河南省新鄉(xiāng)市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期1月期末考試物理試題【含答案解析】

2023—2024學(xué)年新鄉(xiāng)市高二期末（上）測試物理本試卷滿分100分，考試用時(shí)75分鐘。注意事項(xiàng)：1.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號、考場號，座位號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用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，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時(shí)，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。4.本試卷主要考試內(nèi)容：人教版必修第三冊，選擇性必修第二冊。一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.如圖所示，矩形導(dǎo)線框ABCD水平放置，當(dāng)垂直線框平面向上的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸變大時(shí)（）A.線框中有感應(yīng)電流，方向?yàn)镈→C→B→A→D B.線框中無感應(yīng)電流C.線框中有感應(yīng)電流，方向?yàn)镈→A→B→C→D D.無法確定線框中有無感應(yīng)電流【答案】C【解析】【詳解】由楞次定律可知，磁通量增加，線框中感應(yīng)電流阻礙磁通量增加，由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)镈→A→B→C→D。故選C。2.長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為+q的點(diǎn)電荷放在距棒左端R處，如圖所示。靜電力常量為k，當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)Р處產(chǎn)生的電場的電場強(qiáng)度大小是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】導(dǎo)體棒在點(diǎn)電荷+q的電場中發(fā)生靜電感應(yīng)，左端出現(xiàn)負(fù)電荷，右端出現(xiàn)正電荷，棒中任意一點(diǎn)都受兩個(gè)電場的影響，即外電場和附加電場，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)故選A3.圖是改裝后的電表，已知靈敏電流表G的滿偏電流為Ig，內(nèi)阻為Rg，變阻箱R接入電路的阻值為R0，下列說法正確的是（）A.甲表是電壓表 B.甲表改裝后的量程為C.乙表是電流表 D.乙表改裝后的量程為【答案】B【解析】【詳解】AB．將小量程電流表改裝成大量程電流表，需要并聯(lián)一電阻R分流，改裝后的量程為A錯(cuò)誤，B正確；CD．將小量程電流表改裝成電壓表，需要串聯(lián)一電阻R分流，改裝后的量程選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤。故選B。4.為了增大無線電臺向空間發(fā)射無線電波的能力，對LC振蕩電路的結(jié)構(gòu)可采用下列哪些措施（）A.增大電容器極板的正對面積 B.增大電容器極板的間距C.增大自感線圈的匝數(shù) D.提高供電電壓【答案】B【解析】【詳解】要增大無線電臺向空間發(fā)射電磁波的能力，必須提高其振蕩頻率，由減小L和C可以提高f，要減小L可采取減少線圈匝數(shù)，向外抽出鐵芯的辦法，要減小C可采取增大極板間距、減小極板正對面積、減小介電常數(shù)的辦法。故選B。C.增大自感線圈的匝數(shù)D.提高供電電壓5.下列說法正確的是（）A.小磁針正上方的直導(dǎo)線與小磁針平行，當(dāng)導(dǎo)線中通有如圖甲所示的電流時(shí)，小磁針的N極將會垂直紙面向外轉(zhuǎn)動B.如圖乙所示，兩條通電導(dǎo)線之間相互.作用是通過電場產(chǎn)生的C.如圖丙所示，ABC構(gòu)成等邊三角形，若兩通電導(dǎo)線A、B在C處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，則C處磁場的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是D.如圖丁所示，一矩形線框置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場方向平行，線框的面積為S，則此時(shí)通過線框的磁通量為BS【答案】C【解析】【詳解】A．當(dāng)導(dǎo)線中通有題圖甲所示的電流時(shí)，導(dǎo)線在小磁針處產(chǎn)生垂直紙面向內(nèi)的磁場，所以小磁針的N極將會垂直紙面向內(nèi)轉(zhuǎn)動，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．題圖乙中，兩條通電導(dǎo)線之間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．由安培定則，將兩通電導(dǎo)線A、B在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向畫出，且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，如圖所示則由矢量合成求出C處磁場的合磁感應(yīng)強(qiáng)度，由幾何關(guān)系可得C處磁場的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是，選項(xiàng)C正確；D．因線框平面與磁場方向平行，所以此時(shí)通過線框的磁通量為0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。6.金屬棒MN兩端用細(xì)軟導(dǎo)線懸掛于a，b兩點(diǎn)，其中間一部分處于方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，靜止時(shí)MN水平，如圖所示。若金屬棒中通有從M流向N的電流﹐此時(shí)懸線上有拉力，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.為了使拉力等于零，可以增大電流B.為了使拉力等于零，可以將磁場方向改為垂直于紙面向外，同時(shí)將電流方向也改為從N流向M，并增大電流C.為了使拉力增大，可以增大磁感應(yīng)強(qiáng)度D.