精品解析：山东省烟台市莱州市第一中学2024-2025学年高二下学期开学物理试题

2023级高二寒假收心考试物理试题 一、选择题1-10单选11-14多选每题5分 1. 在图中，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，则下列说法正确的是（　　） A. 当闭合开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向b-a B. 当闭合开关S达到稳定，线圈P中有感应电流 C. 当断开开关S一瞬间，线圈P中感应电流的方向b-a D. 当断开开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向a-b 2. 当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机速度相同，两者用导电缆绳相连。这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验。现有一绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行。卫星位于航天飞机的正上方，它与航天飞机之间的距离是20.5km，卫星所在位置的地磁场B=4.6×10-5T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度都是7.6km/s，则缆绳中的感应电动势为（　　） A. 7.2×106V B. 3.6×104V C. 7.2×104V D. 7.2×103V 3. 如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈竖直向下运动并始终保持水平。在图中位置B，N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离都比较小。则从上向下看，A到C过程中线圈中电流的方向为（　　） A. 一直为顺时针 B. 一直为逆时针 C. 先顺时针后逆时针 D. 先逆时针后顺时针 4. 如图，半径为R、球心为O的半球内为真空，M为其顶点，半球外介质的折射率为。一束以为中心，截面半径的光束平行于射到球面上，不考虑多次反射，则能从底面透射出光的面积为（　　） A. B. C. D. 5. 水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。把条形磁铁向水平方向移动时，金属圆环将受到水平方向的驱动力，关于这个情景，下列说法正确的是（　　） A. 驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相同 B. 驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相反 C. 金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流（俯视） D. 金属圆环将有收缩的趋势 6. 如图所示，L是自感系数很大的线圈但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡，则下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，A先亮B不亮 B. 开关闭合瞬间，A和B一起亮，达到稳定后B熄灭，A亮度不变 C. 开关闭合瞬间，A和B一起亮，达到稳定后B熄灭，A变得更亮 D. 开关闭合达到稳定后断开开关，A立即熄灭，B逐渐熄灭 7. 据报道，我国福建号航母舰载机弹射起飞的电磁弹射技术与他国不同，采用的储能方式是超级电容。某科学探究小组制作了一个简易的电容式电磁弹射装置，如图所示，间距为l的水平平行金属导轨左端连接充好电的电容器，电容为C，电压为U，导轨右端放置质量为m的光滑金属棒，匀强磁场沿竖直方向（图中未画出），磁感应强度大小为B，开关闭合后金属棒向右离开导轨后水平射出，若某次试验金属棒弹射出去后电容器两端的电压减为，不计一切阻力，则金属棒离开导轨的速度为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，一束复色光由空气射向半圆形玻璃砖的A点，在玻璃砖中分成a、b两束单色光，其出射点分别为B、C，已知A、D为玻璃砖的直径。则（　　） A. a的波长大于b的波长 B. b的频率大于a的频率 C. 在玻璃中，a的波速大于b的波速 D. a从A到B的时间等于b从A到C的时间 9. 某同学用内阻、满偏电流的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表，电阻刻度值尚未标定，电路如图甲所示。该同学将两表笔短接，调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏，再将阻值为的电阻接在两表笔之间，此时毫安表指针位置如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该电源电动势为 B. 该电源电动势为 C. 刻度处标注 D. 刻度处标注 10. 如图所示电路，所有电表均为理想电表，。