广东省名校2022-2023学年高二下学期开学考试物理试题（含答案）

广东省名校2022-2023学年高二下学期开学考试
物 理
本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、班级、考号等相关信息填写在答题卡指定区城内。
2．选择题每小题选出答案后，用2B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；不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
第一部分 选择题（共44分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．篮球是大家都喜欢的体育活动，既能强身又能健体．已知篮球质量为0.4kg，为保证篮球与地面碰撞后自然跳起的最大高度均为1.25m，小明需每次在球到达最高点时拍球，每次拍球作用距离为0.25m，使球在离手时获得一个竖直向下4m/s的初速度．若不计空气阻力及球的形变，g取10m/s2，则每次拍球
A．手给球的冲量为1.6 kg·m/s B．手给球的冲量为2.0kg·m/s
C．人对球做的功为3.2J D．人对球做的功为2.2J
2．如图为磁流体发电机的原理图，等离子体束（含有正、负离子）以某一速度垂直喷射入由一对磁极CD产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板．稳定后电流表中的电流从“+”极流向“-”极，由此可知( )
A．D磁极为N极 B．正离子向B板偏转
C．负离子向D磁极偏转 D．离子在磁场中偏转过程洛仑兹力对其做正功
3．如图所示的电路中，当滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时（　　）
A．电压表的读数减小 B．R1消耗的功率增大
C．电容器C的电容增大 D．电容器C所带电量增多
4．如图，等腰梯形线框是由相同材料、相同横截面积的导线制成，梯形上底和腰长度均为，且腰与下底成。整个线框处在与线框平面垂直的匀强磁场中。现给线框通入图示电流，若下底受到的安培力为，则上底受到的安培力为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，让一个物块从槽上高h处由静止开始下滑。下列说法正确的是（　　）
A．物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统的机械能守恒
B．物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统动量守恒
C．从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块的冲量等于零
D．物块第一次被反弹后一定能再次回到槽上高h处
6．如图所示，一个质量为m1=40kg人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为m2=10kg，静止时人离地面的高度为h=5m，长绳的下端刚好和地面接触。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地高度约是（可以把人看做质点）（　　）
A．5 m B．4m C．2.6 m D．8m
7．如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为和的甲、乙两个点电荷，时，乙电荷向甲运动，水平向左的速度v0=，甲的速度为零．之后它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动整个运动过程中没有接触，它们运动的图像分别如图中甲、乙两曲线所示．则由图线可知（　　）
A．两电荷的电性可能相反
B．时间内，两电荷的静电力都是先减小后增大
C．甲乙两球的质量比为
D．t2时刻甲电荷的速度为3m/s
8．如图甲所示，两平行金属板a、b间距为d，在两板右侧装有荧光屏MN（绝缘），O为其中点。在两板a、b上加上如图乙所示的电压，电压最大值为U0．现有一束带正电的离子束（比荷为k），从两板左侧沿中线方向以初速度v，连续不断地射入两板间的电场中，设所有离子均能打到荧光屏MN上，已知金属板长L=2v0t0，则在荧光屏上出现亮线的长度为（　　）
A．kdU0t02 B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
9．根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置—电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是（　　）
A．要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自N向M的电流
B．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流
C．使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向
