湖北省云學(xué)名校聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末聯(lián)考物理試題 含解析

2023～2024學(xué)年云學(xué)名校聯(lián)盟高二年級(jí)期末聯(lián)考物理試卷一、選擇題（本大題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求。每小題全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。）1.真空中某處固定一帶電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，在距離該點(diǎn)電荷R處，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，則距離該點(diǎn)電荷3R處，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（）A. B.9E C.3E D.【答案】D【解析】【詳解】距離點(diǎn)電荷R處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為距離點(diǎn)電荷3R處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為故選D。2.質(zhì)量分別為m和2m的甲、乙兩個(gè)物體沿同一直線在光滑的水平面上相向運(yùn)動(dòng)，甲的速度大小為v，乙的速度大小為2v，碰后甲物體速度反向且大小仍為v，碰撞時(shí)間極短，下列說(shuō)法正確的是（）A.碰后乙物體速度大小為2vB.甲、乙碰撞過(guò)程中系統(tǒng)機(jī)械能不守恒C.甲物體在碰撞過(guò)程中動(dòng)量的變化量為0D.乙物體在碰撞過(guò)程中動(dòng)能變化量為0【答案】B【解析】【詳解】A．以甲的碰前的速度方向?yàn)檎?，則甲、乙碰撞過(guò)程中得選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．甲、乙碰撞過(guò)程之前總動(dòng)能碰撞之后二者不相等，機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)B正確；C．甲碰撞前后動(dòng)量改變量選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．乙碰撞前后動(dòng)能改變量選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B。3.如圖所示，用絕緣細(xì)繩豎直懸掛一個(gè)匝數(shù)為n的矩形線圈，細(xì)繩與拉力傳感器相連，傳感器可以讀出細(xì)繩上的拉力大小?，F(xiàn)將線框的下邊MN垂直置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，MN邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。當(dāng)導(dǎo)線中通以大小為I的電流時(shí)，傳感器的讀數(shù)為；當(dāng)電流反向且大小變?yōu)樵瓉?lái)兩倍時(shí)，傳感器的讀數(shù)變?yōu)椋ǎ?，磁感?yīng)強(qiáng)度的大小為（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)平衡條件，由題意可知解得故選B。4.如圖所示，CDEF是金屬框，框內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)導(dǎo)體棒MN向左移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.MNDC回路中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较駼.MNEF回路中感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较駽.導(dǎo)體棒M端的電勢(shì)低于N端的電勢(shì)D.導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向?yàn)镹到M【答案】C【解析】【詳解】ABD．由右手定則知導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向?yàn)镸到N，MNDC回路中感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍琈NEF回路中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?；ABD錯(cuò)誤；C．導(dǎo)體棒MN充當(dāng)電源作用，電源內(nèi)部電流從低電勢(shì)流向高電勢(shì)，故電勢(shì)M端的電勢(shì)低于N端的電勢(shì)，C正確；故選C。5.如圖所示，平行板電容器通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與電源、理想電壓表相連，先將開(kāi)關(guān)置于1位置給電容器充電，過(guò)一段時(shí)間后，再置于2位置，發(fā)現(xiàn)理想電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。進(jìn)行以下操作，得到結(jié)論正確的是（）A.開(kāi)關(guān)接1時(shí)，增大平行板電容器的板間距離，穩(wěn)定后電容器所帶電荷量變大B.開(kāi)關(guān)接1時(shí)，將一塊金屬板插入電容器兩板之間，穩(wěn)定后極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變C.開(kāi)關(guān)接2時(shí)，增大平行板電容器的板間距離，穩(wěn)定后電容器所帶電荷量變少D.開(kāi)關(guān)接2時(shí)，將一塊陶瓷片插入電容器兩板之間，穩(wěn)定后電壓表示數(shù)變小【答案】D【解析】【詳解】A．開(kāi)關(guān)接1時(shí)，兩極板間電勢(shì)差U不變，增大平行板電容器的板間距離，根據(jù)電容C變小，根據(jù)電荷量Q變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．