当闭合开关S，触片P向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设在滑动过程中A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是I1、I2、U1、U2；电表示数的变化量的绝对值分别是、、、，那么下列说法正确的是（　　） A. B. C. 为定值，增大 D. 电源的输出功率在减小，效率在降低 11. 如图所示，是测电源电动势和内阻的两种常用方法，由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是（　　） A. 采用图1的方法，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图2的方法，引入系统误差的原因是电流表的分压作用 B. 图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线 C. 图4是用图2电路处理的结果，其中图线③表示测量图线，图线④表示真实图线 D. 图3和图4结合处理实验数据，不能消除因电表不理想而引起的系统误差 12. 如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为，弹簧劲度系数为，底座质量也为。轻压公仔头部至弹簧弹力为时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为，不计一切阻力，弹簧始终在弹性限度内。下列说法中正确的是（　　） A. 释放公仔头部瞬间，头部的加速度大小为 B. 公仔头部运动至最高点时，底座对桌面的压力为0 C. 弹簧恢复原长时，公仔头部的速度为0且加速度最大 D. 公仔头部做简谐运动振幅为 13. 一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示（M点刚开始振动），图乙是位于x=1m的质点N此后的振动图像，Q是位于x=10m处的质点。则下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向向上 B. 在t=12s时，质点Q的位置坐标为（10m，-8cm） C. 在t=7s时，质点Q开始振动 D. 在5～5.5s时间内，质点M的速度在增大，加速度在减小 14. 一机械波相隔时间t两个时刻的波形图像分别为图中实线和虚线所示，如波速为1m/s，那么t的值可能是：（ ） A 1s B. 2s C. 3s D. 4s 二、计算题共两道大题 15. 如图所示，边长为的等边三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一束质量为m、电荷量为的同种粒子（不计重力），从AB边的中点均平行于BC边以不同速率射入磁场区域（均垂直于磁场方向），则 （1）求从AB边出射的粒子在磁场中运动的时间？ （2）从BC边出射粒子速度大小满足的范围？ 16. 如图所示，竖直放置两块很大的平行金属板a、b，相距为d，a、b间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加电场的场强大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直纸面向里，磁感应强度大小等于，重力加速度为g， （1）粒子在ab区域中运动的时间 （2）在bc中运动的半径 （3）在ab，bc中运动的总时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023级高二寒假收心考试物理试题 一、选择题1-10单选11-14多选每题5分 1. 在图中，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，则下列说法正确的是（　　） A. 当闭合开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向b-a B. 当闭合开关S达到稳定，线圈P中有感应电流 C. 当断开开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向b-a D. 当断开开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向a-b 【答案】C 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知，当闭合开关S一瞬间，线圈P中感应电流的方向a-b，故A错误； B．当闭合开关S达到稳定，M线圈产生的磁场不变，P线圈中磁通量不变，故线圈P中没有感应电流，故B错误； CD．当断开开关S的一瞬间，由楞次定律可知，线圈P中感应电流的方向b-a，故C正确，D错误。 故选C。 2. 当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机速度相同，两者用导电缆绳相连。这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验。现有一绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行。