D．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度
10．如图所示，一平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止状态，当发生下列哪些变化时，液滴将向上运动（ ）
A．将电容器下极板稍稍下移
B．将电容器上极板稍稍下移
C．将S断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动
D．将S断开，并把电容器的上极板稍稍下移
11．长方体左右两个正方形平面的中心固定两个等量同种正电荷A和B，AB连线中点为O。长方体的四条边的中点有a、b、c、d四个点。下列说法正确的是（　　）
A．a、b、c、d场强均相同 B．a、b、c、d电势均相同
C．abcd组成的平面是等势面 D．电子从a沿ao方向移动到c，电势能先减少后增加
12．如图所示，直角三角形ABC区域内（含边界）存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，顶点A处有一离子源，沿AC方向同时射出一群速度大小不同的正离子，离子的质量均为m、电荷量均为q，已知，BC边长为L，不计离子的重力及离子间的相互作用力，则下列说法正确的是（　　）
A．从AB边界射出的离子，一定同时平行射出
B．从BC边界射出的离子在磁场中运动的时间均不小于
C．从BC边界射出的离子的速度均不小于
D．当某离子垂直于BC边界射出时，磁场中的所有离子都在与AB边界成15°角的一条直线上
第二部分 非选择题(56分)
三、实验题
13．（9分）某同学测定一根金属丝的电阻率．
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径如图甲所示，则该金属丝的直径为_____mm．
（2）先用多用电表粗测其电阻．将选择开关调到欧姆挡“×10”挡位并调零，测量时发现指针向右偏转角度太大，这时他应该：
a．将选择开关换成欧姆挡的____挡位（选填“×100”或“×l”）．
b．将红、黑表笔短接，调节_____调零旋钮，使欧姆表指针指在___________处．
再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如左下图所示，则此段电阻丝的电阻为_____Ω．
（3）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了以下各种器材，4V的直流电源、3V量程的直流电压表、开关、导线等．还有电流表与滑动变阻器各两个以供选用：
A．电流表A1（量程0.3A，内阻约1Ω）
B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
C．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）
D．滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）
为了尽可能提高测量准确度且要求电压调节范围尽量大．电流表应选_____，滑动变阻器应选_____（填器材前面的字母）．
请在右上图中补齐连线以完成本实验．
14．（10分）某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表．
(1)已知电流计G的满偏电流IG= 200mA、内阻rG= 0.60Ω，电路中已将它改装为最大量程600 mA的电流表，则 R1=____Ω（结果取二位有效数字）．
(2)通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图象．某次测量时，电压表V的示数如图丙，则此时通过电源E的电流为____mA（结果取三位有效数字）；电源E的电动势等于___ V，内阻等于 ___Ω（结果取三位有效数字）．
(3)若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果____________（填“有”或“没有”）影响．
四、计算题
15．（10分）如图所示，一个足够长的圆筒竖直固定，筒内有一质量为的滑块锁定在距圆筒顶端处。现将一个直径小于圆筒内径、质量为的小球，从圆筒顶端沿圆筒中轴线由静止释放，小球与滑块刚要碰撞时解除滑块的锁定，小球与滑块发生弹性碰撞后最高能上升到处。不计空气阻力，已知滑块与圆筒间的滑动摩擦力为，重力加速度取。
(1)求小球与滑块的质量之比；
(2)若滑块质量为，求小球从与滑块第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔。
16．（10分）如图所示，匀强电场中相邻竖直等势线间距d=10cm，质量m=0.1kg、带电荷量为q=－1×10-3C的小球以初速度v0=10m/s抛出，初速度方向与水平线的夹角为45°，已知重力加速度g=10m/s2，求：
(1)小球加速度的大小；
(2)小球再次回到图中水平线时的速度和距抛出点的距离。
