安徽省宣城市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）

宣城市2023—2024學(xué)年度第一學(xué)期期末調(diào)研測試高二物理試題考生注意：1、本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。2?？忌鞔饡r(shí)，請(qǐng)將答案答在答題卡上。第Ⅰ卷每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；第Ⅱ卷請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。第Ⅰ卷（選擇題共44分）一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。每小題只有一個(gè)正確答案。1.關(guān)于電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用、能量量子化，下列說法正確的是（）A.利用紅外線的熱效應(yīng)能殺菌消毒，夜視儀利用了紅外成像技術(shù)B.X射線具有很強(qiáng)的輻射性，常用于癌癥病人的化療C.能量量子化指能量的連續(xù)性，微觀粒子的能量值可以是任意值D.普朗克提出了“能量子”假說，解決了黑體輻射的理論困難【答案】D【解析】【詳解】A．利用紫外線能殺菌消毒，紅外線不具有該功能，故A錯(cuò)誤；B．射線具有很強(qiáng)的輻射性，常用于癌癥病人的化療，故B錯(cuò)誤；C．能量量子化是指微觀粒子的能量值只能是一個(gè)最小能量單位的整數(shù)倍，是不連續(xù)性，故C錯(cuò)誤；D．普朗克提出了“能量子”假說，解決了黑體輻射的理論困難，故D正確。故選D。2.2023年9月21日，“天宮課堂”第四課正式開講，這是中國航天員首次在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行授課（圖甲）。宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中記載：“以磁石磨針鋒，則能指南”。進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意圖如圖乙所示。以下關(guān)于磁場的說法正確的是（）A.圖甲，從空間站向地面?zhèn)鬏斝畔⒉捎玫碾姶挪ㄊ躯溈怂鬼f預(yù)言并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證存在的B.將中國古代的四大發(fā)明之一司南置于宣城，據(jù)乙圖可知，磁勺尾（S極）靜止時(shí)指向地理北方C.環(huán)形導(dǎo)線通電方向如圖丙所示，小磁針最后靜止時(shí)N極指向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蛲釪.丁圖中，放在通電螺線管內(nèi)部的小磁針，靜止時(shí)N極水平向左【答案】C【解析】【詳解】A．圖甲，從空間站向地面?zhèn)鬏斝畔⒉捎玫碾姶挪ㄊ躯溈怂鬼f預(yù)言的，赫茲通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證存在的，故A錯(cuò)誤；B．將中國古代的四大發(fā)明之一司南置于宣城，據(jù)乙圖可知，磁勺尾（S極）靜止時(shí)指向地理南方，故B錯(cuò)誤；C．環(huán)形導(dǎo)線通電方向如圖丙所示，根據(jù)安培定則可知，小磁針最后靜止時(shí)N極指向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蛲?，故C正確；D．丁圖中，放在通電螺線管內(nèi)部的小磁針，根據(jù)安培定則可知，靜止時(shí)N極水平向右，故D錯(cuò)誤。故選C。3.下列各圖的線圈或回路中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】A．該圖線圈不閉合，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；B．金屬框向右勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，穿過該閉合金屬框的磁通量減少，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；C．該圖中兩金屬棒以相同的速度運(yùn)動(dòng)，則穿過閉合回路的磁通量不會(huì)發(fā)生變化，閉合回路中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；D．該圖中直線電流產(chǎn)生的磁場在下面的水平放置的圓形線框中的磁通量為零，增大通入的電流時(shí)，穿過線框的磁通量總為零，則線圈框中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤；故選B。4.當(dāng)云層中包含有大量的電荷時(shí)，云層和大地之間可視為一個(gè)巨大的平行板電容器。如圖所示，云層帶正電，取地面的電勢為0，在云層和地面間的P點(diǎn)處懸浮有一帶電微粒。下列說法正確的是（）A.微粒帶正電B.若云層高度上升，則P點(diǎn)的電勢降低C.若云層高度下降，則微粒將向上運(yùn)動(dòng)D.若云層高度下降，則微粒的電勢能不變【答案】D【解析】【詳解】A．云層與大地間形成的電場方向向下，若微粒能懸浮在空中，則微粒受到向上的電場力，微粒帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；C．電容器的電容又解得可見云層高度改變，電場強(qiáng)度E不變，則微粒受到的電場力不變，微粒仍懸浮，C錯(cuò)誤；BD．由上分析，云層高度改變時(shí)電場強(qiáng)度E不變，P點(diǎn)與地面間的電勢差不變，取地面的電勢為0，則P點(diǎn)的電勢不變，微粒的電勢能不變，故B錯(cuò)誤，D正確。故選D。5.