重庆市涪陵区2023-2024学年高二上学期开学考试
物理试题
一、单选题（4*7=28）
1. 如图所示，餐厅服务员水平托举菜盘给顾客上菜。若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为，当服务员加速向前运动的过程中，手对菜盘的作用力大小为，下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
2. “玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（ ）
A. 衰变方程中的X等于233
B. 发生衰变
C. 比的比结合能小
D. 月夜的寒冷导致的半衰期变大
3. 冰壶比赛是冬奥会上一个备受关注的项目，运动员需要先给冰壶一个初速度，使冰壶沿着冰面达到指定区域，若某次比赛过程冰面可视为光滑，质量为5kg的冰壶（可视为质点）静止于光滑水平面上。从t=0时刻开始，冰壶受到运动员的水平外力F作用，外力F随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 冰壶第1s末的速度大小为 B. 力F前1s内的冲量大小为
C. 冰壶第2s末速度大小为 D. 前2s内运动员对冰壶做功为
4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图1是时刻该简谐横波传播到的Q点时的波形图，如图2是质点P（）的振动图象，下列说法正确的是（ ）
A. 这列简谐横波的振幅为
B. t=0t=1.5s，质点P运动的路程为20cm
C. 这列简谐横波的波速大小是
D. 质点P经过时间运动到Q点
5. 一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 光从真空射入介质后，传播速度不变
B. 此介质的折射率等于
C. 入射角大于时可能发生全反射现象
D 入射角小于时可能发生全反射现象
6. 如图所示，一定质量的理想气体从状态变化到状态，再变化到状态的图像，其中，与纵轴平行，的反向延长线过原点，下列说法正确的是（ ）
A. 过程，外界对气体做功
B. 过程，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数不变
C. 在、、三个状态，气体的体积大小关系为
D. 从到再到过程，气体分子的平均动能一直在增大
7. 如图所示，面积为的圆形磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间变化的关系为。在纸面内有一金属导线围成面积为的圆形线圈，圆心与磁场圆心重合，导线上串有理想二极管、阻值为r的标准电阻和理想交流电流表，导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数为 B. 电流表的示数为
C. 在2s内流过电阻的电量为 D. 在2s内流过电阻的电量为
二、多选题（5*3=15）
8. 如图所示是某卫星绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7km/s，则下列说法中正确的是（ ）
A. 卫星在2轨道经过B点时的速率一定大于7.7km/s
B. 卫星在3轨道上所具有的机械能小于2轨道上所具有的机械能
C. 卫星分别在1、2轨道经过A点时的加速度相同
D. 卫星在3轨道经过A点的时速度大于在2轨道经过A点时的速度
9. 一交流发电机产生的感应电动势图像如图所示，该交流电通过一自耦变压器对一电阻供电，不计发电机内阻．下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数为
B. 发电机线圈中电流方向每秒钟改变10次
C. 时发电机线圈平面与磁场方向平行
D. 自耦变压器滑片P向上滑动时，电阻R两端电压增大
10. 如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，质量均为m=2kg的A、B两物体用轻弹簧拴接。对物体B施加一沿斜面向下的压力F，使B静止于P点。撤掉力F，B沿斜面做简谐运动，当B运动至最高点时，A刚要离开挡板。已知弹簀的劲度系数k=200N/m，重力加速度g=10m/s2，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A. 物体B运动过程中，A、B、弹簧组成的系统机械能及动量均守恒
B. 从撤掉F开始至弹簧首次恢复原长过程中，B的速度先增大后减小
C. 物体B静止于P点时，对物体B施加的压力F的大小为20N
D. 物体B沿斜面做简谐运动过程中，物体B的最大速度为1m/s
三、实验题
11. 某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：
