安徽省阜陽市臨泉縣田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期開學(xué)考試物理試題（含答案）

臨泉縣田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期開學(xué)考試物理試卷(75分鐘100分)一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求。1.智能道閘的原理如圖甲所示,當(dāng)車輛經(jīng)過自動(dòng)欄桿前的地下電感線圈時(shí),線圈的自感系數(shù)發(fā)生變化,其內(nèi)部電容器與電感線圈構(gòu)成的LC振蕩電路中電流頻率發(fā)生變化,車輛檢測器檢測到這個(gè)變化就發(fā)出電信號(hào),車牌識(shí)別器對車輛身份進(jìn)行鑒別,然后控制自動(dòng)欄桿抬起或落下。道閘中的LC振蕩電路產(chǎn)生的振蕩電流如圖乙所示,下列說法正確的是A.t1時(shí)刻,電容器兩端電壓最小B.t3~t4時(shí)間內(nèi),電容器上的電荷量增加C.t3時(shí)刻,線圈中的自感電動(dòng)勢最小D.t1~t2時(shí)間內(nèi),電場能向磁場能轉(zhuǎn)化2.風(fēng)能作為綠色能源,近幾年來得到了快速發(fā)展,如圖所示的風(fēng)車陣中發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW,輸出電壓是250V,用戶需要的電壓是220V,輸電線電阻為10Ω。若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%,則在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器(可視為理想變壓器)原、副線圈的匝數(shù)比分別為A.1∶20240∶11 B.1∶200240∶11C.1∶2020∶11 D.1∶2002400∶113.如圖,兩半徑相同、均勻帶負(fù)電的塑料圓環(huán)共軸放置,所帶電荷量相同,環(huán)面相距2l,O1、O2為兩圓環(huán)的圓心。現(xiàn)使兩環(huán)繞軸以相同的角速度ω同向勻速旋轉(zhuǎn),a、b、c是軸上三點(diǎn),aO1=O1b=bO2=O2c=l,關(guān)于a、b、c三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列判斷正確的是A.a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度比c處的大B.a、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同C.a、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反D.b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零4.如圖所示,圖甲、圖乙分別為兩種交流電壓隨時(shí)間變化的圖像,其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化,下列說法正確的是A.圖甲中電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=220sin100πt(V)B.兩電壓分別加在阻值相同的電阻上,一個(gè)周期內(nèi)消耗的電能相同C.兩電壓分別加在阻值相同的電阻上,0~0.01s內(nèi)通過電阻的電荷量不同D.兩電壓分別加在擊穿電壓均為220V的電容器上,電容器均能正常使用5.如圖所示,半徑為R的金屬環(huán)A與半徑為r(R>r)的橡膠環(huán)B同軸共面放置,環(huán)B均勻帶負(fù)電?，F(xiàn)使環(huán)B由靜止開始繞OO'軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(從左往右看)并逐漸增大轉(zhuǎn)速,在此過程中,下列說法正確的是A.金屬環(huán)A有擴(kuò)大的趨勢B.金屬環(huán)A有縮小的趨勢C.金屬環(huán)A中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生D.金屬環(huán)A中有逆時(shí)針方向(從左往右看)的感應(yīng)電流產(chǎn)生6.如圖甲所示,在真空中固定的兩個(gè)相同點(diǎn)電荷A、B關(guān)于x軸對稱,x軸上的E-x圖像如圖乙所示(規(guī)定x軸正方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度E的正方向)。若在坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放一個(gè)正點(diǎn)電荷q,它將沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),不計(jì)重力。則A.A、B帶等量正電荷B.點(diǎn)電荷q在x1處時(shí)電勢能最大C.點(diǎn)電荷q在x3處時(shí)動(dòng)能最大D.點(diǎn)電荷q沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離為2x27.如圖,導(dǎo)體軌道OPQS固定,其中PQS是半圓弧,Q為半圓弧的中點(diǎn),O為圓心。軌道的電阻忽略不計(jì)。OM是有一定電阻、可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿。M端位于PQS上,OM與軌道接觸良好?？臻g存在與半圓所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,現(xiàn)使金屬桿從OQ位置以恒定的角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)到OS位置并固定(過程Ⅰ),再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以恒定的變化率均勻變化(過程Ⅱ)。在過程Ⅰ、Ⅱ中,流過OM的電流做功的功率相等,則過程Ⅱ中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為A.Bπ2ω2 B.Bπ22ω二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。8.2022年12月28日,我國230MeV超導(dǎo)回旋加速器研制取得突破,全面達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo),標(biāo)志著我國已全面掌握小型化、高劑量率超導(dǎo)回旋加速器的核心技術(shù),進(jìn)入國際先進(jìn)行列。如圖所示,回旋加速器的D形盒半徑為R,兩盒D1、D2間的狹縫很小,帶電粒子穿過狹縫的時(shí)間可以忽略不計(jì)。D形盒處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直盒面向里,D形盒分別與電壓為U的交流電源相連,質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子,從A處(靠近D1直徑中點(diǎn)處)由靜止加速,不考慮相對論效應(yīng),則A.質(zhì)子可獲得的最大速度v=BqRB.質(zhì)子在盒中運(yùn)動(dòng)過程中,角速度不變C.質(zhì)子從靜止開始加速到最大速度所需的時(shí)間t=πD.回旋加速器中交變電場的周期為質(zhì)子在磁場中運(yùn)動(dòng)周期的2倍9.某電容式加速度傳感器的簡化原理圖如圖甲所示,桿和內(nèi)圓筒可沿導(dǎo)軌在水平方向滑動(dòng),外圓筒、導(dǎo)軌和彈簧右側(cè)均固定在物體上(未畫出)。已知內(nèi)、外圓筒所帶電荷量不變,若桿相對導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的位移(向右為正)-時(shí)間圖像如圖乙所示,其中t1~t2段的圖線與t軸平行,初始時(shí)刻內(nèi)、外圓筒的正對面積最大,則A.初始時(shí),物體可能水平向右做加速運(yùn)動(dòng)B.t1~t2時(shí)間內(nèi),內(nèi)、外圓筒所形成的電容器的電容C為恒定值C.t3時(shí)刻內(nèi)、外圓筒間的電場強(qiáng)度最大D.t3~t4時(shí)間內(nèi),內(nèi)、外圓筒間的電場強(qiáng)度逐漸增大10.如圖所示,絕緣輕細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端系一帶正電的小球,小球的電荷量為q,質(zhì)量為m,絕緣細(xì)線長為L。現(xiàn)在該區(qū)域加上豎直向下的勻強(qiáng)電場或垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,使小球能在豎直平面內(nèi)沿逆時(shí)針方向做圓周運(yùn)動(dòng)。若帶電小球均恰好能通過最高點(diǎn)且速度大小為v,重力加速度為g,則A.電場強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值等于1∶vB.所加的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為mC.小球在勻強(qiáng)電場中通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大于在勻強(qiáng)磁場中通過最低點(diǎn)時(shí)的速度D.小球在勻強(qiáng)電場中通過最低點(diǎn)時(shí)所受的合力大于在勻強(qiáng)磁場中通過最低點(diǎn)時(shí)所受的合力三、實(shí)驗(yàn)探究題:本題共2小題,共14分。將符合題意的內(nèi)容填寫在題目中的橫線上或按題目要求作答。11.(6分)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示電路“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”,圖乙中變壓器為可拆變壓器。實(shí)驗(yàn)提供的器材有:A.多節(jié)干電池 B.學(xué)生電源 C.直流電壓表 D.多用電表(1)電源應(yīng)選,測量電壓應(yīng)選。(均選填字母代號(hào))

