福建省福州市六校聯(lián)考2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題（解析版）

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期高二年段期末六校聯(lián)考物理試卷（滿分：100分，完卷時(shí)間：75分鐘）一、單項(xiàng)選擇（4個(gè)小題，共16分。選對(duì)得4分，選錯(cuò)或漏選的得0分）1.如圖所示為“探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實(shí)驗(yàn)裝置，下列操作中，電流表的指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是（）A.將條形磁鐵插入線圈的過(guò)程中B.將條形磁鐵從線圈中拔出的過(guò)程中C.將條形磁鐵放在線圈中不動(dòng)時(shí)D.磁鐵不動(dòng)，將線圈向磁鐵靠近過(guò)程中【答案】C 【解析】【詳解】A．將條形磁鐵插入線圈的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A不符合題意；B．將條形磁鐵從線圈中拔出的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B不符合題意；C．將條形磁鐵放在線圈中不動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量不發(fā)生變化，則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C符合題意；D．磁鐵不動(dòng)，將線圈向磁鐵靠近過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D不符合題意。故選C。2.如圖所示，兩輛質(zhì)量相同的小車置于光滑的水平面上，有一人靜止站在A車上，兩車靜止，當(dāng)這個(gè)人自A車跳到B車上，接著又跳回A車，則以下說(shuō)法正確的是（）A.A車的速率大于B車的速率 B.A車的速率等于B車的速率C.A、B兩車仍然保持靜止 D.A車的速率小于B車的速率【答案】D【解析】【詳解】A、B兩車和人組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力，故A、B兩車和人組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，由于系統(tǒng)的初動(dòng)量為0，則系統(tǒng)末動(dòng)量為0，則有可得可知A車的速率小于B車的速率。故選D。3.某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，一帶電粒子僅在靜電力作用下沿圖中虛線所示路徑運(yùn)動(dòng)，先后通過(guò)M點(diǎn)和N點(diǎn)。以下說(shuō)法正確的是（）A.粒子帶負(fù)電 B.粒子在M、N點(diǎn)的電勢(shì)能C.粒子在M、N點(diǎn)的加速度 D.粒子在M、N點(diǎn)的速度【答案】B【解析】【詳解】A．由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲方向可知，帶電粒子受電場(chǎng)力的方向大致斜向右上方，與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，故粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；B．順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降落，可知M點(diǎn)電勢(shì)比N點(diǎn)電勢(shì)高，粒子在M、N點(diǎn)的電勢(shì)能故B正確；C．電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系，N點(diǎn)電場(chǎng)線密集，故場(chǎng)強(qiáng)大，電場(chǎng)力大，粒子在M、N點(diǎn)的加速度故C錯(cuò)誤；D．粒子由M點(diǎn)到N點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，粒子在M、N點(diǎn)的速度故D錯(cuò)誤。故選B。4.如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，C為兩塊彼此靠近而又絕緣的平行金屬板，兩金屬板中一帶電液滴P處于靜止?fàn)顟B(tài)，、和為定值電阻，電流表、電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由圖中位置向b端移動(dòng)過(guò)程中，下列判斷正確的是（）A.電流表讀數(shù)增大，電壓表讀數(shù)減小 B.金屬板一個(gè)極板所帶電荷量逐漸減小C.帶電液滴P將向上運(yùn)動(dòng) D.電源效率逐漸增大【答案】B【解析】【詳解】A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由圖中位置向b端移動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變小，則電路的總電阻變小，由閉合電路歐姆定律可知，電路總電流增大，路端電壓減小，由于通過(guò)的電流增大，則兩端電壓增大，電壓表讀數(shù)增大，并聯(lián)部分的電壓減小，可知通過(guò)的電流減小，即電流表讀數(shù)減小，故A錯(cuò)誤；BC．