（1）用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为______cm。摆动时偏角满足的条件是小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应经过最______（填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成50次全振动所用的时间为，则该单摆振动周期为________s。
（2）若用表示摆长，表示周期，那么重力加速度的表达式为________。
12. 某同学测量一段电阻丝的阻值（约为）的实验原理图如图甲所示，实验室提供的器材如下：
A．干电池（电动势约为，内阻约为）；
B．电流表（量程为，内阻）；
C．电流表（量程为，内阻）；
D．电压表（量程，内阻约为）；
E．电阻箱（）；
F．滑动变阻器（最大阻值为）；
G．滑动变阻器（最大阻值为）。
（1）该同学先用螺旋测微器测得该电阻丝的直径如图乙所示，则该电阻丝的直径为________。
（2）根据实验室提供的器材，电流表应选________（填“B”或“C”），滑动变阻器应选________（填“F”或“G”）。
（3）该同学通过改变电阻箱的阻值和调节滑动变阻器的阻值始终保持电压表的示数不变，根据记录的电流表的示数和对应的电阻箱的阻值作出的图像如图丙所示，图像的纵轴截距为，斜率为，则电压表的示数________，该电阻丝的阻值________。（用题目中的物理量的字母表示）
（4）该实验在设计上________（填“存在”或“不存在”）系统误差。
四、解答题
13. 如图所示，竖直平面内的轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上一个半径为R的圆轨道。
（1）若接触面均光滑。小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；
（2）若已知小球质量，斜面高，轨道半径，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功。
14. 如图所示是用来给花草浇水的小喷壶的结构图。壶的容积为2L，打开喷壶装入1.6L水，闭合阀门K，缓慢向下压压杆A，每次可向储气室充入体积为0.04L、压强为Pa的空气，多次下压后，壶内气体压强变为Pa时，按下按柄B，松开喷嘴，水从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，外界大气压强恒为Pa。
（1）求充气过程向下压压杆A的次数；
（2）按下按柄B后最多可喷出的水的体积。
15. 如图所示，在xOy坐标系中，在y < d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，在d < y <2d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场， MN为电场和磁场的边界，在y = 2d处放置一垂直于y轴的足够大金属挡板，带电粒子打到板上即被吸收。一质量为 m、带电荷量为+ q的粒子以初速度v0由坐标原点O处沿x轴正方向射入电场，在边界上的P点进入磁场，P点坐标为（2d ，d），不计粒子受到的重力：
(1)求电场强度大小E ；
(2)若粒子垂直打在挡板上，求磁感应强度的大小B0；
(3)若使粒子通过x轴上的Q（10d，0）点，应将磁感应强度B调节到多大。
重庆市涪陵区2023-2024学年高二上学期开学考试
物理试题 答案解析
一、单选题（4*7=28）
1. 如图所示，餐厅服务员水平托举菜盘给顾客上菜。若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为，当服务员加速向前运动的过程中，手对菜盘的作用力大小为，下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为
服务员加速向前运动的过程中，菜盘有沿速度方向的加速度，如下图
则手对菜盘的作用力大小
即
故选B。
2. “玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（ ）
A. 衰变方程中的X等于233
B. 发生衰变
C. 比的比结合能小
D. 月夜的寒冷导致的半衰期变大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为
为衰变，即衰变方程中的，故AB错误；
C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确；
D．半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。
故选C。
