四川省瀘州市瀘縣2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期1月期末考試試題含解析

高2022級高二上學(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，每小題給出的四個選項中只有一個是正確的；8~11題有多個選項符合要求，全部選對得5分，不全得3分，有錯選或不選得0分，共48分）1.關(guān)于電磁場和電磁波的說法正確的是（）A.電場和磁場總是相互聯(lián)系的，它們統(tǒng)稱為電場B.電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播形成電磁波C.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場D.電磁波是一種波，聲波也是一種波，理論上它們是同種性質(zhì)的波動【答案】B【解析】【詳解】A．變化的電場和變化的磁場相互聯(lián)系，他們統(tǒng)稱為電磁場，故A錯誤；B．電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播形成電磁波，選項B正確；C．在變化的電場周圍一定產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生電場，選項C錯誤；D．電磁波是一種波，聲波也是一種波，但聲波是機(jī)械波，它們是不同種性質(zhì)的波動，選項D錯誤。故選B。2.以下關(guān)于小磁針靜止時N極指向描述正確的是（）A.甲圖中N極垂直紙面向里 B.乙圖中N極垂直紙面向外C.丙圖中N極水平向右（線圈內(nèi)部） D.丁圖中N極指向地理南極【答案】C【解析】【詳解】A．由右手定則可知甲圖中小磁針?biāo)谖恢玫拇艌龇较虼怪奔埫嫦蛲?，即N極垂直紙面向外，A錯誤；B．由右手定則可知乙圖中小磁針?biāo)谖恢玫拇艌龇较虼怪奔埫嫦蚶?，即N極垂直紙面向里，B錯誤；C．由右手定則可知丙圖中小磁針?biāo)谖恢玫拇艌龇较蛩较蛴?，即N極水平向右，C正確；D．由于地磁場的北極在地里南極附近，故丁圖中N極指向地理北極，D錯誤。故選C。3.隨著居民生活水平的提高，純凈水已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶。某市對市場上售出的純凈水質(zhì)量進(jìn)行了抽測，檢測樣品的電導(dǎo)率（電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，是檢驗純凈水是否合格的一項重要指標(biāo)），來判斷純凈水是否合格。下列說法正確的是（）A.電導(dǎo)率的單位是B.任何材料的電導(dǎo)率的大小均與溫度無關(guān)C.不合格的純凈水的電導(dǎo)率偏大D.材料的電導(dǎo)率越小，其導(dǎo)電性能越強(qiáng)【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)電阻定律解得可知電阻率的單位為，電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，則電導(dǎo)率的單位是，故A錯誤；B．金屬材料的電阻率與溫度有關(guān)，金屬材料的電導(dǎo)率的大小也與溫度有關(guān)，故B錯誤；C．不合格的純凈水中含有較多的離子，導(dǎo)電能力好，電阻率小，電導(dǎo)率偏大，故C正確；D．材料的導(dǎo)電性能越強(qiáng)，電阻率越小，電導(dǎo)率越大，故D錯誤。故選C。4.如圖所示，a、b兩點間的電壓為9V，三個電阻的阻值分別為、。下列說法正確的是（）A.、、兩端的電壓之比為B.、、消耗的電功率之比為C.在相等的時間內(nèi)，通過、、的電荷量之比為D.在相等的時間內(nèi)，、、產(chǎn)生的焦耳熱之比為【答案】B【解析】【詳解】A．電路中的總電阻為電路中的電流則兩端電壓并聯(lián)部分兩端電壓為所以、、兩端的電壓之比為，故A錯誤；B．根據(jù)可得、、消耗的電功率之比為，故B正確；C．根據(jù)歐姆定律可得通過、、的電流之比為，根據(jù)可得在相等時間內(nèi)通過、、的電荷量之比為等于通過它們的電流之比，即，故C錯誤；D．根據(jù)結(jié)合選項B，可以得到在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比為，故D錯誤。故選B。5.如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動觸頭P1初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源。定值電阻R1的阻值為R，滑動變阻器R2的最大阻值為9R，滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為U，理想電流表A的示數(shù)為I。