遼寧省朝陽市2023-2024學年高二下學期開學考試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE12023—2024學年度高二下學期期初教學質(zhì)量檢測物理試題注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、考場號、座位號、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題〖答案〗后，用鉛筆把答題卡上對應題目的〖答案〗標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他〖答案〗標號?；卮鸱沁x擇題時，將〖答案〗寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。考試時間為75分鐘，滿分100分一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1．如圖甲所示為LC振蕩電路，圖乙的圖像表示LC振蕩電路中電容器上極板電荷量隨時間變化的關系，下列說法正確的是（）A．時間內(nèi)，線圈中磁場能在減少B．、兩時刻電路中電流最小C．、兩時刻電容器中電場能最小D．該電路可以有效地發(fā)射電磁波2．如圖甲所示，彈簧振子以O點為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化關系如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．時，振子在O點左側(cè)6cm處B．和時，振子的速度相同C．從到，系統(tǒng)的勢能逐漸增加D．和時，振子的加速度相同3．如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)電壓，負載變化時輸入電壓不會有大的波動。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當用電器增加時，相當于R的值減小（即滑片向下移動）。忽略變壓器上的能量損失，交流電表均看成理想電表，當用戶的用電器增加時，下列說法中正確的是（）A．示數(shù)變大，示數(shù)不變B．示數(shù)不變，示數(shù)變大C．示數(shù)變大，示數(shù)變小D．與示數(shù)乘積大于與示數(shù)乘積4．如圖所示為磁場的相關應用，下列說法正確的是（）A．圖甲是回旋加速器的示意圖，粒子是在洛倫茲力作用下加速的B．乙圖中，處于蹄形磁鐵中的導體棒通電后向左擺動C．丙圖中，下端剛好與水銀液面接觸的金屬軟彈簧通電后將上下振動D．圖丁是磁流體發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖，可通過增大磁感應強度B來減小電源電動勢5．利用如圖所示的電流天平，可以測量勻強磁場中的磁感應強度B。它的右臂掛著等腰梯形線圈，匝數(shù)為n，上下底邊水平且ab長為l，cd長為2l，線圈一半的高度處于方框內(nèi)的勻強磁場中，磁感應強度方向與線圈平面垂直。當線圈中通入電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡；當線圈中通入大小不變、方向相反的電流時，在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，兩臂再次達到新的平衡，重力加速度為g。則方框內(nèi)磁場的磁感應強度大小為（）A． B．C． D．6．霍爾效應是電磁基本現(xiàn)象之一，我國科學家在該領域的研究上獲得了重大發(fā)現(xiàn)。如圖所示，在一矩形霍爾半導體薄片元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為e的自由電子，電子以速度v定向移動時，形成電流I，同時外加磁感應強度為B、與薄片垂直的勻強磁場，在M、N間出現(xiàn)電壓，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應，稱為霍爾電壓。已知薄片的厚度為d，M、N間距離為，P、Q間距離為，則（）A．電子定向移動方向為B．M表面電勢高于N表面電勢C．M、N表面間的電壓D．元件內(nèi)單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為7．如圖所示為寬度為3L的有界勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里。磁場左側(cè)有一個邊長為L的正方形導體線框，其總電阻為R，線框所在平面與磁場方向垂直。線框以速度v向右勻速穿過磁場區(qū)域，以線框cd邊剛進入磁場的時刻為計時起點，規(guī)定電流沿逆時針方向為正，安培力F向左為正。則以下關于線框中的感應電流I、ab兩點間的電勢差、安培力F和線框的發(fā)熱功率P隨時間變化的圖像正確的是（）A． B． C． D．8．如圖所示，P、Q是兩個相同的小燈泡，L是自感系數(shù)很大、電阻比小燈泡小的線圈，開始時，開關S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，斷開開關瞬間（）A．P與Q同時熄滅 B．P比Q后熄滅C．Q閃亮后再熄滅 D．P閃亮后再熄滅9．