安徽省蕪湖市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試 物理 含解析

2023-2024學(xué)年度第一學(xué)期蕪湖市中學(xué)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控高二物理試題卷本試題卷共6頁，20小題，滿分100分，考試用時(shí)100分鐘。注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、學(xué)校、考場/座位號、班級、準(zhǔn)考證號填寫在答題卷上，將條形碼橫貼在答題卷右上角“條形碼粘貼處”。2.作答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆在答題卷上對應(yīng)題目選項(xiàng)的答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3.非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卷各題目指定區(qū)域內(nèi)；如需改動(dòng)，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液，不按以上要求作答無效。4.考生必須保證答題卷的整潔，考試結(jié)束后，將試題卷和答題卷一并交回。一、選擇題（每小題4分，共40分；1-8小題為單選題，9-10小題為多選題，全部選對得4分，選不全得2分，錯(cuò)選或不答得0分）1.在電磁學(xué)的發(fā)展中，許多科學(xué)家做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。下列說法符合史實(shí)的是（）A.密立根最早測得元電荷e的數(shù)值B.麥克斯韋率先提出“力線”這一概念，用來描述電磁場C.赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，建立了完整的電磁場理論D.庫侖通過扭秤實(shí)驗(yàn)得出了庫侖定律，并測出了靜電力常量的值【答案】A【解析】【詳解】A．密立根利用油滴實(shí)驗(yàn)，最早測得元電荷e的數(shù)值，故A正確；B．法拉第率先提出“力線”這一概念，用來描述電磁場，故B錯(cuò)誤；C．赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，麥克斯韋建立了完整的電磁場理論，故C錯(cuò)誤；D．庫侖通過扭秤實(shí)驗(yàn)得出了庫侖定律，但是，由于在庫侖時(shí)代，電荷量的單位還沒有規(guī)定，即具體是誰測出了靜電力常量的值，并不確定，故D錯(cuò)誤。故選A。2.如圖所示，、是可視為點(diǎn)電荷的兩個(gè)帶正電的小球，電荷量都為。用長為絕緣輕繩懸掛在同一點(diǎn)，靜止時(shí)相距10cm，，則兩球的庫侖力大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)庫侖定律可得兩球的庫侖力大小為故選D。3.在某電場中，將電荷量的正電荷從點(diǎn)移到點(diǎn)，克服靜電力做功，則、兩點(diǎn)間的電勢差為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】、兩點(diǎn)間的電勢差故選C。4.在坐標(biāo)平面內(nèi)有方向平行于該平面的勻強(qiáng)電場，四點(diǎn)坐標(biāo)如圖所示，已知、、三點(diǎn)電勢分別為、、，下列說法正確的是（）A.坐標(biāo)原點(diǎn)的電勢為B.點(diǎn)的電勢為C.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為D.勻強(qiáng)電場方向沿軸正方向【答案】C【解析】詳解】A．根據(jù)解得坐標(biāo)原點(diǎn)的電勢為選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可得點(diǎn)的電勢為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．則y軸為等勢面，勻強(qiáng)電場方向沿軸負(fù)方向，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5.甲、乙為兩個(gè)完全相同的長方體導(dǎo)體，邊長為、、，將它們接入電路中，閉合開關(guān)，經(jīng)過導(dǎo)體的電流方向如圖甲、乙所示，若理想電流表、的示數(shù)相等，則導(dǎo)體甲、乙的電阻率之比為（）A.1：9 B.9：1 C.1：3 D.3：1【答案】A【解析】【詳解】甲的電阻乙的電阻理想電流表、的示數(shù)相等，則解得故選A。6.手機(jī)和平板電腦的觸摸屏多數(shù)采用的是電容式觸摸屏，其原理可簡化為如圖所示的電路。平行板電容器的上、下兩極板、分別接在一恒壓直流電源的兩端，上極板為可動(dòng)電極，下極板為固定電極。當(dāng)用手指觸壓屏幕上某個(gè)部位時(shí)，可動(dòng)電極會(huì)向下移動(dòng)，從而改變電容器的電容。當(dāng)壓力增大時(shí)（）A.電容器的電容減小 B.電容器所帶電荷量減小C.極板間的電場強(qiáng)度減小 D.電阻上有從流向的電流【答案】D【解析】【詳解】A．