2023年高二下学期物理开学考试卷B（江苏专用）（解析版）

绝密★考试结束前【启航·开学卷】2023年高二下学期开学考试卷B（江苏专用）物理注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求：1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后请将本试卷和答题卡一并交回。2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名准考证号与本人是否相符。4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑；如需改动请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分每题只有一个选项最符合题意。在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是()A．法拉第最早引入电场的概念，并发现了磁场产生电流的条件B．安培发现了电流的磁效应C．洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律D．楞次发现了磁场对运动电荷的作用规律【答案】A【解析】A．法拉第最早引入电场的概念，并发现了磁场产生电流的条件，所以A正确；B．奥斯特发现了电流的磁效应，所以B错误；C．安培发现了磁场对电流的作用规律，所以C错误；D．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，所以D错误；故选A。某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时下列说法不正确的是()A．车灯的电流变小 B．路端电压变小C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大【答案】C【解析】A．开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流变小，A正确；B．电路的路端电压为变小，路端电压变小，B正确；C．总电流即干路电流为减小，干路电流增大，C错误；D．电源总功率为增大，总功率变大，D正确。故选C在北半球，地磁场竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2，则()A．若飞机从西往东飞，φ2比φ1高B．若飞机从东往西飞，φ2比φ1高C．若飞机从南往北飞，φ1比φ2高D．若飞机从北往南飞，φ2比φ1高【答案】C【解析】若飞机从西往东飞，磁场竖直分量向下，应用右手定则时，手心向上，拇指指向飞机飞行方向，四指指向左翼末端，故φ1>φ2，选项A错误；同理，飞机从东往西飞，从南往北飞，从北往南飞，都是φ1>φ2，选项C正确，B、D错误．如图所示，一束质量、速度和电荷量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，有些发生偏转．如果让这些不偏转的离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入另一磁场的离子，可得出结论()A．它们的动能一定各不相同B．它们的电荷量一定各不相同C．它们的质量一定各不相同D．它们的电荷量与质量之比一定各不相同【答案】D【解析】从第一个磁场进入另一磁场的离子一定满足qE＝qvB1，即v＝eq\f(E,B1)，这些离子速度相同．在另一磁场中，r＝eq\f(mv,qB2)，由于v、B2相同，而r不同，所以eq\f(q,m)一定不同，故D项正确．如图所示，磁电式电流表的线圈常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，铝框的两端装有转轴，转轴的两边各有一个螺旋弹簧(绕制方向相反)，关于磁电式电流表，下列说法正确的是()A．线圈通电后，由于螺旋弹簧的弹力作用，可以使指针尽快稳定下来B．线圈通电后，由于铝框中的电磁阻尼作用，可以使指针尽快稳定下来C．线圈骨架换成塑料，通电后也可以使指针尽快稳定下来D．在运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，主要是为了增强铝框中的电磁阻尼作用【答案】B【解析】铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致通过铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，利用了电磁阻尼原理，故A错误，B正确；塑料做骨架因不能导电则起不到电磁阻尼的作用，故C错误；在运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，是为了接通回路能在铝框中产生电磁阻尼作用，而不能增强，故D错误．如图所示的电路中，A、B是两个相同的灯泡，L是一个带铁芯的线圈，电阻不计．调节R，电路稳定时两灯泡都正常发光，则在开关闭合或断开时()A．合上S时，B灯立即亮起来，并保持亮度不变B．断开S时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭C．断开S时，A、B两灯都不会立即熄灭，且通过A灯泡的电流方向与原电流方向相反D．