精品解析：云南省玉溪市第一中学2024-2025学年高二下学期开学考试物理试题

玉溪一中2024—2025学年下学期高二年级开学考 物理学科试卷 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷在某点受到的静电力的方向就是该点的场强方向 B. 电势的单位为伏特（V），1V=1J/C C. 元电荷e的数值，最早是由库仑通过实验测得的 D. 若一电流元在某处所受的安培力为0，则该处的磁感应强度为0 2. 一个小孩在踢毽子，假设某次他将质量为m的毽子以速度v0竖直向上踢出，以毽子离开脚时的位置为零势能位置，毽子离开脚后上升的最大高度为h，所受空气阻力不能忽略，则下列说法正确的是（　　） A. 毽子离开脚时的机械能为mgh B. 毽子上升的过程中机械能减少了 C. 毽子上升的过程中所受合外力做功为 D. 毽子上升过程中空气阻力做功为 3. 电影《哪吒2》中，龙太子敖丙通过将水冻结成冰，阻碍了妖怪化身的电流在水中的瞬间移动。其实，纯净的冰几乎不导电，但现实的冰通常含有一定的杂质，如盐分、矿物质等，还是具有一定的导电性，但电阻率是很大的。若测得某温度下一块冰的电阻率为1×107Ω·m，已知人体能感知到的直流电流最小为5mA，要使一根直径为20cm、长为1m的冰柱内产生5mA的电流，则在冰柱两端应加上约为多大的直流电压（　　） A. 1.6×106V B. 1.6×109V C. 4.0×105V D. 4.0×108V 4. 在正方形abcd的顶点a和c各固定一根通电长直导线，方向均垂直于正方形所在平面，通有方向相反、大小相等的电流，如图所示。那么在正方形的顶点b和d处的磁感应强度（　　） A. 大小相等，方向相同 B. 大小相等，方向不同 C. 大小不等，方向相同 D. 大小不等，方向不同 5. 如图所示，A、B 处固定有两个等量的负点电荷，O为A、B 连线中点。将一电子从A、B 连线上AO间某位置由静止释放，只考虑电场力的作用，下列图中给出的电子在之后一段时间内速度v随时间t变化的图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图为测磁感应强度大小一种方式，边长为l、一定质量的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以逆时针方向的电流。图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的匀强磁场，导线框中的电流大小为I。此时导线框处于静止状态，通过传感器测得细线中的拉力大小为F1；保持其它条件不变，将电流方向反向但大小不变，此时测得细线中的拉力大小为F2。则磁感应强度的大小为（　　） A. B. C. D. 7. 磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板A、B和电阻R连接，A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v喷入磁场，A、B两板间便产生电压，成为电源的两个电极。下列判断正确的是（　　） A. A板为电源的正极 B. 电阻R两端电压等于电源的电动势 C. 若增大这些带电粒子的电荷量，则电源电动势会增大 D. 若增大粒子入射的速度v，则电源的电动势会增大 8. 如图所示，将大小为F，方向与水平方向夹角为θ的恒力作用在物体上，使物体恰好沿水平地面以速度v向右做匀速直线运动，在物体运动了时间t的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 拉力F对物体的冲量大小为Ft B. 拉力F对物体所做的功为 C. 拉力F的冲量与物体所受摩擦力的冲量大小相等 D. 地面对物体的支持力做功为0，冲量也为0 9. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计，R1=1Ω，R2=2Ω，电容器的电容为C，开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A. 当滑动变阻器R的滑片向下滑动时，电容器所带的电荷量减少 B. 若R2短路，电容器的带电量将增大 C. 若滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω，则电容器的带电量为 D. 若将开关断开，电路稳定后电容器的带电量为CE 10. 图为一直流电动机工作时电路原理图。已知，电动机内电阻，电阻。用它以4m/s的速度竖直向上提升质量为2.5kg的重物时，理想电压表示数60V，重力加速度取10m/s2。不计一切阻力，则提升过程中（　　） A. 流经电动机的电流为60A B. 此时电动机输出的机械功率为120W C. 重物的加速度为1.6m/s2 D. 在该电路中，理论上电动机消耗的最大电功率可达160W 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，滑轮轻质且光滑。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 （1）实验一定要进行的操作是________（填写前面的字母） A．