湖北省荊州市八縣市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試卷【含答案解析】

荊州八縣市2023-2024學(xué)年度第一學(xué)期期末聯(lián)考高二物理試題（測試時間∶75分鐘卷面總分∶100分）注意事項∶1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題∶本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第題只有一項符合題目要求，第題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.關(guān)于下列四種傳感器的說法中正確的是（）甲∶裝有酒精氣體傳感器的酒駕檢測儀乙∶監(jiān)測水中懸浮顆粒污染程度的監(jiān)測器丙∶自動門上的傳感器丁∶測量血壓的壓力傳感器A.酒精乞體傳感器主要由感應(yīng)器、壓力傳感器、電阻、電容等組成的B.監(jiān)測水中懸浮顆粒污染程度的監(jiān)測器是利用熱敏電阻和壓力傳感器制造而成的C.自動門上的傳感器，能探測到較遠距離的人體發(fā)出的微弱紅光D.測量血壓的壓力傳感器是把壓力信號轉(zhuǎn)化為光信號的一種裝置【答案】A【解析】【詳解】A．酒精氣體傳感器主要由感應(yīng)器、壓力傳感器、電阻、電容等組成的，故A正確；B．監(jiān)測水中懸浮顆粒污染程度的監(jiān)測器是利用光敏電阻制造而成的，故B錯誤；C．自動門上的傳感器是一種紅外線傳感器，能探測到較遠距離的人體發(fā)出的微弱紅外線，故C錯誤；D．測量血壓的壓力傳感器是把壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號的一種裝置，故D錯誤。故選A。2.如圖甲所示，塑料制成的光滑細圓環(huán)水平固定放置，環(huán)上套一個帶正電的電荷量為的小球（視為質(zhì)點）處于靜止狀態(tài)，磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場方向豎直向上，環(huán)面的面積為；英國物理學(xué)家麥克斯韋認為，變化的磁場會在周圍的空間激發(fā)出感生電場，如圖乙所示，空間存在豎直向上均勻增加的勻強磁場，周圍產(chǎn)生的環(huán)形電場線從上向下看沿順時針，同一個圓周上的電場強度大小相等，下列說法正確的是（）A.對甲圖，若磁場豎直向上均勻增加，則塑料圓環(huán)內(nèi)部會產(chǎn)生感應(yīng)電流B.對甲圖，若磁場豎直向下均勻增加，從上向下看小球會沿順時針方向轉(zhuǎn)動C.乙圖說明，任何磁場周圍都會產(chǎn)生電場，與閉合電路是否存在無關(guān)D.對甲圖，若磁場方向豎直向上均勻增加的變化率為，則小球運動一周，電場力做的功為【答案】D【解析】【詳解】A．對甲圖，若磁場豎直向上均勻增加，則在金屬圓環(huán)上會產(chǎn)生感應(yīng)電流，而塑料圓環(huán)不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A項錯誤；B．對甲圖，若磁場豎直向下均勻增加，對比乙圖，塑料圓環(huán)上產(chǎn)生的環(huán)形電場線從上向下看沿逆時針，則帶正電的小球受到沿逆時針方向的電場力，小球會沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，B項錯誤；C．乙圖說明，變化磁場的周圍會產(chǎn)生電場，與閉合電路是否存在無關(guān)，若磁場不變化，周圍不會產(chǎn)生電場，C項錯誤；D．由法拉第電磁感應(yīng)定律可得均勻變化的磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為由電場力做功的定義可得小球轉(zhuǎn)動一周，感生電場力對小球做的功為D項正確。故選D。3.用輕質(zhì)彈簧連接的質(zhì)量均為的兩物體，靜止放置在光滑的水平地面上，彈簧處于原長，的左端靠在堅直墻壁，現(xiàn)讓突然獲得一個水平向左的速度，規(guī)定水平向左為正方向，下列說法正確的是（）A.A未離開墻壁，從彈簧開始壓縮到壓縮量最大時，墻壁對的沖量為B.