精品解析：河南省名校大联考2024-2025学年高二下学期开学测试物理试题

2024-2025学年高二开学测试 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，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。 4.本试卷主要考试内容：人教版必修第三册，选择性必修第二册。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 对电学作出过突出贡献的科学家有（ ） A. 伽利略 B. 安培 C. 欧姆 D. 焦耳 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．伽利略主要在力学、天文学等方面有突出贡献，如发现自由落体定律等，并非在电学方面，故A 错误； B．安培在电磁学领域有重要贡献，他发现了安培定则等，对电学发展起到重要推动作用，故B 正确； C．欧姆发现了欧姆定律，揭示了电流、电压和电阻之间的关系，是电学领域的重要定律，对电学贡献突出，故C 正确； D．焦耳发现了焦耳定律，确定了电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，在电学热效应方面贡献显著，故D 正确。 故选BCD。 2. 一能量子的能量是，已知普朗克常量，其电磁辐射的频率为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由能量子的公式，可得电磁辐射的频率为 故选A。 3. 已知手机的单端天线的长度为载波波长的时，其感应电动势在天线中将达到最大值。如果某种手机的天线应设计为，手机接收信号的载波频率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由波速公式，解得 故选C。 4. 在如图所示的电路中，两个电流计完全相同，零刻度在刻度盘的中央。当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“-”接线柱流入时，指针向左摆（本题中的指针摆向是相对于电流表零刻度而言的）。在电路接通且稳定后断开开关S的瞬间，下列说法正确的是（　　） A. G1指针向右摆 B. G2指针向右摆 C. 两指针都向右摆 D. 两指针都向左摆 【答案】A 【解析】 【详解】电路接通且稳定时，两支路中都有自左向右的电流，当开关S断开的瞬间，通过L的电流减小，故L将产生自左向右的自感电流以阻碍电流的变化，L所在支路与R所在支路串联形成回路，则电流自左向右流过电流计G1，自右向左流过电流计G2，则G1指针向右摆，G2指针向左摆。 故选A。 5. 图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连，变压器原、副线圈匝数分别为10匝和1匝，某一风速时，变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 副线圈交变电流的频率为5Hz B. 电压表V1的示数为 C. 断开开关，电压表V2的示数为0 D. 变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．副线圈交变电流频率等于原线圈交变电流的频率，由题图乙知交流电的周期，由此可知副线圈中交流电的频率 选项A错误； B．电压表V1测量变压器原线圈两端电压的有效值 选项错误； C．电压表V2测量变压器副线圈两端的电压，与有无负载无关， 则电压表的示数 选项错误； D．通过题图乙可知变压器原线圈两端电压的最大值，周期，永磁体转动的角速度 则电压的瞬时值表达式为 选项D正确。 故选D。 6. 用两根相同的匀质导线绕成匝数分别为和的圆形闭合线圈和，两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比为（　　） A. B. C. 5：2 D. 2：5 【答案】D 【解析】 【详解】用两根相同的匀质导线绕成匝数分别为和的圆形闭合线圈和，设半径为、，有 则两线圈的半径之比为 两线圈所围的面积之比为 根据法拉第电磁感应定律可知 由闭合电路的欧姆定律可知 则两线圈中的感应电流之比为 故选D。 7. 如图所示，一个半径为的不导电薄球壳均匀带正电，电荷量为。它在球壳外某点产生的电场的方向沿球心与此点的连线向外。将它在空间某点产生的电场的电场强度大小用表示，则其电场强度大小在空间的分布可表示为，其中为空间某点到球心的距离，为静电力常量。现在球壳外的一点A处放置一个带正电、电荷量为的试探电荷，已知点A到球心的距离为，则下列说法正确的是（　　） A. 该试探电荷所受电场力的大小 B. 若将该试探电荷从点向远离球心的方向移动一段非常小的距离，则其电势能的变化量 C. 若将该试探电荷从A点向远离球心的方向移动一段非常小的距离，则其电势能的变化量 D. 