如圖甲所示，一個有固定轉(zhuǎn)動軸的豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直方向運動，使T形支架下面的彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)隨之振動。小球的振幅A與圓盤的轉(zhuǎn)速n的關系如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的固有頻率為20HzB．彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的固有周期為3sC．當圓盤的轉(zhuǎn)速保持10r/min不變時，彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的頻率為D．當圓盤的轉(zhuǎn)速保持10r/min不變時，彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的頻率為10．如圖為交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角速度，線圈的匝數(shù)、總電阻，線圈圍成的面積。線圈兩端與阻值的電阻相連，交流電壓表可視為理想電表。已知磁場的磁感應強度，圖示位置矩形線圈與磁感線平行。則（）A．圖示位置，線圈中的電流最大，電流方向為abcdaB．從圖示位置開始計時，通過線圈的磁通量隨時間t變化的關系式為C．電路中交流電壓表的示數(shù)為D．線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為0.02C二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11．（6分）在“探究通過變壓器原、副線圈的電流與匝數(shù)的關系”實驗中。（1）為實現(xiàn)探究目的，保持原線圈匝數(shù)一定，只改變通過副線圈的電流或者副線圈匝數(shù)，測量通過原線圈的電流。這個探究過程采用的科學方法是______。A．控制變量法 B．等效替代法C．演繹法 D．理想實驗法（2）在實際實驗中，將電源接在匝數(shù)為1000匝的原線圈兩端，副線圈的匝數(shù)為500匝，用多用電表測得通過副線圈的電流為0.40A，則通過原線圈的電流可能為______。A．0.05A B．0.10A C．0.15A D．0.25A（3）如圖所示為利用變壓器原理進行遠程輸電的電路，交流發(fā)電機的輸出電壓為U，采用圖示理想變壓器輸電，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為，輸電導線電阻為r，用戶的工作電壓也為U。輸電線上損失的功率為______。12．（8分）某同學在“用單擺測重力加速度”的實驗中進行了如下操作：（1）用10分度的游標卡尺測量擺球直徑如圖甲所示，擺球直徑______cm，把擺球用細線懸掛在鐵架臺上，測量擺線長，通過計算得到擺長L。（2）用秒表測量單擺的周期。當單擺擺動穩(wěn)定且到達最低點時開始計時并記為，單擺每經(jīng)過最低點記一次數(shù)，當數(shù)到時秒表的示數(shù)如圖乙所示，該單擺的周期______s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（3）測量出多組周期T、擺長L數(shù)值后，畫出圖像如圖丙，造成圖線不過坐標原點的原因可能是______。A．擺球的振幅過小 B．將計為擺長LC．將計為擺長LD．擺球質(zhì)量過大（4）該小組的另一同學沒有使用游標卡尺也測出了重力加速度。他采用的方法是：先測出一擺線較長的單擺的振動周期，然后把擺線縮短適當?shù)拈L度，再測出其振動周期。用該同學測出的物理量表示重力加速度為______。13．（10分）如圖甲所示，彈簧振子以O點為平衡位置，在M、N兩點間做簡諧運動，振子從N點到第二次經(jīng)過O點，所用時間為0.75s。已知M、N之間的距離為20cm，若從振子經(jīng)過N點時開始計時，以向右為正方向。求：（1）彈簧振子振動周期T；（2）寫出彈簧振子位移隨時間變化的表達式，并在圖乙所示的坐標系中畫出一個周期內(nèi)的振動圖像。

14．（12分）如圖所示，足夠長的平面感光板ab與虛線平行，兩平行線間的距離為l。ab與虛線間存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度的大小為B，虛線上有一個點狀的放射源S，它可以向各個方向發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q的同種帶電粒子。若粒子以速率v（未知）沿與虛線成角的方向射入磁場，粒子做勻速圓周運動，經(jīng)時間t（未知）后恰能垂直打到感光板ab上；若粒子均以的速率沿紙面不同方向射入磁場，僅考慮能打到感光板ab上的粒子，感光板ab被粒子打中的長度為x（未知）。不計粒子的重力，，，求：（1）粒子射入磁場的速率v；（2）粒子在磁場中運動的時間t；（3）感光板ab被粒子打中的長度x。