断开S时，A、B两灯都不会立即熄灭，并且一定同时熄灭【答案】D【解析】在开关闭合时，通过线圈的电流增大，导致线圈出现自感电动势，从而阻碍灯泡A的电流增大，则B立即变亮，A慢慢变亮，L的电阻不计，则电流稳定时两电阻相同的灯泡的亮度相同，并联部分分得的电压逐渐变小，故B的亮度有变小的过程，故A错误；断开开关S的瞬间，由电感的特性可知：L和两灯泡组成的回路中的电流大小会维持不变，通过A灯的电流的方向不变，而B灯的电流方向与原电流方向相反，故C错误；断开开关S的瞬间，因灯泡相同，L的电阻不计，则两支路电流相等，所以两灯会同时慢慢熄灭，但不会闪亮一下，故B错误，D正确．某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分．已知线圈自感系数L＝2.5×10－3H，电容器电容C＝4μF，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则()A．LC振荡电路的周期T＝π×10－4sB．当t＝π×10－4s时，电容器上极板带正电αC．当t＝eq\f(π,3)×10－4s时，电路中电流方向为顺时针D．当t＝eq\f(2π,3)×10－4s时，电场能正转化为磁场能【答案】C【解析】LC振荡电路的周期T＝2πeq\r(LC)＝2π×eq\r(2.5×10－3×4×10－6)s＝2π×10－4s，选项A错误；当t＝π×10－4s＝eq\f(T,2)时，电容器反向充满电，所以电容器上极板带负电，选项B错误；当t＝eq\f(π,3)×10－4s时，即0<t<eq\f(T,4)，电容器正在放电，电路中电流方向为顺时针方向，故C正确；当t＝eq\f(2π,3)×10－4s时，即eq\f(T,4)<t<eq\f(T,2)，电容器处于反向充电过程，磁场能正在转化为电场能，D错误．如图所示，交流电源与理想变压器相连进行远距离输电，交流电源电压的瞬时值(V)，降压变压器的原、副线圈匝数之比为50∶11，两变压器间输电线路的总电阻为25Ω。降压变压器副线圈接入一台额定电压为220V、额定功率为1000W的电动机，电动机恰好正常工作。图中电表均为理想电表，下列说法正确的是()A.电压表的示数为156V B.电流表的示数为20AC.两变压器间输电线电阻消耗的功率为25W D.升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶14【答案】C【解析】A.电压表的示数为交流电源电压的有效值为110V，A错误；B.根据代入数据可得求得U3=1000V在降压变压器的输入端，且输入功率P=1000W，由代入数据可得I3=1A即电流表读数为1A，B错误；C.由得输电线上损失功率为C正确；D.升压变压器副线圈的电压为U2=U3+I3r=1025V由得升压变压器原、副线圈的匝数比为D错误。故选C。物体的运动状态可用位置和动量描述，称为相，对应图像中的一个点。物体运动状态的变化可用图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有而动量为联立可得动量关于为幂函数，且，故正确的相轨迹图像为D。故选D。双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播到O点，由S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为。玻璃片厚度为10，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是()A． B． C． D．【答案】A【解析】光在玻璃中的传播速度为，可知时间差，故选A。非选择题：共5题，共60分其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘．将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3.(1)下列说法正确的是．A．小球a的质量一定要大于小球b的质量B．弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑C．步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同D．把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平(2)本实验必须测量的物理量有．A．小球的半径rB．小球a、b的质量m1、m2C．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2D．小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3(3)用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒，当满足关系式时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒．【答案】(1)AD(2)BD(3)eq\f(m1,\r(h2))＝eq\f(m1,\r(h3))＋eq\f(m2,\r(h1))【解析】(1)小球a的质量一定要大于小球b的质量，以防止入射球碰后反弹，选项A正确；弹簧发射器的内接触面及桌面不一定要光滑，只要a球到达桌边时速度相同即可，选项B错误；步骤②③中入射小球a的释放点位置不一定相同，但是步骤③④中入射小球a的释放点位置一定要相同，选项C错误；把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平，选项D正确．