未離開墻壁，彈簧從壓縮量最大到恢復(fù)到原長的過程中，系統(tǒng)的動量守恒C.從獲得速度到剛要離開墻壁，彈簧對做的功為D.從B獲得速度到A剛要離開墻壁，彈簧對B的沖量為【答案】D【解析】【詳解】AD．A未離開墻壁，從彈簧開始壓縮到壓縮量最大時，系統(tǒng)動量的變化量為墻壁對的沖量就是系統(tǒng)所受合外力的沖量，由動量定理可得同理從獲得速度到剛要離開墻壁，的速度由變成，動量的變化為彈愛對的沖量為故A錯誤，D正確；B．末離開墻壁，彈簧從壓縮量最大到飯復(fù)到原長的過程中，墻壁對有向右的彈力，即系統(tǒng)受到向右的彈力，外力之和不等于0，系統(tǒng)的動量不守恒，故錯誤；C．從獲得速度到剛要離開墻壁，的速度由變成，動能的變化量為0，由動能定理可得彈簧對做的功為，故C錯誤。故選D4.歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖甲所示，先將兩表筆短接，表頭滿偏，再將阻值為的電阻接在之間，發(fā)現(xiàn)指針正好指向靈敏電流計表盤的正中央；某個歐姆表的表盤，用來測量某個電阻時，指針的刻度如圖乙所示，設(shè)指針向右的偏角為，下列說法正確的是（）A.乙圖的讀數(shù)為B.甲圖歐姆表的內(nèi)阻為C.是紅表筆、是黑表筆D.對乙圖，重新歐姆調(diào)零來測阻值更大的電阻時，指針向右的偏角一定小于【答案】C【解析】【詳解】A．因為乙圖沒給歐姆表的倍率，所以讀數(shù)可能是等，錯誤；B．對甲圖，滿偏時半偏時則B錯誤；C．對于歐姆表測量電阻時，電流由紅表筆流進，黑表筆流出，則紅表筆接內(nèi)部電源的負極，黑表筆接正極，C正確；D．對乙圖，若增大歐姆表的倍率，再來測量阻值更大的電阻，指針向右的偏角可能小于，也可能大于，還可能等于，D錯誤。故選C5.如圖所示，平面內(nèi)存在一邊長為的正方形是正方形的中心，是的中點，甲、乙、丙三根長直導(dǎo)線分別固定在三點，并垂直紙面放置，現(xiàn)讓甲通上向里的電流，乙、丙通上向外的電流，電流的大小均為，已知通有電流的長直導(dǎo)線在距其處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為（其中為常量），下列說法正確的是（）A.乙在點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為，方向沿著軸的負方向B.甲、丙在點產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強度為0C.三根導(dǎo)線在點的合磁感應(yīng)強度大小為，方向沿著軸的負方向D.三根導(dǎo)線在點的合磁感應(yīng)強度的方向沿著軸的負方向【答案】C【解析】【詳解】A．乙在點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為由右手螺旋定則可知方向由指向c，A項錯誤；B．同理，甲在點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為方向由指向，丙在點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為方向也由指向，則甲、丙在點產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強度為B項錯誤；C．乙、丙分別在點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度等大反向，則三根導(dǎo)線在點的合磁感應(yīng)強度為甲在點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，方向沿著軸的負方向，則有C項正確；D．由矢量疊加原理可知乙、丙在點產(chǎn)生的合磁感強度沿著軸的正方向，大小為甲在點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度沿著軸的負方向，大小為則三根導(dǎo)線在點的合磁感應(yīng)強度的方向沿著軸的正方向，D項錯誤。故選C。6.