球壳表面上的电荷之间也有着相互作用的静电力，带正电的球壳表面单位面积上的电荷所受电场力的方向沿着球心到该面积中心的连线 【答案】BD 【解析】 【详解】A．该试探电荷所受电场力的大小，故A错误； BC．试探电荷移动一段非常小的距离，可认为电场力没有变化，则电势能的变化量，故B正确，C错误； D．球壳表面上任一无限小处的电荷都可以看作点电荷,以该点电荷与球心的连线为对称轴，则球壳表面上的其他任意电荷都有其对称电荷，所以该点电荷受到其他电荷的所有静电斥力也是关于该对称轴完全对称的，根据力的合成可知，该点电荷受到的总的静电斥力沿着球心到该点电荷的连线方向，则带正电的球壳表面单位面积上的电荷所受电场力的方向沿着球心到该面积中心的连线，故D正确。 故选BD。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，这是一个在振荡电路中的线圈产生的磁场的磁感应强度随时间变化的图线，下列说法正确的是（　　） A. 在时间内，电容器放电，磁场能增大 B. 在时间内，电容器充电，线圈的自感电动势增大 C. 时刻电路中的电场能最小 D. 在时间内，电容器所带的电荷量增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．在时间内，线圈中磁场增强，则电流变大，则电容器放电，电场能减小，磁场能增大，选项A正确； B．在时间内，磁感应强度减小，电流减小，电容器充电，穿过线圈的磁通量减小，但磁通量的变化率增大，即线圈的自感电动势增大，选项B正确； C．时刻磁感应强度最小，磁场能最小，电场能最大，选项C错误； D．在时间内，磁感应强度增大，电流增大，电容器放电，电容器所带的电荷量减小，选项D错误。 故选AB。 9. 如图甲所示，在竖直平面内固定两光滑平行导体圆环，两圆环正对放置，圆环半径均为，相距。圆环通过导线与电源相连，电源的电动势，内阻不计。在两圆环上水平放置一导体棒，导体棒的质量，接入电路的电阻，圆环电阻不计，匀强磁场方向竖直向上。开关闭合后，导体棒可以静止在圆环内某位置，如图乙所示，该位置对应的半径与水平方向的夹角，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒静止在某位置时所受安培力的大小为 B. 匀强磁场的磁感应强度的大小为 C. 断开开关后，导体棒下滑到圆环最低点时对单个圆环的压力大小为 D. 断开开关后，导体棒下滑到圆环最低点时的速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．导体棒静止时，受力分析如图所示，根据平衡条件得 代入数据解得导体棒所受安培力的大小 选项错误； B．由闭合电路的欧姆定律得 解得 由安培力的公式 解得 选项错误； CD．断开开关后，导体棒下滑到圆环最低点的过程中，根据动能定理有 则 导体棒在最低点时，由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律可知，导体棒对单个圆环的压力大小为，方向竖直向下，选项CD正确。 故选CD。 10. 如图所示，倾角的斜面上放置一间距的足够长光滑形导轨（电阻不计），导轨上端连接电容的电容器，电容器初始时不带电，整个装置放在磁感应强度大小、方向垂直斜面向下的匀强磁场中。一质量为、电阻不计的导体棒垂直放在导轨上，与导轨接触良好，另一质量为的重物用一根不可伸长的绝缘轻绳通过光滑的定滑轮与导体棒拴接，定滑轮与导体棒间的轻绳与斜面平行。将重物由静止释放，在导体棒到达导轨底端前的运动过程中（电动势未达到电容器击穿电压），取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. 电容器板带正电，且两极板所带电荷量随时间均匀增加 B. 经后，导体棒的速度 C. 回路中电流与时间的关系为 D. 重物和导体棒在运动过程中减小的机械能转化为回路的焦耳热 【答案】AB 【解析】 【详解】A．设运动过程中经时间导体棒的速度增加，对电容器，两极板的充电电流， 对导体棒受力分析，由牛顿第二定律有 对重物受力分析，有 解得 即重物的加速度恒定，所以导体棒在到达导轨底端前做匀加速直线运动，电容器两极板所带电荷量 随时间均匀增加，由右手定则可知，板带正电，选项A正确； B．经后，导体棒的速度 选项正确； C．由项分析可知回路中电流恒定且 选项错误； D．重物和导体棒在运动过程中减小的机械能除了转化为回路的焦耳热，还会转化为电容器的电能，选项D错误。 故选AB。 三、非选择题：共54分。 11. 在“研究电磁感应现象”的实验中： 先按图甲所示连线，不通电时，电流表指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏．然后按图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路． 