四川省成都市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試 物理 含解析

2023~2024學(xué)年度上期期末高二年級調(diào)研考試物理滿分100分，考試時間90分鐘。注意事項：1.答題前，務(wù)必將自己的姓名、考籍號填寫在答題卡規(guī)定的位置上。2.答選擇題時，必須使用2B鉛筆將答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號。3.答非選擇題時，必須使用0.5毫米黑色簽字筆，將答案書寫在答題卡規(guī)定的位置上。4.所有題目必須在答題卡上作答，在試題卷上答題無效。5.考試結(jié)束后，只將答題卡交回。第Ⅰ卷（選擇題，共44分）一、單項選擇題（本題包括8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題意。）1.關(guān)于教材中的四個實驗裝置，下列說法正確的是（）A.安培利用裝置（a）總結(jié)出了電荷間相互作用的規(guī)律B.奧斯特利用裝置（b）發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)C.法拉第利用裝置（c）研究了通電導(dǎo)線間相互作用的規(guī)律D.麥克斯韋利用電磁感應(yīng)原理制成了第一臺圓盤發(fā)電裝置（d）【答案】B【解析】【詳解】A．庫倫利用裝置（a）總結(jié)出了電荷間相互作用的規(guī)律，故A項錯誤；B．奧斯特利用裝置（b）發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故B項正確；C．安培利用裝置（c）研究了通電導(dǎo)線間相互作用的規(guī)律，故C項錯誤；D．法拉第利用電磁感應(yīng)原理制成了第一臺圓盤發(fā)電裝置（d），故D項錯誤。故選B。2.如圖所示，豎直放置的長直導(dǎo)線通以恒定電流，有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面，在下列情況中線框不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A.導(dǎo)線中電流變大 B.線框向右平動C.線框向下平動 D.線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．導(dǎo)線中電流變大，則周圍的磁感應(yīng)強度增強，則線框中磁通量增加，故可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤；B．線框向右運動時，線框中的磁感應(yīng)強度減小，故磁通量減少，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯誤；C．線框向下運動時，線框中磁感應(yīng)強度不變，磁通量不變，故不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，C正確；D．線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動，線框中的磁通量發(fā)生變化，故會產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯誤。故選C。3.將四個完全相同的燈泡按圖示的電路連接，其中電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，閉合開關(guān)后各燈泡均發(fā)光，若燈泡突然短路，則（）A.燈泡變暗 B.燈泡變亮 C.燈泡變亮 D.電源輸出功率一定變大【答案】B【解析】【詳解】A．燈泡突然短路，電路中總電阻減小，總電流增大，則燈泡變亮，故A錯誤；BC．電路中總電流增大，則電源內(nèi)電壓增大，兩端電壓增大，則兩端電壓減小，燈泡變暗，流經(jīng)電流減小，由于總電流增大，所以流經(jīng)電流增大，燈泡變亮，故B正確，C錯誤；D．由于不知道電源內(nèi)阻和燈泡電阻之間大小關(guān)系，無法判斷電源輸出功率是否變大，故D錯誤。故選B。4.做簡諧振動物體經(jīng)過與平衡位置對稱的兩個位置時，可能相同物理量是（）A.位移 B.速度 C.加速度 D.回復(fù)力【答案】B【解析】【詳解】A．位移大小相同，方向不同，則位移不相同，選項A錯誤；B．速度大小相同，方向可能相同，也可能相反，即速度可能相同，選項B正確；C．根據(jù)，則加速度大小相同，方向相反，即加速度不同，選項C錯誤；D．