(2)小球离开桌面右边缘后做平抛运动，设其水平位移为L，则小球做平抛运动的时间t＝eq\f(L,v0)小球的竖直位移h＝eq\f(1,2)gt2解得v0＝Leq\r(\f(g,2h))碰撞前入射球a的水平速度v1＝Leq\r(\f(g,2h2))碰撞后入射球a的水平速度v2＝Leq\r(\f(g,2h3))碰撞后被碰球b的水平速度v3＝Leq\r(\f(g,2h1))如果碰撞过程系统动量守恒，则m1v1＝m1v2＋m2v3即m1·Leq\r(\f(g,2h2))＝m1·Leq\r(\f(g,2h3))＋m2·Leq\r(\f(g,2h1))整理得eq\f(m1,\r(h2))＝eq\f(m1,\r(h3))＋eq\f(m2,\r(h1))则要测量的物理量是：小球a、b的质量m1、m2和小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3，故选B、D.(3)由以上分析可知当满足关系式eq\f(m1,\r(h2))＝eq\f(m1,\r(h3))＋eq\f(m2,\r(h1))时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒．超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离，脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为和。取，，。(1)为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求的取值范围；(2)若，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差(保留3位有效数字)。【答案】(1)(或)；(2)【解析】(1)由几何关系可得，光线在第一个三梭镜右侧斜面上的入射角等于，要使得两种频率的光都从左侧第一个棱镜斜面射出，则需要比两种频率光线的全反射角都小，设C是全反射的临界角，根据折射定律得①折射率越大，临界角越小，代入较大的折射率得②所以顶角的范围为(或)③(2)脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射，设折射角分别为和，由折射定律得④⑤设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为和，则⑥⑦⑧联立④⑤⑥⑦⑧式，代入数据得⑨半径为a的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B＝0.5T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场区域同圆心放置，磁场方向与环面垂直，其中a＝1.0m，b＝2.0m，金属圆环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R＝2Ω.一金属棒MN与金属圆环接触良好，金属棒的电阻为r＝1Ω，环的电阻忽略不计．(1)若棒以v0＝8m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬间(如图10所示)M、N间的电压UMN和流过灯L1的电流I1；图10(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°，若此后磁场随时间均匀变化，其变化率为eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(8,π)T/s，求L1的功率P1.【答案】(1)4V2A(2)2W【解析】(1)金属棒切割磁感线产生的磁感应电动势大小E1＝B·2av0，电路中的电流I＝eq\f(E1,\f(R,2)＋r)，UMN＝E1－Ir，I1＝eq\f(1,2)I，联立以上各式可得UMN＝4V，I1＝2A.(2)撤去金属棒且磁场均匀变化时，产生的感应电动势E2＝eq\f(ΔB,Δt)·eq\f(1,2)πa2，电路中的电流I′＝eq\f(E2,2R)，灯泡L1消耗的功率P1＝I′2R，联立以上各式可得P1＝2W.如图所示，光滑轨道abc固定在竖直平面内，ab为四分之一圆弧轨道，bc段水平，且与ab圆弧相切于b点，在光滑水平地面上紧靠轨道c端，停着质量为、长度为的平板车，平板车上表面与bc等高、现将可视为质点的物块从与圆心O等高的a点静止释放，物块滑至圆弧轨道最低点b时的速度大小为，对轨道的压力大小等于30N，之后物块向右滑上平板车。取重力加速度，不计空气阻力。(1)求该物块的质量；(2)若物块最终未从平板车上滑落，求物块在平板车上滑动过程中产生的热量。【答案】(1)该物块的质量是1kg。(2)物块在平板车上滑动过程中产生的热量是。【解析】(1)设四分之一圆弧的半径为R，物块的质量为m，在b点轨道对物块的支持力为F，物块从a到b由机械守恒定律有：

物块运动到b点，由牛顿第二定律有：联立解得由牛顿第三定律知联立解得：(2)设物块与平板车的共同速度为v，物块在平板车上滑行过程中产生的热量为Q，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有：

由能量守恒定律有