图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是____ 减小电源两端的电压，保护电源 增大电源两端的电压，保护开关 减小电路中的电流，保护灵敏电流计 减小电路中的电流，保护开关 图乙中，S闭合后，在螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”． 图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，电流表指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”． 图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，电流表指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”． 【答案】 ①. C ②. 向左 ③. 向左 ④. 向右 【解析】 【详解】（1）电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏检流计，故C正确，A、B、D错误； （2）将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，线圈B的感应磁场向上，根据右手定则，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转； （3）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向左滑动时，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转； （4）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转． 故答案为（1）C；（2）向左；（3）向左；（4）向右 【点睛】根据楞次定律可以判断感应磁场的方向，根据右手螺旋定则可以确定感应电流的方向；对比图甲的接线柱与指针偏转的方向情况，即可知道（2）（3）（4）中电流表指针的偏转方向． 12. 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的梨制作了一个水果电池，该小组设计了如图甲所示的实验电路测量该电池的电动势和内阻，图甲中电压表、毫安表量程适当，电压表及毫安表测得的实验数据如图表所示。 电压 0.09 0.16 0.27 0.40 0.60 0.67 电流 0.90 080 0.68 0.50 0.38 0.17 （1）请根据图表中电压和电流数据，在图乙中描点，作出图像______。 （2）根据图像可以得到该电池电动势_____，内阻_____，若已知毫安表的内阻为，则电池的内阻应为_____。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1） （2） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 根据图表中电压和电流的数据，在图乙中描点，作出图像如图所示 【小问2详解】 [1][2]根据题意，由闭合回路欧姆定律有 结合图像可得， [3]若已知毫安表的内阻为，则电池的内阻应为 13. 电荷量为的点电荷固定在绝缘光滑水平桌面上，质量为的点电荷以速度绕着点电荷在水平桌面上做半径为的匀速圆周运动，已知静电力常量为，求： （1）点电荷受到的库仑力大小； （2）点电荷所带的电荷量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 点电荷做匀速圆周运动，a对b的库仑力充当向心力，则有 【小问2详解】 由库仑力公式得 解得 14. 如图所示，形金属框的宽度，固定在绝缘水平面上，其左端接一电动势、内阻的电源，金属框上放有质量的金属杆，金属杆接入电路的有效电阻。金属框所在区域加一磁感应强度大小的匀强磁场，磁场方向与水平面成角斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求： （1）金属杆受到的安培力； （2）金属杆与金属框间的动摩擦因数的最小值。 【答案】（1），方向垂直磁场斜向上 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路的欧姆定律可得 故金属杆所受的安培力大小 方向垂直磁场斜向上。 【小问2详解】 对金属杆进行受力分析，如图所示，根据平衡条件 在水平方向上有 在竖直方向上有 解得 由于金属杆与金属框之间没有相对滑动，因此 解得 动摩擦因数最小值为0.5。 15. 如图所示，三个矩形区域、、中，分别存在有界的匀强电场或磁场，为水平中轴线，区域I、III中有大小相等、方向相反的匀强电场，电场强度大小未知，区域II中存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。在区域的中线上，将质量为、电荷量为的带正电粒子从距离边界线为的点由静止释放，粒子恰好能够进入区域III运动。