重慶市北碚區(qū)2023-2024學年高二上學期期末考試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGE2024學年（上）學生學業(yè)水平階段質(zhì)量調(diào)研抽測高二物理試題注意事項：1.答卷前，考生務必將自己的姓名、班級、考號填寫在答題卡上；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題目的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；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、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.2023年9月21日，天宮課堂第四課開課，本次授課教師團隊由神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮組成，他們?nèi)匀徊扇√斓剡B線方式面向全國青少年進行太空科普授課。別開生面的“天宮課堂”激發(fā)了全國青年對太空的探索之心，更點燃了他們?yōu)樽鎳湴恋膼蹏鵁崆?。他們的通話信息?jīng)處理后通過電磁波傳輸。對于在真空中傳播的電磁波，下列說法正確的是（）A.波長越長的頻率越低 B.頻率越高的傳播速度越大C.電磁波能量越大傳播速度越大 D.首次通過實驗證實電磁波的存在的科學家是麥克斯韋【答案】A【解析】A．根據(jù)可知波長越長，頻率越低，故A正確BC．電磁波在真空中傳播的速度都相同，都為光速，故BC錯誤；Ｄ．赫茲用實驗證明了電磁波的存在，故D錯誤。故選A。2.武當山的主峰天柱峰屹立著一座光耀百里的金殿，全部為銅鑄鎏金。為了保護古建筑，當?shù)卣疄榻鸬畎惭b了避雷針。某次雷雨天氣時，帶正電的云層與避雷針之間共放電約，持續(xù)時間約。則下列說法正確的是（）A.云層靠近避雷針時，避雷針感應出正電荷B.避雷針是利用尖端放電的一種設施C.此次放電電流方向為從金殿到云層D.此次放電電流大小約為【答案】B【解析】A．云層靠近避雷針時，由于云層帶正電，所以避雷針感應出負電荷，故A錯誤；B．越尖銳的位置電荷的密度越大，其周圍的電場強度也越大，足以使周圍的空氣分子電離從而發(fā)生尖端放電。所以避雷針是利用尖端放電的一種設施，故B正確；C．由于云層帶正電，所以放電電流方向為從云層到金殿，故C錯誤；D．根據(jù)電流定義式可得故D錯誤。故選B。3.真空中兩個相同的帶等量異種電荷的金屬小球A和B（均可看作點電荷），分別固定在兩處，兩球間靜電力大小為F。現(xiàn)用一個不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸，再與B接觸，然后移開C，再將A、B間距離減小為原來的一半，則A、B間的靜電力大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】設A、B原來所帶電荷量分別為＋Q、-Q，則A、B間靜電力大小為將不帶電的同樣的金屬球C先與A接觸，再與B接觸后，A所帶電荷量變?yōu)椋?，B所帶電荷量變?yōu)?，再將A、B間距離減小為原來的一半，則A、B間靜電力大小為4.反天刀是生活在尼羅河的一種魚類，沿著它身體的長度方向分布著帶電器官，這些器官能在魚周圍產(chǎn)生電場，圖為反天刀周圍的電場線分布示意圖，A、B、C為電場中的點，下列說法正確的是（）A.魚的頭部帶負電B.A點的電勢比B點的電勢高C.A點的電場強度大于C點的電場強度D.電子沿虛線從C運動到A，其電勢能變小【答案】C【解析】A．電場線從正電荷或無窮遠處出發(fā)，終止與負電荷或無窮遠處，故根據(jù)電場線由頭部出發(fā)可知：頭部帶正電，尾部帶負電，故A錯誤；B．沿著電場線電勢降低，等勢線與電場線垂直；故B點電勢比A點電勢高，故B錯誤；C．電場線疏密程度代表電場強度，由圖可知：A處電場線比C處密，故A處電場強度大于C處電場強度，故C正確；D．電子沿虛線從C向A運動，電場力做負功，電勢能逐漸增大，故D錯誤。故選C。5.如圖所示，a、b兩個單匝線圈用同樣的導線制成。a、b的半徑分別為r和，圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，則下列說法正確的是（）A.穿過a、b兩線圈的磁通量之比為B.