山西省名校2022-2023學年高二上學期11月期中聯(lián)合考試物理試題（含答案解析）

2022~2023學年山西省名校高二上學期期中聯(lián)合考試物理考生注意：1．本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共100分?？荚嚂r間90分鐘。2．請將各題答案填寫在答題卡上。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1~8小題只有一項符合題目要求，第9~12小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，有選錯或不答的得0分。1.下列說法正確的是（）A.任何情況下云岡石窟都不可以作為參考系B.從忻州到大同坐火車與坐汽車的路程相同C.質(zhì)量是慣性大小的唯一量度D.引力常量是牛頓通過實驗測出來的【答案】C【解析】【詳解】A．有利于描述物體運動時，云岡石窟可以作為參考系，A錯誤；B．不同的運動路徑，路程可能不同，B錯誤；C．慣性是物體的屬性，只有質(zhì)量決定，C正確；D．引力常量是由卡文迪許通過實驗測出來的，D錯誤。故選C。2.將螺線管連接起來后，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極立即向螺線管偏轉(zhuǎn)，如圖所示。用M、N和P、Q分別表示蓄電池和螺線管兩極，下列判斷正確的是（）A.蓄電池N端為正極 B.蓄電池M端為正極C.螺線管P端為S極 D.螺線管內(nèi)部磁場方向由P指向Q【答案】A【解析】【詳解】C．小磁針的N極向螺線管偏轉(zhuǎn)說明小磁針所在位置磁場方向向左，即螺線管P端為N極，Q端為S極，故C錯誤；D．在螺線管的內(nèi)部，磁場方向由S極指向N極，所以螺線管內(nèi)部磁場方向由Q指向P，故D錯誤；AB．根據(jù)安培定則可知，在蓄電池外部電流從N流向M，蓄電池N端為正極，故A正確，B錯誤。故選A。3.有一個材料分布均勻的長方體金屬，邊長分別為a、b、c，且。電流沿以下方向流過該金屬，其中金屬的電阻最小的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)電阻定律按照各個選項中的電流方向所對應(yīng)的電阻分別為，，，由于可得故選B4.如圖所示，、為兩個相互垂直的共點力，F(xiàn)是它們的合力。已知，。若只改變、的夾角，則它們的合力大小可能是（）A.8N B.1N C.18N D.5N【答案】A【解析】【詳解】由力的平行四邊形定則可知根據(jù)力的合成原理可知即故選A。5.下列說法正確的是（）A.隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的B.太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成其他能量，但照到宇宙空間的能量都消失了C.“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，因而是不可能的D.有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產(chǎn)生【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．第一類永動機違背能量守恒定律，第二類永動機違背熱力學第二定律，均無法制成，A錯誤；B．任何能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的過程均滿足能量守恒，不會憑空消失，B錯誤；C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，因而是不可能的，C正確；D．“全自動”手表，靠手部的抖動上發(fā)條，機械能轉(zhuǎn)化為電能，D錯誤。故選C。6.如圖所示，2021年2月我國“天問一號”火星探測器先由地火轉(zhuǎn)移軌道1進入火星停泊軌道2，進行相關(guān)探測后進入較低的軌道3開展科學探測，則探測器（）A.在軌道2與軌道3同一近火點的加速度相等B.在軌道2上近火點的機械能比遠火點的機械能小C.在軌道1上的運行速度不超過地球的第一宇宙速度D.在軌道2上近火點加速可進入軌道3【答案】A【解析】【詳解】A．在軌道2與軌道3同一近火點只受萬有引力，產(chǎn)生的加速度相等，A正確；B．在軌道2上運動時，只有引力做功，則機械能不變，B錯誤；C．在軌道1上的運行速度要超過第二宇宙速度小于第三宇宙速度，C錯誤；D．在軌道2上近火點減速做近心運動可進入軌道3，D錯誤。故選A。7.某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系上，如圖中的a、b、c所示，根據(jù)圖線可知()A.反映Pr變化的圖線是bB.電源電動勢為8VC.電源內(nèi)阻為1ΩD.當電流為0.5A時，外電路的電阻為6Ω【答案】D【解析】【詳解】A．電源內(nèi)部的發(fā)熱功率為則圖象是拋物線，而且是增函數(shù)，則反映變化的圖線是c，故A錯誤；B．直流電源的總功率為圖象的斜率等于電動勢E，則有故B錯誤；C．圖中I=2A時，電源內(nèi)部的發(fā)熱功率與電源的總功率相等，則有得到Ω=2Ω故C錯誤；D．當電流為0.5A時，根據(jù)閉合電路歐姆定律得代入解得Ω，故D正確。故選D。8.如圖甲所示，x軸上固定兩個點電荷A和B，電荷A固定在原點O，電荷B固定在x=2L處，通過電勢傳感器測出x軸上各點電勢隨坐標x的變化規(guī)律并描繪出圖像，如圖乙所示。已知圖線與x軸的交點坐標為和，x=3L處的圖線的切線水平，取無窮遠處電勢為零時點電荷的電勢公式，其中k為靜電力常量，Q為場源點電荷的電荷量，r為某點距場源點電荷的距離，以下說法正確的是（）A.兩點電荷同種電荷B.兩點電荷的電荷量之比為C.在x軸上的區(qū)域內(nèi)無初速度釋放一正電荷，該正電荷一定能到達無窮遠處D.、【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)圖像，電荷A周圍的電勢為正值，所以電荷A帶正電；電荷B周圍的電勢為負值，所以電荷B帶負電，兩點電荷為異種電荷，A錯誤；B．處的圖線的切線平行x軸，該處的電場強度等于零解得故B錯誤；C．在x軸上2L<x<3L的區(qū)域內(nèi)，電勢逐漸升高，電場強度沿x軸負方向，若在x軸上2L<x<3L的區(qū)域內(nèi)無初速度釋放一正電荷，正電荷受到向左的電場力，將向左做加速運動，在x軸上x>3L的區(qū)域內(nèi)，電勢逐漸降低，電場強度沿x軸正方向，若在x軸上x>3L的區(qū)域內(nèi)無初速度釋放一正電荷，正電荷受到向右的電場力，將向右加速到無窮遠處，故C錯誤；D．φ–x圖像中圖線的斜率絕對值表示電場強度大小，則x=3L處的電場強度為零，有由題圖可知x1、x2處的電勢為零，根據(jù)電勢公式有解得，故D正確。故選D。9.關(guān)于元電荷，下列論述正確的是（）A.把質(zhì)子或電子稱為元電荷B.元電荷是一個電子所帶電荷量的大小，沒有正負之分C.電子帶有最小的負電荷，其電荷量的絕對值稱為元電荷D.物體所帶的電荷量稱為元電荷【答案】BC【解析】【詳解】A．質(zhì)子或電子是帶電粒子，所帶的電荷量的絕對值稱為元電荷，選項A錯誤；BCD．物體帶電是因為得失電子，所帶電荷量均為電子電荷量整數(shù)倍，故把電子所帶電荷量的大小稱為元電荷，電子帶有最小的負電荷，選項BC均正確，選項D錯誤。故選BC。10.如圖所示是等腰直角三棱柱置于水平桌面，其平面ABCD為正方形，邊長為L，按圖示方式放置于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為，則下列說法正確的是（）A.穿過ADFE平面的磁通量大小為零B.穿過BCFE平面的磁通量大小為C.穿過ABCD平面的磁通量大小為D.穿過ABCD平面的磁通量大于穿過BCFE平面的磁通量【答案】AB【解析】【詳解】A．ADFE與磁感線平行，所以穿過ADFE平面的磁通量大小為零，故A正確；B．根據(jù)幾何關(guān)系可知BCFE的面積為所以穿過BCFE平面的磁通量大小為故B正確；C．由于ABCD在垂直于磁感線的平面內(nèi)的投影為BCFE，所以穿過ABCD平面的磁通量與穿過BCFE平面的磁通量相等，為，故CD錯誤。故選AB。11.如圖所示，絕緣光滑輕細桿與水平方向的夾角為53°，空間M點處固定點電荷Q，MB垂直于細桿，且BM=6m，有一小圓環(huán)q與點電荷Q帶同種性質(zhì)電荷，將其套在細桿上，從與M等高的A處無初速度釋放，圓環(huán)剛釋放時加速度大小為。C點是細桿上與A點關(guān)于B點對稱的點，D點在M點的正下方且是細桿的末端。取重力加速度大小，，，下列說法正確的是（）A.圓環(huán)到達C點的加速度大小仍為 B.圓環(huán)到達C點的速度大小為12m/sC.圓環(huán)離開細桿后做勻速直線運動 D.圓環(huán)剛離開細桿時加速度大小為【答案】BD【解析】【詳解】A．在A點時，根據(jù)牛頓第二定律到達C點時由于可得圓環(huán)在C點的加速度A錯誤；B．根據(jù)對稱性，圓環(huán)從A到C的過程中，電場力做功為零，根據(jù)動能定理可得而代入數(shù)據(jù)可得B正確；C．圓環(huán)離開細桿時速度沿AC方向，而所受電場力和重力的合力豎直向下，因此圓環(huán)做曲線運動，C錯誤；D．恰好通過D點后，根據(jù)牛頓第二定律而可得圓環(huán)剛離開細桿時加速度D正確；故選BD。12.如圖所示，真空中有一勻強電場（圖中未畫出），電場方向與圓周在同一平面內(nèi)，是圓的內(nèi)接直角三角形，，O為圓心，半徑。位于A處的粒子源向平面內(nèi)各個方向發(fā)射初動能均為、電荷量為的粒子，這些粒子會經(jīng)過圓周上不同的點，其中到達B點的粒子動能為，到達C點的粒子電勢能為（取O點電勢為零）。忽略粒子受到的重力和粒子間的相互作用，。下列說法正確的是（）A. B.電場方向由A指向BC.勻強電場的電場強度大小為 D.經(jīng)過圓周上的所有粒子，動能最大為【答案】CD【解析】【詳解】A．由題意，根據(jù)動能定理有即并且所以勻強電場中沿同一方向電勢均勻變化，所以則故A錯誤；BC．根據(jù)前面分析可知所以O(shè)B連線為一條等勢線，根據(jù)電場強度方向垂直于等勢線并由高電勢指向電勢可知電場強度方向由A指向D，如圖所示，在△OAB中，由題意可知所以則所以該勻強電場的電場強度大小為故B錯誤，C正確；D．過O作OF平行于AD交圓于F，可知F是圓上沿場強度方向上離O最遠的點，則F點電勢最低，為所以A、F兩點間電勢差為當粒子經(jīng)過F點時電勢能最小，動能最大，為故D正確。故選CD。第Ⅱ卷（非選擇題共52分）二、非選擇題：本題共5小題，共52分。13.某同學用如圖甲所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗，其中重物的質(zhì)量為0.2kg，交流電的頻率為50Hz。（1）為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重物，實驗時應(yīng)選擇密度___________（填“大”或“小”）的。（2）讓重物從靜止開始下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖乙所示。O點為第一個點，A、B、C和D為4個連續(xù)的點。從刻度尺讀得：，，___________cm。（3）已知當?shù)刂亓铀俣萭取，則從O點到C點，重物的重力勢能變化量的絕對值___________J、C點的動能___________J（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）。比較與的大小，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是___________。（選序號）A．工作電壓偏高B．存空氣阻力和摩擦力C．接通電源前釋放了紙帶【答案】①.大②.33.00③.0.547④.0.588⑤.C【解析】【詳解】（1）[1]為了減小誤差，要求保持體積和形狀相同，此時如果密度越大，則對應(yīng)質(zhì)量也越大，此時受到的重力也越大，相同體積和形狀下，阻力與重力之比更小。（2）[2]，，根據(jù)勻加速直線運動規(guī)律解得33.00（3）[3]由于重物的質(zhì)量為200g，因此受到的重力為則加速度即為重力加速度，由于交流電頻率為50Hz，因此打點的周期為0.02s，因此從O點到C'點讀圖可得因此有重力勢能變化量的絕對值為[4]由平均速度公式因此可以得到BD段的平均速度分別為由于C'點為BD段時間中點，因此速度近似等于BD平均速度，可得在C點的對應(yīng)速度為因此有[5]A．工作電壓偏高對結(jié)果無影響，A錯誤；

B．若存在著空氣阻力和摩擦力，則應(yīng)該動能的變化量更小，B錯誤；

C．由于在C點的動能大于從O點到C點的重力勢能變化量，因此可以判斷在接通電源前即釋放了紙帶，則重力實際做功大于所求值，C正確。故選C。14.“求知”興趣小組要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。準備的器材如下：A．一節(jié)干電池；B．電流表G（量程為0~2.0mA，內(nèi)阻Rg為10Ω）；C．電流表A（量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）；D．滑動變阻器R1（0~10Ω，5A）；E．滑動變阻器R2（0~100Ω，1A）；F．定值電阻R3=990Ω；G．開關(guān)S和導線若干。（1）所選器材中無電壓表，需要將G與定值電阻R3______（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），改裝后的電壓表對應(yīng)量程是______。（2）根據(jù)所給器材在空白框里畫出電路圖。（）（3）為了能準確地進行測量，同時為了操作方便，實驗中應(yīng)選用的滑動變阻器是______（填寫器材前的字母編號）。（4）該同學利用上述實驗原理圖測得幾組數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，以電流表G的讀數(shù)I1為縱軸，電流表A的讀數(shù)I2為橫軸，繪出了如圖所示的圖線，根據(jù)圖線可求出干電池的電動勢E＝______V（保留三位有效數(shù)字），干電池的內(nèi)阻r＝______Ω（保留兩位有效數(shù)字）。【答案】①.串聯(lián)②.0~2V③.④.D⑤.1.48⑥.0.85【解析】【詳解】（1）[1][2]電流表與定值電阻串聯(lián)可以改裝成大量程的電壓表，其量程為（2）[3]由于一節(jié)干電池的內(nèi)阻較小，所以電流表應(yīng)采用外接法，實驗電路圖如圖所示（3）[4]為了能準確地進行測量，同時為了操作方便，實驗中應(yīng)選小電阻值的滑動變阻器，故選D；（4）[5][6]根據(jù)閉合電路歐姆定律得整理得由此可知，圖線的縱截距為解得圖線的斜率為解得15.如圖所示，電源的電動勢E=24V、內(nèi)阻r=2Ω，電阻，電容器的電容C=6mF。（1）當開關(guān)斷開時，求R1兩端的電壓U1；（2）當開關(guān)閉合時，求干路中的電流I；（3）開關(guān)從斷開到閉合直至電路穩(wěn)定的過程中通過電阻R的電荷量Q?！敬鸢浮浚?）10V；（2）4.5A；（3）0.105C【解析】【詳解】（1）開關(guān)斷開時的等效電路圖如圖甲所示解得（2）開關(guān)閉合時的等效電路圖如圖乙所示，設(shè)與串聯(lián)后再與并聯(lián)的總電阻為，則有，，解得（3）開關(guān)斷開時，電容器與并聯(lián)，與電壓相等，則有a端電勢高，開關(guān)閉合時，電容器與并聯(lián)，根據(jù)上述分析可得兩端的電壓為7.5Vb端電勢高，通過電阻R的電荷量16.如圖所示，在豎直平面內(nèi)，直徑為R的光滑半圓軌道和以M點為圓心、半徑為R的光滑四分之一圓軌道水平相切于最低點A，一可視為質(zhì)點的小球，從A點沿切線向左以某一初速度進入半圓軌道，恰好能通過半圓軌道的最高點M，然后落在四分之一圓軌道上的N點，不