17．（17分）有一平行板电容器，内部为真空，两个电极板的间距为，极板的长为L，极板间有一均匀电场，U为两极板间的电压，电子从极板左端的正中央以初速度射入，其方向平行于极板，并打在极板边缘的D点，如图甲所示。电子的电荷量用e表示，质量用表示，重力不计。回答下面各问题（用字母表示结果）
（1）求电子打到D点的动能；
（2）电子的初速度v0应大于何值，电子才能飞出极板？
（3）若极板间没有电场，只有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，电子从极板左端的正中央以平行于极板的初速射入，如图乙所示，则电子的初速度为何值，电子才能飞出极板？
参考答案：
1．D
【解析】AB．人拍球的过程，由动量定理
代入数据解得
则
则手给球的冲量小于1.6 kg·m/s，故AB错误；
CD．由动能定理
解得
故D正确，C错误。
故选D。
2．A
【解析】试题分析：根据电流的方向知，A板带正电，B板带负电，正离子向A板偏转，负离子向B板偏转．根据左手定则知，D极为N极，C极为S极，A正确，B、C错误；因为洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功．故D错误．故选A．
3．D
【解析】A．滑动触头P向下滑动时有效阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压增大，即电压表的读数增大，故A错误；
B．滑动触头P向下滑动时有效阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，则R1消耗的功率减小，故B错误；
C．电容器C的电容由本身构造决定，不随电压发生变化，故C错误；
D．电容器C所带电量Q=CU，因为C不变，U增大，所以Q增多，故D正确。
故选D。
4．A
【解析】梯形上底和腰均为L且腰与下底成60°，由几何关系可知，梯形的下边dc长为2L；由电阻的决定式
可知梯形的边dabc的电阻等于下边dc的电阻的1.5倍，两者为并联关系，设dc中的电流大小为I，根据欧姆定律，则dabc中的电流为；由已知条件可知ab边与dc的电流方向相同，由题意知
所以边ab所受安培力为
方向与dc边所受安培力的方向相同；
故选A。
5．A
【解析】A．由于弧形槽和水平地面都是光滑的，所以物块下滑时没有摩擦力的作用，物块减少的重力势能全部转化为了物块和弧形槽的动能，所以系统的机械能是守恒的，故A正确；
B．物块沿槽下滑的过程中，竖直方向上受到了向下的合力，所以竖直方向上动量不守恒，只是水平方向上动量守恒，故B错误；
C．从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块的冲量使物块的动量发生了变化，所以冲量不为零，故C错误；
D．物块不能回到弧形槽的高h处，因为物块一开始的重力势能转化为了物块和弧形槽的动能，而且经弹簧反弹后二者的运动方向是一致的，即使物块能再次冲上弧形槽，它也回不到高h处，故D错误。
故选A。
6．B
【解析】设人、球对地面的位移分别为x1、x2，由动量守恒定律得
解得
此时他离地面的高度为4m，故选B。
7．D
【解析】A．由图像0-t1段看出，甲从静止开始与乙同向运动，说明甲受到了乙的排斥力作用，则知两电荷的电性一定相同，A错误；
B．0～t1时间内两电荷间距离逐渐减小，在t1～t2时间内两电荷间距离逐渐增大，由库仑定律得知，两电荷间的相互静电力先增大后减小，B错误；
C．以甲乙为研究对象，系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得
解得
C错误；
D．t0～t2时间内，根据动量守恒
解得
t2时刻甲电荷的速度为3m/s，D正确。
故选D。
8．C
【解析】t=0时刻射入的粒子打在靶上的位置与靶心O′的距离最大，设此距离为ymax，此粒子在0至t0时间内，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，竖直方向的位移为
此粒子在t0至2t0时间内，做匀速直线运动，竖直方向分速度为
竖直方向的位移为
所以
T=t0时刻射入的粒子打在靶上的位置与靶心O′的距离最小,设此距离为ymin。此粒子在t=t0至2t0时间内，做匀速直线运动；在t=2t0至t=3t0时间内，粒子在水平方向上仍做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，竖直方向的位移为
所以在荧光屏上出现亮线的长度为
选项C正确，ABD错误。
故选C。
9．BD
【解析】A．电磁炮是靠安培力加速，要使炮弹沿导轨向右发射，则安培力向右，由左手定则可判断MN中的电流方向为MN，A错误；
BD．要想提高炮弹的发射速度，应增大安培力，由可得，BD正确；
C．使电流和磁感应强度方向同时反向，安培力方向不变，C错误。
故选BD。
10．BC
【解析】A．S保持闭合，两板间的电压U不变，将电容器下极板稍稍下移，两板间距离d增大，由知场强减小，液滴将向下运动；A错误
B．S保持闭合，两板间的电压U不变，将电容器上极板稍稍下移，两板间距离d减小，由知场强增大，液滴将向上运动；B正确
C．将S断开，电量Q不变，据，,可得：，把电容器的下极板稍稍向左水平移动，s减小，E增大，液滴将向上运动；C正确
