四川省合江縣馬街中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期1月期末物理試題

馬街中學(xué)高2022級(jí)高二上學(xué)期期末考試物理試題第一部分選擇題（共48分）一、選擇題（本題共11小題，1~7題每小題4分，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)是正確的；8~11題有多個(gè)選項(xiàng)符合要求，全部選對(duì)得5分，不全得3分，有錯(cuò)選或不選得0分，共48分）1.圖是一幅“能源分類相關(guān)圖”以下四組能源中，全部符合圖中陰影部分的是（）A.煤炭、石油、沼氣 B.水能、潮汐能、天然氣C.太陽能、風(fēng)能、生物能 D.地?zé)崮?、海洋能、核能【答案】C【解析】【詳解】符合圖中陰影部分的應(yīng)是來自太陽輻射能的可再生新能源。A．煤炭、石油、沼氣都是不可再生能源，故A錯(cuò)誤；B．天然氣是一種化石燃料是不可再生能源，故B錯(cuò)誤；C．太陽能、風(fēng)能、生物能都是可再生新能源，都來自于太陽能，故C正確；D．地?zé)崮軄碓从诘厍騼?nèi)部的熱量，核能是指核裂變或聚變時(shí)產(chǎn)生的光能和熱能，不是源于太陽能的輻射，故D錯(cuò)誤。故選C。2.輸電線路會(huì)產(chǎn)生電能損失的。一根某型號(hào)銅導(dǎo)線電阻約為0.8Ω，通過2A的電流時(shí)，10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量約為（）A.5J B.10J C.24J D.32J【答案】D【解析】【詳解】由焦耳定律可得故選D。3.如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ。設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化量分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則（）A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1＜ΔΦ2 D.不能判斷【答案】C【解析】【詳解】設(shè)金屬框在位置Ⅰ的磁通量大小為Φ1在位置Ⅱ的磁通量大小為Φ2。第一次將金屬框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，磁通量變化量的大小為第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ，磁通量變化量的大小為則ΔΦ1＜ΔΦ2故選C。4.某同學(xué)用一個(gè)微安表頭（量程1mA，內(nèi)阻90Ω）電阻箱R1和電阻箱R2組裝一個(gè)多用電表，有電流和電壓兩擋，改裝電路如圖所示，則R1、R2應(yīng)調(diào)到多大阻值（）A.， B.，C.， D.，【答案】B【解析】【詳解】當(dāng)接o、a接線柱時(shí)改裝為電流表，根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)得代入數(shù)據(jù)解得當(dāng)接o、b接線柱時(shí)改裝為電壓表，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)得解得故選B5.隱身飛機(jī)通過運(yùn)用多種隱形技術(shù)降低飛機(jī)的信號(hào)特征，使雷達(dá)難以發(fā)現(xiàn)、識(shí)別、跟蹤和攻擊。飛機(jī)隱身的途徑主要有兩種：一是改變飛機(jī)的外形和結(jié)構(gòu)，減小回波；二是飛機(jī)表面采用能吸收雷達(dá)波的涂敷材料。雷達(dá)是利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備。雷達(dá)發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、方位、高度等信息。常規(guī)雷達(dá)采用波長為0.01m～0.1m之間的厘米波，隱形飛機(jī)在常規(guī)雷達(dá)上反射的能量幾乎與一只麻雀反射的能量相同，因此在常規(guī)雷達(dá)的屏幕上幾乎看不到隱身飛機(jī)的回波。而米波雷達(dá)采用波長為1m～10m之間的米波，與隱身飛機(jī)的外形尺寸相匹配，從而發(fā)生諧振，大大增強(qiáng)了飛機(jī)回波信號(hào)的能量，從而使飛機(jī)的隱身效果下降。下列說法正確的是（）A.米波不能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象B.米波的頻率約為厘米波頻率的10倍C.米波的傳播速度小于厘米波的傳播速度D.常規(guī)雷達(dá)比米波雷達(dá)的分辨率更高【答案】D【解析】【詳解】A．米波是電磁波，能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B．由可得米波的頻率約為厘米波頻率的故B錯(cuò)誤；C．米波的傳播速度等于厘米波的傳播速度，故C錯(cuò)誤；D．雷達(dá)的分辨率是與其所使用的頻率有著密切關(guān)系的，頻率越高，分辨率也就越高，所以常規(guī)雷達(dá)比米波雷達(dá)的分辨率更高，故D正確。故選D。6.