云南省大理白族自治州2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期1月期末考試物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1大理州2023-2024學(xué)年上學(xué)期教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)高二物理（全卷四個(gè)大題，共18個(gè)小題，共6頁(yè)；滿分100分，考試用時(shí)90分鐘）注意事項(xiàng)：1.答題前，考生務(wù)必用黑色碳素筆將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)等在答題卡上填寫清楚，并認(rèn)真核準(zhǔn)條形碼上的相關(guān)信息，在規(guī)定的位置貼好條形碼。2.選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。在試題卷上作答無(wú)效。3.非選擇題用黑色碳素筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，在試題卷上作答無(wú)效。4.考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。第Ⅰ卷（選擇題，共48分）一、單項(xiàng)選擇題（本大題共8小題，每小題4分，共32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，a、b、c為一負(fù)點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線方向如圖。a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為、、，下列關(guān)系式正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】由電場(chǎng)線的方向可知a離負(fù)電荷最遠(yuǎn)，由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式，可知故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。2.如圖甲所示為杭州亞運(yùn)會(huì)上用電子機(jī)器狗運(yùn)送鐵餅的情景，用電子機(jī)器狗運(yùn)送鐵餅既安全又方便快捷。某次運(yùn)送時(shí)機(jī)器狗（可視為質(zhì)點(diǎn)）沿直線運(yùn)動(dòng)，其速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，則此次運(yùn)送機(jī)器狗的位移大小為（）A.80m B.72m C.64m D.56m【答案】C【解析】圖像下與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移故選C。3.關(guān)于平行板電容器的電容，下列說(shuō)法正確的是（）A.電容器帶電量越大，其電容越大B.兩極板間的電壓越大，其電容越大C.兩極板間距離越大，其電容越大D.兩極板正對(duì)面積越大，其電容越大【答案】D【解析】AB．電容器的電容與其帶電量和兩極板間的電壓無(wú)關(guān)，故AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)可知板間距離越大，電容越小，正對(duì)面積越大，電容越大，故C錯(cuò)誤，故D正確。4.在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，當(dāng)開關(guān)S閉合后，理想電壓表示數(shù)為，則外電阻R與電源內(nèi)阻r的比值為（）A. B.C. D.【答案】B【解析】據(jù)題意可知外電阻R兩端電壓為內(nèi)阻上的電壓可得故選B5.如圖所示，矩形金屬線框位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁感線平行，ab為其水平對(duì)稱軸，cd為其豎直對(duì)稱軸，下列方法能在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A.使線框向右平動(dòng) B.使線框向下平動(dòng)C.使線框以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng) D.使線框以cd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】D【解析】ABC．使線框向右平動(dòng)、使線框向下平動(dòng)、使線框以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中的磁通量均保持不變，均不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故ABC錯(cuò)誤；D．使線框以cd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中的磁通量發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。故選D。6.如圖所示，一個(gè)用某合金材料制成的長(zhǎng)方體形導(dǎo)體長(zhǎng)為a、寬為b、高為c，將其左右兩個(gè)對(duì)立面接入電路中（電路其余部分沒(méi)有畫出），測(cè)得其電阻為R，則該合金材料的電阻率為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根據(jù)電阻定律其中，解得故選C。7.如圖所示，質(zhì)量為M的木板靜止在粗糙水平地面上，質(zhì)量為m的滑塊疊放在木板上，用力F將滑塊從木板左端勻加速拉到右端，此過(guò)程中木板保持靜止?fàn)顟B(tài)。若滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，則滑塊在木板上向右滑動(dòng)過(guò)程中，地面對(duì)木板的摩擦力大小為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】對(duì)滑塊進(jìn)行分析，滑塊相對(duì)于木板向右運(yùn)動(dòng)，木板對(duì)滑塊向左的滑動(dòng)摩擦力大小為根據(jù)牛頓第三定律可知，滑塊對(duì)木板的摩擦力大小也為，方向向右，由于木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件可知，地面對(duì)其摩擦力大小與滑塊對(duì)木板的摩擦力大小相等，即有故選A。8.如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形ABC三個(gè)頂點(diǎn)處分別放有電荷量為+q、-q、-q的點(diǎn)電荷，靜電力常量為k，則三角形中心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】三個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為其中可得方向分別如下圖所示，據(jù)矢量合成法則可得O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)大小故選B。圖1二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分）9.下列各圖中，已標(biāo)出電流及電流磁場(chǎng)的方向，其中正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】A．由于電流的方向豎直向上，根據(jù)安培定則知，磁場(chǎng)方向應(yīng)該右邊垂直紙面向里，左邊垂直紙面向外，故A錯(cuò)誤；B．