安徽省滁州市重点中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试卷（PDF版含答案）

2023-2024 学年安徽省滁州市重点中学高二（下）开学考试
物理
考试时间：75 分钟
一、单选题（本大题共 8 小题，共 32 分）
1．如图各电场中，A、 B两点场强相同的是（ ）
A． B． C． D．
2．下列说法正确的是（ ）
A．电势有正负，所以是矢量
B．电流的方向规定为正电荷移动的方向，所以电流强度是矢量
C．磁感线与电场线一样是客观存在的
D．某处磁感应强度的方向规定为该处小磁针静止时 N极所指的方向，所以磁感应强度是矢量
3．把长为 20cm的直导线全部放入磁感应强度为5 10 3T的匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直。当直
导线中通以 0.1A的电流时，该直导线受到的磁场力大小为（ ）
A．1.0 10 2N B． 2.5 10 3N C．1.0 10 4N D．1.0 10 3N
4．在如图所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r，平行板电容器 C的两金属板水平放置，R1和 R2为
定值电阻，P为滑动变阻器 R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表 .开关 S闭合后，C的两板间
恰好有一质量为 m、电荷量为 q的油滴处于静止状态 .在 P向上移动的过程中，下列说法正确的是 （ ）
A．A表的示数变大
B．油滴向上加速运动
C．G中有由 a至 b的电流
D．电源的输出功率一定变大
5．一颗手榴弹以 v0 10m/s的速度在空中水平飞行，设它爆炸后炸裂为两块，小块质量为0.2kg，沿原方向
以 210m / s的速度飞去，那么，质量为0.4kg的大块在爆炸后速度大小和方向是（ ）
A．120m / s，与 v0反向 B．90m / s，与 v0反向
C．240m / s，与 v0反向 D．180m / s，与 v0反向
6．《天问》是战国时期诗人屈原创作的一首长诗，全诗问天问地问自然，表现了作者对传统的质疑和对真
理的探索精神。我国探测飞船“天问一号”发射成功飞向火星，屈原的“天问”梦想成为现实，也标志着我国深
空探测迈向一个新台阶。如图所示，“天问一号”经过变轨成功进入近火圆轨道，其中轨道 1是圆轨道，轨
道 2是椭圆轨道，轨道 3是近火圆轨道，已知火星的平均密度为ρ，火星的半径为 R，轨道 1的半径为 r，
引力常量为 G，下列说法正确的是（ ）
r 3 r
A．“天问一号”在轨道 1上运动的周期为
R GR
R r
B．“天问一号”在轨道 2上运动的周期为 R r
2G R
2
C．“天问一号”在轨道 3上运动的周期为
G
D．火星的第一宇宙速度为 R 3 G
试卷第 1页，共 4页
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7．如图所示，磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，匝数为 n 、边长为 L 的正方形线圈绕垂直于磁场
的轴 OO′匀速转动，其角速度为ω，线圈总电阻为 r，则( )
A.理想电流表的示数为
B.线圈转动一周产生的热量为
C.线圈转动过程中的最大电流为
D. 当线圈与中性面的夹角为 45 时，线圈产生的瞬时电动势为
8．一带正电小球自 A点水平向右射入水平向左的匀强电场中，小球从 A点运动到 P点的轨迹如图所示。已
知 AP方向与水平方向夹角为 45 ，不计空气阻力，则该过程中，（ ）
A．任意相等的时间内小球所受重力做功相等
B．任意相等的时间内小球所受电场力做功相等
C．小球电势能的增加量小于重力势能的减小量
D．小球电势能的增加量大于重力势能的减小量
二、多选题（本大题共 2 小题，共 10 分）
9．如图是质谱仪的工作原理示意图，电荷量相同的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选
择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为 和 。平板 上有可让粒子通过的狭缝 和记录粒子位
置的胶片 1 2。平板 下方有强度为 0的匀强磁场。下列表述正确的是
A. 质谱仪是分析同位素的重要工具
B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

C. 能通过狭缝 的带电粒子的速率等于 0
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 ，粒子的质量越小
10．如图所示，用金属制作的曲线导轨与水平导轨平滑连接，水平导轨宽轨部分间
距为 2L，有竖直向下的匀强磁场，窄轨部分间距为 L，有竖直向上的匀强磁场，
两部分磁场磁感应强度大小均为 B。质量均为m金属棒M、N垂直于导轨静止放置，现将金属棒M自曲线
导轨上 h高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，两棒接入电路中的
电阻均为 R，其余电阻不计，导轨足够长，M棒总在宽轨上运动，N棒总在窄轨上运动，不计所有摩擦。
下列说法正确的是（ ）
A M N 2B
2L2 2gh
． 棒刚进入磁场时 棒的加速度
mR
2
B．N棒的最终速度大小 2gh
3
C M 2m 2gh．通过 棒的电量
5BL
2
D．N棒产生的热量 mgh
5
三、实验题：共 2 小题，11 题每空 2 分，12 题（2）每空 1 分，每空 2 分，共 16 分。