(2)若用匝數(shù)N1=100匝和N2=200匝的變壓器做實(shí)驗(yàn),在原線圈N1的兩端分別加上2V、4V、6V和8V的電壓,測量出副線圈兩端相應(yīng)的電壓,記錄在下面的表格中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234U1/V2468U2/V3.97.811.815.7U1∶1.951∶1.951∶1.971∶1.96(3)實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論為。

(4)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能是。(填選項(xiàng)前的字母)

A.原線圈所加電壓偏小B.變壓器的鐵芯漏磁C.變壓器的鐵芯產(chǎn)生渦流12.(8分)待測電阻Rx的阻值約為20Ω,現(xiàn)要準(zhǔn)確測量其阻值,實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:A.電流表(量程為150mA,內(nèi)阻r1約為10Ω)B.電流表(量程為20mA,內(nèi)阻r2=30Ω)C.電壓表(量程為3V,內(nèi)阻RV1=3000Ω)D.電壓表(量程為15V,內(nèi)阻RV2約為10000Ω)E.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為5Ω,額定電流為1.0A)F.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為200Ω,額定電流為0.5A)G.電源E(電動(dòng)勢為4V,內(nèi)阻不計(jì))H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)為了使電壓調(diào)節(jié)范圍從零開始,測量準(zhǔn)確,測量時(shí)電表示數(shù)不得小于其量程的13,請從所給的器材中選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材(2)根據(jù)你選擇的實(shí)驗(yàn)器材,請你在虛線框內(nèi)畫出測量Rx阻值的最佳實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)明器材符號(hào)。(3)若考慮電表內(nèi)阻的影響,則待測電阻的表達(dá)式為Rx=,除題中給定的字母外,式中各符號(hào)的物理意義為。