用天平测出砂和砂桶的总质量 B．将带滑轮的长木板右端适当垫高，以补偿阻力 C．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶总质量m远小于小车的质量M （2）在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两计数点间还有四个真实的点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出打B点时小车的速度v=________m/s，小车的加速度为a=________m/s2。（结果保留3位有效数字） （3）以力传感器示数F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出的a-F图线是一条直线，如图丙所示，则小车的质量M=________kg。（结果保留2位有效数字） 12. 某中学课外兴趣小组测量手机电池的电动势和内阻的实验原理图如图甲所示，已知电池的电动势约为3V、内阻小于1Ω，现提供的器材如下： A．手机电池； B．电压表V1（量程为0～15 V，内阻约为10 kΩ）； C．电压表V2（量程为0～3 V，内阻约为10 kΩ）； D．电阻箱R（0～99.9 Ω）； E．定值电阻R01＝2 Ω； F．定值电阻R02＝100 Ω； G．开关和导线若干。 （1）如果要准确测量电池的电动势和内阻，电压表应选择________；定值电阻R0应选择________。（均选填实验器材前的标号） （2）兴趣小组一致认为用线性图像处理数据便于分析，于是在实验中改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的示数U，获取了多组数据，画出的－图像为一条直线，如图乙所示，若把流过电阻箱的电流视为干路电流，则可得该电池的电动势E＝_______ V，内阻r＝_______ Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）若考虑电压表的分流作用，则该实验中电动势的测量值与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 13. 如图所示，一半径为R的绝缘光滑圆轨道固定在竖直向下的匀强电场中，在与圆心等高的A点处将一带负电的小球以竖直向下的初速度释放后，使其恰好能沿圆轨道内侧做圆周运动。已知小球质量为m，带电量为，场强大小，g为重力加速度，求： （1）小球在A点的初速度vA有多大； （2）小球做圆周运动的过程中，轨道对球的最大支持力。 14. 如图所示，光滑水平面上有A、B两辆小车，质量分别为、。A车以初速度v0=3m/s向右运动，B车静止，且B车右端放着物块C（可视为质点），C的质量为。A、B相撞且在极短时间内连接在一起，不再分开。已知A车、B车的长度均为L=0.2m，C与A、B上表面的动摩擦因数相同，均为μ，最终C停在了A车左端。重力加速度g取10 m/s2。求： （1）动摩擦因数μ的值； （2）C在A、B车上滑行的时间。 15. 在如图所示的直角坐标系xOy中，x轴上方存在大小为E、方向与x轴负方向成45°角的匀强电场，x轴下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子从y轴上的点由静止释放，从x轴上的A点第一次进入匀强磁场，从x轴上的C点第一次离开匀强磁场，恰好从A点第二次进入匀强磁场，不计粒子受到的重力。求： （1）C点的坐标； （2）匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）带电粒子从释放到经过C点的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 玉溪一中2024—2025学年下学期高二年级开学考 物理学科试卷 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷在某点受到的静电力的方向就是该点的场强方向 B. 电势的单位为伏特（V），1V=1J/C C. 元电荷e的数值，最早是由库仑通过实验测得的 D. 若一电流元在某处所受的安培力为0，则该处的磁感应强度为0 【答案】B 【解析】 【详解】A．试探电荷所受静电力方向是否为场强方向，取决于电荷的正负，电场强度方向定义为正电荷受力方向，负电荷受力方向与之相反，选项未说明试探电荷的正负，故A错误。 B．电势单位是伏特（V），由公式 可知，1V = 1J/C（焦耳每库仑），单位换算正确，故B正确。 C．元电荷的数值由密立根油滴实验测得，库仑的贡献是库仑定律（电荷间作用力），故C错误。 D．当电流方向与磁场平行时，，但此时，故安培力为0不能推出磁感应强度为0，故D错误。 故选B 2. 一个小孩在踢毽子，假设某次他将质量为m的毽子以速度v0竖直向上踢出，以毽子离开脚时的位置为零势能位置，毽子离开脚后上升的最大高度为h，所受空气阻力不能忽略，则下列说法正确的是（　　） A. 毽子离开脚时的机械能为mgh B. 毽子上升的过程中机械能减少了 C. 毽子上升过程中所受合外力做功为 D. 