11．某同学用如图甲所示装置通过半径相同的 A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量，图中 PQ是斜槽，
QR为水平槽，实验时先使 A球从斜槽上某一固定位置 C由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，
留下痕迹，重复上述操作 10次，得到 10个落点痕迹，再把 B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让 A球
仍从位置 C由静止开始滚下，和 B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操
作 10 、次，图中 O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P 为未放被碰小球 B时 A球的平均落点，M
为与 B球碰后 A球的平均落点，N为被碰球 B的平均落点．若 B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放
，
置，且平行于 OP，米尺的零点与 O点对齐．（注意 MA>MB）
（1）碰撞后 B球的水平射程应为 cm（如图乙）
试卷第 2页，共 4页
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（2）在以下选项中，哪些是本次实验没必要进行的测量 答： （填选项号）。
A．测量 A球或 B球的直径
B．测量 A球和 B球的质量
C．水平槽上未放 B球时，测量 A球落点位置到 O点的距离
D．A球与 B球碰撞后，测量 A球落点位置到 O点的距离
E．测量 G点相对于水平槽面的高度
（3 ，）、实验所需验证的表达式为： 。（用 OM,OP ,ON,m ，A m 表示）B
12．某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A．A1内阻 Rg= 100Ω，满偏电流 Ig= 3mA B．A2内阻约为 0.4Ω，量程为 0.6A
C．定值电阻 R0 900 D．滑动变阻器 R（5Ω，2A）
E．干电池组（6V，0.05Ω） F．一个开关和导线若干
G．螺旋测微器，游标卡尺
（1）如图 1，用螺旋测微器测金属棒直径为 mm；如图 2用 20分度游标卡尺测金属棒长度为 cm。
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“ × 10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用 挡（填“ ×
1Ω”或“ × 100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图 3所示，则金属棒的阻值约为 Ω。
（3）请根据提供的器材，设计一个实验电路，尽可能精确测量金属棒的阻值 。
（4）若实验测得电流表 A1示数为 I1，电流表 A2示数为 I2，则金属棒电阻的表达式为 Rx 。
（用 I1， I2， R0 ，Rg表示）
试卷第 3页，共 4页
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四、解答题（13 题 10 分，14 题 14 分，15 题 18 分，共 42 分。）
13.图中电源电动势 E 12V，内电阻 r 0.5Ω。将一盏额定电压为8V，额定功率为16W的灯泡与一只线圈
电阻为 0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100min。问：
(1)电源输出的能量是多少？
(2)电动机的效率为多少？
14．如图示，在 xoy平面内，OP长为 L的直角三角形OQP POQ 30 ，PQ边与 x轴垂直；在第一、二
象限存在磁感应强度大小为 B方向垂直于纸面向外的匀强磁场，三角形OQP区域内无磁场分布。现有质量
为 m，带电荷量为 q(q 0)的粒子，自 O点射入磁场，不计重力。
(1)若粒子从 O点沿垂直于OP边进入磁场且经过 P点求该粒子的速度大小；
(2)若粒子从 O 3qBL点以初速度 v0 沿 y轴正方向射入磁场，求该粒子从 O点到 Q点所经历的时间。6m
15．如图所示，CEG、DFH是两条足够长的、水平放置的平行金属导轨，导轨间距为 L，在 CDFE区域存
在垂直于导轨平面向上的有界匀强磁场，磁感应强度大小为 B，导轨的右端接有一阻值为 R的电阻，左端
与光滑弯曲轨道 MC、ND平滑连接。现将一阻值为 R，质量为 m的导体棒从弯曲轨道上 h高处由静止释放，
导体棒最终恰停在磁场的右边界 EF处。金属导轨电阻不计，EF左侧导轨光滑，右侧导轨粗糙，与导体棒
间动摩擦因数为μ。建立原点位于磁场左边界 CD、方向沿导轨向右的坐标轴 x，已知导体棒在有界磁场中运
B2L2
动的速度随位移均匀变化，即满足关系式： v v0 x，v0为导体棒进入有界磁场的初速度。求：2mR
(1)有界磁场区域的宽度 d；
(2) d导体棒运动到 x 加速度 a；
2
(3)若导体棒从弯曲轨道上 4h高处由静止释放，则导体棒最终的位置坐标 x和这一过程中导体棒上产生的焦
耳热 Q。
试卷第 4页，共 4页
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参考答案：
1．C
【详解】A．电场强度是矢量，电场线疏密表示电场强度大小，方向沿该点的切线方向，图
中，A、B两点电场强度大小相同，方向不同，故电场强度不同，A错误；
B．电场中 A点电场强度大于 B点电场强度，B错误；