下列說法正確的是（）A.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，I減小，U不變B.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率增大C.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，I減小，U增大D.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率減小【答案】B【解析】【詳解】AB．由題意可知，原副線圈的匝數(shù)比為，則副線圈的電流為，根據(jù)歐姆定律可得副線圈的電壓有效值為則變壓器原線圈的電壓有效值為設(shè)輸入交流電的電壓有效值為，則可得保持位置不變，向左緩慢滑動的過程中，不斷變大，根據(jù)歐姆定律可知變壓器原線圈的電壓有效值變大，輸入電壓有效值不變，則兩端的電壓不斷變小，則電壓表示數(shù)變小，原線圈的電壓電流都變大，則功率變大，根據(jù)原副線圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正確，A錯誤；CD．設(shè)原副線圈的匝數(shù)比為，同理可得則整理可得保持位置不變，向下緩慢滑動的過程中，不斷變大，則變小，對由歐姆定律可知可知不斷變小，根據(jù)原副線圈的功率相等可知消耗的功率整理可得可知時，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后減小，故CD錯誤。故選B。6.利用電磁感應(yīng)驅(qū)動的電磁炮，原理示意圖如圖甲所示，高壓直流電源電動勢為E，大電容器的電容為C。套在中空的塑料管上，管內(nèi)光滑，將直徑略小于管的內(nèi)徑的金屬小球靜置于管內(nèi)線圈右側(cè)。首先將開關(guān)S接1，使電容器完全充電，然后將S轉(zhuǎn)接2，此后電容器放電，通過線圈的電流隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，金屬小球在的時間內(nèi)被加速發(fā)射出去（時刻剛好運(yùn)動到右側(cè)管口）。下列關(guān)于該電磁炮的說法正確的是（）A.小球在塑料管中的加速度隨線圈中電流的增大而增大B.在的時間內(nèi)，電容器儲存的電能全部轉(zhuǎn)化為小球的動能C.適當(dāng)加長塑料管可使小球獲得更大的速度D.在的時間內(nèi)，順著發(fā)射方向看小球中產(chǎn)生的渦流沿逆時針方向【答案】D【解析】【詳解】A．磁場強(qiáng)弱程度與通過線圈的電流大小成正比。根據(jù)乙圖可知，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化情況與電流的變化情況相同，在時間內(nèi)，電流i在增大，但變化率卻逐漸減小，線圈的磁通量變化率也逐漸減小，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢逐漸減小，所以小球受到的感應(yīng)電場的電場力也逐漸較小，由牛頓第二運(yùn)動定律可知，小球的加速度逐漸減小，故A錯誤；B．電容器的放電過程中，變化的磁場在空間產(chǎn)生了變化的電場，然后以電磁波的形式傳遞出去，散失了一部分能量，所以時間內(nèi)，電容器儲存的電能沒有全部轉(zhuǎn)化為小球的動能，故B錯誤；C．適當(dāng)增加塑料管的長度，增長后，小球會在電流減小的過程中離開塑料管，當(dāng)電流減小時，磁場也會減小，通過楞次定律判斷可知，此時線圈的作用力向左，阻礙小球運(yùn)動，所以適當(dāng)加長塑料管，小球速度會在減小，故C錯誤；D．時間內(nèi)，電流逐漸增大，產(chǎn)生的磁場也會增強(qiáng)，通過楞次定律判斷可知，原磁場增大，感應(yīng)磁場與原磁場方向相反，由右手螺旋定則判斷可得，小球中產(chǎn)生的渦流是逆時針方向的，故D正確。故選D。7.如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長線通過圓弧的圓心，Ob長為R。一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，在紙面內(nèi)以不同的速率從O點垂直ab射入磁場，已知所有粒子均從圓弧邊界射出，其中M、N是圓弧邊界上的兩點，不計粒子間的相互作用和重力。則下列分析中正確的是（）A.粒子帶負(fù)電B.從M點射出粒子的速率一定大于從N點射出粒子的速率C.從M點射出粒子在磁場中運(yùn)動時間一定小于從N點射出粒子所用時間D.所有粒子所用最短時間為【答案】D【解析】【詳解】A．粒子做逆時針的勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)左手定則，可知粒子帶正電，A錯誤；B．