由于電容器電壓減小，根據(jù)，可知金屬板一個(gè)極板所帶電荷量逐漸減小，板間場(chǎng)強(qiáng)減小，帶電液滴P受到的電場(chǎng)力減小，帶電液滴P將向下運(yùn)動(dòng)，故B正確，C錯(cuò)誤；D．電源效率為由于路端電壓減小，則電源效率逐漸減小，故D錯(cuò)誤。故選B。二、多項(xiàng)選擇（4個(gè)小題，共24分。每題有多項(xiàng)符合要求，選對(duì)得6分，漏選得3分，多選或錯(cuò)選得0分）5.如圖所示，一絕緣且光滑的豎直細(xì)桿處于兩固定的等量異種點(diǎn)電荷、的連線的中垂線上，A、O、B為細(xì)桿上的三點(diǎn)，O為、連線的中點(diǎn)，?，F(xiàn)有電荷量為、質(zhì)量為m的小球套在桿上，重力加速度為g，從A點(diǎn)靜止釋放，從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，則（）A.在A點(diǎn)時(shí)小球加速度大小等于gB.小球從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中先加速后減速C.小球從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力始終不做功D.小球達(dá)到B點(diǎn)時(shí)速度大小為【答案】AC【解析】【詳解】AD．等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示可知中垂線上的電場(chǎng)方向都與中垂線垂直，水平向右，故小球在豎直方向只受重力的作用，水平方向桿的彈力與電場(chǎng)力平衡，故小球的加速度為重力加速度g，從A到B的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理可得解得故A正確，D錯(cuò)誤；B．小球從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一直做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；D．由于中垂線上的電場(chǎng)方向都與中垂線垂直，小球從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力方向一直與速度方向垂直，故電場(chǎng)力始終不做功，故C正確。故選AC。6.空間存在一沿x軸方向的靜電場(chǎng)，質(zhì)子由原點(diǎn)O點(diǎn)開始僅在電場(chǎng)力的作用下沿x軸的正方向運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程中質(zhì)子的電勢(shì)能關(guān)于位移x的變化規(guī)律如圖所示。其中圖線為頂點(diǎn)在的開口向上的拋物線，以后的圖線為傾斜的直線。下列說(shuō)法正確的是（）A.O位置和位置的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同 B.圖中處的電勢(shì)最低，處的電勢(shì)最高C.段質(zhì)子做勻變速直線運(yùn)動(dòng) D.在段該電場(chǎng)沿x軸的正方向【答案】BC【解析】【詳解】A．根據(jù)可知，圖像的切線斜率的絕對(duì)值等于，由題圖可知處切線斜率為零，故處電場(chǎng)強(qiáng)度最小且為零，O位置和位置關(guān)于位置對(duì)稱，則O位置和位置的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)由于質(zhì)子帶正電，可知質(zhì)子所在位置電勢(shì)能越大，電勢(shì)越高，則圖中處的電勢(shì)最低，處的電勢(shì)最高，故B正確；C．段圖像的斜率不變，則質(zhì)子所受的電場(chǎng)力不變，質(zhì)子的加速度不變，則該過(guò)程質(zhì)子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．根據(jù)沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，可知左側(cè)的電場(chǎng)沿x軸的正方向，右側(cè)的電場(chǎng)沿x軸的負(fù)方向，故D錯(cuò)誤。故選BC。7.如圖所示，質(zhì)量均為m的木塊A、B與輕彈簧相連，置于光滑水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，與木塊A、B完全相同的木塊C以速度與木塊A碰撞并粘在一起，則從木塊C與木塊A碰撞到彈簧壓縮到最短的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.木塊A、B、C和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B.木塊C與木塊A碰撞結(jié)束時(shí)，木塊C速度為C.彈簧的最大彈性勢(shì)能為D.彈簧的最大彈性勢(shì)能小于木塊A、B、C和彈簧組成系統(tǒng)的動(dòng)能減少量【答案】BD【解析】【詳解】A．木塊A、B、C和彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力為零，所以系統(tǒng)動(dòng)量守恒；木塊C與A碰撞并粘在一起，此過(guò)程系統(tǒng)機(jī)械能有損失，故系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；B．