廣東省廣州市2023-2024學年高二上學期期末考試物理試題（含答案）

廣東省廣州市2023-2024學年高二上學期期末考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、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，只有一個選項正確．1．物理學是一門以實驗為基礎的學科，許多物理定律就是在大量實驗的基礎上歸納總結出來的．下面四個實驗裝置，描述正確的是（）A．安培利用裝置①測出了元電荷e的數(shù)值B．庫侖利用裝置②總結出了點電荷間的相互作用規(guī)律C．法拉第利用裝置③發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應D．奧斯特利用裝置④發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象2．關于電和磁的情景中，下列說法正確的是（）圖（a）圖（b）圖（c）圖（d）A．圖（a）是工廠靜電除塵裝置的示意圖，A、B兩端接直流高壓電源后，則金屬絲與管壁間的電場可視為勻強電場B．圖（b）是研究電磁感應的實驗，若開關一直接通，小螺線管A插入大螺線管B中不動，則滑動變阻器阻值勻速滑動時無感應電流，加速滑動時有感應電流C．圖（c）是微波爐，利用微波加熱食物，微波是一種電磁波，具有可以連續(xù)變化的能量D．圖（c）是手機無線充電的原理，若將交流電接入送電線圈中，可以對手機進行充電3．電子顯微鏡是冷凍電鏡中的關鍵部分，在電子顯微鏡中電子槍發(fā)射電子束，通過電場構成的電子透鏡使其會聚或發(fā)散．電子透鏡的電場分布如圖所示，虛線為等勢線．一電子僅在電場力作用下由a運動到d，運動軌跡如圖實線所示，b、c是軌跡上的2個點，則下列說法正確的是（）A．b處的電場強度與c處的電場強度相同B．電子運動過程中，加速度大小保持不變C．電子運動過程中，動能先增大后減少D．電子運動過程中，電勢能先增大后減小4．2023年10月3日晚在第十九屆杭州亞運會跳水女子10米跳臺決賽中，中國選手全紅嬋在最后一輪還落后于對手的情況下，憑借最后一跳的“水花消失術”，以總分438.20的成績，完美“逆襲”，斬獲金牌．在該賽事的某次比賽中，全程可以簡化為如圖所示，全紅蟬從最高點到入水前的運動過程記為I，入水后到最低點的運動過程記為II，速度減為零時并未到達池底，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．過程I中，她的動量改變量大子重力的沖量B．過程I中，她的動量改變量等于零C．過程II中，她的動量改變量等于合外力的沖量D．過程II中，她的動量改變量等于水的作用力的沖量5．有一家用電褽斗，其內(nèi)部電路結構如圖所示，改變內(nèi)部連線方式可以使電褽斗處于斷開狀態(tài)或獲得低、中、高三個不同的溫度擋，選項圖中是它的四種不同的連接方式，其中能獲得高擋溫度的是（）A． B．C． D．6．掃地機器人是智能家用電器的一種，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進行吸塵清掃，如圖表所示為某款掃地機器人的銘牌標有的數(shù)據(jù)，則該掃地機器人（）電機基本參數(shù)產(chǎn)品尺寸280mm×280mm×75mm電池5000mA?h鋰電池質(zhì)量0無線連接WiFi智能快連工作額定電壓20V工作額定功率40WA．額定工作電流為5000mAB．以額定電壓工作時，每分鐘消耗電能為2400JC．以額定電壓工作時，電機的內(nèi)阻為10ΩD．電池充滿電后儲存的總能量為5000J7．某同學設計了一個電容式風力傳感器，如圖所示，將電容器與靜電計組成回路，可動電極在風力作用下向右移動，風力越大，移動距離越大（兩電極始終不接觸）．若極板上電荷量保持不變，P點為極板間的一點，下列說法正確的是（）A．風力越大，電容器電容越小B．風力越大，極板間電場強度仍保持不變C．風力越大，P點的電勢仍保持不變D．風力越大，靜電計指針張角越大二、多項選擇題，本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分．8．我國特高壓技術一路領先全球，即便美國也無法超越，特高壓技術，指交流1000kV和直流±800kV電壓等級的輸電技術．該技術最大的特點是能夠實現(xiàn)長途高效輸電，被稱為“電力系統(tǒng)高速鐵路”．如圖的高壓輸電線上使用“abcd正方形間隔棒”支撐導線L1、L2、L3、L4，目的是將導線間距固定為l，防止導線相碰，圖為其截面圖，abcd的幾何中心為O，當四根導線通有等大同向電流時，不計地磁場的影響，則（）A．穿過abcd的磁通量為零 B．穿過abcd的磁通量不為零C．O點的磁感應強度為零 D．a(chǎn)d邊中點處的磁感應強度不為零9．某節(jié)能路燈可通過光控開關自動隨周圍環(huán)境的亮度改變進行自動控制．其內(nèi)部電路簡化如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1為光敏電阻（光照強度增加時，其電阻值減小），R0為定值電阻，燈泡電阻不變．