根據(jù)F=-kx可知，回復(fù)力大小相同，方向相反，即回復(fù)力不同，選項D錯誤。故選B。5.蓖麻油和頭發(fā)碎屑置于器皿內(nèi)，用起電機使電極帶電，頭發(fā)碎屑會呈現(xiàn)如圖所示的圖樣，已知右側(cè)接線柱接起電機正極。則下列說法正確的是（）A.電場線是真實存在的 B.a點場強小于b點場強C.a點電勢高于b點電勢 D.將一正檢驗電荷從a點移動至b點，電場力做負功【答案】D【解析】【詳解】A．電場線是假想的，不是真實存在的，故A錯誤；B．圖中黑線，能描述出電場的分布，a點電場線比b點電場線密集，a點場強大于b點場強，故B錯誤；CD．a(chǎn)點電勢低于b點電勢，將一正檢驗電荷從a點移動至b點，電場力做負功，故C錯誤，D正確。故選D。6.如圖，空間存在著沿水平方向且相互正交的勻強電場和勻強磁場，有一帶電小球與電場方向成角垂直于磁場射入復(fù)合場中，且剛好做直線運動。已知電場強度，磁感應(yīng)強度，則帶電小球運動的速度大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由題意可得，帶電小球帶正電，受力分析如圖所示由平衡條件解得帶電小球運動的速度大小為故選B。7.一周期為T、向右傳播的簡諧橫波在時恰好傳到O點，波形如圖所示。在時，a、b兩點間的波形為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】由題圖可知，其波長為0.4m，該波的波速為時傳播距離為此時該波剛好傳播至b點右側(cè)0.1m處，故其ab間的波形如選項A所示。故選A。8.如圖，空間存在水平向右的勻強電場，電場強度大小，半徑為R的圓環(huán)豎直固定。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從軌道內(nèi)側(cè)最低點A以某一初速度v沿順時針方向做圓周運動，小球恰好能通過圓弧上與圓心O等高的B點，重力加速度為g，則速度v大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】小球恰好能通過圓弧上與圓心O等高的B點，根據(jù)動能定理有速度v大小為故選D。二、多項選擇題（本題包括5小題，每小題4分，共20分。每小題給出的四個選項中，有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）9.如圖，一個半徑為R、質(zhì)量為m的鋁制導(dǎo)電圓環(huán)靜止在水平面上，其圓心正上方放置一條形磁鐵?，F(xiàn)給圓環(huán)通以如圖所示的恒定電流I（俯視圖逆時針），則下列說法正確的是（）A.導(dǎo)電圓環(huán)對水平面的壓力大于重力 B.導(dǎo)電圓環(huán)對水平面的壓力仍等于重力C.導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢 D.導(dǎo)電圓環(huán)有擴張的趨勢【答案】AC【解析】【詳解】AB．圓環(huán)通以如圖所示的恒定電流I（俯視圖逆時針），產(chǎn)生的磁場可等效為豎直放置上端為極的條形磁鐵，則圓環(huán)受到向下的磁場力，則導(dǎo)電圓環(huán)對水平面的壓力大于重力，故A正確，B錯誤；CD．圓環(huán)通以如圖所示的恒定電流I（俯視圖逆時針），根據(jù)左手定則，把環(huán)形電流看成無數(shù)段直線電流，圓環(huán)各段直線電流受到安培力的水平分量均指向圓心，導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢，故C正確，D錯誤。故選AC。10.如圖，電磁打點計時器是利用電磁原理打點計時的一種儀器。它的工作原理為：線圈中通入交流電時，線圈中的鋼制彈簧片被周期性的磁化，并受到永久磁鐵作用使彈簧片帶動振針周期性的上下振動。當(dāng)某時刻線圈中通入圖示電流時，下列說法正確的是（）A.線圈右端為N極 B.線圈右端為S極C.彈簧片被磁化后受到向上的作用力 D.彈簧片被磁化后受到向下的作用力【答案】AD【解析】【詳解】AB．由右手螺旋定律知線圈右端為N極，彈簧片被磁環(huán)后右端為N極，故A正確，B錯誤；CD．由磁場對磁極的作用可知，彈簧片右端受向下的磁場力，故C錯誤，D正確。故選AD。11.如圖，A、B、C為圓周上三點，O為圓心，半徑為，空間中存在與紙面平行的勻強電場，A、B、C三點的電勢分別為，下列說法正確的是（）A.電場強度沿OB方向 B.電場強度沿AC方向C.電場強度的大小為 D.電場強度的大小為【答案】BD【解析】【詳解】AB．