木塊C與A碰撞并粘在一起，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得解得碰撞結(jié)束時(shí)，木塊A、C速度為故B正確；C．彈簧壓縮到最短時(shí)，彈性勢(shì)能最大，此時(shí)木塊A、B、C具有相同的速度，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒可得解得根據(jù)能量守恒可得彈簧的最大彈性勢(shì)能為故C錯(cuò)誤；D．木塊A、B、C和彈簧組成系統(tǒng)的動(dòng)能減少量為則有故D正確。故選BD。8.如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)絕緣斜面，斜面上有一帶電金屬塊沿斜面滑下，已知在金屬塊滑下的過(guò)程中動(dòng)能增加了，金屬塊克服摩擦力做功，重力做功。下列說(shuō)法中正確的是（）A.金屬塊帶負(fù)電荷 B.電場(chǎng)力對(duì)金屬塊做功等于C.金屬塊的電勢(shì)能增加 D.金屬塊的機(jī)械能減少【答案】CD【解析】【詳解】ABC．金屬塊滑下的過(guò)程中動(dòng)能增加了24J，由動(dòng)能定理知摩擦力做功為重力做功為可得電場(chǎng)力做功為電場(chǎng)力做負(fù)功，即金屬塊克服電場(chǎng)力做功8J；可知金屬塊帶正電荷，電勢(shì)能增加了8J，故AB錯(cuò)誤，C正確；D．由功能關(guān)系可知機(jī)械能的變化量為即金屬塊的機(jī)械能減少了24J，故D正確。故選CD。三、填空題（3個(gè)小題，每空2分，共12分）9.面積為的單匝矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量是______；當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量是，那么，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是______T?！敬鸢浮竣?0②.【解析】【詳解】[1][2]磁通量的定義式為其中為與的夾角。當(dāng)線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，，當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，，，可得10.如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為，滑動(dòng)變阻器總電阻為，定值電阻，閉合電鍵，在滑片從a移到b過(guò)程中，電源總功率的最小值為________W，變阻器消耗的最大功率為________W?！敬鸢浮竣?1.5②.0.75【解析】【詳解】[1]當(dāng)電路總電阻最大時(shí)，電流最小，電源總功率最小，則有電源總功率的最小值為[2]滑動(dòng)變阻器消耗的功率為可知當(dāng)滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，則有11.蹦床是一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員利用蹦床的反彈在空中展示雜技技巧的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)，有“空中芭蕾”之稱。一名質(zhì)量為的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面高處自由落下，與網(wǎng)接觸后豎直向上蹦回到離水平網(wǎng)面高處。運(yùn)動(dòng)過(guò)程不考慮肢體動(dòng)作對(duì)重心的影響，重力加速度，從開始下落到至與網(wǎng)接觸前，重力對(duì)人的沖量大小為__，人與蹦床接觸過(guò)程中，蹦床對(duì)人的平均作用力大小為__?！敬鸢浮竣?480②.1650【解析】【詳解】[1]設(shè)人自由下落與網(wǎng)接觸瞬間，所用時(shí)間為，速度為，則解得從開始下落到至與網(wǎng)接觸前，重力對(duì)人的沖量大小為[2]設(shè)人豎直彈起上升到最高點(diǎn)過(guò)程中所用時(shí)間，彈起瞬間速度大小為，則根據(jù)逆向思維分析有解得設(shè)人與蹦床接觸過(guò)程中，蹦床對(duì)人的平均作用力為F，取向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理有解得四、實(shí)驗(yàn)題（2個(gè)小題，其中13題（3）每空1分，12題（2）2分，其余每空2分，共16分）12.某實(shí)驗(yàn)探究小組的同學(xué)準(zhǔn)備測(cè)量阻值約為金屬絲的電阻率，他們用螺旋測(cè)微器測(cè)出該金屬絲的直徑如圖甲所示，用伏安法測(cè)金屬絲兩端之間的電阻。（1）由圖甲可讀出該金屬絲直徑為________mm。（2）為了較精準(zhǔn)地測(cè)量該金屬絲電阻的阻值，要求盡可能多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，電壓從零開始測(cè)量，圖乙是測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線。請(qǐng)根據(jù)要求，補(bǔ)充完成圖乙中實(shí)物的連線________；（3）若通過(guò)金屬絲電流為I，金屬絲兩端之間的電壓為U，金屬絲的直徑D和長(zhǎng)度L，則電阻率的表達(dá)式為________（用D、L、I、U表示）?！