C．图为匀强电场，电场中 A、B两点电场强度大小相同，方向相同，C正确；
D．图中， A、B两点电场强度大小不相同，方向也不同，D错误。
故选 C。
2．D
3．C
【详解】当磁场的方向与电流方向垂直时
F=BIL=1.0 10 4N
故选 C。
4．B
5．B
【详解】手榴弹爆炸过程系统动量守恒，以手榴弹的初速度方向为正方向，根据动量守恒定
律得
Mv0 m1v1 m2v2
解得
v2 90m / s
即速度大小为90m / s，负号表示方向与 v0反向。
故选 B。
6．A
7．C
8．D
【详解】A．依题意，小球竖直方向受重力作用，做自由落体运动，有
y 1 gt 2
2
又
WG mgy
可知任意相等的时间内小球的竖直分位移不相等，所受重力做功也不相等。故 A错误；
B．依题意，小球水平方向受水平向左的电场作用，做匀减速直线运动，有
x v 10t at
2
2
又
W电 qEx
易知任意相等的时间内小球水平分位移不相等，所受电场力做功并不相等。故 B错误；
CD．小球所受电场力和重力均为恒力，则小球所受合力也为恒力，可得其运动轨迹为一抛
物线，由图可知
A、P两点关于抛物线顶点并不对称，可知小球在 P点的动能小于在 A点的动能，即小球从
答案第 1页，共 4页
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A点运动到 P点过程，动能减少，根据动能定理，有
WG W电 Ek
可知重力做的正功小于电场力做的负功，根据重力做功与重力势能变化的关系
WG EGp
电场力做功和电势能变化的关系
W电 E电p
可知小球电势能的增加量大于重力势能的减小量。故 D正确；C错误。
故选 C。
9．AD
10．CD
11． 64.7cm（64.2-65.2cm均可） A、E mA·OP’= mA·OM + mB·ON
12. 6.123-6.125 10.230 × 1Ω 10.0
I1 R0+Rg
I2 I1
13．13．（1）384000J；（2）62.5%
【详解】(1)灯发光正常，其电压 8V，根据并联电路特点，路端电压为 8V，则电源内电压
为
U 内=12V-8V=4V
总电流
U
I 内 8A
r
电源输出能量
W 出=UIt=384000J ...........................4分
(2)灯的电流
P
I 灯=U =2A灯
电动机电流
I1=I-I 灯=8A-2A=6A
电流对电动机做功
P 电=U 灯 I1=48W
电动机热功率
P 热=I12R=18W
电动机输出机械功率
P 机=P 电-P 热=30W
电动机效率
P
η= 机 100%P =62.5%...........................6分电
答案第 2页，共 4页
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qBL 2 m
14．(1)v ；(2) t 32m 3 qB
【详解】(1)由题意可知，OP为带电粒子在磁场中圆周运动的直径，粒子运动半径为
R L1 2
洛伦兹力提供向心力，有
2
Bqv m v
R1
由以上得
v qBL ...........................4分
2m
(2)设带电粒子在磁场中圆周运动的半径为 R2，有
v2Bqv m 00 R2
得到
R 32 L6
带电粒子运动轨迹如图所示，由几何关系知
OO L1 3R2 ， OO2O1 120 2
带电粒子在磁场中的运动时间为
2 R
3 2t 2 m1 v0 3qB
带电粒子从 O1到 Q做匀速直线运动
t O1Q 3m2 v0 qB
故带电粒子从 O到 Q运动的总时间为
t t t 2 m1 2 3 ...........................10分
3 qB
2mR 2 2 h 2mR 3
15 (1) d B L． 2gh
B2 2
2gh；(2) a 2gh，方向沿 x轴负方向；(3) ；Q mgh
L 4mR B2L2 2
【详解】(1)导体棒在弯曲轨道上下滑，机械能守恒，有
mgh 1 mv2
2 0
v0 2gh
答案第 3页，共 4页
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导体棒由 CD到 EF，有
0 v B
2L2
0 d2mR
d 2mR 2 2 2gh ...........................5分B L
(2)导体棒运动到
x d 处
2
速度为 v1，则
B2 2v L d1 v0 2mR 2
联立上式，得
v 2ghv1 2 2
又
F =BIL BLv1
安 I 2R
导体棒的加速度
F B2L2a 安 2gh ...........................5分
m 4mR
方向沿 x轴负方向。...........................1分
(3)导体棒在弯曲轨道上下滑，有
mg 4h 1 mv 2
2 0
v 0 2 2gh
导体棒运动到 EF处，速度为 v2，则
2 2
v2 v
B L
0 d 2 gh2mR
后在粗糙轨道上减速滑行，加速度为
a mg 1 g m
v22 2a1(x d )
2
x v 2 d h 2mR 2 2 2gh2a1 B L

导体棒在有界磁场中运动，速度从 v0 减小到v2，克服安培力做功为
W 1 mv 2 1 2
2 0
mv
2 2
3mgh
此过程中电阻 R上产生的焦耳热为
I 2Q Rt 2 W
3
mgh ...........................7分
I 2Rt 2
答案第 4页，共 4页
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