開(kāi)關(guān)接1時(shí)，U不變，將一塊金屬板插入電容器兩板之間，相當(dāng)于減小平行板電容器的板間距離，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度E變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．開(kāi)關(guān)接2時(shí)，電荷量Q不變，增大平行板電容器的板間距離，電荷量Q也不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．開(kāi)關(guān)接2時(shí)，電荷量Q不變，將一塊陶瓷片插入電容器兩板之間，相對(duì)介電常數(shù)變大，根據(jù)電容器的電容變大，根據(jù)可知，電勢(shì)差U變小，電壓表示數(shù)變小，選項(xiàng)D正確。故選D。6.如圖所示，兩個(gè)小燈泡A、B規(guī)格相同，A燈與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后接入電路，B燈與自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈L串聯(lián)后接入電路。先調(diào)節(jié)滑片置于P點(diǎn)，再閉合開(kāi)關(guān)，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)A燈和B燈一樣亮。那么，下列說(shuō)法正確的是（）A.滑片置于P點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值小于線圈的直流電阻B.開(kāi)關(guān)閉合瞬間，A、B燈緩慢變亮C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，電流自左向右通過(guò)B燈D現(xiàn)將滑片右移，再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，A、B燈均閃亮后再緩慢變暗【答案】C【解析】【詳解】A．閉合開(kāi)關(guān)一段時(shí)間后，A燈和B燈一樣亮，所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器阻值等于線圈的直流電阻，A錯(cuò)誤；B．開(kāi)關(guān)閉合瞬間，A燈立即變亮，B燈由于自感線圈的阻礙作用，流過(guò)的電流從零開(kāi)始逐漸變大，故B燈逐漸變亮，B錯(cuò)誤；C．開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，流過(guò)線圈電流是自左向右，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，由于自感線圈的阻礙作用，電流不能馬上減到零，電流方向仍自左向右，因此流過(guò)B燈的電流自左向右，C正確；D．滑片右移，滑動(dòng)變阻器電阻變大，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值大于線圈的直流電阻，流過(guò)A燈電流小于流過(guò)B燈電流，接著斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，線圈充當(dāng)電源作用，流過(guò)A燈電流先變大再逐漸變小，流過(guò)B燈的電流緩慢變小，故A燈閃亮后再緩慢變暗，B燈緩慢變暗，D錯(cuò)誤。故選C7.如圖所示，在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形邊界abcd區(qū)域內(nèi)存在大小為B，方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，邊界cd邊上有一個(gè)距d點(diǎn)的粒子源P，正向勻強(qiáng)磁場(chǎng)連續(xù)發(fā)射質(zhì)量為m，電荷量為q，速度大小均為，速度方向與邊界的夾角的帶正電的粒子，不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用，則ab邊有粒子射出的長(zhǎng)度是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】從粒子源射入磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的圓周半徑為r，解得當(dāng)軌跡與ad邊相切交ab邊于點(diǎn)M，連接與切點(diǎn)，由幾何關(guān)系得則則當(dāng)軌跡與ab邊相切于N點(diǎn)時(shí)，N即為粒子從ab邊射出的最遠(yuǎn)點(diǎn)，連接圓心與切點(diǎn)，由幾何關(guān)系得ab邊有粒子射出的長(zhǎng)度故選A。8.如圖所示，一列周期為2s，振幅為4cm，沿x軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波時(shí)刻的部分波形圖，已知平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)正向上振動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）A.波沿x軸正方向傳播B.波沿x軸負(fù)方向傳播C.b質(zhì)點(diǎn)比a質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置D.0~7s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)a的路程為56cm【答案】BCD【解析】【詳解】AB．已知平衡位置在x=6m處的質(zhì)點(diǎn)正向上振動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法可知波沿x軸負(fù)方向傳播，A錯(cuò)誤，B正確；C．波沿x軸負(fù)方向傳播，b質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸負(fù)向，則比a質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，C正確；D．因?yàn)?，質(zhì)點(diǎn)a的路程為14A=56cm，D正確。故選BCD。9.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。