如圖，一段通電直導(dǎo)線的橫截面積為S，長度為L，電阻率為ρ，單位體積內(nèi)自由電子個(gè)數(shù)為n，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的速率為v，電子的電荷量為e。則下列說法正確的是（）A.通過直導(dǎo)線的電流為B.通電直導(dǎo)線的電阻為C.導(dǎo)體棒兩端的電壓為D.一電子從直導(dǎo)線右端運(yùn)動(dòng)到左端的過程中，電場力對(duì)該電子做的功為【答案】C【解析】【詳解】A．時(shí)間t內(nèi)通過某一截面的電荷量q=nevtS由可得故A錯(cuò)誤；B．通電直導(dǎo)線的電阻故B錯(cuò)誤；C．導(dǎo)體棒兩端的電壓U=IR解得故C正確；D．電子從直導(dǎo)線右端運(yùn)動(dòng)到左端過程中，電場力對(duì)該電子做的功故D錯(cuò)誤。故選C。6.如圖，虛線表示電場中的三條等勢面，相鄰等勢面間電勢差相等，實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)。由此可知（）A.P點(diǎn)的電勢低于Q點(diǎn)的電勢B.帶電粒子在P點(diǎn)的加速度小于在Q點(diǎn)的加速度C.帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢能小于在Q點(diǎn)時(shí)的電勢能D.帶電粒子一定是從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)【答案】A【解析】【詳解】A．電場所受電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)，由于電荷帶負(fù)電，因此電場線指向左上方，沿電場線方向電勢降低，故P的等勢面電勢較低，Q的等勢面電勢最高，故A正確；B．由于相鄰等勢面之間的電勢差相同，等勢面越密集的地方電場線越密集，電場強(qiáng)度越大，故P點(diǎn)電場強(qiáng)度較大，電場力較大，加速度較大，故B錯(cuò)誤；C．P的等勢面電勢較低，Q的等勢面電勢最高，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能較大，則帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢能大于在Q點(diǎn)時(shí)的電勢能，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)題意無法判斷帶電粒子是從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)還是Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選A。7.某靜電場在x軸上的電場強(qiáng)度E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度正方向，帶正電的點(diǎn)電荷在外力作用下沿x軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷（）A.在和處電勢能相等 B.由運(yùn)動(dòng)到的過程中電勢能增大C.由運(yùn)動(dòng)到的過程中電場力一直減小 D.在處電勢能最大【答案】B【解析】【詳解】A．由圖像可知，處右側(cè)的電場強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向，根據(jù)沿電場方向電勢降低可知，處電勢低于處電勢，根據(jù)可知帶正電點(diǎn)電荷在處勢能比在處勢能小，故A錯(cuò)誤；B．由于處右側(cè)的電場強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向，可知帶正電的點(diǎn)電荷由運(yùn)動(dòng)到的過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增大，故B正確；C．由圖像可知，點(diǎn)電荷由運(yùn)動(dòng)到的過程中，場強(qiáng)先變大后變小，則電場力先變大后變小，故C錯(cuò)誤；D．由于處右側(cè)的電場強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向，根據(jù)沿電場方向電勢降低可知，處的電勢不是最大，所以帶正電的點(diǎn)電荷在處電勢能不是最大，故D錯(cuò)誤。故選B。8.如圖，在正方體中abcd面對(duì)角線ac的中點(diǎn)放一電荷量為的點(diǎn)電荷，在面的對(duì)角線的中點(diǎn)放另一電荷量為的點(diǎn)電荷，下列說法正確的是（）A.a點(diǎn)的電勢等于點(diǎn)的電勢B.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度與點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C.正方體中心處場強(qiáng)為0D.負(fù)的試探電荷沿棱從b到電場力一直做負(fù)功【答案】B【解析】【詳解】A．由于點(diǎn)靠近正電荷，a點(diǎn)靠近負(fù)電荷，所以a點(diǎn)的電勢小于點(diǎn)的電勢，故A錯(cuò)誤；B．作出b點(diǎn)的電場強(qiáng)度與點(diǎn)的電場強(qiáng)度如圖所示由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式及幾何關(guān)系可知，與相同，與相同，所以b點(diǎn)的電場強(qiáng)度與點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，故B正確；C．兩等量異種電荷連線的中點(diǎn)即為正方體中心，則正方體中心處場強(qiáng)不為0，故C錯(cuò)誤；D．負(fù)的試探電荷沿棱從b到，電場力一直做正功，故D錯(cuò)誤。故選B。二、多項(xiàng)選擇題：本題共2小題，每小題6分，共12分。每題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。