3. 冰壶比赛是冬奥会上一个备受关注的项目，运动员需要先给冰壶一个初速度，使冰壶沿着冰面达到指定区域，若某次比赛过程冰面可视为光滑，质量为5kg的冰壶（可视为质点）静止于光滑水平面上。从t=0时刻开始，冰壶受到运动员的水平外力F作用，外力F随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 冰壶第1s末的速度大小为 B. 力F前1s内的冲量大小为
C. 冰壶第2s末速度大小为 D. 前2s内运动员对冰壶做的功为
【答案】A
【解析】
【详解】A．冰壶在第1s内由动量定理
解得冰壶第1s末的速度大小为
选项A正确；
B．力F前1s内的冲量大小为
选项B错误；
C．冰壶在前2s内由动量定理
解得第2s末速度大小为
选项C错误；
D．前2s内运动员对冰壶做的功为
选项D错误。
故选A。
4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图1是时刻该简谐横波传播到的Q点时的波形图，如图2是质点P（）的振动图象，下列说法正确的是（ ）
A. 这列简谐横波的振幅为
B. t=0t=1.5s，质点P运动的路程为20cm
C. 这列简谐横波的波速大小是
D. 质点P经过时间运动到Q点
【答案】C
【解析】
【详解】A．这列简谐横波的振幅为选项A错误；
B．t=0~t=1.5s，质点P运动的路程为s=3A=30cm，选项B错误；
C．这列简谐横波的波速大小是
选项C正确；
D．质点只能在平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项D错误。
故选C。
5. 一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 光从真空射入介质后，传播速度不变
B. 此介质的折射率等于
C. 入射角大于时可能发生全反射现象
D. 入射角小于时可能发生全反射现象
【答案】B
【解析】
【详解】A．光从一种真空射入介质后，由可得，传播速度一定改变，故A错误；
B．由折射定律可得
B正确；
CD．发生全反射的临界角满足
解得，临界角为
只有当光线从光密介质射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时才会发生全反射现象，CD错误。
故选B。
6. 如图所示，一定质量理想气体从状态变化到状态，再变化到状态的图像，其中，与纵轴平行，的反向延长线过原点，下列说法正确的是（ ）
A. 过程，外界对气体做功
B. 过程，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数不变
C. 在、、三个状态，气体的体积大小关系为
D. 从到再到过程，气体分子的平均动能一直在增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．过程，由可知，气体的体积减小，外界对气体做功，A项正确；
B．因温度不变，单个气体分子对器壁平均冲量不变，而体积减小，压强增大，故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加，B项错误；
C．过程，气体发生的是等容变化，体积不变，选项C错误；
D．过程，气体内能不变，气体分子平均动能不变，过程，气体发生的是等容变化，温度升高，气体分子的平均动能增大，D项错误。
故选A。
7. 如图所示，面积为的圆形磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间变化的关系为。在纸面内有一金属导线围成面积为的圆形线圈，圆心与磁场圆心重合，导线上串有理想二极管、阻值为r的标准电阻和理想交流电流表，导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数为 B. 电流表的示数为
C. 在2s内流过电阻的电量为 D. 在2s内流过电阻的电量为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．圆形线圈中电动势的最大值
所以可知无二极管时
有二极管时
解得
所以
A错误，B正确；
CD．因存在二极管，且周期为2s，所以只有1s内有电流
CD错误。
故选B。
二、多选题（5*3=15）
8. 如图所示是某卫星绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7km/s，则下列说法中正确的是（ ）
A. 卫星在2轨道经过B点时的速率一定大于7.7km/s
B. 卫星在3轨道上所具有的机械能小于2轨道上所具有的机械能
C. 卫星分别在1、2轨道经过A点时的加速度相同
D. 卫星在3轨道经过A点的时速度大于在2轨道经过A点时的速度
【答案】CD
【解析】
【详解】A．假设有一圆轨道经过B点，由，可得
可知此轨道上的速度小于7.7km/s，卫星在2轨道经过B点时的速率减小，才会做近心运动进入2轨道运动。故卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7km/s，故A错误；