卫星位于航天飞机的正上方，它与航天飞机之间的距离是20.5km，卫星所在位置的地磁场B=4.6×10-5T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度都是7.6km/s，则缆绳中的感应电动势为（　　） A. 7.2×106V B. 3.6×104V C. 7.2×104V D. 7.2×103V 【答案】D 【解析】 【详解】由法拉第电磁感应定律 故选D。 3. 如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈竖直向下运动并始终保持水平。在图中位置B，N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离都比较小。则从上向下看，A到C过程中线圈中电流的方向为（　　） A. 一直为顺时针 B. 一直为逆时针 C. 先顺时针后逆时针 D. 先逆时针后顺时针 【答案】B 【解析】 【详解】线圈经过位置A时，磁感线向上，磁通量减小，由楞次定律知线圈中感应电流为逆时针方向（从上往下看）；经过位置B时，磁通量为零，但磁通量变化率不为零，在极短时间内磁感线向上磁通量减小到磁感线向下，磁通量增大，感应电流为逆时针方向（从上往下看）；经过位置C时，磁感线向下，磁通量增大，感应电流为逆时针方向（从上往下看），综上所述，从上向下看，A到C过程中线圈中电流的方向一直为逆时针。 故选B。 4. 如图，半径为R、球心为O的半球内为真空，M为其顶点，半球外介质的折射率为。一束以为中心，截面半径的光束平行于射到球面上，不考虑多次反射，则能从底面透射出光的面积为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据几何关系，光束边缘的光线进入半球时的入射角为30°，根据折射定律可知 解得 到达底面时与点距离为，则有 解得 则能从底面透射出光的面积为 故C正确，ABD错误。 故选C 。 5. 水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。把条形磁铁向水平方向移动时，金属圆环将受到水平方向的驱动力，关于这个情景，下列说法正确的是（　　） A. 驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相同 B. 驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相反 C. 金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流（俯视） D. 金属圆环将有收缩趋势 【答案】A 【解析】 【详解】AB．把条形磁铁向水平方向移动时，穿过金属圆环的磁通量减小，根据来拒去留可知，条形磁铁与金属圆环之间有相互的吸引力，则驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相同，故A正确，B错误； C．把条形磁铁向水平方向移动时，穿过金属圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，金属圆环中会产生顺时针方向的感应电流（俯视），故C错误； D．把条形磁铁向水平方向移动时，穿过金属圆环的磁通量减小，根据增缩减扩可知，金属圆环将有扩张的趋势，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，L是自感系数很大的线圈但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡，则下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，A先亮B不亮 B. 开关闭合瞬间，A和B一起亮，达到稳定后B熄灭，A亮度不变 C. 开关闭合瞬间，A和B一起亮，达到稳定后B熄灭，A变得更亮 D. 开关闭合达到稳定后断开开关，A立即熄灭，B逐渐熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．开关闭合瞬间，由于线圈自感作用，线圈中的电流由0逐渐增大到稳定值，则开始A、B灯泡同时亮，稳定后，线圈相当于一根导线，发生短路，此时B灯熄灭，由于总电阻减小，通过电路的电流增大，则A灯变的更亮，故A、B灯同时亮，然后B灯逐渐熄灭，A灯变得更亮，故AB错误，C正确； D．开关闭合达到稳定后B灯是熄灭的，开关闭合达到稳定后断开开关，线圈由于自感作用，线圈相当于一个电源，在线圈与B灯构成的新的回路中，B灯先亮一下再熄灭，而A灯立即熄灭，故D错误。 故选C。 7. 据报道，我国福建号航母舰载机弹射起飞的电磁弹射技术与他国不同，采用的储能方式是超级电容。某科学探究小组制作了一个简易的电容式电磁弹射装置，如图所示，间距为l的水平平行金属导轨左端连接充好电的电容器，电容为C，电压为U，导轨右端放置质量为m的光滑金属棒，匀强磁场沿竖直方向（图中未画出），磁感应强度大小为B，开关闭合后金属棒向右离开导轨后水平射出，若某次试验金属棒弹射出去后电容器两端的电压减为，不计一切阻力，则金属棒离开导轨的速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据电容器的定义式，有 可知金属棒在导轨上运动过程中通过它的电荷量为 由动量定理，可得 又 联立，解得 故选C。 8. 如图所示，一束复色光由空气射向半圆形玻璃砖的A点，在玻璃砖中分成a、b两束单色光，其出射点分别为B、C，已知A、D为玻璃砖的直径。则（　　） A. a的波长大于b的波长 B. b的频率大于a的频率 C. 