毽子上升的过程中空气阻力做功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由能量关系可知，毽子离开脚时的机械能为，A错误； B．毽子上升的过程中机械能减少了，B错误； C．根据动能定理可知，毽子上升的过程中所受合外力做功为，C正确； D．毽子上升的过程中空气阻力做功为，D错误。 故选C。 3. 电影《哪吒2》中，龙太子敖丙通过将水冻结成冰，阻碍了妖怪化身的电流在水中的瞬间移动。其实，纯净的冰几乎不导电，但现实的冰通常含有一定的杂质，如盐分、矿物质等，还是具有一定的导电性，但电阻率是很大的。若测得某温度下一块冰的电阻率为1×107Ω·m，已知人体能感知到的直流电流最小为5mA，要使一根直径为20cm、长为1m的冰柱内产生5mA的电流，则在冰柱两端应加上约为多大的直流电压（　　） A. 1.6×106V B. 1.6×109V C. 4.0×105V D. 4.0×108V 【答案】A 【解析】 详解】根据电阻公式 其中横截面积 代入得电阻 根据欧姆定律 故选A。 4. 在正方形abcd的顶点a和c各固定一根通电长直导线，方向均垂直于正方形所在平面，通有方向相反、大小相等的电流，如图所示。那么在正方形的顶点b和d处的磁感应强度（　　） A. 大小相等，方向相同 B. 大小相等，方向不同 C. 大小不等，方向相同 D. 大小不等，方向不同 【答案】A 【解析】 【详解】由题知，顶点a和c两处通电长直导线的电流相等，两点到b、d的距离相等，故顶点a和c两处通电长直导线在b、d产生的磁感应强度大小相等，设为B。根据安培定则，作出b、d两点的磁感应强度分布，如图所示 由图可知，顶点b和d处的磁感应强度大小相等，为；两处的磁感应强度的方向为与竖直方向成夹角。 故选A。 5. 如图所示，A、B 处固定有两个等量的负点电荷，O为A、B 连线中点。将一电子从A、B 连线上AO间某位置由静止释放，只考虑电场力的作用，下列图中给出的电子在之后一段时间内速度v随时间t变化的图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】在等量同种负电荷的连线上，从A到B的过程中，电场强度先减小到0，后反向增大，其中O点电场强度为0。所以电子的加速度先逐渐减小为0，后反向增大。电场力先对电子做正功，再做负功，故电子的速度先增大后减小，整个过程是对称的。故电子由静止开始释放，其速度先在O点达到最大，之后减速为0。 故选D。 6. 如图为测磁感应强度大小的一种方式，边长为l、一定质量的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以逆时针方向的电流。图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的匀强磁场，导线框中的电流大小为I。此时导线框处于静止状态，通过传感器测得细线中的拉力大小为F1；保持其它条件不变，将电流方向反向但大小不变，此时测得细线中的拉力大小为F2。则磁感应强度的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】导线在磁场中的有效长度为，当导线框中通以逆时针方向的电流时，安培力向上，则 当导线框中电流反向时，安培力向下，则 联立解得 故选B。 7. 磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板A、B和电阻R连接，A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v喷入磁场，A、B两板间便产生电压，成为电源的两个电极。下列判断正确的是（　　） A. A板为电源的正极 B. 电阻R两端电压等于电源的电动势 C. 若增大这些带电粒子的电荷量，则电源电动势会增大 D. 若增大粒子入射的速度v，则电源的电动势会增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为电源的正极，A极为电源的负极，故A错误； B．分析电路结构可知，A、B为电源的两极，R为外电路，故电阻R两端电压为路端电压，小于电源的电动势，故B错误； CD．粒子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有 解得 可知增大这些带电粒子的电荷量，电源电动势不变；增大粒子入射的速度v，则电源的电动势会增大，故C错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，将大小为F，方向与水平方向夹角为θ的恒力作用在物体上，使物体恰好沿水平地面以速度v向右做匀速直线运动，在物体运动了时间t的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 拉力F对物体的冲量大小为Ft B. 拉力F对物体所做的功为 C. 拉力F的冲量与物体所受摩擦力的冲量大小相等 D. 地面对物体的支持力做功为0，冲量也为0 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据冲量定义 可得拉力F对物体的冲量大小为Ft，故A正确； B．根据 可得拉力F对物体所做的功为，故B正确； C．