穿過a、b兩線圈的磁通量之比為C.a、b兩線圈的電阻大小之比為D.a、b兩線圈的電阻大小之比為【答案】C【解析】AB．根據(jù)題意，由圖可知，線圈與磁場垂直，則穿過線圈的磁通量為由圖可知，兩個線圈存在磁場的有效面積相同，則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為，故AB錯誤；CD．根據(jù)電阻定律可得故C正確，D錯誤故選C。6.如圖甲所示，用均勻?qū)Ь€做成匝數(shù)為100匝、邊長為、總電阻為的正方形閉合導電線圈。正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示，則以下說法正確的是（）A.在內(nèi)，導電線圈中產(chǎn)生的電流大小恒定不變B.在內(nèi)，導電線圈中產(chǎn)生的電流方向不變C.在時，導電線圈內(nèi)電流的瞬時功率為D.在時，線框中a、b兩點間的電勢差【答案】C【解析】A．根據(jù)法拉第電磁感應定律公式可知，在和電動勢不相同，則感應電流大小不同，故在內(nèi)，導電線圈中產(chǎn)生的電流大小發(fā)生變化，故A錯誤；B．根據(jù)楞次定律可知，在內(nèi)的感應電流方向與內(nèi)的感應電流方向相反，即為交流電，故B錯誤；C．在時間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應定律計算感應電動勢為再根據(jù)歐姆定律有在時，線框內(nèi)電流為，那么導線框內(nèi)電流的瞬時功率為故C正確；D．根據(jù)C可知，在和感應電動勢相同，則在時，導電線圈內(nèi)電流電流為20A，線框中a、b兩點間的電勢差大小為根據(jù)楞次定律可知，電流方向為逆時針，故b點電勢高于a點電勢，則故D錯誤。故選C。7.市環(huán)保局在沿江化工企業(yè)的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，測量管由絕緣材料制成，其長為L、直徑為D，左右兩端開口，勻強磁場方向豎直向下，大小為B，在前后兩個內(nèi)側(cè)面a、c固定有金屬板作為電極。污水充滿管口從左向右流經(jīng)測量管時，a、c兩端電壓為U，顯示儀器顯示污水流量Q（單位時間內(nèi)排出的污水體積）。則（）A.a側(cè)電勢比c側(cè)電勢低B.污水中離子濃度越高，顯示儀器的示數(shù)將越大C.污水流速D.污水流量Q與D有關，與L無關【答案】D【解析】A．磁場方向豎直向下，由左手定則，污水中的正離子聚集到a端，負離子聚集到c端，a側(cè)電勢比c側(cè)電勢高，故A錯誤；BC．電場力等于洛倫茲力，達到平衡時，電勢差穩(wěn)定，即即解得與離子濃度無關，且污水流速故BC錯誤；D．流量又因為所以流量與D有關，與L無關，故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有錯選的得0分。8.如圖所示是“探究電阻率與溫度的關系”的實驗裝置。將燈泡的燈絲與小燈泡串聯(lián)接入電路，閉合開關，使小燈泡發(fā)光。實驗中，用酒精燈給燈絲加熱，加熱過程中觀察到小燈泡逐漸變暗。根據(jù)以上實驗現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.燈絲的電阻率隨著溫度的升高而減小B.電池的內(nèi)阻消耗的功率變大C.電池的路端電壓變大D.電池的效率增大【答案】CD【解析】A．根據(jù)題干所述的實驗現(xiàn)象，燈泡變暗了，說明電路中的電流減小了，燈絲的電阻增大了，根據(jù)電阻定律可知，燈絲的電阻率隨溫度的升高而增大，故A錯誤；B．根據(jù)可知，電流減小，則P內(nèi)變小，故B錯誤；C．根據(jù)閉合電路歐姆定律可得可知，電流減小，則路端電壓變大，故C正確；D．電池的效率為由于路端電壓變大，則效率增大，故D正確。故選CD。9.近年來，無線門鈴逐漸在各大城市流行。圖甲為某款無線門鈴按鈕，這款門鈴可以自己發(fā)電，不需要連接外電源。其“自發(fā)電”原理如圖乙所示，按下門鈴按鈕過程磁鐵靠近螺線管，松開門鈴按鈕磁鐵遠離螺線管回歸原位置。下列說法正確的是（）A.按下按鈕過程，螺線管上有從P到Q方向的電流B.按住按鈕不動，P端電勢較高C.松開按鈕過程，螺線管上的導線P端電勢較高D.按下和松開按鈕過程，螺線管產(chǎn)生的感應電動勢大小一定相等【答案】AC【解析】A．按下按鈕過程，穿過螺線管的磁通量向左增加，結(jié)合楞次定律可知，螺線管上產(chǎn)生的感應電流從P流向Q。