由洛倫茲力提供向心力，可得得從M點射出粒子的圓周半徑更小，則速度更小，B錯誤；C．由B選項解析可知，粒子運(yùn)動周期為設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡所對應(yīng)的圓心角為θ，如圖所示，可知粒子在磁場中運(yùn)動時間為可知粒子運(yùn)動的周期不變，圓周運(yùn)動的圓心角越大，運(yùn)動時間越長，由圖可知，從M點射出粒子的軌跡半徑小于從N點射出粒子軌跡半徑，則從M點射出粒子的速率一定小于從N點射出粒子的速率，又有從M點射出粒子的軌跡所對應(yīng)的圓心角大于從N點射出粒子的軌跡所對應(yīng)的圓心角，由此可知從M點射出的粒子在磁場中運(yùn)動時間一定大于從N點射出的粒子所用時間，C錯誤；D．由解析圖可知，弦切角等于圓心角的一半，當(dāng)弦切角越小，運(yùn)動時間越短，當(dāng)弦與bc圓弧邊界相切時，弦切角最小。Ob等于R，由幾何關(guān)系，此時圓周運(yùn)動的圓心角為，則最短時間為D正確。故選D。8.在如圖所示的電路中，電池的輸出電壓不變，、、是三個定值電阻，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時，（）A.電壓表示數(shù)變小 B.電流表示數(shù)變小C.電壓表示數(shù)變大 D.電流表示數(shù)變大【答案】AD【解析】【詳解】ABC．當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時，接入電路的阻值變小，與之并聯(lián)電路的部分等效電阻變小，電路的總電阻變小。根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路總電流變大，、兩端的電壓變大，故電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小，A正確，BC錯誤；D．電壓表示數(shù)變小，阻值不變，其電流減小。根據(jù)并聯(lián)電路干路電流與之路電流的關(guān)系可知，的電流變大，故電流表示數(shù)變大，D正確。故選AD。9.如圖（a），螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間按圖（b）所示規(guī)律變化時（）A.在t2~t3時間內(nèi)，a點的電勢始終比d點的電勢低B.在t3~t4時間內(nèi)，L有擴(kuò)張趨勢C.在t1~t2時間內(nèi)，L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流D.在t2~t3時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流【答案】BC【解析】【詳解】A．根據(jù)圖（b），在t2~t3時間內(nèi)，根據(jù)楞次定律可知，螺線管中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上，由安培定則可知，a點相當(dāng)于電源的正極，d點相當(dāng)于電源的負(fù)極，因此a點的電勢始終比d點的電勢高，故A錯誤；B．在t3~t4時間內(nèi)，螺線管中磁場的變化率減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢減小，感應(yīng)電流減小，穿過金屬圓環(huán)L的磁通量減小，L有擴(kuò)張趨勢，故B正確；C．在t1~t2時間內(nèi)，穿過螺線管的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，導(dǎo)線框中有dcbad方向的電流；由于磁場變化率減小，導(dǎo)致感應(yīng)電流逐漸減小，穿過金屬圓環(huán)L的磁通量向里減小，由楞次定律可知L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流，故C正確；D．在t2~t3時間內(nèi)，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不變，穿過金屬圓環(huán)L的磁通量不變，L內(nèi)無感應(yīng)電流，故D錯誤。故選BC。10.某力敏電阻的阻值隨著壓力的增大而線性減小。一同學(xué)利用該力敏電阻設(shè)計了判斷小車在水平方向上運(yùn)動狀態(tài)的裝置。其工作原理如圖甲所示，將力敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，之間放置一個光滑絕緣重物M，重物與擋板之間通過輕彈簧連接。