敬鸢浮竣?7.883##7.884##7.882②.③.【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)螺旋測(cè)微器原理可知，該金屬絲的直徑為（2）[2]要求盡可能多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，電壓從零開始測(cè)量，則選用分壓式接法，為了較精準(zhǔn)地測(cè)量該金屬絲電阻的阻值，且電阻較小，故采用電流表外接，實(shí)物圖如圖所示[3]根據(jù)，，解得13.實(shí)驗(yàn)小組成員要測(cè)量一節(jié)未知電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。（1）先用多用電表量程粗測(cè)該電池的電動(dòng)勢(shì)將多用電表的紅表筆與電源的________（填“正”或“負(fù)”）極相連，黑表筆與電池的另一電極相連，多用電表的示數(shù)如圖所示，則粗測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為________V。（2）在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖，如乙圖所示，由此測(cè)得電源的電動(dòng)勢(shì)_______V，電源的內(nèi)阻_______（均保留三位有效數(shù)字）。（3）利用甲圖電路測(cè)得的值與真實(shí)值相比，______；_____（選填“大于”或“等于”或“小于”）【答案】①.正②.1.30③.1.45④.1.30⑤.小于⑥.小于【解析】【詳解】（1）[1][2]多用電表電流從紅表筆流入，黑表筆流出；先用多用電表量程粗測(cè)該電池的電動(dòng)勢(shì)，將多用電表的紅表筆與電源的正極相連，黑表筆與電池的另一電極相連，多用電表的示數(shù)如圖所示，則粗測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為（2）[3][4]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得可得可知圖像的縱軸截距等于電動(dòng)勢(shì)，則有圖像的斜率絕對(duì)值等于內(nèi)阻，則有（3）[5][6]由圖示電路可知，由于電壓表的分流作用，電流表測(cè)得的電流小于流過(guò)電源的電流，電壓表的分流作用是造成系統(tǒng)誤差的原因，當(dāng)外電路短路時(shí)，電流的測(cè)量值等于真實(shí)值，除此之外，由于電壓表的分流作用，電流的測(cè)量值小于真實(shí)值，電源的I圖像如圖所示由圖像可知，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值都小于真實(shí)值。五、計(jì)算題（3小題，共32分。解答要寫出主要的運(yùn)算過(guò)程和必要的文字說(shuō)明）14.如圖所示，質(zhì)量的帶正電小球，以的初速度從水平放置的平行金屬板A、B的中央，水平飛入電場(chǎng)，已知A板帶正電，金屬板長(zhǎng)，板間距離d=0.225m，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，帶電小球恰好能夠穿過(guò)電場(chǎng)。忽略空氣阻力，重力加速度g取10求：（1）粒子穿過(guò)兩板所用的時(shí)間；（2）帶電粒子的電荷量q?！敬鸢浮浚?）0.05s；（2）1.6C【解析】【詳解】（1）粒子進(jìn)入電場(chǎng)后水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子穿過(guò)兩板所用的時(shí)間為，則有解得（2）豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則有其中解得15.如圖，一根長(zhǎng)為的細(xì)絕緣線，上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量為的帶電小球，將整個(gè)裝置放入豎直面內(nèi)足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)當(dāng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向?yàn)樗较蛴?，已知：?dāng)細(xì)線偏離豎直方向?yàn)闀r(shí)，小球在B點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，重力加速度g取，，。求：（1）小球帶何種電荷，帶電量為多少；（2）若將小球拉至最低點(diǎn)C無(wú)初速度釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度大?。唬?）若讓小球在B點(diǎn)獲得與繩垂直初速度，小球剛好能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則圓周運(yùn)動(dòng)的最小動(dòng)能?！敬鸢浮浚?）正電，；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）小球在B點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，小球受重力、繩子拉力、電場(chǎng)力的作用，可知小球受到的電場(chǎng)力向右，小球帶正電，根據(jù)平衡條件可得小球帶電量為（2）若將小球拉至最低點(diǎn)C