故A正確；B．按住按鈕不動，穿過螺線管的磁通量不變，則螺線管無感應電動勢產(chǎn)生，則上導線兩端PQ間無電勢差。故B錯誤；C．松開按鈕過程，穿過螺線管的磁通量向左減小，結(jié)合楞次定律可知，螺線管上產(chǎn)生的感應電流從Q流向P，螺線管上的導線P端電勢較高。故C正確；D．按下和松開按鈕過程，時間不一定相等，則磁通量的變化率不一定相等，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知螺線管產(chǎn)生的感應電動勢大小不一定相等。故D錯誤。故選AC。10.如圖所示，一根固定的絕緣豎直長桿位于范圍足夠大且相互正交的勻強電場和勻強磁場中，電場強度大小為E=，磁感應強度大小為B．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小圓環(huán)套在桿上，環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)為μ；現(xiàn)使圓環(huán)以初速度v0向下運動，經(jīng)時間to，圓環(huán)回到出發(fā)點．若圓環(huán)回到出發(fā)點之前已經(jīng)開始做勻速直線運動，不計空氣阻力，重力加速度為g．則下列說法中正確的是（）A.環(huán)經(jīng)過時間剛好到達最低點B.環(huán)的最大加速度為am=g+C.環(huán)在t0時間內(nèi)損失的機械能為D.環(huán)下降過程和上升過程系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能相等【答案】BC【解析】A．環(huán)向下運動時豎直方向受到重力、向上的電場力、向上的摩擦力，設加速度大小為a1，則，因此速度的減小，導致洛淪茲力減小，則摩擦力會減小，因此環(huán)做加速度減小的減速運動，當環(huán)回頭時，環(huán)的加速度大小，隨著速度增大，開始做加速度減小的加速運動，之后做勻速直線運動，因此在時，不可能剛好到達最低點，故A錯誤；B．圓環(huán)在運動過程中，只有向下運動時，加速度大于向上運動的加速度，而向下運動摩擦力越大，則加速度越大，因此環(huán)剛開始運動時，加速度最大，最大加速度故B正確；

C．圓環(huán)從出發(fā)到回到出發(fā)點過程中，重力勢能變化為零，那么機械能的損失，即為動能的減小，根據(jù)動能定理，則有而因此損失的機械能為故C正確；D．根據(jù)功能關系，除重力以外的力做功，則導致機械能變化，而環(huán)在下落與上升過程中，因摩擦力做功值不同，因此環(huán)在下落過程中損失的機械能不會等于上升回到出發(fā)點過程中損失的機械能，故D錯誤；故選BC。三、實驗題：本大題共2個小題，共15分11.某興趣小組想自制一個電容器。如圖所示，他們用兩片錫箔紙做電極，兩層錫箔紙中間夾以電容紙（某種絕緣介質(zhì)），一起卷成圓柱形，然后接出引線，再密封在塑料瓶當中，電容器便制成了。（1）為增加該電容器的電容，應當___________（填正確答案標號）。A.增大電容器的充電電壓 B.減小電容器的充電電壓C.錫箔紙面積盡可能小 D.錫箔紙卷繞得盡可能緊（2）小組的同學設計了如圖甲所示的電路來觀察電容器的充、放電過程。同學采用電流傳感器與計算機相連，顯示出電流隨時間變化的I-t圖像。直流電源電動勢為9V，內(nèi)阻可忽略，使開關S與___________端相連（選填“1”或“2”），電源向電容器充電，屏幕上顯示出電流隨時間變化的I-t圖像如圖乙所示。（3）同學如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，充電時I-t曲線與橫軸所圍成的面積將___________（選填“增大”“不變”或“變小”）?！敬鸢浮浚?）D（2）1（3）不變【解析】（1）[1]AB．電容器的電容與充電電壓無關，故AB錯誤；CD．根據(jù)電容決定式可知，為增加該電容器的電容，可以增大S或減小d，所以使錫箔紙面積盡可能大或使錫箔紙卷繞得盡可能緊，都可以增大電容，故C錯誤，D正確。故選D。（2）[2]當電容器和電源相連時，電容器充電，由圖可知，開關S應與1端相連。（3）[3]如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，充電時電流變大，可以減小充電時間，但電容器充滿電后所帶的電荷量不變，即I-t曲線與橫軸所圍成的面積不變。