A、C中點在OB上，A、C中點電勢所以O(shè)B所在直線是等勢線，場強方向垂直于等勢線且由高電勢指向低電勢，所以電場強度沿AC方向，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)幾何關(guān)系，A、C距離電場強度的大小為故C錯誤，D正確。故選BD。12.某噴墨打印機的簡化模型如圖所示。重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)县撾姾笠院苄〉乃俣龋ǔ跛俣葞缀鯙?）進入ab板間的加速電場，并沿平行于極板方向飛入cd極板間的勻強電場，最終打在紙上，則下列說法正確的是（）A.a板電勢高于b板電勢 B.墨汁微滴電勢能逐漸減小C.墨汁微滴運動時間與其電荷量無關(guān) D.墨汁微滴運動軌跡與其電荷量無關(guān)【答案】BD【解析】【詳解】A．墨汁微滴在加速電場中做勻加速，所以受向右的電場力，該電場的方向為向左，所以b板帶正電，a板帶負電，因此b板電勢高，a板電勢低，故A錯誤；B．墨汁微滴在ab板和cd板間電場力都做正功，故電勢能減小，故B正確；C．墨汁微滴在加速電場中在cd板間水平方向做勻速直線運動，所以運動的時間為與電荷量有關(guān)，故C錯誤;D．墨汁微滴在cd板間做類平拋運動，根據(jù)類平拋運動規(guī)律得根據(jù)牛頓第二定律得又墨汁微滴豎直方向運動的位移為所以墨汁微滴運動軌跡與其電荷量無關(guān),故D錯誤故選BD。13.圖示為質(zhì)譜儀工作原理的示意圖，不計重力的帶電粒子M、N從S點靜止進入加速電場，經(jīng)電壓U加速后，從O點垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，最后打在照相底片上。圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子M、N所通過的路徑，M、N粒子落點到O點的距離分別為，則（）A.M粒子的比荷可能等于N粒子的比荷B.M粒子的比荷一定大于N粒子的比荷C.M、N兩粒子在磁場中運動的時間之比為D.M、N兩粒子在磁場中運動的速度之比為【答案】BC【解析】【詳解】AB．粒子在加速電場中有在磁場中，根據(jù)洛倫茲力提供向心力粒子落點到O點的距離為可得由圖可知則M粒子的比荷一定大于N粒子的比荷，故A錯誤，B正確；C．粒子在磁場中運動的時間為M、N兩粒子在磁場中運動的時間之比為故C正確；D．兩粒子在磁場中運動的速度為M、N兩粒子在磁場中運動的速度之比為故D錯誤。故選BC。第Ⅱ卷（非選擇題，共56分）三、實驗題（本題共2小題，共14分。）14.某同學(xué)利用平行板電容器進行系列實驗探究，過程如下：（1）該同學(xué)利用圖（a）所示實驗裝置，探究電荷量不變的情況下，電壓與電容的關(guān)系。其中電容器左側(cè)極板和靜電計外殼均接地，電容器右側(cè)極板與靜電計金屬球相連，使電容器充電后與電源斷開。在實驗中觀察到的現(xiàn)象是____________（填正確答案標(biāo)號）。A.手水平向左移動時，靜電計指針的張角變大B.手豎直向上移動時，靜電計指針的張角變小C.手不動，并向兩板間插入陶瓷片時，靜電計指針的張角變大（2）此同學(xué)利用圖（b）所示實驗裝置探究電壓不變的情況下，某點電勢的變化情況。若將電容器上板A接電源正極，下板B接電源負極，且上極板接地，閉合開關(guān)S，一帶電液滴恰好靜止在電容器內(nèi)部P點，現(xiàn)將電容器下極板B緩慢向下移動一小段距離，液滴____________（填“靜止不動”、“向下運動”或“向上運動”），P點電勢____________（填“升高”、“不變”或“降低”）?！敬鸢浮竣?A②.向下運動③.升高【解析】【詳解】（1）[1]A．根據(jù)公式得可知圖中的手水平向左移動時，d增大，U增大，靜電計指針的張角變大，故A正確；B．根據(jù)S減小，U增大，手豎直向上移動時，靜電計指針的張角變大，故B錯誤；C．根據(jù)手不動，并向兩板間插入陶瓷片時，變大，靜電計指針的張角變小，故C錯誤。故選A。（2）[2]電容器的電壓不變，而將電容器下極板B向下平移一小段距離，根據(jù)則電場強度要減小，電場力將小于重力，故液滴要向下運動。[3]以大地為零勢點，P點與零電勢的A板距離不變，而電場強度減小，則P點與零電勢點之間的電勢差減小，又因為P點的電勢小于0，則P點的電勢升高。15.某同學(xué)用電流表和電壓表測一舊電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗過程如下：（1）此同學(xué)利用一內(nèi)阻，滿偏電流的表頭G改裝一個雙量程電流表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖（a）。