D．将S断开，电量Q不变，据，,可得：，可见改变两板间距离d，场强E不变，带电液滴处于静止；D错误。
故选BC。
11．BD
【解析】
AB．如图所示为两个等量同种正电荷周围电场分布，对比题图可知，由于对称性，a、b、c、d电势均相同，场强大小相等，方向不同，B正确，A错误；
C．等势面始终垂直于电场线，由图可知，abcd组成的平面不是等势面，C错误；
D．aoc连线上，o点电势最高，故从a到c过程，电势先升高、后降低，由可知，电子从a沿ao方向移动到c，电势能先减少后增加，D正确。
故选BD。
12．ACD
【解析】A．由题意可知，离子的入射角度相同，转过的圆心角也相同，则出射角相同，同时由可得，当磁场强度、离子质量和所带电荷相同时，离子在磁场中的运动时间也相同，故离子会同时平行射出，故A正确；
B．当从A中射入的离子从BC边垂直射出时，由几何关系可知，此时转过的圆心角为30°，则所用的时间为
即此时离子在磁场中运动的时间均不小于，故B错误；
C．由可知，当离子的运动速度越小时，离子运动的半径就越小，当离子从BC边界射出时，从B点射出的离子运动半径最小，速度也最小，从B点射出时，由几何关系可知，离子的运动半径为
解得
故从BC边界射出的离子的速度应该不小于，故C正确；
D．同一时刻，经历相同的时间，转过相同圆心角的离子在同一条直线上，当当某离子垂直于BC边界射出时，由几何关系可知，此时离子转过的圆心角为30°，由弦切角与圆心角的关系可知，此时所有离子在与AB边界成15°角的一条直线上，故D正确。
故选ACD。
13． （1）0.520（0.510到0.522之间都得分） （2）×1； 欧姆； 右边的0刻度线上(“Ω"的0刻度线上)； 12（读成12.0也得分） （3）A；C （4）实物连线(4分)[a.滑动变阻器限流、分压连接;b电流表内、外接、b.两项各占2分，若有其他错误，使得电路无法工作的，计0分]
【解析】（1）螺旋测微器的读数为0.5mm+2×0.01=0.520mm，由于人眼读数的差别，在最后估读一位存在差异，故0.520到0.522之间均正确；
（2）欧姆表指针向右偏转角过大，说明该次实验，欧姆挡位选择过大，应当往小调节，选择×1挡；换挡位后，在测量前应首先调节欧姆调零旋钮，进行欧姆调零，使欧姆表指针指在右边的零刻度线处，再次测量后，从图中可知，该欧姆表读数为12.0Ω；
（3）由（2）知，电阻丝阻值约为12Ω，而手头只有一个3V量程电压表，故流过该电阻丝的电流约为，故电流表选A合适；题目要求电压调节范围尽量大，则滑动变阻器采用分压式接法，应选择阻值较小的滑动变阻器，使用方便；滑动变阻器选C；
（4）
14． (1) 0.30； (2) 300； 2.93 (2.92-2.94) ；0.904(0.883-0.925均给分) ；(3) 没有
【解析】（1）根据欧姆定律可知：，带入数据解得：R1=0.30Ω.
（2） 根据丙图可知电压表读数为2.6V；根据图乙可知电流计的读数为100mA，通过电阻R1的电流等于通过电流计G电流的2倍，则电路的总电流为300mA；根据图像可知，电源的电动势为：E=2.93V，因改装的电流表的内阻为；则电源内阻.
（3）电源电动势等于电流表读数为零时电压表的读数，可知电表改装时，若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果无影响；
15．(1) ；(2)2.5s
【解析】(1)设小球碰撞前、后瞬间的速度大小分别为v1、v2，滑块碰后瞬间的速度大小为v
，
解得：v1=10m/s，v2=6m/s
小球与滑块发生弹性碰撞的过程有动量守恒和机械能守恒得
，
解得
；v=4m/s
(2) 若滑块质量为，碰后滑块向下做匀加速运动，设其加速度大小为a
碰后经过时间t，对滑块
对小球
解得
16．(1)10m/s2；(2)10 m/s，速度的方向与初速度方向夹角的正切值为2，20 m
【解析】(1)设相邻两等势线间的电势差为U，由电场强度与电势差之间的关系可知，电场强度为
解得
E＝1×103 V/m
电场力
F＝qE＝1 N
方向水平向右
重力
G＝mg＝1 N
方向竖直向下
设小球加速度为a，由牛顿第二定律得
解得
(2)设小球再次回到图中水平线时的速度为v，与抛出点的距离为L，小球加速度与初速度方向垂直，做类平抛运动，有
Lcos 45°＝v0t
解得
L＝20 m
沿y轴方向有
vy＝at
速度大小为
解得
而速度的方向与初速度方向夹角的正切值为2。
17．（1）；（2）；（3）或
【解析】（1）电子发生偏转的过程，据动能定理可得
解得电子打到D点的动能为
（2）设电子刚好打到极板边缘时的速度为v，电子在平行板电容器间做类平抛运动，设其在竖直方向的加速度为a，在电场中的飞行时间为t，则由电场力及牛顿第二定律、平抛运动的规律可得：
当电子恰好打到D点时，据位移公式可得
联立解得
要使电子飞出极板，初速度应大于。
（3）当电子在磁场中做匀速圆周运动时，有两种情况：
①电子做半圆周运动，恰好从极板左边缘飞出，其半径为
由洛伦兹力作为向心力可得
解得
因此电子避开极板的条件是：
②电子恰好从极板右边缘飞出，由几何关系可得
解得：
由洛伦兹力作为向心力可得
联立解得
故要使电子飞出极板，初速度应满足
或