某次實驗中，電流表示數(shù)隨時間變化關(guān)系如圖乙所示、已知0-t1時間內(nèi)，小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（）A.0~t1時間內(nèi)，彈簧處于壓縮狀態(tài)B.t1~t2時間內(nèi)，小車的加速度隨時間均勻減小C.t2~t3時間內(nèi)，小車可能向左做勻減速直線運(yùn)動D.t2~t3時間內(nèi)，小車可能向左做加速度增大的加速直線運(yùn)動【答案】AD【解析】【詳解】A．0～t1時間內(nèi)，電流最大，力敏電阻的阻值最小，所受壓力最大，所以彈簧處于壓縮狀態(tài)，故A正確；B．t1～t2時間內(nèi)，電流減小，力敏電阻的阻值增大，所受壓力F減小，根據(jù)牛頓第二定律，小車的加速度為小車的加速度增大，故B錯誤；CD．t2～t3時間內(nèi)，電流最小，力敏電阻的阻值最大，所受壓力最小，合力向左，小車的加速度向左，又因為電流不變，壓力不變，小車的合力不變，加速度不變，小車做加速度向左的勻變速直線運(yùn)動，小車可能向左做勻加速直線運(yùn)動，也可能向右做勻減速直線運(yùn)動，還有可能M與力敏電阻分離了，此時小車可能向左做加速度增大的加速直線運(yùn)動，故C錯誤，D正確。故選AD。11.“電磁炮”是利用電磁力對彈體加速的新型武器，具有速度快效率高等優(yōu)點．如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖．光滑水平導(dǎo)軌電阻不計，寬為L．在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．“電磁炮”彈體總質(zhì)量為m，其中彈體在軌道間的電阻為R．可控電源的內(nèi)阻為r，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射．在某次試驗發(fā)射時，電源為加速彈體提供的電流是I，不計空氣阻力．則（）A.彈體所受安培力大小為BILB.彈體從靜止加速到v，軌道長度至少為C.彈體從靜止加速到v的過程中電源提供的總能量為D.可控電源的電壓應(yīng)隨時間均勻增加，才能保證“電磁炮”勻加速發(fā)射【答案】ACD【解析】【分析】當(dāng)導(dǎo)軌上通入電流后，炮彈在安培力的作用下，做初速度為零勻加速直線運(yùn)動，因此根據(jù)牛頓第二定律求出加速度然后利用運(yùn)動學(xué)公式即可求解．消耗的總能量轉(zhuǎn)化為彈體的動能和熱量；由于彈體的速度增大，彈體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電源的電壓應(yīng)增大，抵消產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，以保證電源為加速彈體提供恒定的電流，是電磁炮勻加速發(fā)射．【詳解】在導(dǎo)軌通有電流I時，炮彈作為導(dǎo)體受到磁場施加的安培力為：F=ILB，選項A正確；由動能定理：Fx=mv2，軌道至少要x=，選項B錯誤；由F=ma，v=at；解得；發(fā)射過程產(chǎn)生的熱量：Q=I2（R+r）t；彈體的動能：Ek＝mv2；系統(tǒng)消耗的總能量，選項C正確；由于彈體的速度增大，彈體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電源的電壓應(yīng)隨時間均勻增加，抵消產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，以保證電源為加速彈體提供恒定的電流，使電磁炮勻加速發(fā)射，選項D正確；故選ACD.．【點睛】本題實質(zhì)上就是借助安培力問題考查了力與運(yùn)動，因此解決這類題目的基本思路是對研究對象正確進(jìn)行受力分析，弄清功能轉(zhuǎn)化關(guān)系，然后依據(jù)相應(yīng)規(guī)律求解．第二部分非選擇題（共52分）注意事項：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．實驗題（共14分）12.某學(xué)校電工從市場買來一大捆粗銅導(dǎo)線，如圖甲所示，他覺得其實際長度與所標(biāo)的長度相差較大，為此請物理科技興趣小組同學(xué)幫助他通過實驗進(jìn)行檢測。（1）為了得到該銅絲的橫截面積S，興趣小組先用小刀割去銅導(dǎo)線外絕緣皮，再用螺旋測微器測定裸露的銅絲的直徑d，如圖乙所示，則可讀得d=___________mm。（2）興趣小組設(shè)計如圖丙所示的電路來測定銅絲電阻，請根據(jù)電路圖丙把圖丁實物連接完整_______。（3）首先閉合開關(guān)S1，把開關(guān)S2撥向1，記下電壓表的示數(shù)為U0，接下來把開關(guān)S2撥向2，調(diào)節(jié)_________，使得電壓表的示數(shù)為___________，此時電阻箱R0的阻值為2.0；（4）根據(jù)研究小組設(shè)計方案，計算銅導(dǎo)線長度表達(dá)式L=_________（用銅導(dǎo)線的電阻R、橫截面積S、電阻率表示），根據(jù)以上測得的數(shù)據(jù)可計算出該銅導(dǎo)線的長度為_________m。