9.三根足夠長的絕緣直導(dǎo)線a、b、c固定放置在同一紙面內(nèi)，其交點(diǎn)M、N、P恰好構(gòu)成正三角形，O點(diǎn)為該三角形的中心，點(diǎn)與O點(diǎn)關(guān)于導(dǎo)線c對(duì)稱?，F(xiàn)在a、b、c三根導(dǎo)線中分別通入方向如圖所示的恒定電流I、3I、5I，已知長直導(dǎo)線電流在空間某點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流大小成正比，與該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離成反比。若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則下列說法正確的是（）A.O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里B.點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C.點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里D.若將b導(dǎo)線中電流反向，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)椤敬鸢浮緼D【解析】【詳解】A．根據(jù)右手螺旋定則判斷，a、b、c直導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直紙面向里，A正確；B．設(shè)a導(dǎo)線在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則b導(dǎo)線在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3B，c導(dǎo)線在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5B，則在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度總和為所以又a導(dǎo)線在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面向里；b導(dǎo)線在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面向里；c導(dǎo)線在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5B，方向垂直紙面向外，則點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B錯(cuò)誤；C．根據(jù)右手螺旋定則判斷，a、b直導(dǎo)線在點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里、c導(dǎo)線在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外，且在點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為所以點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外，C錯(cuò)誤。D．若將b導(dǎo)線中電流反向，則點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D正確；故選AD。10.在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電流表A、電壓表V1、V2、V3的示數(shù)分別用I、、和表示，電流表A、電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別用、、和表示，則下列判斷中正確的是（）A.I變大，變小 B.不變，不變C.當(dāng)時(shí)，電源輸出功率最大 D.電源的效率增大【答案】BD【解析】【詳解】A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，R2阻值變大，總電阻變大，總電流減小，則I減小，路端電壓變大，則變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．因?yàn)椴蛔?，因U2=E-I(R1+r)則不變，選項(xiàng)B正確；C．當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源輸出功率最大，此時(shí)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．電源的效率可知外電阻變大，則電源效率增大，選項(xiàng)D正確。故選BD。第Ⅱ卷（非選擇題共56分）三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共16分。11.某同學(xué)測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，現(xiàn)備有下列器材。A．被測干電池一節(jié)B．電流表：量程0~0.6A，內(nèi)阻C．電壓表：量程0~15V，內(nèi)阻未知D．電壓表：量程0~3V，內(nèi)阻未知E．滑動(dòng)變阻器：阻值范圍為0~10Ω，允許通過最大電流2AF．滑動(dòng)變阻器：阻值范圍為0~100Ω，允許通過最大電流1AG．開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）伏安法測電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差，在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準(zhǔn)確地測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。