隨著傍晚到來，光照逐漸減弱時，下列判斷正確的是（）A．A燈、B燈都變亮B．電源的輸出功率變大C．電源的效率變大D．R1中電流變化量等于R0中電流變化量10．空間存在平行紙面的勻強電場，但電場方向未知．現(xiàn)在紙面上建立直角坐標系xOy，用儀器沿Ox、Oy兩個方向探測該靜電場的各點電勢，得到電勢φ與橫、縱坐標的函數(shù)關系如圖所示．則關于該電場，下列說法正確的是（）A．電場強度的大小為300V/mB．電場強度的大小為500V/mC．電場強度的方向指向第三象限D．沿－y方向是電勢降低最快的方向三、實驗題：把答案填在答題卡對應橫線上，本題共2題，共16分．11．某同學按圖（a）電路進行電學實驗時，閉合開關后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮．已知電源、開關完好，連線正確，他使用多用電表檢測小燈泡、電流表是否有故障．圖（a）圖（b）（1）在開關閉合時，他用多用電表的電壓擋測得1、2兩點間的電壓接近電源電動勢，3、4兩點間的電壓為零，則說明小燈泡出現(xiàn)了(填“斷路”或“短路”)故障．（2）他將電流表拆離電路，用多用電表的歐姆擋測量其電阻在選擇“×10”倍率并歐姆調(diào)零后，測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏角過大．①此過程中歐姆擋的黑表筆應接觸電流表的接線柱(填“正”或“負”)．②為較準確地測量電流表的電阻，下面給出了可能的操作步驟，請選擇正確步驟前面的字母并按合理的順序填寫在橫線上：．A．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向歐姆擋右端的零刻線；B．將兩表筆正確接觸電流表的正、負接線柱，讀出電阻數(shù)值；C．選擇“×100”倍率；D．選擇“×1”倍率；E．將選擇開關旋至“OFF”擋并拔出兩表筆．（3）他在（2）中按正確操作測量電流表的電阻時，歐姆檔的刻度盤如圖（b）所示，則電流表電阻為Ω，說明電流表沒有故障．12．某同學要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，可供選擇的器材有：電流表A（0~0.6A）、電壓表V（0~3V）、滑動變阻器R1（(最大阻值30Ω）、滑動變阻器R2（最大阻值250Ω）、定值電阻R0為1.0Ω、開關、導線若干．圖（a）圖（b）圖（c）（1）請根據(jù)圖（a）中的電路圖完成圖（b）的實物連線．（2）為方便調(diào)節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選用（填“R1”或“R2”）．（3）為使電壓表的示數(shù)變化更明顯，請將上述器材的連線略加改動，在圖（c）中方框畫出改動后的實驗電路圖．（4）該同學利用（3）中改動后的正確電路進行實驗，根據(jù)測出數(shù)據(jù)畫出的U-I圖線如圖（d）所示，則此干電池的電動勢E=V，內(nèi)阻r=Ω．（結果均保留到小數(shù)點后兩位）圖（d）四、計算題：本題共3題，共38分，按題目要求在答題卡的指定區(qū)域內(nèi)作答，超出答題框的不給分．解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．13．2023年3月12日，在短道速滑世錦賽男子5000米接力決賽中，中國隊以7分04秒的成績獲得冠軍。某次訓練中，參與接力的兩隊員，甲質(zhì)量為m=60kg，乙質(zhì)量為M=75kg，接力前兩人的速度均為v0=10m/s，方向均向前，且甲在前，乙在后．接力時，如圖所示，乙從后面猛推甲，動作完成瞬間，乙的速度變?yōu)関1=2m/s，方向不變，若接力過程兩人所受的系統(tǒng)外力遠小于推力，且接力前后瞬間兩人均在同一條直線上運動，求：（1）乙猛推甲的動作完成瞬間，甲的速度大小v2；（2）乙猛推甲過程，甲和乙組成的系統(tǒng)增加的機械能ΔE．14．如圖，在豎直平面內(nèi)存在豎直向上的勻強電場．長度為l的輕質(zhì)絕緣細繩一端固定在O點，另一端連接一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球（可視為質(zhì)點），初始時小球靜止在電場中的a點，此時細繩拉力為2mg，g為重力加速度．（1）求電場強度E的大??；（2）求a、O兩點的電勢差UaO；（3）若小球在a點獲得一水平初速度va15．如圖（a）所示，兩豎直平行金屬板A、B與x軸垂直，接在電壓大小為U0=400V的穩(wěn)壓電源上，A板過原點，在B板上靠近中間處有一長度d0=2cm的水平狹縫．在B板右側水平放置邊長為l=10cm的兩正方形平行金屬板C、D，兩板間距d=10cm，距板右端l2圖（a）圖（b）（1）離子穿過B板狹縫時的速度大??；（2）C、D板間電壓為U1=400V時，離子離開C、D板時的速度與水平方向夾角(即速度偏向角)的正切值；（3）離子打在屏上的區(qū)域面積S．