直線電流的方向豎直向上，根據(jù)安培定則知，直線電流形成的磁場(chǎng)方向（從上向下看）為逆時(shí)針?lè)较?，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)安培定則，螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向向右，故C錯(cuò)誤；D．從上往下看，線框的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，根?jù)安培定則知，磁場(chǎng)的方向向上，故D正確。故選D。10.如圖所示是電熱水器工作電路簡(jiǎn)化圖，S是溫控開關(guān)，當(dāng)水溫升高到一定溫度時(shí)，它會(huì)自動(dòng)切換，使熱水器處于保溫狀態(tài)；是熱水器加熱管電阻，R是與加熱管串聯(lián)的電阻。該熱水器加熱時(shí)功率為1100W，保溫時(shí)功率為44W，不考慮、R的電阻受溫度變化的影響，電源電壓恒為220V。下列說(shuō)法正確的是（）A.S斷開時(shí)為加熱狀態(tài) B.S接通時(shí)為加熱狀態(tài)C. D.【答案】BC【解析】AB．S接通時(shí)，熱水器的功率為S斷開時(shí)熱水器的功率為CD．根據(jù)解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。11.在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不能忽略，開關(guān)K閉合，下列方法能使電容器帶電量增大的是（）A增大電阻 B.增大電阻C.減小電阻 D.斷開開關(guān)K【答案】AD【解析】A．增大電阻時(shí)，外電路總電阻增大，干路電流減小，電源路端電壓增大，分到的電壓增大，則電容器帶電量將增大，故A正確；B．增大電阻時(shí)，外電路總電阻增大，干路電流減小，路端電壓增大，電阻中電流增大，可知電阻中電流減小，因此電阻兩端電壓將減小，故B錯(cuò)誤；C．減小電阻，外電路總電阻減小，干路電流增大，路端電壓減小，電阻中電流減小，通過(guò)的電流增大，兩端電壓增大，分到的電壓將減小，則電容器帶電量將減小，故C錯(cuò)誤；D．?dāng)嚅_開關(guān)K，等效為外電路總電阻增大，干路電流減小，電源路端電壓增大，且電容器兩端電壓與路端電壓相同，因此電容器帶電量將增大，故D正確。故選AD。12.如圖甲所示，質(zhì)量為m、帶電量為＋q的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）用絕緣輕繩懸掛于O點(diǎn)，現(xiàn)在該空間加上一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)，從此開始的一段時(shí)間內(nèi)，繩子拉力大小隨繩子相對(duì)初始位置轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ變化的曲線如圖乙所示。重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是（）A.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為B.小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最大C.θ的最大值為D.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，輕繩拉力的最大值為4mg【答案】ACD【解析】A．由圖乙可知，當(dāng)θ＝60°時(shí)繩子拉力最大，此時(shí)小球速度最大，可知此時(shí)重力與電場(chǎng)力的合力應(yīng)與速度垂直，而速度沿切線方向，即重力與電場(chǎng)力的合力方向與繩子拉力方向相反，可得如圖所示的受力分析由此可得即故A正確；BC．小球運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性，可知小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最高點(diǎn)為圖中位置c，可知θ的最大值為120°，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的電勢(shì)能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到繩子水平時(shí)其電勢(shì)能最小，此位置處小球機(jī)械能最大，故B錯(cuò)誤，C正確；D．由受力分析可知小球重力與電場(chǎng)力的合力大小恒為方向始終平行于ob方向，從a到b，據(jù)動(dòng)能定理可得在b點(diǎn)可得解得故D正確。故選ACD。第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）三、填空、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共14分）13.某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。（1）除了圖中所示器材外，還需要的器材有________。A.刻度尺 B.秒表C.交流電源 D.直流電源（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)得到一條紙帶如圖乙所示，重錘（質(zhì)量為m）開始下落時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)為O，中間有一段點(diǎn)跡不清晰，后一段較清晰，在清晰的一段上連續(xù)選出A、B、C、D四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，測(cè)得它們到O點(diǎn)的距離分別為、、、，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則打C點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能為________，O到C這一段上垂錘重力勢(shì)能的減少量為________。【答案】（1）AC##CA（2）【解析】（1）[1]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用是交流電源，實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量時(shí)間，所以不需要秒表，需要測(cè)量點(diǎn)跡間的距離，所以需要米尺。故選AC。（2）[2][3]打C點(diǎn)時(shí)重錘的速度為打C點(diǎn)時(shí)重錘動(dòng)能為O到C這一段上垂錘重力勢(shì)能的減少量為14.在測(cè)量一電源（由兩節(jié)干電池串聯(lián)組成）的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中：（1）實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A.電流表（0~10mA）B.電流表（0~0.6A）C.電壓表（0~3V）D.電壓表（0~6V）E.滑動(dòng)變阻器（0~1000Ω）F.滑動(dòng)變阻器（0~20Ω）該同學(xué)用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若電源的內(nèi)阻約為幾歐，上述器材中，電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________。（填器材前面的字母）（2）請(qǐng)?jiān)谝覉D中用筆畫線代替導(dǎo)線完成實(shí)物連線。