無(wú)初速度的帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片。平板S下方有強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。關(guān)于質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子，下列表述正確的是（）A.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B.要讓粒子通過(guò)速度選擇器進(jìn)入質(zhì)譜儀，加速電場(chǎng)兩極板間電壓C.粒子打在膠片上的位置離狹縫P越遠(yuǎn)，表明其比荷越大D.粒子打在膠片上的位置離狹縫P越遠(yuǎn)，表明其比荷越小【答案】AD【解析】【詳解】A.帶正電荷的粒子進(jìn)入速度選擇器，所受的靜電力向右，則洛倫茲力必須向左，根據(jù)左手定則判斷可知，速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，故A正確；B.要讓粒子通過(guò)速度選擇器進(jìn)入質(zhì)譜儀，則粒子的速度大小一定為，設(shè)加速電場(chǎng)兩極板間電壓為U，有故加速電場(chǎng)兩極板間電壓故B錯(cuò)誤；CD.粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，則整理得其中E、B、B0都是定值，粒子打在膠片上的位置越遠(yuǎn)離狹縫P，則粒子的軌道半徑r越大，粒子的比荷越小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。10.如圖所示，平行且光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ放置在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒1和質(zhì)量為2m的導(dǎo)體棒2置于導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)體棒相距x，導(dǎo)體棒1和導(dǎo)體棒2的電阻分別為R和2R。現(xiàn)在分別給導(dǎo)體棒1和導(dǎo)體棒2向左和向右的初速度和，關(guān)于導(dǎo)體棒1和導(dǎo)體棒2以后的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.導(dǎo)體棒1和導(dǎo)體棒2構(gòu)成的回路，初始時(shí)刻電動(dòng)勢(shì)為3BLv0B.初始時(shí)刻導(dǎo)體棒2所受安培力大小為C.當(dāng)導(dǎo)體棒1速度為0時(shí)，導(dǎo)體棒2的速度為v0D.很長(zhǎng)一段時(shí)間后，導(dǎo)體棒1和導(dǎo)體棒2的距離為【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)右手定則可知，初始時(shí)刻導(dǎo)體棒1和導(dǎo)體棒2中感應(yīng)電流方向分別為向下和向上，所以總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為故A正確；B．初始時(shí)刻，回路中電流為導(dǎo)體棒2所受安培力大小為故B錯(cuò)誤；C．導(dǎo)體棒1和導(dǎo)體棒2所受安培力大小相等、方向相反，則導(dǎo)體棒1和導(dǎo)體棒2組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒，取向右為正方形，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有解得故C錯(cuò)誤；D．很長(zhǎng)一段時(shí)間后，回路中感應(yīng)電流為零，導(dǎo)體棒1和導(dǎo)體棒2會(huì)以相同的速度運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有解得對(duì)導(dǎo)體棒2根據(jù)動(dòng)量定理有設(shè)最終導(dǎo)體棒1和導(dǎo)體棒2的距離為x′，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律有解得故D正確。故選AD。二、非選擇題（本題共5小題，共60分。）11.某同學(xué)在一次“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后計(jì)算出該金屬材料的電阻率。（1）用刻度尺測(cè)得該金屬絲的長(zhǎng)度如圖甲所示，讀數(shù)為L(zhǎng)=________cm；用游標(biāo)卡尺測(cè)得該金屬絲直徑如圖乙所示，讀數(shù)為D=________mm；（2）設(shè)測(cè)得電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，可得金屬絲的電阻率為_(kāi)_______。（用U、I、L、D四個(gè)物理量表示）【答案】①.8.09##8.10##8.11②.1.25③.【解析】【詳解】（1）[1]如圖尺子最小分度值為1mm，讀數(shù)為8.10cm。[2]游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為1mm+5×0.05mm=1.25mm（2）[3]根據(jù)電阻定律解得12.某實(shí)驗(yàn)興趣小組欲測(cè)定一個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，除開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線以外，發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)電壓表V、一個(gè)電阻箱R和幾個(gè)不知阻值的定值電阻R0。為了完成實(shí)驗(yàn)，該小組設(shè)計(jì)圖甲和圖乙所示電路。（1）通過(guò)圖甲可以測(cè)定R0的阻值，當(dāng)R=5Ω時(shí)，電壓表示數(shù)恰好為0，則R0=________Ω，若R>R0，則通過(guò)電壓表的電流方向?yàn)開(kāi)_______（填“從a到b”或“從b到a”）；（2）通過(guò)圖乙測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，測(cè)得U和R多組數(shù)據(jù)，繪出的圖像，則函數(shù)表達(dá)式________，若圖像斜率為k，縱截距為b，則電池的電動(dòng)勢(shì)E=________和內(nèi)阻r=________（結(jié)果用k、b、R0表示）；若考慮電壓表內(nèi)阻，則電池內(nèi)阻的測(cè)量值________真實(shí)值（填“大于”、“小于”、“等于”）?！