15．（18分）如圖所示，兩平行光滑長直金屬導軌水平放置，間距為L。abcd區(qū)域有勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向豎直向上。初始時刻，磁場外的細金屬桿M以初速度向右運動，磁場內(nèi)的細金屬桿N處于靜止狀態(tài)。兩金屬桿與導軌接觸良好且運動過程中始終與導軌垂直。金屬桿M、N的質(zhì)量分別為2m、m，在導軌間的電阻分別為R、2R，感應電流產(chǎn)生的磁場及導軌的電阻忽略不計。若兩桿在磁場內(nèi)未相撞且N出磁場時的速度大小為，求：（1）金屬桿M剛進入磁場時受到的安培力F的大小和方向；（2）從金屬桿M進入磁場到金屬桿N出磁場的過程中，金屬桿M上產(chǎn)生的焦耳熱Q；（3）金屬桿N在磁場內(nèi)運動過程中通過回路的電荷量q及初始時刻N到ab的最小距離x。

——★參考答案★——1．B〖解析〗從圖像可知，時間內(nèi)，電容器的電荷量在減少，故電容器的電場能在減少，線圈中的磁場能在增加，A錯誤；從圖像可知，，兩時刻電容器的電荷量最大，故電容器中電場能最大，線圈中磁場能最小，故電路中電流最小，B正確，C錯誤；有效地發(fā)射電磁波需要開放電路，D錯誤。2．C〖解析〗由圖可知，從到，振子從O向B運動，時，振子在O點右側(cè)，A錯誤；和時，振子的速度大小不相等，B錯誤；從到，系統(tǒng)的勢能逐漸增加，C正確；從到，振子從B向O運動，和時，振子的加速度大小不相等，D錯誤。3．B〖解析〗理想變壓器的電壓與匝數(shù)關系為，由于輸入電壓和匝數(shù)比不變，則副線圈的輸出電壓不變，即電壓表示數(shù)不變，示數(shù)不變，因為用戶用電器增加，R減小，根據(jù)可知副線圈電流示數(shù)變大，由，可知示數(shù)變小，根據(jù)，可知原線圈的電流增大，即電流表示數(shù)增大，A、C錯誤，B正確；變壓器兩端的功率相等，所以與示數(shù)乘積等于與示數(shù)乘積，D錯誤。4．C〖解析〗洛倫茲力不做功，粒子是在電場力作用下加速的，A錯誤；圖乙中，處于蹄形磁鐵中的導體棒通電后向右擺動，B錯誤；圖丙中，下端剛好與水銀液面接觸的軟彈簧通電后，根據(jù)同向電流相互吸引可知，軟彈簧收縮，離開水銀面，電路斷開，由于重力的作用軟彈簧再次與水銀面接觸，再次通電跳起，如此反復，彈簧將上下振動，C正確；對磁流體發(fā)電機有，解得，可通過增大磁感應強度B來增大電源電動勢，D錯誤。5．C〖解析〗線圈一半處于勻強磁場中，則有效長度為，安培力大小為，電流反向時，需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，說明原來的安培力方向向上，當電流反向，安培力變?yōu)橄蛳聲r，再次平衡，說明安培力等于mg的一半，即，得，C正確。6．C〖解析〗電子定向移動方向與電流方向相反，應為，A錯誤；由左手定則知，電子向M表面偏轉(zhuǎn)，M表面電勢低于N表面電勢，B錯誤；穩(wěn)定時，洛倫茲力與電場力平衡，有，解得，C正確；電流，聯(lián)立解得，D錯誤。7．C〖解析〗根據(jù)題意，線框進入磁場的過程，根據(jù)楞次定律可判斷電流沿逆時針方向，為正，由法拉第電磁感應定律和閉合回路歐姆定律有，ab兩點間的電勢差（a點電勢高），cd邊受到的安培力大小為，方向向左，線框的發(fā)熱功率；線框全部進入磁場后，沒有感應電流，所以線框不受安培力的作用，線框的發(fā)熱功率為零，ab兩點間的電勢差（a點電勢高）；線框離開磁場的過程，電流沿順時針方向，為負，電流大小為，線框受安培力大小為，方向向左，ab兩點間的電勢差（a點電勢高），線框的發(fā)熱功率，A、B、D錯誤，C正確。8．BD〖解析〗由于L的電阻比小燈泡小，開關S閉合時，通過L的電流大于通過P燈的電流，斷開開關時，Q所在電路未閉合，立即熄滅，由于自感，L中產(chǎn)生感應電動勢，與P組成閉合回路，故P燈閃亮后再熄滅，B、D正確，A、C錯誤。9．BD〖解析〗根據(jù)圖像可得當轉(zhuǎn)速時，彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)受迫振動的振幅最大，所以振動系統(tǒng)的固有頻率，周期，A錯誤，B正確：當圓盤的轉(zhuǎn)速保持10r/min不變時，圓盤的頻率為，振動系統(tǒng)做受迫振動的頻率也為，C錯誤，D正確。10．ACD〖解析〗圖示位置磁通量為零，電動勢最大，電流最大，根據(jù)右手定則可知，線圈中電流方向為abcda，A正確；從圖示位置開始計時，通過矩形線圈的磁通量隨時間t變化的關系式，B錯誤；電動勢的最大值，則電動勢的有效值，由閉合電路歐姆定律，可得電路中交流電壓表的示數(shù)，C正確；線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量，D正確。11．（1）A（2分）（2）D（2分）（3）（2分）〖解析〗（1）探究過程采用的科學方法是控制變量法，A正確。（2）若為理想變壓器，由可得，考慮到實際實驗中，有漏磁等現(xiàn)象，通過原線圈的電流應大于0.20A，則通過原線圈的電流可能為0.25A，D正確。（3）升壓變壓器副線圈的電壓，降壓變壓器原線圈電壓，損失的功率。12．（1）2.05（2）2.25（3）B（4）（每空2分）〖解析〗（1）由題圖甲可知，游標卡尺示數(shù)為。（2）由題圖乙可知，秒表示數(shù)為，單擺的周期。（3）題圖丙圖線不通過坐標原點，將圖線向右平移1cm就會通過坐標原點，故相同的周期下，擺長偏小1cm，可能是測擺長時漏掉了擺球的半徑，B正確