如圖所示為家用單相電能表的結(jié)構(gòu)示意圖，其中電流線圈串聯(lián)在電路中，電壓線圈并聯(lián)在電路中，通過電流線圈和電壓線圈的交變電流產(chǎn)生的交變磁場使鋁盤中產(chǎn)生渦旋電流，交變磁場對(duì)渦旋電流的安培力推動(dòng)鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示。旁邊還固定一塊形永久磁鐵，鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)要從磁鐵兩極之間通過。關(guān)于家用單相電能表，下列說法正確的是（）A.用戶功率越大，電壓線圈在鋁盤中產(chǎn)生的渦流越大B.用戶功率減小，電流線圈在鋁盤中產(chǎn)生的渦流變大C.永久磁鐵對(duì)鋁盤起著電磁阻尼的作用D.當(dāng)停止用電時(shí)，永久磁鐵可以保持鋁盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】C【解析】【詳解】AB．電流線圈串聯(lián)在電路中，用戶功率越大則電流越大，產(chǎn)生的磁場越強(qiáng)，則渦流越大，而電壓線圈并聯(lián)在電路中其電流與用戶功率無關(guān)，電流大小不變，因此其的渦流不變，故AB錯(cuò)誤；CD．當(dāng)停止用電時(shí)，鋁盤失去繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割永久磁鐵產(chǎn)生電磁阻尼效果，避免由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而帶來計(jì)量誤差，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖甲所示，100匝圓形線圈接入理想變壓器原線圈，變壓器的副線圈接入阻值為R的電阻，電表都是理想電表。已知每匝線圈的電阻均為R，若在線圈位置加入垂直于線圈平面的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化的圖像如圖乙所示，得到圓形線圈的電熱功率與電阻R的功率相等。下列說法正確的是（）A.時(shí)刻兩電流表示數(shù)均達(dá)最大B.時(shí)刻兩電流表示數(shù)均為0C.原、副線圈匝數(shù)比D.對(duì)某一段線圈來說，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)，受到的安培力最大【答案】C【解析】【詳解】AB．電表測量的是有效值，不是瞬時(shí)值，兩電流表的示數(shù)不變，AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)題意得解得C正確；D．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)，感應(yīng)電流等于零，線圈受到的安培力等于零，D錯(cuò)誤。故選C。8.如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，PQ、MN均處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)PQ在一外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是（）A.向右加速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng)【答案】BC【解析】【詳解】MN在磁場力作用下向右運(yùn)動(dòng)，說明MN受到的安培力向右，由左手定則可知MN中電流由M指向N，根據(jù)右手螺旋定則可知，上面線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上；而上面線圈中感應(yīng)電流是由下面線圈中磁場變化引起的，說明下面線圈中磁場是向上減弱，或向下增強(qiáng)；而下面線圈中電流是由PQ切割磁感線產(chǎn)生的，由安培定則可知，PQ中感應(yīng)電流由Q到P減小，或由P到Q增大，由右手定則可知，PQ可能向右做減速運(yùn)動(dòng)或向左做加速運(yùn)動(dòng)。故選BC。9.如圖所示，、、為三根與紙面垂直的固定長直導(dǎo)線，其截面位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，沿水平方向，導(dǎo)線中均通有大小相等的電流，方向如圖所示。點(diǎn)為三角形的中心到三個(gè)頂點(diǎn)的距離相等，已知導(dǎo)線在三角形中心點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則（）A.點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B.點(diǎn)的磁場方向沿連線方向指向C.導(dǎo)線受到的安培力方向水平向左 D.導(dǎo)線受到的安培力方向沿連線方向指向【答案】AC【解析】【詳解】AB．根據(jù)右手螺旋定則，電流在產(chǎn)生的磁場大小為B0，平行于向左，電流在產(chǎn)生的磁場大小為B0，方向平行指向右下方，這兩個(gè)場強(qiáng)的夾角為120o，因此合場強(qiáng)大小為B0，方向平行于ab斜向左下方，如圖所示而電流在產(chǎn)生的磁場大小也為B0，方向也平行指向左下方，因此O點(diǎn)合場強(qiáng)大小為2B0，方向行于ab斜向左下方。A正確，B錯(cuò)誤；CD．