根据平衡条件可知，拉力F的水平分量大小和物体所受摩擦力相等，可得拉力F的水平分量的冲量大小和物体所受摩擦力的冲量大小相等，故拉力F的冲量与物体所受摩擦力的冲量大小不相等，故C错误； D．根据 竖直方向上物体无位移，可知地面对物体的支持力做功为0，但是冲量不为0，故D错误。 故选AB。 9. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计，R1=1Ω，R2=2Ω，电容器的电容为C，开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A. 当滑动变阻器R的滑片向下滑动时，电容器所带的电荷量减少 B. 若R2短路，电容器的带电量将增大 C. 若滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω，则电容器的带电量为 D. 若将开关断开，电路稳定后电容器的带电量为CE 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．稳定时电容器两端电压等于滑动变阻器两端电压，当滑动变阻器滑片向下滑动时变小，变小。 由可知电容器所带的电荷量减少，故A正确； B．R2短路不影响稳定时电容器两端电压等于滑动变阻器两端电压，电容器的带电量不变，故B错误； C．若滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω，，电容器的带电量为，故C正确； D．若将开关断开，电路稳定后电容器的两端电压等于电源电动势的大小，故电路稳定后电容器的带电量为CE，故D正确。 故选ACD 。 10. 图为一直流电动机工作时的电路原理图。已知，电动机内电阻，电阻。用它以4m/s的速度竖直向上提升质量为2.5kg的重物时，理想电压表示数60V，重力加速度取10m/s2。不计一切阻力，则提升过程中（　　） A. 流经电动机的电流为60A B. 此时电动机输出的机械功率为120W C. 重物的加速度为1.6m/s2 D. 在该电路中，理论上电动机消耗的最大电功率可达160W 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图可知，电阻R和电动机是串联的关系，所以流过的电流相等。根据欧姆定律可得流经电动机的电流为，故A错误； B．电动机的输入功率为 电动机内阻消耗的功率为 所以电动机输出机械功率为，故B错误； C．由 可得电动机对绳的拉力为 对重物列牛顿第二定律方程有 代入数据解得重物的加速度为，故C正确； D．已知电动机消耗的功率为 而 代入上式解得 即电动机消耗的功率是电路中电流的二次函数。根据数学中二次函数的关系可知，当有最大值时，电路中的电流为 代入上式解得此时电动机消耗的最大电功率为，故D正确。 故选CD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，滑轮轻质且光滑。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 （1）实验一定要进行的操作是________（填写前面的字母） A．用天平测出砂和砂桶的总质量 B．将带滑轮的长木板右端适当垫高，以补偿阻力 C．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M （2）在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两计数点间还有四个真实的点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出打B点时小车的速度v=________m/s，小车的加速度为a=________m/s2。（结果保留3位有效数字） （3）以力传感器的示数F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出的a-F图线是一条直线，如图丙所示，则小车的质量M=________kg。（结果保留2位有效数字） 【答案】 ①. B ②. 1.23 ③. 6.03 ④. 0.20 【解析】 【详解】（1）[1]AC．由图中装置可知，细线拉力可以通过力传感器测得，所以不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也不需要砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M，故AC错误； B．实验时需将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确。 故选B。 （2）[2]根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知打B点时小车的速度为 v= m/s=1.23m/s [3]根据逐差法可知加速度为 m/s2= 6.03m/s2 （3）[4] 滑轮的质量可以忽略，根据牛顿二定律得 则有 图像的斜率为 则由图像可得解得小车质量为 kg 12. 某中学课外兴趣小组测量手机电池的电动势和内阻的实验原理图如图甲所示，已知电池的电动势约为3V、内阻小于1Ω，现提供的器材如下： A．