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值，故A錯誤；

B．庫侖利用裝置②總結出了電荷間的相互作用規(guī)律，故B正確；

C.1820年奧斯特利用裝置③發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，故C錯誤；

D．法拉第利用裝置④發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，故D錯誤。

故答案為：B。

【分析】密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值。奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象。2．【答案】D【解析】【解答】A．如圖（a）所示，金屬絲與管壁間的電場是非勻強電場，故A錯誤；

B．如圖（b）所示，開關一直接通，小螺線管A插入大螺線管B中不動，只要移動滑片，電路中的電流就發(fā)生變化，A產(chǎn)生的磁場就發(fā)生變化，B中的磁通量會發(fā)生變化，電路中就有感應電流，故B錯誤；

C．如圖（c）所示，微波爐來加熱食物，微波是一種電磁波，微波的能量是不連續(xù)的，是量子化的，故C錯誤；

D．如圖（d）所示，電磁感應式無線充電的原理是通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈產(chǎn)生的磁場傳遞能量。當充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會在鄰近的受電線圈中感應出電流，最終實現(xiàn)為手機電池充電，故D正確。

故答案為：D。

【分析】微波是一種電磁波，微波的能量是不連續(xù)的，是量子化的。閉合回路中磁通量會發(fā)生變化，電路中就有感應電流。3．【答案】C【解析】【解答】A．根據(jù)電場線與等勢線垂直，且電場線上該點的切線方向為該點的場強方向，由圖可知b處電場線的切線方向斜向左上方，c處電場線的切線方向斜向左下方，所以b、c點的電場強度不相同，故A錯誤；

B．等勢線的疏密也可以反映電場的強弱，由a到d等勢線先變疏后變密，所以電場強度先減小后增大，則電子的加速度先減小后增大，故B錯誤；

CD．電子從a到d運動時，因為電子僅受電場力，電場力與電子運動方向的夾角先是銳角，后面變成鈍角，即電場力先做正功，后做負功，則動能先增大后減小，而電勢能先減小后增大，故C正確，D錯誤。

故答案為：C。

【分析】電場線與等勢線垂直，且電場線上該點的切線方向為該點的場強方向。等勢線的越密，以電場的強度越大。電場力做正功電勢能減小，動能增大。4．【答案】C【解析】【解答】A．從空中最高點到入水前的過程中，她僅受重力作用，她的動量改變量等于重力的沖量，故A錯誤；

B．從空中最高點到入水前的過程中，速度增大，動量增大，動量的變化量不為零，故B錯誤；

CD．從接觸水面到水中最低點的過程中，除了重力還有水的作用力，根據(jù)動量定理可知，從接觸水面到水中最低點的過程中，她的動量改變量等于水對她的沖量與重力的合力的沖量之和，故C正確，D錯誤。

故答案為：C。

【分析】明確運動員在過程1和過程2中的受力情況，合外力的沖量等于動量變化量。再根據(jù)動量定理進行分析。5．【答案】D【解析】【解答】A．A選項為斷路，沒有電流，不工作，故A錯誤；