（已知銅的電阻率=1.80×10-8，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。【答案】①.2.000mm（1.998mm~2.001mm）②.③.電阻箱④.⑤.⑥.348~351【解析】【詳解】（1）[1]螺旋測微器的讀數(shù)為：固定刻度+可動刻度（估讀）精度值，由圖可讀出d=2mm+0.00.01mm=2.000mm（2）[2]采用等效替代法來測銅絲的電阻所以實物圖完整連接如下圖（3）[3][4]采用等效替代法來測銅絲的電阻的步驟：首先閉合開關(guān)，把開關(guān)撥向1，記下電壓表的示數(shù)為，接下來把開關(guān)撥向2，調(diào)節(jié)電阻箱電阻，使得電壓表的示數(shù)為，此時電阻箱的阻值為2.0。（4）[5]由電阻定律可得解得[6]橫截面積代入數(shù)據(jù)可解得13.某同學(xué)想通過測繪小燈泡完整的伏安特性曲線來研究小燈泡的特性。所用器材如下：待測小燈泡一只（額定電壓為3.8V，額定電流為0.32A）；電壓表一個（量程0~2V，內(nèi)阻為2kΩ）；電流表一個（量程0~0.4A，內(nèi)阻約為3Ω）；定值電阻R1（阻值為1kΩ）；定值電阻R2（阻值為2kΩ）；滑動變阻器（阻值0~10Ω）；電源（電動勢5.0V，內(nèi)阻很小）；開關(guān)一個，導(dǎo)線若千。（1）為測量小燈泡兩端的電壓，需要將電壓表與定值電阻______（填“R1”或“R2”）______（填“串”或“并”）聯(lián)。（2）根據(jù)實驗?zāi)康暮吞峁┑钠鞑?，在圖甲方框中將電路圖補(bǔ)充完整______。（3）完善圖甲中電路圖后，進(jìn)行實驗。關(guān)于該實驗下列說法正確的是（）A實驗前應(yīng)將滑動變阻器滑片滑到b端B.通過調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置可使電流表的示數(shù)為零C.當(dāng)滑動變阻器滑片位于ab中間位置時，小燈泡兩端電壓為2.5V（4）實驗描繪出的小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，由圖可知，隨著小燈泡兩端電壓增大，燈絲的電阻______（填“增大”“不變”或“減小”）。把實驗中的待測小燈泡接入另一電路如圖丙所示，已知該電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=20Ω，定值電阻R=20Ω，可得小燈泡消耗的功率為______W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?R2②.串③.④.B⑤.增大⑥.0.21##0.20##0.22##0.23【解析】【詳解】（1）[1][2]小燈泡的額定電壓為3.8V，則電壓表需要與定值電阻R2串聯(lián)。串聯(lián)后量程為4V。（2）[3]待測燈泡電阻由于因此選擇電流表外接法。電路圖如圖（3）[4]A．實驗前燈泡電壓應(yīng)該最小，滑動變阻器滑片應(yīng)該在a端，A錯誤；B．當(dāng)滑動變阻器滑片在a端時，燈泡兩端電壓為0，則電流表的示數(shù)為零，B正確；C．當(dāng)滑動變阻器滑片位于ab中間位置時，小燈泡與左側(cè)電阻并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值比右側(cè)電阻小，因此兩端電壓小于2.5V，C錯誤。故選B。（4）[5]由圖可知，圖象與原點連線斜率為電阻的倒數(shù)，因此隨著小燈泡兩端電壓增大燈絲的電阻增大。[6]此電路中，燈泡兩端電壓滿足得代入數(shù)據(jù)做出圖象，圖象與電阻的伏安特性曲線交點表示此時電壓和電流。由圖像可知交點電壓1.18V，電流180mA此時燈泡功率三．計算題（寫出必要的文字說明，3個小題，14題10分，15題12分，16題16分，共38分）14.如圖所示，是一提升重物用直流電動機(jī)工作時的電路圖。電動機(jī)內(nèi)電阻r＝0.8Ω，電路中另一電阻R＝10Ω，直流電壓U＝160V，電壓表示數(shù)UV＝110V。試求：（1）通過電動機(jī)的電流；（2）輸入電動機(jī)的電功率；（3）若電動機(jī)以v＝1m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量。（g取10m/s2）【答案】（1）5A；（2）550W；（3）53kg【解析】【詳解】（1）由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R的分壓為則流過電阻R的電流為則通過電動機(jī)的電流為（2）輸入電動機(jī)的電功率為（3）電動機(jī)的發(fā)熱功率電動機(jī)輸出的機(jī)械功率又可得15.如圖，一個重力不計的帶電粒子，以