當(dāng)壓力增大時(shí)，兩板間距減小，根據(jù)可知，電容器的電容增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)Q=CU因兩板電壓一定，則C增加時(shí)電容器所帶電荷量增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知，極板間的電場強(qiáng)度變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．電容器所帶電荷量增加，電容器充電，則電阻上有從流向的電流，選項(xiàng)D正確。故選D。7.如圖所示，電流表和是由兩個(gè)相同電流計(jì)改裝而成，現(xiàn)將這兩個(gè)電流表并聯(lián)后接入電路中，閉合開關(guān)，則有（）A.、讀數(shù)之比為1：1 B.、的讀數(shù)之比為5：1C.、的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為5：1 D.、的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1：5【答案】B【解析】【詳解】AB．兩電流表由兩個(gè)相同的電流計(jì)改裝而成，根據(jù)電流表改裝原理可知改裝后電流表內(nèi)阻為則、的內(nèi)阻之比為兩電流表并聯(lián)，則電壓相等，則電流之比，即讀數(shù)之比為5：1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；CD．、的量程之比為5:1，讀數(shù)之比為5:1，則指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1：1，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。故選B。8.芯片制造中重要工序之一是離子注入，速度選擇器是離子注入的重要組成部分。如圖所示，從左側(cè)離子源發(fā)射出速度不同的各種離子，僅有部分離子沿平行于紙面的水平直線穿過速度選擇器右側(cè)擋板上的小孔（擋板未畫出）。已知速度選擇器中勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為、方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，速度選擇器置于真空中，不計(jì)離子受到的重力。下列說法正確的是（）A.速度選擇器只能篩選正電荷，不能篩選負(fù)電荷B.篩選出的離子的速度大小一定為C.篩選出的離子的比荷一定相同D.只增大電場強(qiáng)度，離子的動(dòng)能一定增加【答案】D【解析】【詳解】ABC．能通過選擇器的離子滿足解得即速度為的粒子都能沿直線通過選擇器，與電性無關(guān)，與比荷無關(guān)，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤；D．若離子帶正電，則只增大電場強(qiáng)度，離子受向下的電場力增加，離子向下偏轉(zhuǎn)，電場力做正功，則離子的動(dòng)能一定增加；若粒子帶負(fù)電，則只增大電場強(qiáng)度，離子受向上的電場力增加，離子向上偏轉(zhuǎn)，電場力做正功，則離子的動(dòng)能一定增加，選項(xiàng)D正確。故選D。9.如圖所示，、都是阻值為的定值電阻，是阻值足夠大的滑動(dòng)變阻器，電源內(nèi)阻為，、和都是理想電壓表和電流表；、分別表示電壓表、示數(shù)的變化量，表示電流表的示數(shù)變化量。閉合開關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由左向右緩慢滑動(dòng)時(shí)，則下列說法中正確的是（）A.表示數(shù)減小，表示數(shù)減小，表示數(shù)增大B.C.時(shí)，上的輸出功率最大D.【答案】BCD【解析】【詳解】A．滑動(dòng)變阻器的滑片由左向右緩慢滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻增大，電路干路電流減小，電流表示數(shù)減小，表示數(shù)減小，定值電阻與電源內(nèi)阻承擔(dān)電壓均減小，可知滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大，即表示數(shù)增大，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)歐姆定律有則有故B正確；D．根據(jù)閉合電路歐姆定律有則有結(jié)合上述解得故D正確；C．上消耗的功率根據(jù)數(shù)學(xué)對勾函數(shù)，作出上述函數(shù)的圖像如圖所示可知，當(dāng)時(shí)，上的輸出功率最大，故C正確。故選BCD。10.如圖所示，等腰直角三角形區(qū)域內(nèi)（包含邊界）有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，在的中點(diǎn)處有一粒子源，沿與平行的方向發(fā)射速率不同，質(zhì)量為，電荷量為的帶負(fù)電粒子，已知這些粒子都能從邊離開區(qū)域，，不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用。下列說法正確的是（）A.速度的最大值為 B.速度的最大值為C.在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為 D.在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為【答案】AD【解析】【詳解】粒子從ab邊離開磁場時(shí)的臨界運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示AB．