在上述器材中請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，電壓表選擇__________，滑動(dòng)變阻器選擇__________。（填寫器材前的字母）（2）為盡可能準(zhǔn)確地測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇__________。（選填“圖甲”或者“圖乙”）（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的圖像，則在修正了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差后，測得干電池的內(nèi)阻__________Ω?！敬鸢浮竣?D②.E③.圖甲④.1.05【解析】【詳解】（1）[1][2]一節(jié)干電池的電動(dòng)勢約為，則電壓表應(yīng)選擇D；由于干電池的內(nèi)阻較小，為了使電表示數(shù)變化明顯，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇阻值較小的E。（2）[3]由于電流表內(nèi)阻已知，則電流表的分壓可求，所以為盡可能準(zhǔn)確地測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇圖甲。（3）[4]根據(jù)圖甲電路圖，由閉合電路歐姆定律可得可得可知圖像的斜率絕對(duì)值為解得干電池的內(nèi)阻為12.某實(shí)驗(yàn)小組在“測量金屬絲電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：先用多用電表進(jìn)行粗測電阻，再采用“伏安法”較準(zhǔn)確地測量未知電阻，后計(jì)算金屬絲的電阻率。（1）在使用多用電表測電阻時(shí)，以下說法正確的是__________（選填相應(yīng)序號(hào)字母）。A．每換一次擋位，不必重新進(jìn)行歐姆調(diào)零B．指針越接近刻度盤中央，誤差越小C．在外電路中，電流從紅表筆流經(jīng)被測電阻到黑表筆D．測量時(shí)，若指針偏角較小，說明這個(gè)電阻的阻值較大，應(yīng)換倍率較大的擋位來測量（2）先用多用電表的歐姆擋“×1”按正確的操作步驟粗測其電阻，指針如圖甲所示，則讀數(shù)應(yīng)記為__________Ω。（3）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中一次測量的示數(shù)如圖乙所示，則該次金屬絲直徑的測量值d為__________mm。（4）實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：待測金屬絲（電阻）、雙量程電流表A（0~0.6A、0~3A）、雙量程電壓表V（0~3V、0~15V）、滑動(dòng)變阻器R（0~20Ω）、電源E（電動(dòng)勢為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）、開關(guān)、若干導(dǎo)線。請(qǐng)你根據(jù)圖丙所示電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖丁的實(shí)驗(yàn)電路連接完整_________。（5）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于__________（選填“A”或“B”）端。（6）若通過測量可知，金屬絲接入電路的長度為L，直徑為d，通過金屬絲的電流為I，金屬絲兩端的電壓為U，由此可計(jì)算得出金屬絲的電阻率__________。（用題目所給字母表示）【答案】①.BD##DB②.5##5.0③.3.707##3.705##3.706##3.708##3.709④.⑤.B⑥.【解析】【詳解】（1）[1]A．每換一次擋位，都必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，故A錯(cuò)誤；B．指針越接近刻度盤中央，誤差越小，故B正確；C．在外電路中，電流從黑表筆流經(jīng)被測電阻到紅表筆，故C錯(cuò)誤；D．測量時(shí)，若指針偏角較小，說明這個(gè)電阻的阻值較大，應(yīng)換倍率較大的擋位來測量，故D正確。故選BD。（2）[2]先用多用電表的歐姆擋“×1”按正確的操作步驟粗測其電阻，指針如圖甲所示，則讀數(shù)為（3）[3]螺旋測微器的精確值為，由圖乙可知，金屬絲直徑為（4）[4]根據(jù)電路圖，實(shí)物連線如圖所示（5）[5]閉合開關(guān)前，為了保護(hù)電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值應(yīng)最大，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于B端。（6）[6]根據(jù)電阻定律可得又，聯(lián)立可得金屬絲的電阻率為四、計(jì)算題：本題共3小題，共40分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13.如圖所示，abcd是邊長的正方形金屬框，勻強(qiáng)磁場區(qū)域左邊界到bc的距離也為L，右邊界MP與水平線MN間的夾角，且M點(diǎn)為cd邊的中點(diǎn)。磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直紙面向外。（1）求圖示位置金屬框的磁通量的大小；（2）若將金屬框以bc為軸，向紙面外轉(zhuǎn)動(dòng)180°，求磁通量的變化量的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）圖示位置金屬框的磁通量大小為（2）若將金屬框以bc為軸，向紙面外轉(zhuǎn)動(dòng)180°，金屬框的磁通量為磁通量的變化量大小為14.如圖所示，電源電動(dòng)勢，內(nèi)阻，R為電阻箱，定值電阻，電動(dòng)機(jī)M線圈電阻，額定輸出功率為2.