已知電阻，，則該電流表的小量程為____________、大量程為____________。（2）此同學(xué)利用改裝后的電流表和電壓表，設(shè)計了如圖（b）的實驗原理圖。（3）此同學(xué)選擇合理量程的電流表和電壓表測得7組數(shù)據(jù)，作出如圖（c）所示的圖像，若不考慮電表內(nèi)阻影響，用作圖法可求得該電池的電動勢________V和內(nèi)阻__________。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）（4）此同學(xué)認真分析發(fā)現(xiàn)若考慮電表內(nèi)阻影響，利用第（3）問方法測得電池內(nèi)阻____________（填“偏大”、“偏小”或“不變”），電池內(nèi)阻___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。【答案】①.5.00②.100③.1.50④.100⑤.偏大⑥.90【解析】【詳解】（1）[1][2]當(dāng)開關(guān)接b時，電流表量程為當(dāng)開關(guān)接a時，電流表量程為所以該電流表的小量程為5.00mA，大量程為100mA。（3）[3][4]由閉合電路得歐姆定律可得化簡可得圖像縱截距為所以該電池的電動勢為1.50V。斜率所以該電池的內(nèi)阻為。（4）[5]若考慮電表內(nèi)阻的影響，則由閉合電路歐姆定律化簡可得斜率為所以測得電池內(nèi)阻偏大。[6]由圖c可知，改裝后的電流表量程為5mA，所以改裝后的電流表內(nèi)阻為所以電池內(nèi)阻為四、計算題（本題共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值運算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）16.圖示為一款能自動上水電熱壺，某同學(xué)得知其“上水”功能是由一電動機和傳感器來實現(xiàn)的。經(jīng)查詢，電動機的內(nèi)阻為，其兩端所加電壓恒為時，電動機能帶動負載正常運轉(zhuǎn)，電流為。求：（1）電動機正常運轉(zhuǎn)時的輸出功率；（2）若電動機卡住，其發(fā)熱功率為多少?！敬鸢浮浚?）5W；（2）36W【解析】【詳解】（1）電動機正常運轉(zhuǎn)時消耗的電功率為電動機正常運轉(zhuǎn)時因電阻發(fā)熱而損耗的功率所以電動機正常運轉(zhuǎn)時的輸出功率（2）若電動機卡住，電動機相當(dāng)于純電阻用電器，則其發(fā)熱功率為17.如圖，兩足夠長的平行導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置在勻強磁場中，磁場方向豎直向上，磁感應(yīng)強度，導(dǎo)軌間距。M、P之間的電源電動勢為，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的最大阻值為。將一根質(zhì)量為的金屬棒ab水平放置且與導(dǎo)軌保持良好接觸，ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，閉合開關(guān)S后，將ab由靜止釋放，ab恰能保持靜止。不計金屬棒ab和導(dǎo)軌的電阻，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取。（1）求滑動變阻器接入電路的阻值；（2）斷開S，將滑動變阻器的阻值調(diào)至最大，再次閉合S后將ab由靜止釋放，求ab下滑時的速度大小。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得（2）將滑動變阻器的阻值調(diào)至最大，再次閉合S后電流加速度根據(jù)18.如圖，在豎直平面內(nèi)，位于同一水平線上的M、N兩點，固定兩個電荷量均為的點電荷。A、B為MN中垂線上的兩點，O為MN的中點，且。將一質(zhì)量為m，電荷量為的帶電小球從A點靜止釋放。已知重力加速度為g，靜電力常量為k，不計空氣阻力。（1）求小球到達B點時的速度大??；（2）若在空間再加一豎直向下的勻強電場，并從A點將小球以大小為v，方向垂直紙面向里的速度拋出，小球恰好能繞O點做勻速圓周運動。求所加勻強電場的場強大小E和小球做圓周運動的速度大小v?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】【詳解】（1）根據(jù)對稱性，從A到B電場力不做功，有動能定理可知小球到達B點時的速度大小解得（2）小球繞O點做勻速圓周運動，即向心力的大小是一定的，此時小球