BCD．B選項R1、R2串聯(lián)，發(fā)熱功率為PC選項只有R1工作，發(fā)熱功率為PD選項R1、R2并聯(lián)，發(fā)熱功率為P可以判斷出，P1最小，P3最大，所以能獲得高擋溫度的是D選項。

故答案為：D。

【分析】根據(jù)選項中的連接點確定該情況下電路的連接方式，無論何種連接方式，電路中的總電壓不變。根據(jù)電路連接情況確定電路中總電阻大小，再根據(jù)熱功率公式進行分析，功率越大，獲得穩(wěn)定越大。6．【答案】B【解析】【解答】A．由銘牌知，掃地機器人工作的額定電壓為20V，額定功率為40W，則額定電流I=故A錯誤；

B．以額定電壓工作時每分鐘消耗電能為E=Pt=40×60J=2400J故B正確；

C．以額定電壓工作時電阻如果用歐姆定律進行計算為R=由于電動機不是純電阻電路，故用歐姆定律算出來的是錯誤的內(nèi)阻值，故C錯誤；

D．充滿電后的電量為q=It=5000mA?h=5000×充滿電后的能量為W=UIt=20×18000J=3.6×故D錯誤。

故答案為：B。

【分析】電動機不是純電阻電路，故不能用歐姆定律計算其內(nèi)阻。熟悉掌握銘牌中參數(shù)的物理意義，再根據(jù)電功率、電能等公式進行解答。7．【答案】B【解析】【解答】A．根據(jù)題意可知，風力越大，則d越小，由公式C=可得，電容器電容越大，故A錯誤；

B．由公式C=εS4πkd，C=整理可得E=根據(jù)題意可知，Q保持不變，風力越大，則d越小，極板間電場強度不變，故B正確；

C．由U=Ed可知，由于E不變，可動極板與P點的距離減小，則可動極板與P點電勢差減小，由于可動極板接地，電勢一直為0，則P點電勢改變，故C錯誤；

D．由C=可知，由于Q保持不變，C變大，則U減小，則靜電計指針張角越小，故D錯誤。

故答案為：B。

【分析】根據(jù)題意明確風力越大，兩極板之間距離的變化情況，兩極板電勢差越小，靜電計指針張角越小。再結合電容的定義式及決定式進行分析。8．【答案】A,C,D【解析】【解答】AB．根據(jù)右手螺旋定則可知，四根通電導線產(chǎn)生的磁場方向與abcd所在平面平行，故穿過abcd的磁通量為零，故A正確，B錯誤；

C．因四條導線中的電流大小相等，O點與四條導線的距離均相等，由安培定則和對稱性可知，L1在O點的磁感應強度與L3在O點的磁感應強度等大反向，L2在O點的磁感應強度與L4在O點的磁感應強度等大反向，故四條導線在O點的磁感應強度等于零，故C正確；

D．根據(jù)安培定則以及對稱性，L1和L4在ad邊中點處的磁感應強度方向與L2和L3在ad邊中點處的磁感應強度方向相反，但大小不相等，所以ad邊中點處的磁感應強度不為零，故D正確。

故答案為：ACD。

【分析】根據(jù)右手螺旋定則確定四根導線產(chǎn)生的磁場方向，再根據(jù)磁通量的定義及磁場疊加原則進行分析。9．【答案】A,C【解析】【解答】A．光照逐漸減弱時，光敏電阻阻值增大，電路總電阻增大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，外電壓增大，A燈變亮；支路R0上的電流減小，R0上的電壓減小，又因為外電壓增大，所以B燈電壓增大，所以B燈變亮，故A正確；

B．電源的輸出功率P顯然，只有當外電阻等于內(nèi)阻時電源的輸出功率才最大，而當R外>r，且始終增大時，電源的輸出功率始終減小，而當R外<r，且始終增大時，電源的輸出功率會先增大，后減小；電源電動勢不變，電源內(nèi)阻與外電路電阻關系不確定，故電源輸出功率無法判斷，故B錯誤；