在玻璃中，a的波速大于b的波速 D. a从A到B的时间等于b从A到C的时间 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据折射定律结合图像可知可知，a光折射率较大，则光的频率大，根据 可知光波长短，故AB错误； C．根据可知在玻璃中，a的波速小于b的波速，故C错误； D．设入射角为i，折射角为，光的传播时间 而 ， 解得 故时间相等，故D正确。 故选D 9. 某同学用内阻、满偏电流的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表，电阻刻度值尚未标定，电路如图甲所示。该同学将两表笔短接，调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏，再将阻值为的电阻接在两表笔之间，此时毫安表指针位置如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该电源电动势为 B. 该电源电动势为 C. 刻度处标注 D. 刻度处标注 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由闭合电路欧姆定律得，满偏时 接入的电阻时，表头指在3mA，得 联立解得 ， AB错误； C．当电流刻度为时，接入电阻为 C正确； B．当电流刻度为时，接入电阻为 D错误 故选C。 10. 如图所示电路，所有电表均为理想电表，。当闭合开关S，触片P向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设在滑动过程中A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是I1、I2、U1、U2；电表示数的变化量的绝对值分别是、、、，那么下列说法正确的是（　　） A. B. C. 为定值，增大 D. 电源的输出功率在减小，效率在降低 【答案】B 【解析】 【详解】A．当触片P向左滑动过程中，导致电阻变大，则总电阻变大，总电流变小，即A2减小，V2示数减小；因内电压变小，则外电压增大，则V1的示数增大，因此通过电阻R0的电流在增大，则流过A1的电流减小，根据 可知总电流减小，故分电流的减少量要大于分电流的增加量，则电流的减少量要大于电流的减少量，故，故A错误； B．由上可知，总电流减小，则V2示数和内电压都减小，而V1的示数增大，故电压表V1的增大量要大于电压V2的减少量，则有，故B正确； C．根据闭合电路的欧姆定律有 则有 根据欧姆定律有 则有， 由此可知两个表达式都为定值，故C错误； D．根据推论：外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，由题意，可知外电阻大于电源内阻，则知当变阻器的滑动触头P向左移动时，外电路总电阻增大，电源输出的电功率减小，而电源的供电效率 外电阻增大，路端电压U增大，电源的供电效率提高，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，是测电源电动势和内阻的两种常用方法，由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是（　　） A. 采用图1的方法，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图2的方法，引入系统误差的原因是电流表的分压作用 B. 图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线 C. 图4是用图2电路处理的结果，其中图线③表示测量图线，图线④表示真实图线 D. 图3和图4结合处理实验数据，不能消除因电表不理想而引起系统误差 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由于电表不是理想电表，则电流表存在电阻，电压表内阻不是无穷大；采用图1的方法，由于电压表的分流使电流表读数偏小，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图2的方法，由于电流表的分压使电压表读数偏小，引入系统误差的原因是电流表的分压作用。故A正确； B．采用图1的方法，由于电压表的分流使电流表读数偏小，当外电路短路时，电压表分流为0，即图1方法中测量图线和真实图线与横轴交点相同；则图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线。故B正确； C．采用图2的方法，由于电流表的分压使电压表读数偏小，当外电路断路时，电流表的分压为0，即图2方法中测量图线和真实图线与纵轴交点相同，则图4是用图2电路处理的结果，其中图线③表示真实图线，图线④表示测量图线。故C错误； D．利用图3中图线与横轴交点、图4中图线与纵轴交点，连接后可得出真实的图线，消除因电表不理想而引起的系统误差，故D错误。 故选AB。 12. 如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为，弹簧劲度系数为，底座质量也为。轻压公仔头部至弹簧弹力为时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为，不计一切阻力，弹簧始终在弹性限度内。