_______（3）實(shí)驗(yàn)中改變滑動(dòng)變阻器阻值，得到多組電壓表的示數(shù)U及對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I，作出U-I圖像如圖丙所示，則可得電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。（4）考慮電表內(nèi)阻的影響，該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電源電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值比較將________（填“偏大”“偏小”或“相等”），測(cè)得的電源內(nèi)阻與真實(shí)值比較將________（填“偏大”“偏小”或“相等”）?！敬鸢浮浚?）BCF（2）（3）2.92.0（4）偏小偏小【解析】（1）[1][2][3]干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為1Ω，則電流最大值不超過(guò)0.6A，電流表選0.6A量程的，即B；而滑動(dòng)變阻器R2（0-1000Ω）的阻值偏大，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F（0-20Ω）；電壓表選3V量程，即C。（2）[4]根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如圖（3）[5]由閉合電路歐姆定律有得U-I圖像中，圖像與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)，如圖所示，故電源的電動(dòng)勢(shì)為2.9V；[6]圖像的斜率表示電源的內(nèi)阻，則有（4）[7][8]本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流，使電流測(cè)量值小于真實(shí)值，而電壓表示數(shù)是準(zhǔn)確的，當(dāng)電路短路時(shí)，電壓表的分流可以忽略不計(jì)，故短路電流為準(zhǔn)確的，則U-I圖像應(yīng)以向左下移動(dòng)，故圖像與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)減小，圖像的斜率減小，故電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值比較偏小，內(nèi)阻與真實(shí)值比較偏小。四、計(jì)算題（本大題共4小題，共38分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后結(jié)果的不能得分。有數(shù)據(jù)計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）15.如圖所示，位于豎直面內(nèi)的軌道ABCD的BC段水平，AB段和CD段與BC段平滑連接，CD段是半徑為R的半圓軌道，BC長(zhǎng)度為2R，除BC段外，軌道其余部分均光滑。將質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊從AB段距離BC平面高度差為h處由靜止釋放，若h＝R，滑塊滑到C點(diǎn)時(shí)速度恰好為零未能進(jìn)入CD段，重力加速度為g。求：（1）滑塊與BC段之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）h為多高時(shí)滑塊恰好能通過(guò)半圓軌道的最高點(diǎn)D？【答案】（1）0.5；（2）3.5R【解析】（1）h＝R時(shí)，據(jù)動(dòng)能定理可得解得μ＝0.5（2）剛好過(guò)D點(diǎn)，有據(jù)動(dòng)能定理可得解得h＝3.5R16.如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的正方形電場(chǎng)區(qū)域abcd的ab邊沿豎直方向，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，該區(qū)域以豎直對(duì)稱軸為界分為左右兩半，左邊有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，右邊有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。質(zhì)量為m、帶電量為＋q的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以某一初速度從ab邊中點(diǎn)水平向右射入電場(chǎng)，小球在左邊電場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入右側(cè)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好從c點(diǎn)射出電場(chǎng)，重力加速度為g。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；（2）小球進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）小球在左側(cè)區(qū)域做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由受力分析可得小球所受電場(chǎng)力與重力等大反向解得（2）粒子進(jìn)入右側(cè)電場(chǎng)中后,做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速直線豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)且豎直方向上，結(jié)合牛頓第二定律可得解得17.一跳傘運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行跳傘訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)員及其裝備總質(zhì)量為m，t＝0時(shí)刻從懸停在水平地面上方的直升機(jī)上跳下，由靜止開始豎直下落，t＝4s時(shí)刻開啟降落傘，開啟降落傘前后阻力f的大小隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，運(yùn)動(dòng)員速度減為零時(shí)恰好到達(dá)地面。取，運(yùn)動(dòng)員及其裝備可視為質(zhì)點(diǎn)。求：（1）運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到落地的總時(shí)間；（2）直升機(jī)距離地面的高度?！敬鸢浮浚?）20s；（2）320m【解析】（1）開啟降落傘前，根據(jù)牛頓第二定律有解得4s末的速度解得開啟降落傘后，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)動(dòng)力學(xué)公式總時(shí)間解得（2）0~4s內(nèi)的位移降落傘打開以后總位移解得18.如圖所示，xOy為豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系，該空間存在平行xOy平面但方向未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一質(zhì)量為m、帶電量為＋q的小球從O點(diǎn)拋出，拋出的初速度大小均為，拋出的方向可沿xOy平面內(nèi)的任意方向。將小球沿某一方向拋出后，一段時(shí)間后小球通過(guò)點(diǎn)時(shí)速度大小為；若將小球向另一方向拋出，一段時(shí)間后小球通過(guò)點(diǎn)時(shí)速度大小為。求：（1）O、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差及O、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；（2）