B．卫星从轨道2到轨道3需要加速做离心运动，卫星在3轨道上所具有的机械能小于2轨道上所具有的机械能，故B错误；
C．卫星分别在1、2轨道经过A点时，距离地球的距离相同，万有引力相同，根据牛顿第二定律可知，加速度相同。故C正确；
D．根据开普勒第二定律可知近月点速度大于远月点速度，故比较卫星在轨道3经过A点和轨道2经过A点的速度即可，又因为卫星在轨道2经过A点要加速做离心运动才能进入轨道3，故卫星在3轨道经过A点的时速度大于在2轨道经过A点时的速度，故D正确。
故选CD。
9. 一交流发电机产生的感应电动势图像如图所示，该交流电通过一自耦变压器对一电阻供电，不计发电机内阻．下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数为
B 发电机线圈中电流方向每秒钟改变10次
C. 时发电机线圈平面与磁场方向平行
D. 自耦变压器滑片P向上滑动时，电阻R两端电压增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．电动势有效值为
则电压表的示数为，故A错误；
B．由图可知周期为，一个周期电流方向改变两次，则发电机线圈中电流方向每秒钟改变10次，故B正确；
C．时，电动势最大，此时磁通量变化率最大，磁通量为零，则发电机线圈平面与磁场方向平行，故C正确；
D．自耦变压器滑片P向上滑动时，原线圈匝数增大，根据
可知电阻R两端电压减小，故D错误
故选BC。
10. 如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，质量均为m=2kg的A、B两物体用轻弹簧拴接。对物体B施加一沿斜面向下的压力F，使B静止于P点。撤掉力F，B沿斜面做简谐运动，当B运动至最高点时，A刚要离开挡板。已知弹簀的劲度系数k=200N/m，重力加速度g=10m/s2，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A. 物体B运动过程中，A、B、弹簧组成的系统机械能及动量均守恒
B. 从撤掉F开始至弹簧首次恢复原长过程中，B的速度先增大后减小
C. 物体B静止于P点时，对物体B施加的压力F的大小为20N
D. 物体B沿斜面做简谐运动的过程中，物体B的最大速度为1m/s
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．物体B运动过程中，对A、B、弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，可系统在沿斜面方向受合外力不等于零，因此系统的动量不守恒，A错误；
B．从撤掉F开始，B受向上弹力大于B的重力沿斜面向下的分力，B做加速运动，速度逐渐增大，随弹力逐渐减小，加速度逐渐减小，速度仍逐渐增大，当弹力大小等于B的重力沿斜面向下的分力时，B的速度最大，以后弹力小于重力沿斜面向下的分力，B的加速度方向向下逐渐增大，B做减速运动，速度逐渐减小，减至弹簧首次恢复原长，B正确；
C．当B运动至最高点时，A刚要离开挡板，对A则有
B在最高点时受弹力方向沿斜面向下，此时加速度最大，由牛顿第二定律则有
解得
由简谐运动的对称性，当物体B运动到最低点时，加速度最大，大小仍为a，方向沿斜面向上，在撤去外力F瞬间，合外力等于撤去的外力的大小，由牛顿第二定律，可得施加的压力F的大小为
C正确；
D．物体B沿斜面做简谐运动的过程中，物体B在平衡位置时的速度最大，物体B在P点时形变量最大为
物体B在平衡位置时，则有
解得形变量大小为
由能量守恒定律可得
代入数据解得物体B的最大速度为
D正确。
故选BCD。
三、实验题
11. 某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：
（1）用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为______cm。摆动时偏角满足的条件是小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应经过最______（填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成50次全振动所用的时间为，则该单摆振动周期为________s。
（2）若用表示摆长，表示周期，那么重力加速度的表达式为________。
【答案】 ①. ②. 低 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，游标卡尺为10分度，且第7个小格与主尺对齐，则该摆球的直径为
[2]为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应经过最低点。
