒的电流导体棒受到的安培力由牛顿第二定律得联立以上各式解得显然金属棒做匀加速直线运动，所以金属棒的速度大小随时间变化的关系为 17.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示，不计粒子重力，求：（1）粒子经过N点的速度v；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子从M点运动到P点的总时间t。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）运动轨迹如图所示：设粒子过N点时速度v，有所以（2）粒子在磁场中以为圆心做匀速圆周运动，半径为，有 故 （3）由几何关系得粒子在电场中运动的时间t1，有所以粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期设粒子在磁场中运动的时间，有得粒子从M点运动到P点的总时间