四、計(jì)算題:本題共3小題,共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13.(10分)如圖,空間中存在水平向右的勻強(qiáng)電場(未畫出),一帶電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的小球,自距離地面高h(yuǎn)的A點(diǎn)處由靜止釋放。小球落地點(diǎn)B到釋放點(diǎn)的水平距離為34h,重力加速度為g(1)電場強(qiáng)度E的大小。(2)落地時(shí)小球的動(dòng)能。(3)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中的平均速度大小。14.(13分)如圖所示,水平面上足夠長的兩根平行光滑導(dǎo)軌間距為L,左端接有電容為C的電容器,電容器的兩極板分別為A、A',電容器極板所帶電荷量為Q,其中A板帶正電。垂直于導(dǎo)軌水平放置一根質(zhì)量為m的均勻?qū)w棒,導(dǎo)體棒保持靜止,不計(jì)導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻,導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好,整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。閉合開關(guān)S,求:(1)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度。(2)由靜止開始至速度達(dá)到最大值的過程中,安培力對導(dǎo)體棒所做的功。15.(17分)空間中有坐標(biāo)系xOy,其中x軸水平,y軸豎直,如圖甲所示。在第一象限有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E1;在第三、四象限有豎直向上的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E2;在-L<y<0的區(qū)域有勻強(qiáng)磁場Ⅰ,在-3L≤y<-2L的區(qū)域有勻強(qiáng)磁場Ⅱ,兩磁場方向相反且均垂直坐標(biāo)平面(如圖),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同但未知。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的液滴從P(0,L)點(diǎn)由靜止釋放,由A點(diǎn)射入磁場Ⅰ(圖中未標(biāo)出A點(diǎn)),并從y=-L邊界射出磁場Ⅰ,此時(shí)速度方向與邊界間的夾角為60°,已知E2=mgq,E1=E23甲(1)液滴射入磁場Ⅰ時(shí)的速度大小v。(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。(3)液滴從y=-3L邊界射出磁場Ⅱ時(shí)的位置坐標(biāo)。參考答案題序12345678910答案DABCADDABBDBCD11.(6分)【解析】(1)實(shí)驗(yàn)需要提供交流電源,干電池只能提供直流電源,所以電源應(yīng)選學(xué)生電源。實(shí)驗(yàn)中要測量的是交流電壓,故不能選直流電壓表,只能選用多用電表。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得,在誤差允許的范圍內(nèi),理想變壓器的原線圈與副線圈的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比。(4)原線圈輸入電壓大小不會(huì)影響電壓比和匝數(shù)比,A項(xiàng)錯(cuò)誤;變壓器的鐵芯漏磁使得能量發(fā)生損耗,從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別,B項(xiàng)正確;變壓器的鐵芯產(chǎn)生渦流使得能量發(fā)生損耗,從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別,C項(xiàng)正確?！敬鸢浮?1)B(1分)D(1分)(3)在誤差允許的范圍內(nèi),理想變壓器的原線圈與副線圈的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比(2分)(4)BC(2分)12.(8分)【解析】根據(jù)測量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的13,電源電動(dòng)勢為4V,選用15V電壓表不能達(dá)到要求,故選;估算電路中電流最大約為150mA,電流表選;為了使測量盡量準(zhǔn)確,使用電流表外接法;為了使電壓調(diào)節(jié)范圍從零開始,滑動(dòng)變阻器用分壓式接法,選R1。電路圖如圖所示。設(shè)電流表的示數(shù)為I1,電壓表的示數(shù)為U1,流過Rx的電流為I1-U1RV1,根據(jù)歐姆定律可知Rx=U1【答案】(1)ACEGH(2分)(2)見解析(2分)(3)U1RV1I1RV1-U1(2分)I113.(10分)解:(1)小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),有h=12gt2在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有34h=12at2根據(jù)牛頓第二定律,有qE=ma(1分)聯(lián)立解得E=3mg4q(2)根據(jù)動(dòng)能定理有mgh+qE·34h=Ek-0解得落地時(shí)小球的動(dòng)能Ek=2516mgh。(3)小球的位移x=?2+(3所用時(shí)間t=2?g小球的平均速度大小v?=xt=5214.(13分)解:(1)閉合開關(guān)后,電容器放電,在安培力作用下,導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢等于電容器兩端電壓時(shí),電容器停止放電,導(dǎo)體棒中電流為零,此時(shí)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度最大(2分)設(shè)導(dǎo)體棒的最大速度為vm有U=BLvm(2分)電容器放電的電荷量ΔQ=Q-CBLvm(2分)對導(dǎo)體棒應(yīng)用動(dòng)量定理,有BΔQL=mvm(2分)解得vm=BQLCB2(2)根據(jù)動(dòng)能定理,安培力對導(dǎo)體棒所做的功W=12mvm2=m15.(17分)解:(1)液滴在電場中運(yùn)動(dòng),有ax=qE1m=g3,L=12gt2,vy=gtx=12axt2,vx=axt可得液滴射入磁場Ⅰ時(shí)的速度大小v=vx2+vy(2)設(shè)射入磁場Ⅰ時(shí)液滴的速度方向與水平方向間的夾角為α,如圖乙所示乙則tanα=v