為了使拉力增大，可以將磁場方向改為垂直于紙面向外【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則，金屬棒中通有從M流向N的電流，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，可判斷金屬棒受到的安培力方向豎直向上，由受力平衡得了使拉力等于零，需增大電流，選項(xiàng)A正確，不符合題意；B．將磁場方向改為垂直紙面向外，同時(shí)將電流方向也改為從N流向M，可判斷金屬棒受到的安培力方向豎直向上，增大電流，安培力增大，拉力減小，可能為零，選項(xiàng)B正確，不符合題意；C．電流方向?yàn)閺腗流向N，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，根據(jù)左手定則可知金屬棒受到的安培力方向豎直向上，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，拉力減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，符合題意；D．將磁場方向改為垂直于紙面向外，可判斷金屬棒受到的安培力方向豎直向下，拉力增大，選項(xiàng)D正確，不符合題意。故選C。7.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，當(dāng)t=0時(shí)，將一帶電粒子在此勻強(qiáng)電場中由靜止釋放，若帶電粒子只受電場力的作用，下列說法正確的是（）A.帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動 B.0~3s內(nèi)，電場力做的總功不為零C.2s末帶電粒子離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) D.3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)【答案】D【解析】【詳解】由牛頓第二定律可知，帶電粒子在第1s內(nèi)的加速度大小為在第2s內(nèi)加速度大小為因此帶電粒子在內(nèi)向負(fù)方向做加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動，在內(nèi)向負(fù)方向做加速度大小為的勻減速直線運(yùn)動，內(nèi)向正方向做加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動，內(nèi)向正方向做加速度大小為的勻減速直線運(yùn)動，在時(shí)，帶電粒子速度剛好減為0且回到出發(fā)點(diǎn)；綜上分析可知，帶電粒子做周期性的往返運(yùn)動；0~3s內(nèi)，電場力做的總功為零；1.5s末，帶電粒子離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)；3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.下列關(guān)于能量耗散的說法，正確的是（）A.能量耗散違背了能量守恒定律B.節(jié)約能源是沒必要的C.能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)降低D.能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的【答案】CD【解析】【詳解】AB．能量耗散遵守能量守恒定律，但使得能量品質(zhì)降低，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；C．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都是具有方向性的，不能反過來轉(zhuǎn)化，因而人類可利用的資源是有限的，所以我們?nèi)匀灰⒁夤?jié)約能源，C正確；D．能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的，選項(xiàng)D正確。故選CD。9.青海至河南800kV特高壓直流輸電工程，是世界上首個(gè)以輸送新能源為主的特高壓輸電大通道，其中E為可提供恒定電壓的交流電源﹐電阻r模擬輸電線上的電阻，A為交流電流表，V為交流電壓表，R為滑動變阻器，L1以及一系列燈泡L2至Ln模擬家庭用電器，降壓變壓器右側(cè)電路統(tǒng)稱用電電路，下列說法正確的是（）A.若減少除L1以外的燈泡數(shù)，電壓表示數(shù)將增大，電流表示數(shù)將減小B.將滑動變阻器滑片向上移動，燈泡L1變亮，其他燈泡都變暗C.模擬用電高峰期的情況，增加燈泡數(shù)，原燈泡將變亮D.為保證用電高峰期每個(gè)用電器正常工作，可將降壓變壓器的原線圈匝數(shù)適當(dāng)減小【答案】AD【解析】【詳解】A．減少除L1以外的燈泡數(shù)，功率減小，輸電線路中的電流將減小，電流表示數(shù)減小，由U線=Ir可知輸電線路分得的電壓將會減小，又由電源電壓恒定知，電壓表示數(shù)增大，選項(xiàng)A正確；C．模擬用電高峰期的情況，增加燈泡數(shù)，用戶端干路電流變大，輸電線路分得的電壓將會增大，又由電源電壓恒定可知，降壓變壓器兩端電壓減小，原燈泡將變暗，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；B．將滑動變阻器滑片向上移動，用電電路總電阻增大，總電流降低，輸電線路中的電流Ⅰ減小，最終用電電路獲得的電壓增大，則經(jīng)過L2至Ln的電流增大，又因?yàn)榭傠娏鳒p小，流經(jīng)L1的電流減小，L2至Ln變亮而L1變暗，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；D．用電高峰期用電器分得的電壓小于正常工作電壓，根據(jù)變壓器原理，可將降壓變壓器的原線圈匝數(shù)適當(dāng)減小，選項(xiàng)D正確。故選AD。10.如圖所示，∠C=30°的直角三角形ABC中存在一勻強(qiáng)磁場（邊界有磁場），比荷相同的兩粒子沿AB方向從A點(diǎn)射入磁場，分別從AC邊上的三等分點(diǎn)P，Q射出，下列說法正確的是（）A.從Q點(diǎn)射出的粒子速度較小B.兩粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間一樣長C.只改變粒子的入射速度的大小，不可以使粒子從C點(diǎn)射出磁場D.若改變粒子的入射速度的大小，能從BC邊射出的粒子在磁場中運(yùn)動的最長時(shí)間為二分之一周期【答案】BC【解析】【詳解】A．兩帶電粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡如圖所示由圖看出，從Q點(diǎn)射出的粒子半徑大，根據(jù)可得則從Q點(diǎn)射出的粒子速度大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．