C．因為外電阻變大，根據(jù)η=可知，電源的效率變大，故C正確；

D．對于支路R0，有Δ其中ΔI0所以|Δ故D錯誤。

故答案為：AC。

【分析】根據(jù)題意確定電路中總電阻及總電流的變化情況，再根據(jù)“串反并同”結論法或者“程序法”分析各部分元件電流、電壓、電功率的變化情況。外電阻越大，電源的效率越大。10．【答案】B,C【解析】【解答】ABC．圖像的斜率表示該方向上的場強大小，可得Ex=故場強為E=沿著電場線方向電勢降低，結合圖像可知x軸方向分場強沿x軸負方向，y軸方向分場強沿y軸負方向，根據(jù)場強的疊加法則可知電場強度的方向指向第三象限，故A錯誤，BC正確；

D．沿電場線方向是電勢降低最快的方向，根據(jù)前面分析可知電場方向不是沿－y的方向，故沿－y方向不是電勢降低最快的方向，故D錯誤。

故答案為：BC。

【分析】φ-x圖像的斜率表示該方向上的場強大小。沿電場線方向電勢降低，且沿電場線方向是電勢降低最快的方向，根據(jù)圖像確定x軸方向和y軸方向的場強方向，再根據(jù)場強疊加原則確定合場強方向。11．【答案】（1）斷路（2）負；DABE（3）16【解析】【解答】（1）在開關閉合時，他用多用電表的電壓擋測得1、2兩點間的電壓接近電源電動勢，3、4兩點間的電壓為零，則說明1、2接線柱間出現(xiàn)了斷路，即說明小燈泡出現(xiàn)了斷路。

（2）①多用電表在使用時必須使電流從紅表筆（正接線柱）流進，黑表筆（負接線柱）流出，串聯(lián)的電流表也必須使電流從正接線柱流進，負接線柱流出，所以可以判斷黑表筆應接觸電流表的正極；

②測量電阻時若表盤的指針偏轉角度過大，則說明待測電阻較小，所以應旋至倍率較小的擋位，則倍率選擇“×1”擋位，然后再進行歐姆調(diào)零，再進行電阻的測量，最后將選擇開關旋轉到“OFF”擋位，并將紅、黑表筆從插孔中拔出。

故答案為：DABE。

（3）由于歐姆表是“×1”擋位，則圖中表盤的讀數(shù)為16Ω。

【分析】熟悉掌握多用電表的使用方法。使用多用電表時電流從紅表筆（正接線柱）流進，黑表筆（負接線柱）流出，測量電阻時若表盤的指針偏轉角度過大，應旋至倍率較小的擋位。12．【答案】（1）（2）R1（3）（4）1.50V（1.50~1.53）；0.67（0.60-0.80）【解析】【解答】（1）由電路圖可得實物圖連線如圖

（2）因為干電池電動勢大約為1.5V，所以讓電流表安全的前提下，應該讓電路中電阻不小于R=所以為方便實驗調(diào)節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選用R1；

（3）由閉合電路歐姆定律知E=U+Ir即U=E-Ir所以U-I圖像的斜率的絕對值為電源內(nèi)阻，所以為使電壓表的示數(shù)變化更明顯，應該增大電源的等效內(nèi)阻，所以可以將定值電阻連線如圖

此時電源的等效內(nèi)阻為r'=r+（4）由（3）分析知，U-I圖像與縱軸交點即為電動勢，斜率為內(nèi)阻與定值電阻之和，由圖像知電動勢為E=1.50V斜率為k解得內(nèi)阻為r=0.67Ω【分析】根據(jù)電流表的量程確定電路中的最小電阻，再根據(jù)最小電阻確定所需的滑動變阻器。為使電壓表的示數(shù)變化更明顯，應該增大電源的等效內(nèi)阻。根據(jù)實驗原理分析圖像斜率及截距的物理意義，再根據(jù)圖像進行數(shù)據(jù)處理。13．【答案】（1）解：所求甲的速度為v2，乙猛推甲，系統(tǒng)動量守恒解得v方向與初速度方向相同（2）解：乙推甲過程，若乙肌肉做功，消耗生物能量全部轉化為甲、乙系統(tǒng)機械能的增加量，甲、乙系統(tǒng)機械能的增加量為ΔE，對二者系統(tǒng)，由能量守恒定律1解得ΔE=5400J【解析】【分析】（1）乙推甲前，兩人的速度相等，推的過程中兩人構成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，對系統(tǒng)運用動量守恒定律進行解答即可；

（2）確定推出前后甲乙的速度，再根據(jù)能量守恒定律進行解答即可。14．【答案】（1）解：根據(jù)題意，細繩受到的是拉力（即被拉長，細繩有收縮至原長的趨勢），故在a點時，根