如圖所示，abcd為水平固定放置的“匚”型金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的間距為l，導(dǎo)軌的左端接上阻值為的定值電阻，勻強磁場方向豎直向下，金屬桿傾斜放置在導(dǎo)軌上，現(xiàn)讓金屬桿在外力的作用下以速度在導(dǎo)軌上勻速滑行，回路中的電流為，MN與導(dǎo)軌的夾角始終為，速度始終與垂直，導(dǎo)軌與金屬桿足夠長，滑行的過程中兩者始終接觸良好，導(dǎo)軌、金屬桿以及導(dǎo)線的電阻均忽略不計，下列說法正確的是（）A.定值電阻的電流由指向B.勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為C.金屬桿切割磁感線的有效長度為D.一段時間內(nèi)，回路中磁通量的變化量為【答案】B【解析】【詳解】A．由右手定則可知，金屬桿的電流方向由指向，則定值電阻的電流由指向c，故A錯誤；B．由法拉第電磁感應(yīng)定律可得由閉合電路歐姆定律可得綜合解得故B正確；C．金屬桿切割磁感線的有效長度為，故C錯誤；D．一段時間內(nèi)，回路的面積增加量為回路中磁通量的變化量為綜合可得故D錯誤。故選B。7.如圖所示為遠距離輸電系統(tǒng)的簡化情景圖，已知發(fā)電站輸出的交流電壓為，理想升壓變壓器副線圈的端電壓為，高壓輸電線的阻值為，理想降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為，假設(shè)工廠（負載）是阻值為的純電阻，下列說法正確的是（）A.高壓輸電線的輸送電壓為B.高壓輸電線的輸送電流為C.高壓輸電線的輸電效率為D.若增大、減小，、、不變，則高壓輸電線的輸電電流一定增大【答案】C【解析】【詳解】A．高壓輸電線輸送電壓指的是高壓輸電線的前端電壓，即高壓輸電線的輸送電壓為升壓變壓器副線圖兩端電壓，故A錯誤；B．設(shè)降壓變壓器原線圈兩端電壓為，則高壓輸電線上損失的電壓為由歐姆定律可得高壓輸電線的輸送電流為故B錯誤；C．設(shè)降壓變壓器副線圈兩端電壓為，由歐姆定律可得工廠端的電流為對降壓變壓器，根據(jù)電流匝數(shù)與電壓匝數(shù)的關(guān)系式有，根據(jù)上述有解得由能量守恒可得高壓輸電線的輸電效率為解得故C正確；D．根據(jù)上述有可知當增大，減小，、、不變時，高壓輸電線的電流可能增大，可能減小，也可能不變，故D錯誤。故選C。8.如圖所示，光滑的細直硬桿水平固定放置，磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場垂直紙面向里，質(zhì)量為、帶電量為的帶正電圓環(huán)（視為質(zhì)點）套在硬桿上，在斜向右下方與水平方向成夾角的恒定拉力的作用下，從靜止開始運動，重力加速度為，下列說法正確的是（）A.圓環(huán)的加速度先增大后減小B.經(jīng)過一段時間，拉力沖量大小為，合力的沖量大于C.當硬桿對圓環(huán)的彈力為0時，圓環(huán)的速度為D.當桿對圓環(huán)的彈力向上且大小等于時，圓環(huán)的動量為【答案】CD【解析】【詳解】A．把分別沿著水平方向和豎直方向分解，豎直方向的分力為圓環(huán)的合力為由牛頓第二定律可得圓環(huán)的加速度為所以圓環(huán)的加速度不變，做初速度為0的勻加速直線運動，A錯誤；B．經(jīng)過一段時間，拉力的沖量大小為合力的沖量大小為B錯誤；C．當硬桿對圓環(huán)的彈力為0時，豎直方向由三力平衡可得綜合解得C正確；D．同理，當桿對圓環(huán)的彈力向上且大小等于時，有圓環(huán)的動量為綜合可得D正確。故選CD。9.如圖所示的電路，電源的內(nèi)阻為，定值電阻甲、乙的阻值均為，燈泡的內(nèi)阻也為，電容器的電容為，當合上、斷開，穩(wěn)定后，電容器所帶電量為，下列說法正確的是（）A.電源的電動勢為B.當合上、斷開，穩(wěn)定后電源內(nèi)阻的熱功率為C.當均合上，穩(wěn)定后甲的電流為D.當均合上，穩(wěn)定后電容器所帶電量為【答案】BC【解析】【詳解】A．對電容器，由可得由閉合電路歐姆定律可得電源的電動勢為A錯誤；B．當合上、斷開，穩(wěn)定后電源內(nèi)阻的熱功率為B正確；C．當、均合上，穩(wěn)定后燈泡與乙并聯(lián)的總電阻為由閉合電路歐姆定律可得甲的電流為綜合計算可得C正確；D．