已知区域II的水平宽度为，区域I、III的水平宽度足够大，不考虑电场、磁场的边界效应，不计粒子所受的重力。 （1）求匀强电场的电场强度大小的值； （2）若释放点到边界的距离为，求粒子前两次经过边界的时间间隔； （3）若释放点到边界的距离为，且粒子恰能经过边界线端点点，求区域I的竖直高度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律可得 设粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为，根据运动学公式可得 粒子在磁场中运动时，根据洛伦兹力提供向心力可得 粒子恰好能够进入区域III时，在磁场中做圆周运动的半径 联立解得 【小问2详解】 当点到边界的距离为时，由（1）可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径 粒子在区域II、III中的运动轨迹如图所示 由几何关系知，粒子在磁场中做圆周运动的圆心角 粒子做圆周运动的速度 粒子在区域II中运动第一段圆弧所用的时间 粒子在区域III中运动的时间 则粒子前两次经过边界的时间间隔 【小问3详解】 粒子前两次经过边界时在磁场中的偏移 粒子前两次经过边界时在电场中的偏移 区域I的竖直高度，其中 解得，其中。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二开学测试 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，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。 4.本试卷主要考试内容：人教版必修第三册，选择性必修第二册。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 对电学作出过突出贡献的科学家有（ ） A. 伽利略 B. 安培 C. 欧姆 D. 焦耳 2. 一能量子的能量是，已知普朗克常量，其电磁辐射的频率为（　　） A. B. C. D. 3. 已知手机的单端天线的长度为载波波长的时，其感应电动势在天线中将达到最大值。如果某种手机的天线应设计为，手机接收信号的载波频率为（　　） A. B. C. D. 4. 在如图所示电路中，两个电流计完全相同，零刻度在刻度盘的中央。当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“-”接线柱流入时，指针向左摆（本题中的指针摆向是相对于电流表零刻度而言的）。在电路接通且稳定后断开开关S的瞬间，下列说法正确的是（　　） A. G1指针向右摆 B. G2指针向右摆 C. 两指针都向右摆 D. 两指针都向左摆 5. 图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连，变压器原、副线圈匝数分别为10匝和1匝，某一风速时，变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 副线圈交变电流的频率为5Hz B. 电压表V1的示数为 C. 断开开关，电压表V2的示数为0 D. 变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 6. 用两根相同的匀质导线绕成匝数分别为和的圆形闭合线圈和，两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比为（　　） A. B. C. 5：2 D. 2：5 7. 如图所示，一个半径为的不导电薄球壳均匀带正电，电荷量为。它在球壳外某点产生的电场的方向沿球心与此点的连线向外。将它在空间某点产生的电场的电场强度大小用表示，则其电场强度大小在空间的分布可表示为，其中为空间某点到球心的距离，为静电力常量。现在球壳外的一点A处放置一个带正电、电荷量为的试探电荷，已知点A到球心的距离为，则下列说法正确的是（　　） A. 该试探电荷所受电场力的大小 B. 若将该试探电荷从点向远离球心的方向移动一段非常小的距离，则其电势能的变化量 C. 若将该试探电荷从A点向远离球心的方向移动一段非常小的距离，则其电势能的变化量 D. 球壳表面上的电荷之间也有着相互作用的静电力，带正电的球壳表面单位面积上的电荷所受电场力的方向沿着球心到该面积中心的连线 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，这是一个在振荡电路中的线圈产生的磁场的磁感应强度随时间变化的图线，下列说法正确的是（　　） A. 在时间内，电容器放电，磁场能增大 B. 在时间内，电容器充电，线圈的自感电动势增大 C. 时刻电路中电场能最小 D. 在时间内，电容器所带的电荷量增大 9. 如图甲所示，在竖直平面内固定两光滑平行导体圆环，两圆环正对放置，圆环半径均为，相距。圆环通过导线与电源相连，电源的电动势，内阻不计。