設(shè)粒子最大軌跡半徑為，由圖中幾何關(guān)系可得解得根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得可得速度的最大值為故A正確，B錯(cuò)誤；CD．由圖可知粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡對應(yīng)的最大圓心角為，則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。二、填空題（每空2分，共14分）11.如圖螺旋測微器的讀數(shù)是___________mm；游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是___________mm?！敬鸢浮竣?1.841##1.842##1.843##1.844##1.845##1.846②.42.40【解析】【詳解】[1]螺旋測微器的讀數(shù)是1.5mm+0.01mm×34.3=1.843mm；[2]游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是42mm+0.05mm×8=42.40mm。12.有一種利用磁流體發(fā)電的裝置如圖所示。平行金屬板A、B之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）噴入磁場，A、B兩板間便產(chǎn)生電壓。如果把A、B和用電器連接，A、B就是一個(gè)直流電源的兩個(gè)電極。則該磁流體發(fā)電機(jī)的正極為___________（選填“A”或“B”）；若A、B兩板相距為，板間的磁場按勻強(qiáng)磁場處理，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，等離子體以速度沿垂直于的方向射入磁場，這種磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢大小為___________?！敬鸢浮竣?B②.【解析】【詳解】[1]根據(jù)左手定則可知，正離子受洛倫茲力向下，則B板集聚正電荷，則該磁流體發(fā)電機(jī)的正極為B；[2]當(dāng)平衡時(shí)可得這種磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢大小為E=U=Bdv13.如圖所示，線圈面積為S，線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場方向平行位置開始轉(zhuǎn)過90°，則在這一過程中穿過線圈的磁通量的改變量為______。【答案】【解析】【詳解】[1]線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場方向平行時(shí)，穿過線圈的磁通量線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場方向平行位置開始轉(zhuǎn)過90°時(shí)，穿過線圈的磁通量則在這一過程中穿過線圈的磁通量的改變量為14.如圖所示，“”型導(dǎo)線固定并垂直放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場中，已知，垂直。導(dǎo)線通入恒定電流時(shí)，導(dǎo)線受到的安培力大小為___________?！敬鸢浮俊窘馕觥俊驹斀狻繉?dǎo)線的等效長度為導(dǎo)線受到的安培力大小為15.如圖所示，是置于通電螺線管正上方的一段通電直導(dǎo)線，電流方向垂直于紙面向里。在開關(guān)接通后，導(dǎo)線所受安培力方向___________。（選填“向下”、“向上”、“向右”或“向左”）【答案】向上【解析】【詳解】在開關(guān)接通后，根據(jù)右手螺旋定則可知，導(dǎo)線所在處的磁場方向水平向左，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線所受安培力方向向上。三、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共12分）16.小朱和小潘兩位同學(xué)利用一段粗細(xì)均勻、電阻率較大的電阻絲，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行電阻率的測量。其中為電阻絲，經(jīng)測量得其橫截面積大小為，是阻值為的定值電阻。正確接線后，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P，記錄多組電壓表示數(shù)、電流表示數(shù)以及對應(yīng)的長度的值。（1）在實(shí)驗(yàn)中選用電流表的量程來測量電流，示數(shù)如圖乙所示，則電流大小為___________A；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出圖像如圖丙所示，兩位同學(xué)順便測得電池的內(nèi)電阻___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出圖像如圖丁所示，則電阻絲的電阻率___________?！敬鸢浮竣?0.30②.0.20③.【解析】【詳解】（1）[1]電流表的量程為，分度值為，由圖乙可知，電流大小為。（2）[2]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得可得可知丙圖中的圖像的斜率絕對值為可得電池的內(nèi)電阻為（3）[3]根據(jù)歐姆定律和電阻定律可得可知圖像的斜率為可知電阻絲的電阻率為17.