下列说法中正确的是（　　） A. 释放公仔头部瞬间，头部的加速度大小为 B. 公仔头部运动至最高点时，底座对桌面的压力为0 C. 弹簧恢复原长时，公仔头部的速度为0且加速度最大 D. 公仔头部做简谐运动振幅为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．释放公仔头部瞬间，对头部进行受力分析，根据牛顿第二定律有 解得 故A错误； B．根据简谐运动的对称性，公仔头部运动至最高点时，加速度大小与释放公仔头部瞬间的加速度方向、大小相等，仍然为g，方向竖直向下，可知，公仔头部运动至最高点时，弹簧处于原长，弹力为0，对底座进行分析可知，桌面对底座的支持力为mg，根据牛顿第三定律可知，底座对桌面的压力为mg，故B错误； C．根据上述可知，弹簧恢复原长时，公仔头部恰好位于最高点，头部的速度为0，由于相对于头部平衡位置的位移最大，则此时加速度也最大，故C正确； D．公仔头部在最低点，弹簧处于压缩状态，则有 头部在平衡位置时，弹簧处于压缩状态，则有 公仔头部做简谐运动振幅为 解得 故D正确。 故选CD。 13. 一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示（M点刚开始振动），图乙是位于x=1m的质点N此后的振动图像，Q是位于x=10m处的质点。则下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向向上 B. 在t=12s时，质点Q的位置坐标为（10m，-8cm） C. 在t=7s时，质点Q开始振动 D. 在5～5.5s时间内，质点M的速度在增大，加速度在减小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．题图乙是位于x=1m的质点N此后的振动图像，可知t=0后其振动沿y轴负方向，由波形图可知波沿x轴正方向传播，而题图甲中的M点刚好起振，向上振动，则波源的起振方向向上，A正确； C．由题图可知波长为=4m，周期为T=4s，则波速为 v==1m/s 波从M点传播到Q点的时间为 C正确； B．Q点起振需要7s，则t=12s，有 5s=T+ 用于振动，可知Q正处于波峰位置，坐标为（10m，8cm），B错误； D．在5～5.5s时间内，M点从波峰向平衡位置振动，则其速度增大，加速度减小，D正确。 故选ACD。 14. 一机械波相隔时间t的两个时刻的波形图像分别为图中实线和虚线所示，如波速为1m/s，那么t的值可能是：（ ） A. 1s B. 2s C. 3s D. 4s 【答案】AC 【解析】 【分析】由图读出波长，由波速公式求出周期，再根据波形平移和波的周期性得出对应时间的通项式，从而确定时间t的可能值． 【详解】由图读出波长为λ=4m，由波速公式得周期. 波向右传播时，时间t的通项为，n=0，1，2，…；当n=0时，t=1s；当n=1时，t=5s；… 若波向左传播，则时间t的通项为：，n=0,1,2，…当n=0时，t=3s；当n=3时，t=8s，…由于n只能取整数，故不可能为2s和4s；由以上分析可知，A、C正确，B、D错误.故选AC. 【点睛】本题知道两个时刻的波形，要考虑波传播时时间的周期性，根据通项得到特殊值．还要考虑传播方向的双向性． 二、计算题共两道大题 15. 如图所示，边长为的等边三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一束质量为m、电荷量为的同种粒子（不计重力），从AB边的中点均平行于BC边以不同速率射入磁场区域（均垂直于磁场方向），则 （1）求从AB边出射的粒子在磁场中运动的时间？ （2）从BC边出射的粒子速度大小满足的范围？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对粒子，由牛顿第二定律有 解得 几何关系可知，从AB边出射的粒子在磁场中扫过的圆心角为，则 又因为 联立解得 【小问2详解】 根据题意，从BC边射出的粒子速度最大时轨迹交与C点（轨迹半径为），速度最小时轨迹与BC相切（轨迹半径为），如图 几何关系可知 解得 几何关系可知 解得 对粒子，由牛顿第二定律有 解得 故粒子速度范围 16. 如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，a、b间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加电场的场强大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直纸面向里，磁感应强度大小等于，重力加速度为g， （1）粒子在ab区域中运动的时间 （2）在bc中运动的半径 （3）在ab，bc中运动的总时间 【答案】（1） （2）2d （3） 【解析】 【小问1详解】 题意可知粒子竖直方向做匀减速直线运动，当粒子飞到b板时，竖直方向速度减为0，则 解得粒子在ab区域中运动的时间 【小问2详解】 粒子在ab区域运动，竖直方向有 且有动能定理有 可知 则粒子在bc区域运动时，合力为洛伦兹力，即有 因为 联立解得 【小问3详解】 根据题意可得轨迹图 几何关系可知 则粒子在bc区域运动时间 故粒子在ab，bc中运动的总时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$