由于同方向的電流相互吸引，反方向的電流相互排斥，因此導(dǎo)線受到導(dǎo)線b的吸引力和導(dǎo)線c的排斥力，兩個(gè)力大小相等，合力沿水平向左；而導(dǎo)線受到導(dǎo)線a和導(dǎo)線b的排斥力，合力方向沿Oc向外，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。10.在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，V、A、V1、V2四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用U、I、U1、U2表示，下列判斷正確的是（）A.I減小，U1增大B.I減小，U2增大C.電壓表V2的示數(shù)變化量與電流表A示數(shù)變化量之比的絕對(duì)值不變D.電壓表V示數(shù)變化量與電流表A示數(shù)變化量之比的絕對(duì)值變大【答案】BC【解析】【詳解】AB．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，R2變大，外電路總電阻變大，由閉合電路歐姆定律可知，總電流I變小，路端電壓U變大，R1的電壓減小，R2的電壓增大，故A錯(cuò)誤，B正確；C．電阻R2是變化的，無法直接分析的變化，但對(duì)電源及定值電阻R1，有所以保持不變，故C正確；D．同理，對(duì)電源有所以也不變，故D錯(cuò)誤故選BC。11.質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，大量粒子飄入加速電場，其初速度幾乎為0，經(jīng)過加速后，通過寬為L的狹縫MN沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，最后打到照相底片上。在一次測試中，大量的某種粒子經(jīng)加速電場加速后剛進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)的速度大小均為v，打在底片上的位置到M點(diǎn)的最小距離為，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，不考慮粒子的重力及它們之間的相互作用。則（）A.粒子的比荷為B.加速電場的電壓為C.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D.大量粒子所經(jīng)過磁場區(qū)域最窄處的寬度為【答案】ACD【解析】【詳解】A．粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為根據(jù)牛頓第二定律可得解得故A正確；B．粒子在電場中加速，根據(jù)動(dòng)能定理可得聯(lián)立，可得故B錯(cuò)誤；C．粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為聯(lián)立，可得故C正確；D．粒子在磁場中經(jīng)過的區(qū)域?yàn)閳D中的陰影部分，如圖根據(jù)幾何關(guān)系有最窄處的寬度為聯(lián)立，可得故D正確。故選ACD。第二部分非選擇題（共52分）注意事項(xiàng)：必須使用0.5毫米黑色簽字筆在答題卡上題目指示區(qū)域內(nèi)作答。二、實(shí)驗(yàn)題（共14分）12.某同學(xué)設(shè)計(jì)電路來探究鎳銅絲的電阻與長度的關(guān)系。（1）請(qǐng)思考電流表應(yīng)選擇的量程________，并用筆畫線代替導(dǎo)線把電流表和滑動(dòng)變阻器連接好________。（2）調(diào)節(jié)的位置，閉合開關(guān)，讀出的長度為時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)，算出對(duì)應(yīng)的電阻，利用多組數(shù)據(jù)繪出如圖（b）所示的圖像。通過圖線分析，寫出鎳銅絲的電阻與長度的函數(shù)關(guān)系式________。（3）如果該鎳銅絲的直徑為，Rx圖像的斜率為k，試用、寫出其電阻率的表達(dá)式_________。（4）如圖（c），用螺旋測微器測金屬絲直徑為________；如圖（d），用游標(biāo)卡尺測量金屬絲長度為________。【答案】①.0~0.6A②.③.④.⑤.6.122（6.121~6.123內(nèi)均可）⑥.10.235【解析】【詳解】（1）[1]由題圖（a）（b）可知實(shí)驗(yàn)中電源電壓在3V左右，鎳銅絲接入電路的最大阻值在4Ω左右，則通過滑動(dòng)變阻器可以使通過鎳銅絲的電流在0.6A以內(nèi)，所以為了讀數(shù)能夠更加精確，應(yīng)選擇電流表的0~0.6A量程。[2]由于此實(shí)驗(yàn)不需要測量鎳銅絲接入電路長度一定時(shí)多組的電壓和電流值，而是每改變一次長度只測量一組電壓和電流值，因此滑動(dòng)變阻器采用限流式接法即可，連接圖見答案。（2）[3]Rx圖像為一條過原點(diǎn)的傾斜直線，且斜率為10，則鎳銅絲的電阻與長度的函數(shù)關(guān)系式為（3）[4]根據(jù)電阻定律有①由圖像可知②聯(lián)立①②可得（4）[5]用螺旋測微器測金屬絲直徑為[6]用游標(biāo)卡尺測量金屬絲長度為13.圖a為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池，R1、R2、R3、R4和R5是定值電阻，R6是可變電阻；表頭G的滿偏電流為100μA，內(nèi)阻為450Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×100Ω擋。