在两圆环上水平放置一导体棒，导体棒的质量，接入电路的电阻，圆环电阻不计，匀强磁场方向竖直向上。开关闭合后，导体棒可以静止在圆环内某位置，如图乙所示，该位置对应的半径与水平方向的夹角，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒静止在某位置时所受安培力的大小为 B. 匀强磁场的磁感应强度的大小为 C. 断开开关后，导体棒下滑到圆环最低点时对单个圆环的压力大小为 D. 断开开关后，导体棒下滑到圆环最低点时的速度大小为 10. 如图所示，倾角的斜面上放置一间距的足够长光滑形导轨（电阻不计），导轨上端连接电容的电容器，电容器初始时不带电，整个装置放在磁感应强度大小、方向垂直斜面向下的匀强磁场中。一质量为、电阻不计的导体棒垂直放在导轨上，与导轨接触良好，另一质量为的重物用一根不可伸长的绝缘轻绳通过光滑的定滑轮与导体棒拴接，定滑轮与导体棒间的轻绳与斜面平行。将重物由静止释放，在导体棒到达导轨底端前的运动过程中（电动势未达到电容器击穿电压），取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. 电容器板带正电，且两极板所带电荷量随时间均匀增加 B. 经后，导体棒的速度 C. 回路中电流与时间的关系为 D. 重物和导体棒在运动过程中减小的机械能转化为回路的焦耳热 三、非选择题：共54分。 11. 在“研究电磁感应现象”的实验中： 先按图甲所示连线，不通电时，电流表指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏．然后按图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路． 图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是____ 减小电源两端的电压，保护电源 增大电源两端的电压，保护开关 减小电路中的电流，保护灵敏电流计 减小电路中的电流，保护开关 图乙中，S闭合后，在螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”． 图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中，电流表指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”． 图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，电流表指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”． 12. 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的梨制作了一个水果电池，该小组设计了如图甲所示的实验电路测量该电池的电动势和内阻，图甲中电压表、毫安表量程适当，电压表及毫安表测得的实验数据如图表所示。 电压 0.09 0.16 0.27 0.40 0.60 0.67 电流 0.90 0.80 0.68 0.50 0.38 0.17 （1）请根据图表中电压和电流的数据，在图乙中描点，作出图像______。 （2）根据图像可以得到该电池的电动势_____，内阻_____，若已知毫安表的内阻为，则电池的内阻应为_____。（结果均保留两位有效数字） 13. 电荷量为的点电荷固定在绝缘光滑水平桌面上，质量为的点电荷以速度绕着点电荷在水平桌面上做半径为的匀速圆周运动，已知静电力常量为，求： （1）点电荷受到库仑力大小； （2）点电荷所带的电荷量。 14. 如图所示，形金属框的宽度，固定在绝缘水平面上，其左端接一电动势、内阻的电源，金属框上放有质量的金属杆，金属杆接入电路的有效电阻。金属框所在区域加一磁感应强度大小的匀强磁场，磁场方向与水平面成角斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求： （1）金属杆受到安培力； （2）金属杆与金属框间的动摩擦因数的最小值。 15. 如图所示，三个矩形区域、、中，分别存在有界的匀强电场或磁场，为水平中轴线，区域I、III中有大小相等、方向相反的匀强电场，电场强度大小未知，区域II中存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。在区域的中线上，将质量为、电荷量为的带正电粒子从距离边界线为的点由静止释放，粒子恰好能够进入区域III运动。已知区域II的水平宽度为，区域I、III的水平宽度足够大，不考虑电场、磁场的边界效应，不计粒子所受的重力。 （1）求匀强电场的电场强度大小的值； （2）若释放点到边界的距离为，求粒子前两次经过边界的时间间隔； （3）若释放点到边界的距离为，且粒子恰能经过边界线端点点，求区域I的竖直高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$