12.某研究性學習小組利用伏安法測定某節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，通過閱讀說明書，同學已知待測電池的電動勢約1.5V，內(nèi)阻約1.0Ω。同學利用圖所示的電路進行實驗，已知實驗室除待測電池、開關、導線外，還有下列器材：A．電流表A1：量程0~3A，內(nèi)阻約0.02ΩB．電流表A2：量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.10ΩC．電壓表V：量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩD．滑動變阻器R1：0~20Ω，額定電流2AE．滑動變阻器R2：0~100Ω，額定電流1A（1）為了調(diào)節(jié)方便，測量結(jié)果盡量準確，實驗中電流表應選用___________，滑動變阻器應選用___________（填所選儀器前的字母序號）。（2）經(jīng)過多次測量并記錄對應的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，利用這些數(shù)據(jù)在圖中畫出了U—I圖線。由此得出電源的電動勢E=___________V，內(nèi)阻r=___________Ω。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）（3）該同學利用圖所示的電路進行測量，系統(tǒng)誤差來自于___________，這造成了內(nèi)阻的測量值與真實值之間有差異，即r測___________r真（填“小于”、“等于”或“大于”）【答案】（1）BD（2）1.500.83（3）電壓表分流小于【解析】（1）[1]電源電動勢約為1.5V，流過電路的最大電流約為零點幾安培，電流表應選擇A2。[2]為了調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應選用較小R1。故選D。（2）[3]由圖示電源U—I圖像可知，電源電動勢E=1.50V[4]電源內(nèi)阻（3）[5][6]當電壓表示數(shù)為零時，電流表示數(shù)等于短路電流，故短路電流沒有誤差。當電壓表示數(shù)增大時，由于電壓表分流，干路電流大于電流表示數(shù)，且差值越來越大，則真實圖線與縱坐標截距和圖線斜率均變大。即電動勢的真實值大于測量值，電源內(nèi)阻的真實值大于測量值。四、計算題：本大題共3個小題，共42分。解答時應寫出必要的文字說明、公式、方程式和重要的演算步驟，只寫出結(jié)果的不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須寫出明確的數(shù)值和單位。13.某款家用跑步機原理圖如圖所示，其水平底面固定有間距L=1m的平行金屬電極，電極間充滿磁感應強度大小B=0.5T、方向豎直向下的勻強磁場，且接有理想電壓表和阻值為8Ω的定值電阻R，勻速運動的絕緣橡膠帶上鍍有電阻均為R1=2Ω的平行細金屬條，金屬條間距等于磁場寬度d且與電極接觸良好。某人勻速跑步時，電壓表的示數(shù)為1.6V。求：（1）人勻速跑步的速度大小；（2）人克服細金屬條所受安培力做功的功率?！敬鸢浮浚?）4m/s；（2）0.4W【解析】（1）由題知單根細金屬條電阻為，勻速跑步時，始終只有一根細金屬條在切割磁感線，其產(chǎn)生的電動勢為電壓表測量R兩端電壓，由題知其示數(shù)為1.6V，即解得（2）通過電阻R的電流為則人克服細金屬條所受安培力做功的功率為14.如圖，兩根足夠長的光滑金屬直導軌平行放置，導軌間距為，兩導軌及其所構(gòu)成的平面均與水平面成角，導軌左端跨接阻值為的定值電阻，整個裝置處于垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度為?，F(xiàn)將質(zhì)量為、長度也為、電阻為的金屬棒垂直導軌靜止釋放，經(jīng)時間后，棒速度達到最大，金屬棒與導軌接觸良好，導軌電阻不計，重力加速度，試求：（1）棒最大速度的大小v及此時a、b點間的電壓U；（2）時間內(nèi)，通過電阻R電荷量q；（3）時間內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。【答案】（1），；（2）；（3）【解析】（1）金屬棒合力