當均合上，穩(wěn)定后燈泡的電流為電容器的電壓為帶電量為D錯誤。故選BC。10.如圖所示，上表面粗糙長度為、質(zhì)量為的長木板放置在光滑的水平面上，現(xiàn)讓質(zhì)量也為的木塊（視為質(zhì)點）從長木板的左端以水平向右的速度滑上長木板，最終木塊未脫離木板，兩者達到共速，重力加速度為，下列說法正確的是（）A.兩者在相對運動的過程中，木塊動量的變化量與木板動量的變化量方向相反但大小不相等B.兩者在相對運動的過程中，木塊的位移是木板位移的2倍C.若木塊剛好不從木板上脫離，則兩者相對運動需要的時間為D.若，兩者相對運動需要的時間為，則兩者間的滑動摩擦力大小為【答案】CD【解析】【詳解】A．木塊與木板組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，總動量的變化量為0，則兩者在相對運動的過程中，動量的變化量等大反向，項錯誤；B．由動量守恒定律可得mv0=2mv共兩者在相對運動動的過程中，木塊、木板的位移分別為比較可得B項錯誤；C.若木塊剛好不從木板上脫離，則有解得C項正確；D．對木板由動量定理可得結(jié)合，綜合解得D項正確。故選CD。二、非選擇題∶本題共5題，共60分。11.實驗小組利用如圖甲所示的電路來測量電源的電動勢和內(nèi)阻，甲圖的定值電阻與電流表的內(nèi)阻均為，電阻箱的調(diào)節(jié)范圍足夠大，為開關(guān)，如圖乙是所提供的實驗器材，回答下列問題∶（1）按照圖甲所示的實驗原理線路圖在乙圖接好電路______；（2）開關(guān)閉合前電阻箱接入的阻值要______（選填“最大”或“最小”），閉合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄阻值和電流表的相應(yīng)讀數(shù)，寫出圖線的表達式______；（3）若圖線的斜率為，縱截距為，則E=______，r=______【答案】①.②.最大③.④.⑤.【解析】【詳解】（1）[1]完整的電路連線圖如下；（2）[2]為了保護電路的安全，開關(guān)S閉合前電阻箱接入的阻值要最大；[3]閉合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄阻值和電流表的相應(yīng)讀數(shù)，由閉合電路歐姆定律可得變形可得（3）[4][5]若圖線的斜卒為，縱截距為，則有綜合解得12.用如圖1所示的“碰撞實驗器”可驗證甲、乙兩個小球（半徑相同）在軌道水平部分碰撞前后的動量守恒定律。圖1中點是小球在拋出點時球心在豎直擋板上的垂直投影。實驗時，先讓質(zhì)量為的甲球多次從斜軌上的A點由靜止釋放，找到其在豎直擋板上落點的平均位置，測量平拋的高度。然后，把質(zhì)量為的乙球靜置于水平軌道末端的點，再將甲球從斜軌上的A點由靜止釋放，與乙球碰撞，如此重復(fù)多次，為兩球碰后在豎直擋板上的平均落點，回答下列問題:（1）下列說法正確的是______（選填字母）；A.兩球的質(zhì)量必須滿足B.兩小球的半徑不需要相等C.本實驗需要測量點與豎直擋板之間的距離D.是甲球碰后在豎直擋板上的平均落點（2）若兩球在碰撞的過程中動量守恒，其表達式可表示為______（用、來表示），若兩球發(fā)生彈性碰撞，其表達式可表示為______（用、來表示）；（3）若實驗中得出的落點情況如圖2所示，假設(shè)碰撞過程中動量守恒，則入射小球A的質(zhì)量與被碰小球的質(zhì)量之比為______?！敬鸢浮竣?D②.③.④.【解析】【詳解】（1）[1]A．為了保證碰撞時甲球不反彈，兩球的質(zhì)量必須滿足，A錯誤；B．為了保證兩小球發(fā)生對心正碰，兩小球的半徑需相等，B錯誤；C．由于兩小球做平拋運動的水平位移相等，在驗證動量守恒時可消除水平位移，所以本實驗不需要測量點與豎直擋板之間的距離，C錯誤；D．兩小球碰撞后，甲球的速度小于乙球的速度，當水平位移相等時，甲球的運動時間大于乙球的運動時間，則甲球平拋運動的高度大于乙球平拋運動的高度，故點是甲球在豎直擋板上的落點，D正確；故選D。（2）[2][3]甲球碰前的速度為碰后甲、乙球的速度分別為由平拋運動的規(guī)律可得若兩球在碰撞的過程中動量守恒，則有綜合整理可得若兩球發(fā)生彈性碰撞，則有綜合可得綜合整理可得（3）[4]若A、B在碰撞過程中動量守恒，則有由乙圖可知綜合可得13.