（1）圖a中的B端與________（填“紅”或“黑”）色表筆相連接；（2）根據(jù)題給條件可得R1＋R2=_______Ω。（3）某次測量時(shí)該多用電表B端是與“1”相連的，指針位置如圖b所示。則讀數(shù)為________mA；（4）某次利用多用電表歐姆擋探測一個(gè)不含電源的黑箱中元件，如圖c，已知黑箱中只有兩個(gè)元件，且分別在A、B和A、C之間。當(dāng)紅、黑表筆分別接在A、B時(shí)，指針首先向右擺動(dòng)，然后又慢慢地向左回歸至“∞”位置；將紅、黑表筆分別接在A、C，指針指在“∞”位置，將紅、黑表筆分別接在C、A，指針指在“0”刻線偏左一點(diǎn)。在圖c的黑箱圖中畫出電學(xué)元件_________?！敬鸢浮竣?紅②.50③.1.40④.【解析】【詳解】（1）[1]由圖a可知，當(dāng)B端與3相連時(shí)為歐姆擋，根據(jù)電源的正負(fù)極位置可知此時(shí)電流從B端流入，A端流出，所以B端與紅色表筆相連接。（2）[2]根據(jù)電表改裝原理可知，與G并聯(lián)的分流電阻越大，則改裝后電流表量程越小，所以B端與2相連時(shí)，電表為直流電流1mA擋，則有解得（3）[3]根據(jù)前面分析可知，B端與1相連時(shí)，電表為直流電流2.5mA擋，此時(shí)圖b中表盤分度值為0.05mA，需要估讀到0.01mA，則讀數(shù)為（4）[4]當(dāng)紅、黑表筆分別接在A、B時(shí)，指針首先向右擺動(dòng)，然后又慢慢地向左回歸至“∞”位置，說明有電流先通過了電表，之后A、B之間處于斷路狀態(tài)，由此可推知A、B之間為電容器。將紅、黑表筆分別接在A、C，指針指在“∞”位置，將紅、黑表筆分別接在C、A，指針指在“0”刻線偏左一點(diǎn)，說明A、C之間的元件具有單向?qū)ㄐ?，即二極管，又因?yàn)殡娏鲝暮诒砉P流出，且黑表筆接A時(shí)二極管導(dǎo)通，所以A為二極管的正極。綜上所述作出黑箱中的元件如圖所示。三、計(jì)算題（寫出必要的文字說明，3個(gè)小題，14題10分，15題12分，16題16分，共38分）14.某研究小組在研究通電導(dǎo)線在磁場中的受到力方向跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，把長L=0.2m的導(dǎo)體棒置于勻強(qiáng)磁場中，使導(dǎo)體棒和磁場方向垂直，如圖所示。若導(dǎo)體棒中的電流I=2.0A，方向向左，導(dǎo)體棒受到的安培力大小為4×103N。（g取10m/s2）求：（1）安培力的方向。（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。（3）若導(dǎo)體棒中電流大小為3A，導(dǎo)線棒L質(zhì)量為6×104kg，則兩根豎直細(xì)導(dǎo)線所受的拉力T各為多少？【答案】（1）安培力的方向豎直向下；（2）0.01T；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)左手定則可知，安培力的方向書豎直向下；（2）根據(jù)公式解得B=0.01T（3）由平衡條件知解得15.利用電動(dòng)機(jī)搭建如圖所示電路來提升重物，M為電動(dòng)機(jī)，R0、R1為電阻箱。當(dāng)閉合S0、S2，斷開S1，調(diào)節(jié)時(shí)，電流表示數(shù)1A，穩(wěn)定時(shí)電動(dòng)機(jī)恰好能以2m/s的速度勻速提升重4N的物體；當(dāng)閉合S0、S1、S2，調(diào)節(jié)，時(shí)，電流表示數(shù)1.6A，穩(wěn)定時(shí)電動(dòng)機(jī)又恰好能以2m/s的速度勻速提升重4N的物體。不計(jì)空氣阻力、電流表內(nèi)阻和電機(jī)內(nèi)部摩擦。求：（1）電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；（2）電源電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r?！敬鸢浮浚?）；（2）36V，3Ω【解析】【詳解】（1）由于兩次電動(dòng)機(jī)均恰好能以2m/s的速度勻速提升重4N的物體，故兩次流過電動(dòng)機(jī)的電壓相等。故當(dāng)S0、S1、S2均閉合時(shí)，流過電阻箱R1通過的電流此時(shí)電阻箱R1兩端電壓為根據(jù)并聯(lián)電路的規(guī)律可知，電路中電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為故根據(jù)只閉合S0、S2，斷開S1時(shí)情況可知，電動(dòng)機(jī)的總功率為故根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況可知，電動(dòng)機(jī)的輸出功率與牽引力的功率相等，故電動(dòng)機(jī)的輸出功率為故電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率公式為根據(jù)非純電阻電路熱功率的公式，在只閉合S0、S2，斷開S1時(shí)有得（2）當(dāng)只閉合S0、S2，斷開S1時(shí)，由閉合電路歐姆定律及串并聯(lián)電路的規(guī)律得當(dāng)S0、S2，S1均閉合時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)兩端的電壓不變，由閉合電路歐姆定律及串并聯(lián)電路的規(guī)律得代