手机电池； B．电压表V1（量程为0～15 V，内阻约为10 kΩ）； C．电压表V2（量程为0～3 V，内阻约为10 kΩ）； D．电阻箱R（0～99.9 Ω）； E．定值电阻R01＝2 Ω； F．定值电阻R02＝100 Ω； G．开关和导线若干。 （1）如果要准确测量电池的电动势和内阻，电压表应选择________；定值电阻R0应选择________。（均选填实验器材前的标号） （2）兴趣小组一致认为用线性图像处理数据便于分析，于是在实验中改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的示数U，获取了多组数据，画出的－图像为一条直线，如图乙所示，若把流过电阻箱的电流视为干路电流，则可得该电池的电动势E＝_______ V，内阻r＝_______ Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）若考虑电压表的分流作用，则该实验中电动势的测量值与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. C ②. E （2） ①. 3.3 ②. 0.25 （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 [1]由题意知电池电动势约为3 V，要准确测量电池的电动势和内阻，电压表应选择量程为3 V的V2，故电压表应选择C； [2]R02＝100 Ω的定值电阻阻值太大，使得电压表指针的偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表的示数变化不明显，故定值电阻选择阻值较小的R01，故定值电阻R0应选择E。 【小问2详解】 [1][2]由闭合电路欧姆定律得 整理可得 结合图乙可得 ， 解得电动势和内阻分别为 ， 【小问3详解】 考虑到电压表的分流作用，则 整理可得 则图像纵轴截距为 可得 故电动势的测量值与真实值相比偏小。 13. 如图所示，一半径为R的绝缘光滑圆轨道固定在竖直向下的匀强电场中，在与圆心等高的A点处将一带负电的小球以竖直向下的初速度释放后，使其恰好能沿圆轨道内侧做圆周运动。已知小球质量为m，带电量为，场强大小，g为重力加速度，求： （1）小球在A点的初速度vA有多大； （2）小球做圆周运动的过程中，轨道对球的最大支持力。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 因重力和电场力的合力竖直向上，所以小球经过轨道的最低点B点时速度最小（等效最高点），恰能经过该点，即在B点时 解得 对小球从A到B的运动过程用动能定理 解得 【小问2详解】 小球在最高点C（等效最低点）时轨道对球的支持力最大，对小球从B到C的运动过程用动能定理 解得 在C点处 解得 14. 如图所示，光滑水平面上有A、B两辆小车，质量分别为、。A车以初速度v0=3m/s向右运动，B车静止，且B车右端放着物块C（可视为质点），C的质量为。A、B相撞且在极短时间内连接在一起，不再分开。已知A车、B车的长度均为L=0.2m，C与A、B上表面的动摩擦因数相同，均为μ，最终C停在了A车左端。重力加速度g取10 m/s2。求： （1）动摩擦因数μ的值； （2）C在A、B车上滑行的时间。 【答案】（1） （2）0.6s 【解析】 【小问1详解】 以向右为正方向，A、B相撞的过程，A、B系统动量守恒 解得 从开始到C停在A左端（即A、B、C共速）的过程中，A、B、C系统动量守恒 解得v=1m/s 从A、B碰后合为一体，到A、B、C共速的过程中，系统损失的机械能等于摩擦产生的热量 解得 【小问2详解】 对C，用动量定理有 解得C在A、B车上滑行的时间t=0.6s 15. 在如图所示的直角坐标系xOy中，x轴上方存在大小为E、方向与x轴负方向成45°角的匀强电场，x轴下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子从y轴上的点由静止释放，从x轴上的A点第一次进入匀强磁场，从x轴上的C点第一次离开匀强磁场，恰好从A点第二次进入匀强磁场，不计粒子受到的重力。求： （1）C点的坐标； （2）匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）带电粒子从释放到经过C点的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子从P点运动到A点的过程中仅受电场力，粒子沿电场线方向做匀加速直线运动，所以A点的坐标为。设带电粒子第一次进入磁场时的速度大小为，带电粒子经过C点时速度方向与电场线垂直，之后粒子做初速度为的类平抛运动，设C点的横坐标为，带电粒子从C点运动到A点的时间为，则有 ， 解得 所以C点的坐标为； （2）设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为r，根据几何关系有 根据牛顿第二定律，洛伦兹力提供向心力 解得 （3）设带电粒子在电场中运动的时间为，在磁场中运动的时间为，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $