四川省巴中市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題【含答案解析】

巴中市2023年秋學(xué)期高二期末考試物理試題本試卷滿分100分，考試時間75分鐘。注意事項：1．答題前，考生務(wù)必用黑色字跡的簽字筆將自己的姓名、班級和準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上，并在“座位號”欄內(nèi)填涂。2．選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案；答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的簽字筆作答，答案必須寫在答題卡上各題目指定區(qū)城內(nèi)的相應(yīng)位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答的答案無效。4．考生必須保持答題卡整潔，考試結(jié)束后，將答題卡交回，試題卷自己保存。第I卷選擇題（共43分）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.如圖所示，半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)上均勻帶正電，此時圓心O點處的電場強度剛好為零，點A、B、C將圓環(huán)三等分。若僅取走劣弧上的電荷，此時圓心O處的電場強度方向為（）A.沿OC方向指向左 B.沿CO方向指向右C.沿OA方向斜向上 D.沿OB方向斜向下【答案】B【解析】【詳解】三段圓弧上的電荷在O點產(chǎn)生的電場的合場強為零，則AC和BC弧在O點產(chǎn)生的合場強與AB弧在O點的場強等大反向，可知若僅取走劣弧AB上的電荷，則此時圓心O處的電場強度方向為沿CO方向指向右。故選B。2.如圖所示，單匝矩形線框abcd傾斜放置于豎直向下的勻強磁場中。已知磁場磁感應(yīng)強度大小B=0.1T，線框平面與水平面間的夾角，、。取，。則通過矩形線框abcd的磁通量大小為（）A.3.0Wb B.4.0Wb C. D.【答案】C【解析】【詳解】通過矩形線框abcd的磁通量大小為故選C。3.用表面涂有絕緣漆的低溫超導(dǎo)材料做成的“”字形環(huán)，由左右兩個相同的圓環(huán)交叉組成，通以如圖所示方向的恒定電流I。已知左邊圓環(huán)中的電流在點產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小為，在點產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小為。則左右圓環(huán)共同在點產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)安培定則可知，左邊圓環(huán)中的電流在點產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小為，方向垂直紙面向外；根據(jù)對稱性可知，右邊圓環(huán)中的電流在點產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小為，方向垂直紙面向外；則左右圓環(huán)共同在點產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小為故選D。4.如圖所示，握住彈性繩的一端周期性上下抖動，在繩上激發(fā)了一列簡諧橫波，P、Q是繩上的兩個質(zhì)點。從圖示時刻開始計時，下列說法中正確的是（）A.P點振動的周期可能比Q點振動的周期小B.經(jīng)過一個周期，質(zhì)點P將運動至Q處C.加快抖動，波的頻率增大，傳播速度不變D.加快抖動，波的頻率增大，傳播速度增大【答案】C【解析】【詳解】A．機械波傳播過程中，各個質(zhì)點都在振源的作用下做受迫振動，則各個質(zhì)點的周期都相等，選項A錯誤；B．質(zhì)點只能在自己平衡位置附近振動，而不隨波遷移，選項B錯誤；CD．加快抖動，振源的振動頻率加大，則波的頻率增大，但因波速由介質(zhì)決定，可知傳播速度不變，選項C正確，D錯誤。故選C5.在xOy平面內(nèi)有一固定點電荷Q，處有一粒子源發(fā)射同種帶正電的粒子，粒子速度大小相同，方向均在坐標(biāo)平面內(nèi)，如圖所示。通過觀測發(fā)現(xiàn)沿直線抵達(dá)點和沿曲線抵達(dá)點的粒子速度大小相等，不考慮粒子間的相互作用和粒子的重力，則下列說法中正確的是（）A.M、N兩點電場強度相同B.M、N兩點電勢相等C.點電荷Q帶正電D.粒子從P點抵達(dá)M點過程中電勢能增加【答案】B【解析】【詳解】AB．到達(dá)MN兩點的粒子速度大小相等，兩粒子的初速度大小也相等，可知兩粒子動能變化相等，電場力做功相等，可知，則M、N兩點電勢相等，由于是在點電荷電場中，可知MN兩點在以點電荷為圓心的同一圓周上，場強大小相等，但是方向不同，選項A錯誤，B正確；CD．由以上分析可知，點電荷的位移在MN連線的垂直平分線上，因到達(dá)M點的粒子做直線運動，可知點電荷也一定在x軸上，可知點電荷一定在原點O，根據(jù)帶正電的兩粒子的運動軌跡可知，點電荷一定帶負(fù)電，粒子從P點抵達(dá)M點過程中電場力做正功，電勢能減小，選項CD錯誤。故選B。6.一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖甲是t=1s時刻的波形圖，P是平衡位置位于x=2m處的質(zhì)點，其振動圖像如圖乙所示。下列說法中正確的是（）A.波沿x軸負(fù)方向以1m/s的速度傳播B.波沿x軸正方向以2m/s的速度傳播C.質(zhì)點P在0～7s內(nèi)運動的路程為35cmD.質(zhì)點P在7s時的位置坐標(biāo)為（2m，-5cm）【答案】B【解析】【詳解】AB．由振動圖像可知，t=1s時刻質(zhì)點P在平衡位置向上振動，結(jié)合波形圖可知，波沿x軸正方向傳播，波速選項A錯誤，B正確；C．質(zhì)點P在0～7s內(nèi)，即3.5個周期內(nèi)運動的路程為s=3.5×4A=14×5cm=70cm選項C錯誤；D．質(zhì)點P在7s時，即在t=1s時刻波形圖的基礎(chǔ)上再傳播6s的時間，則P點仍在平衡位置，則質(zhì)點P此時的位置坐標(biāo)為（2m，0），選項D錯誤。故選B。7.如圖甲所示，不計電表內(nèi)阻對電路影響，改變滑動變阻器的滑片位置，測得電壓表V1、V2、V3分別隨電流表A的示數(shù)變化規(guī)律如圖乙所示。下列判斷正確的是（）A.圖乙中Ⅱ圖是電壓表V1示數(shù)隨電流表示數(shù)變化規(guī)律B.圖乙中Ⅱ圖是電壓表V2示數(shù)隨電流表示數(shù)變化規(guī)律C.當(dāng)時，滑動變阻器R消耗的電功率最大D.當(dāng)時，定值電阻消耗的電功率最大【答案】C【解析】【詳解】AB．根據(jù)圖像可知，III圖的電壓隨電流的關(guān)系是增函數(shù)，描述的部分電路的歐姆定律，則一定是V2示數(shù)隨電流表示數(shù)變化規(guī)律；而Ⅱ圖和Ｉ圖反映電壓隨電流為減函數(shù)，即全電路歐姆定律，圖像的斜率表示內(nèi)阻，而Ⅱ圖的斜率更大，即Ⅱ圖是電壓表V３示數(shù)隨電流表示數(shù)變化規(guī)律，斜率表示等效內(nèi)阻為Ｉ圖的斜率較小，即Ｉ圖是電壓表V１示數(shù)隨電流表示數(shù)變化規(guī)律，斜率就表示電源內(nèi)阻，故AB錯誤；C．滑動變阻器R的功率為則當(dāng)時，滑動變阻器R消耗電功率達(dá)最大，故C正確；D．定值電阻消耗的電功率為則當(dāng)電流最大時，其功率達(dá)到最大，即電路中的總電阻最小，則為時，故D錯誤。故選C。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，對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.如圖所示電路中，電容器A、B完全相同，數(shù)字電壓表內(nèi)阻很大。保持開關(guān)S2斷開，將開關(guān)S1接1，穩(wěn)定后電壓表的示數(shù)為；將開關(guān)S1接2，穩(wěn)定后電壓表的示數(shù)為。將開關(guān)S1接0，閉合S2一段時間后，再斷開S2，將開關(guān)S1接2，穩(wěn)定后電壓表的示數(shù)為，重復(fù)以上操作讀出。根據(jù)上述實驗可得（）A.B.C.電容器的電壓與電容器的電荷量成正比D.電容器的電容與電容器的電荷量成正比【答案】AC【解析】【詳解】根據(jù)實驗過程可知，開始時給A充電后A兩端的電勢差為U1；將開關(guān)S1接2時，電容器A上的電量將轉(zhuǎn)移到B上，最后穩(wěn)定后兩電容器將平分電荷量，此時A兩端的電勢差將變成；為了重復(fù)實驗，需要將B中的電量全部放掉，即將開關(guān)S1接0，閉合S2一段時間后，再斷開S2；以后重復(fù)實驗，通過實驗可知，A上的電量依次變?yōu)?、、……，而電壓表的示?shù)依次為、、……，則說明電勢差跟所帶電荷量成正比，但是電容器的電容與所帶電量無關(guān)。選項AC正確，BD錯誤。故選AC。9.如圖所示，導(dǎo)體棒MN、PQ質(zhì)量分別為、，被等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸上，兩導(dǎo)體棒分別通以恒定電流、，靜止后懸線偏離豎直方向的夾角分別為、，且。下列判斷正確的是（）A.兩導(dǎo)體棒的電流、方向相反B.兩導(dǎo)體棒的電流、方向相同C.兩導(dǎo)體棒的電流一定比大D.兩導(dǎo)體棒的質(zhì)量一定比大【答案】AD【解析】【詳解】AB．平衡時兩條通電導(dǎo)體棒受到的安培力為斥力，則由安培定則和左手定則可知兩導(dǎo)體棒的電流、方向相反，故A正確，B錯誤；C．兩條通電導(dǎo)體棒處于相互激發(fā)的磁場中，所受的安培力是一對相互作用力，總是等大反向的，與電流、的大小無關(guān)，根據(jù)題目提供的信息無法比較電流、的大小關(guān)系，故C錯誤；D．兩條導(dǎo)體棒都處于平衡狀態(tài)，所受合力為零，在水平方向上有由于，所以有故D正確。故選AD。10.如圖所示，某同學(xué)用探究霍爾電壓方法研究金屬棒切割磁感線產(chǎn)生電壓，已知金屬棒MN以垂直金屬棒的速度v勻速運動，磁感應(yīng)強度為B，金屬棒MN長為L，根據(jù)他的研究方法可以得到的是（）A.穩(wěn)定后金屬棒M端的電勢比N端高B.穩(wěn)定后金屬棒M端的電勢比N端低C.穩(wěn)定后電子受到向下的電場力與向上的洛倫茲力平衡D.穩(wěn)定后電子受到向上的電場力與向下的洛倫茲力平衡【答案】AD【解析】【詳解】根據(jù)左手定則可知，當(dāng)導(dǎo)體棒向右運動時，棒內(nèi)的自由電子受洛倫茲力方向向下，則將向N端集聚，則穩(wěn)定后金屬棒M端的電勢比N端高，最終在棒內(nèi)建立由M指向N的電場，穩(wěn)定后電子受到向上的電場力與向下的洛倫茲力平衡。故選AD。第Ⅱ卷非選擇題（共57分）三、實驗題（11題6分，12題10分，滿分16分。請將正確的答案寫在答題卡上。）11.學(xué)習(xí)小組做“用單擺測量重力加速度的大小”實驗。（1）用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，如圖甲所示，該擺球直徑為_________mm。（2）實驗裝置如圖乙所示，某次實驗所用單擺的擺線長度為98.13cm，實驗中觀測到從擺球第1次經(jīng)過最低點到第51次經(jīng)過最低點的時間間隔為50.00s，則此單擺周期為__________s，該小組測得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮開________（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字，取9.870）?！敬鸢浮竣?②.2.00③.9.78【解析】【詳解】（1）[1]用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，讀書規(guī)則為L＝L0＋kx其中k為精確度，由圖可知該容器的長度為（2）[2]一次全振動擺球經(jīng)過最低點兩次，故此單擺的周期為[3]單擺擺線的長度為98.13cm，則擺長為由單擺的周期表達(dá)式可得該小組測得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?2.（1）伏安法是常用于測量電阻的一種方法?，F(xiàn)有待測電阻R，實驗所用電壓表內(nèi)阻為，電流表內(nèi)阻為，有圖甲和乙兩個電路圖供選擇。I、U分別表示電流表和電壓表讀數(shù)，用表示待測電阻R的測量值，根據(jù)電路串并聯(lián)知識可知，甲圖中待測電阻的測量值__________（選填“大于”或“小于”）真實值，其誤差主要來源于__________（選填“電壓表”“電流表”或“電壓表和電流表”）的內(nèi)阻；乙圖中待測電阻真實值可表示為__________（用I、U，或表示）。（2）若某同學(xué)在實驗時所用電壓表內(nèi)阻約3.6kΩ，電流表內(nèi)阻約4Ω，待測電阻約12Ω。為了測量更精確，可以用待測電阻約12Ω作為真實值來估算相對誤差的大小，進(jìn)行電路選擇。相對誤差的定義為，則甲電路的相對誤差__________%（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。按照上面的方法比較甲、乙兩種電路的相對誤差，為了測量更精確，實驗時應(yīng)該選擇相對誤差較小的__________（選填“甲”或“乙”）電路?！敬鸢浮竣?小于②.電壓表③.④.0.333%⑤.甲【解析】【詳解】（1）[1][2]甲圖中由于電壓表的分流作用使得電流的測量值偏大，則待測電阻的測量值小于真實值，其誤差主要來源于電壓表的內(nèi)阻；[3]乙圖中待測電阻真實值可表示為（2）[4]甲電路中電阻的測量值為相對誤差[5]乙電路中電阻的測量值為相對誤差則為了測量更精確，實驗時應(yīng)該選擇相對誤差較小的甲電路。四、計算題（13題11分，14題12分，15題18分，滿分41分。計算題要求寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能給分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13.如圖所示，長的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩上端固定，下端系一個可視為質(zhì)點的帶正電小球，整個裝置處于方向豎直向下、場強大小E=1.0×103N/C的勻強電場中?，F(xiàn)將小球從與豎直方向成的位置由靜止釋放，測得小球運動到最低點的速度。不計空氣阻力，小球質(zhì)量，取重力加速度，，。求：（1）小球所帶電荷量q的大?。唬?）小球運動到最低點時，繩子拉力T大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）小球從釋放到到達(dá)最低點由動能定理解得（2）小球運動到最低點時解得14.如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B水平放置，間距為d，長度為，B板接地。質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子，以速度沿中線射入兩板間，恰好從B板的右端點離開電場。不計粒子重力，求：（1）極板A的電勢；（2）粒子離開電場時的動能。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）帶電粒子在兩板間做類平拋運動，則水平方向聯(lián)立解得（2）粒子離開電場時的動能15.如圖所示，在矩形MNPQ平面內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。點M處有一個粒子源，在某時刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，它們