如圖甲所示，間距為、足夠長的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成夾角固定放置，導(dǎo)軌的下端接定值電阻，上端接電阻箱，其阻值的調(diào)節(jié)范圍足夠大，磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場垂直導(dǎo)軌所在的平面斜向下。質(zhì)量為的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌，由靜止開始向下滑行，經(jīng)過一段時間達到穩(wěn)定的速度，改變電阻箱的接入阻值，重新讓導(dǎo)體棒由靜止開始向下滑行，測出導(dǎo)體棒的穩(wěn)定的速度，做出的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知圖乙縱截距為，導(dǎo)體棒以及導(dǎo)線、導(dǎo)軌的電阻均忽略不計，當?shù)氐闹亓铀俣葹?。?）若定值電阻與電阻箱的接入阻值均為，導(dǎo)體棒的速度為，則總的電功率為多少？（2）求定值電阻的阻值為多少？【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）定值電阻與電阻箱是并聯(lián)關(guān)系，若定值電阻與電阻箱的接入阻值均為。則導(dǎo)體棒的速度為，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得總的電功率為綜合可得（2）設(shè)定值電阻的阻值為，則當導(dǎo)體棒穩(wěn)定運行時，所產(chǎn)生的電動勢為導(dǎo)體棒的電流為，導(dǎo)棒受的安培力為綜合可得對導(dǎo)體棒進行受力分析，把重力分別沿著導(dǎo)軌和垂直導(dǎo)軌正交分解，沿著導(dǎo)軌由二力平衡可得綜合可得變形可得結(jié)合圖乙可得解得14.如圖所示，質(zhì)量為的長方形物塊放置在光滑的水平地面上，兩豎直擋板（側(cè)面光滑）夾在物塊的兩側(cè)并固定在地面上，現(xiàn)把足夠長的輕質(zhì)硬桿堅直固定在物塊上，一根長為的輕質(zhì)細線（不可伸長）一端固定在桿的上端點，另一端與小球（視為質(zhì)點）相連，把小球拿到點等高處，細線剛好拉直，松開小球的同時，讓一顆與小球質(zhì)量相等的子彈以豎直向下的速度立即打入小球，兩者立即組成整體，然后做完整的圓周運動，當整體到達最高點時，物塊剛好要離地，且此時子彈與小球整體的加速度大小為，小球在運動的過程中始終與桿不發(fā)生碰撞，子彈與小球在碰撞過程內(nèi)力遠大于外力，重力加速度為，忽略空氣的阻力。（1）求子彈的質(zhì)量以及子彈與小球碰撞剛結(jié)束時共同速度的大小；（2）求子彈與小球的碰撞生熱以及在碰撞過程中小球?qū)ψ訌椬龅墓?；?）若子彈與小球組成的整體在運動一周到達點等高點的同時，立即撤出兩側(cè)擋板，則當子彈與小球再次到達最低點時物塊的速度大小為多少（物塊一直在光滑的水平面上運動）？【答案】（1），；（2），；（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)子彈質(zhì)量為，則小球的質(zhì)量也為，子彈與小球組成的整體在最高點由牛頓第二定律可得物塊剛好要離地時，由二力平衡可得綜合解得設(shè)子彈與小球碰撞剛結(jié)束時的共同速度大小為，整體在最高度點時的速度大小為，由向心加速度的定義可得由機械能守恒定律可得綜合解得（2）子彈與小球發(fā)生完全非彈性碰撞，設(shè)碰撞前子彈的速度為，則有碰撞生熱為小球?qū)ψ訌椬龅墓榫C合可得（3）若小球與子彈組成的整體在運動一周到達點的等高點時，立即撤出兩側(cè)擋板，當整體再次到達最低點時，設(shè)整體與物塊的速度大小分別為，由機械能守佰定律可得三個物體組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒且為0，則有綜合解得15.如圖所示的平面直角坐標系，在第象限存在與軸相切于坐標原點半徑為的圓形邊界（圓心