粒子在磁場中運(yùn)動的周期為可見兩粒子周期相同，如圖所示，設(shè)粒子運(yùn)動軌跡的圓心分別為O1、O2點(diǎn)，弦AP、AQ的中垂線交AC于M點(diǎn)和N點(diǎn)，由于∠AO1M=∠AO2N，所以∠MO1P=∠NO2Q，即兩粒子運(yùn)動軌跡所對應(yīng)的圓心角相等，又因?yàn)閮闪Ｗ又芷谙嗤?，由可知?nèi)粒于在磁場中運(yùn)動的時(shí)間一樣長，選項(xiàng)B正確；C．改變粒子的入射速度大小，則由對稱性可知，若粒子從C點(diǎn)射出磁場，則速度方向與AC邊的夾角也為60°，此時(shí)粒子已經(jīng)從BC邊射出，選項(xiàng)C正確；D．若改變粒子的入射速度的大小，能從BC邊射出的粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間最長時(shí)，弧長對應(yīng)的圓心角為90°，故運(yùn)動時(shí)間為四分之一周期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC三、非選擇題：共54分。11.“張衡"研究小組用如圖甲所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)阻r。實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：電壓表、電阻箱（阻值范圍為0~999.9Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）先把電阻箱阻值調(diào)到最大，再接通開關(guān)，然后改變電阻箱阻值﹐隨之電壓表示數(shù)發(fā)生變化，讀取R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)點(diǎn)描繪在圖中，如圖乙所示。（2）根據(jù)圖乙中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線可以得出該電池組的電動勢E=_______V，內(nèi)阻r=________Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.2.8②.1.0【解析】【詳解】（2）[1][2]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得可得根據(jù)上式可知斜率V=2.8V截距可得=1.0Ω12.圖甲為課堂演示用的手搖發(fā)電機(jī)，現(xiàn)將此手搖發(fā)電機(jī)的輸出端與電壓傳感器并聯(lián)后接入數(shù)據(jù)采集器，在計(jì)算機(jī)顯示屏上得到如圖乙所示的波形電壓。（1）研究此交變電流的波形，發(fā)現(xiàn)從屏上出現(xiàn)第1個(gè)向上的“尖峰”到出現(xiàn)第31個(gè)向上的“尖峰”經(jīng)歷的時(shí)間為1min，則手搖發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動的平均角速度為_________rad/s。（2）將發(fā)電機(jī)輸出的電流通過整流裝置后得到如圖丙所示的正弦交變電流圖像﹐此電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為________A，1min內(nèi)電流方向改變__________次?！敬鸢浮竣?π②.③.300【解析】【詳解】（1）[1]從屏上出現(xiàn)第一個(gè)向上的“尖峰”到出現(xiàn)第31個(gè)向上的“尖峰”經(jīng)歷的時(shí)間為30個(gè)周期，故周期為2s；線圈轉(zhuǎn)動的平均角速度rad/s（2）[2][3]由題圖可知T=0.4s，角速度rad/s則交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式為（A）1min有150個(gè)周期，一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，因此1min內(nèi)電流方向改變300次。13.在光滑絕緣、半徑為R的局部圓環(huán)中心固定有正點(diǎn)電荷（未畫出），其所帶的電荷量為Q，另一電荷量為q（q>0）的點(diǎn)電荷Р從圓環(huán)一端以速度v開始運(yùn)動，當(dāng)其運(yùn)動到圓環(huán)底部a處時(shí)，轉(zhuǎn)過的圓心角，已知點(diǎn)電荷P的質(zhì)量為m，重力加速度大小為g，靜電力常量為k，圓環(huán)豎直放置，求：（1）點(diǎn)電荷P運(yùn)動到a處時(shí)的速度大小；（2）點(diǎn)電荷Р運(yùn)動到a處時(shí)對圓環(huán)的壓力F?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）由動能定理得解得（2）在a處由牛頓第二定律得由牛頓第三定律得解得對圓環(huán)的壓力14.如圖甲所示，一個(gè)阻值為R的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為2r，在線圈中存在垂直于線圈平面向里的半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，圖中B0和t0已知，導(dǎo)線電阻不計(jì)。求：（1）0至t0時(shí)間內(nèi)，電阻R1兩端的電壓U；（2）0至t0時(shí)間內(nèi)，通過電阻R1的電荷量q；（3）0至t0時(shí)間內(nèi)，電阻R1上的熱功率P?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢為電阻R1兩端的電壓（2）設(shè)通過R1的電荷量為q，則有（3）根據(jù)焦耳定律可得電阻R1上熱功率為15.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，第三象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，第一象限某區(qū)域內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面向里的圓形勻強(qiáng)磁場（圖中沒有畫出）。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電粒子從電場中的Q點(diǎn)以大小為的速度平行于x軸正方向射出，粒子經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)О射入第一象限時(shí)與x軸正方向的夾角為θ=45°，運(yùn)動一段時(shí)間后進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，最后射出磁場時(shí)與y軸正