[3]用停表测量单摆完成50次全振动所用的时间为，则该单摆振动周期为
（2）[4]由单摆周期公式可得
12. 某同学测量一段电阻丝的阻值（约为）的实验原理图如图甲所示，实验室提供的器材如下：
A．干电池（电动势约为，内阻约为）；
B．电流表（量程为，内阻）；
C．电流表（量程为，内阻）；
D．电压表（量程为，内阻约为）；
E．电阻箱（）；
F．滑动变阻器（最大阻值为）；
G．滑动变阻器（最大阻值为）。
（1）该同学先用螺旋测微器测得该电阻丝的直径如图乙所示，则该电阻丝的直径为________。
（2）根据实验室提供的器材，电流表应选________（填“B”或“C”），滑动变阻器应选________（填“F”或“G”）。
（3）该同学通过改变电阻箱的阻值和调节滑动变阻器的阻值始终保持电压表的示数不变，根据记录的电流表的示数和对应的电阻箱的阻值作出的图像如图丙所示，图像的纵轴截距为，斜率为，则电压表的示数________，该电阻丝的阻值________。（用题目中的物理量的字母表示）
（4）该实验在设计上________（填“存在”或“不存在”）系统误差。
【答案】 ①. 0.513##0.514##0.515
②. B ③. F ④. ⑤. ⑥. 不存在
【解析】
【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图乙可知电阻丝的直径为
（2）[2]电源电动势为，通过电阻丝的最大电流约为
电流表量程太大不适合，故电流表应选择，即选择B。
[3]电路图中滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择F。
（3）[4][5]始终保持电压表示数不变，设电压表示数为，根据欧姆定律可得
可得
则图像的纵轴截距和斜率分别为
，
联立解得，电压表的示数为
电阻丝的阻值为
（4）[6]通过第（3）问的解析可知
，
故实验不存在系统误差。
四、解答题
13. 如图所示，竖直平面内的轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上一个半径为R的圆轨道。
（1）若接触面均光滑。小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；
（2）若已知小球质量，斜面高，轨道半径，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，C点有
即
从A到C，根据动能定理得
解得
（2）小球运动到C点时对轨道压力为mg，C点有
即
从A到C，根据动能定理得
解得
14. 如图所示是用来给花草浇水的小喷壶的结构图。壶的容积为2L，打开喷壶装入1.6L水，闭合阀门K，缓慢向下压压杆A，每次可向储气室充入体积为0.04L、压强为Pa的空气，多次下压后，壶内气体压强变为Pa时，按下按柄B，松开喷嘴，水从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，外界大气压强恒为Pa。
（1）求充气过程向下压压杆A的次数；
（2）按下按柄B后最多可喷出的水的体积。
【答案】（1）20；（2）
【解析】
【详解】（1）壶中原来空气的体积
由玻意尔定律
解得
（2）设恰好不能喷出水时空气的体积为，根据玻意尔定律
解得
则最多可喷出水的体积
15. 如图所示，在xOy坐标系中，在y < d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，在d < y <2d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场， MN为电场和磁场的边界，在y = 2d处放置一垂直于y轴的足够大金属挡板，带电粒子打到板上即被吸收。一质量为 m、带电荷量为+ q的粒子以初速度v0由坐标原点O处沿x轴正方向射入电场，在边界上的P点进入磁场，P点坐标为（2d ，d），不计粒子受到的重力：
(1)求电场强度的大小E ；
(2)若粒子垂直打在挡板上，求磁感应强度的大小B0；
(3)若使粒子通过x轴上的Q（10d，0）点，应将磁感应强度B调节到多大。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)粒子先在电场中做类平抛运动，有
由牛顿第二定律有
解得
(2)进入磁场时的速度为
设此时速度与x轴的夹角为，由
解得=45°
粒子垂直打在挡板上，设粒子在磁场中运动半径为R0，有
由几何关系有
即
解得
(3)粒子刚好不打到挡板上时，轨迹与板相切，设粒子在磁场中运动半径为R，洛仑兹力提供向心力，有
由几何关系有
即
故要使粒子不打到挡板上，磁感应强度的大小B应满足的条件是
粒子再次回到x轴上，沿x轴方向前进的距离为
调节磁场必须满足
解得
粒子通过P点，回旋次数为
n为整数，只能取n=3
则有
，
解得此时磁感应强度的大小为