敬鸢浮竣?5②.從a到b③.④.⑤.⑥.小于【解析】【詳解】（1）[1]當(dāng)時(shí)，電壓表示數(shù)為0，因此R0=5Ω；[2]若R>R0，則，通過(guò)電壓表的電流方向?yàn)閺腶到b；（1）[3][4][5]根據(jù)閉合回路的歐姆定律變形可得則因此[6]若考慮電壓表內(nèi)阻，則即電池內(nèi)阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。13.如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直固定放置，其半徑為R，電場(chǎng)線與半圓軌道處在同一平面內(nèi)，半圓軌道最低點(diǎn)與一水平粗糙絕緣軌道MN相切于N點(diǎn)。一小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）帶正電且電荷量為q，質(zhì)量為m，與水平軌道間的滑動(dòng)摩擦力大小為0.5mg，現(xiàn)將小滑塊從水平軌道的M點(diǎn)由靜止釋放，恰好能到達(dá)P點(diǎn)，MN的長(zhǎng)度為R，已知重力加速度大小為g，求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）（1）M、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差大小UMP；（2）物體經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)滑塊對(duì)軌道的壓力大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）剛好能到達(dá)P點(diǎn)，說(shuō)明到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度為零，從M到P，對(duì)小物塊列動(dòng)能定理有解得（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)差大小為從M到N，對(duì)小物塊列動(dòng)能定理有設(shè)物體經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物體的支持力為F，在N點(diǎn)，由牛頓第二定律有解得由牛頓第三定律得，滑塊對(duì)軌道的壓力大小也為。14.如圖甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=1000，線圈面積S=400cm2，線圈的電阻r=1Ω，在線圈外接一個(gè)阻值R=3Ω的電阻。把線圈放入一個(gè)方向垂直線圈平面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的大小和線圈完全重合，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，求：（1）t=2s時(shí)電阻R上的電流大小和方向；（2）4~6s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q；（3）若把圓形磁場(chǎng)半徑縮小為原來(lái)的一半，求4~6s內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量?！敬鸢浮浚?）5A，從b到a；（2）2400J；（3）10C【解析】【詳解】（1）t=2s時(shí)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為感應(yīng)電流的大小為由楞次定律可知，電阻R上感應(yīng)電流的方向?yàn)閺腷到a。（2）4~6s內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為感應(yīng)電流的大小為電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為（3）把磁場(chǎng)半徑縮小為原來(lái)的一半，面積，4~6s內(nèi)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為產(chǎn)生的平均感應(yīng)電流為4~6s內(nèi)通過(guò)R的電荷量為15.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xoy的第一、二、四象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第三象限存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。一質(zhì)量為m，帶電量為q的正電粒子a，從A點(diǎn)靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)粒子a第一次運(yùn)動(dòng)到x軸時(shí)，恰好以垂直x軸運(yùn)動(dòng)方向，與靜止在x軸上的帶正電粒子b發(fā)生彈性正碰，已知粒子b質(zhì)量為3m，A點(diǎn)坐標(biāo)為，碰撞過(guò)程中電荷不發(fā)生轉(zhuǎn)移，不計(jì)重力。求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）粒子a與b碰撞后，粒子a離原點(diǎn)O的最遠(yuǎn)距離P點(diǎn)的坐標(biāo)；（3）若粒子b也能以垂直x軸運(yùn)動(dòng)方向到P點(diǎn)，則粒子a與粒子b的帶電量的比值。（已知17≈4.12）【答案】（1）；（2）（2d，0）；（3）0.52【解析】【詳解】（1）設(shè)粒子a剛進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小為v0，由動(dòng)能定理得依題可知，粒子a進(jìn)入磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)半徑為d，因此洛倫茲力提供向心力聯(lián)立上式可得（2