在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)過程中：（1）多用電表直流電壓擋有、和共3個(gè)量程擋位，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖甲所示，靈敏電流計(jì)滿偏電流為、內(nèi)阻，當(dāng)接線柱接擋位3時(shí)直流電壓擋的量程為，則電阻的大小為___________。（2）利用多用電表測量某電阻阻值，圖乙為多用電表的表盤。①若使用“”倍率測量某電阻時(shí)，指針位置如圖乙所示，則該電阻阻值為___________。②關(guān)于多用電表的使用，下列操作錯(cuò)誤的是___________。A．若測量某電阻時(shí)歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，應(yīng)選用更高倍率的擋位完成測量B．測量不同電阻的阻值時(shí)，不需要每次都進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，但一定都需要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零C．用“”的倍率測量某電阻時(shí)指針指在20和30刻度正中間，則測得的阻值小于D．測量某二極管的正向電阻時(shí)，應(yīng)使黑表筆接二極管的正極【答案】①.40000②.140③.B【解析】【詳解】（1）[1]當(dāng)接線柱接擋位2時(shí)直流電壓擋的量程為，則有當(dāng)接線柱接擋位3時(shí)直流電壓擋的量程為，則有聯(lián)立解得（2）①[2]若使用“”的倍率測量某電阻時(shí)，指針位置如圖乙所示，則該電阻阻值為②[3]A．若測量某電阻時(shí)歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，說明待測電阻較大，應(yīng)選用更高倍率的擋位完成測量，故A正確，不滿足題意要求；B．測量不同電阻的阻值時(shí)，不需要每次都進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，如果不需要更換歐姆倍率擋位，則不需要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，如果需要更換歐姆倍率擋位，則需要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，故B錯(cuò)誤，滿足題意要求；C．用“”的倍率測量某電阻時(shí)指針指在20和30刻度正中間，則測得的阻值小于，故C正確，不滿足題意要求；D．測量某二極管的正向電阻時(shí)，應(yīng)使黑表筆接二極管的正極，故D正確，不滿足題意要求。故選B。四、計(jì)算題（第18題10分，第19題12分，第20題12分，共34分；計(jì)算過程要有必要的文字說明和相關(guān)的公式，沒有過程只有答案不給分）18.如圖所示，電源電動(dòng)勢，內(nèi)阻，電阻。電動(dòng)機(jī)的額定電壓，線圈電阻。求：（1）只閉合開關(guān)時(shí)，電流和電源的效率；（2）、均閉合后，電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，電動(dòng)機(jī)的輸出功率?！敬鸢浮浚?），；（2）【解析】【詳解】（1）只閉合開關(guān)時(shí)，電路中的電流為此時(shí)電源的效率為（2）開關(guān)、均閉合后，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，可得此時(shí)路端電壓為9V，干路電流為可得通過電動(dòng)機(jī)中的電流為此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為19.如圖甲所示，電子加速器的加速電壓為，偏轉(zhuǎn)電場的極板相距為。大量電子由靜止加速后，不斷地從兩板正中間沿水平方向射入偏轉(zhuǎn)電場。兩板不帶電時(shí)，電子通過兩板的時(shí)間為，當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期為、最大值為（未知）的變化電壓時(shí)，偏移量最大的電子恰從兩極板右邊緣射出。電子的電荷量為，質(zhì)量為，不計(jì)電子重力和它們之間相互作用力，求：（1）電子射入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度大?。唬?）偏轉(zhuǎn)電場的電壓；（3）何時(shí)從左側(cè)進(jìn)入的電子從平行板右側(cè)距離中線上方處飛出？【答案】（1）；（2）；（3）（n=1，2，3…）或【解析】【詳解】（1）電子在加速電場做加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理解得（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場中做分段類平拋運(yùn)動(dòng)，其中水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，速度為豎直方向做分段勻變速運(yùn)動(dòng)，其圖像如圖所示從圖看出在時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場電子，出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)偏移量最大，依題意得由牛頓第二定律由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解得偏轉(zhuǎn)電壓（3）設(shè)時(shí)刻進(jìn)