山西省呂梁市孝義市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）

呂梁市2023-2024學(xué)年高二第一學(xué)期期末調(diào)研測(cè)試物理試題（本試題滿(mǎn)分100分，考試時(shí)間75分鐘。答案一律寫(xiě)在答題卡上）注意事項(xiàng)：1.答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)等信息填寫(xiě)在答題卡上，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2.選擇題的作答：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。寫(xiě)在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。3.填空題和解答題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫(xiě)在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。4.考試結(jié)束后，將答題卡上交。一、單項(xiàng)選擇題：本題共7個(gè)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.下列公式中，、、、、、、、分別表示靜電力、電荷量、電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)差、點(diǎn)電荷之間的距離、沿電場(chǎng)線方向的距離、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)、電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所具有的電勢(shì)能：①，②，③，④，⑤，以下說(shuō)法正確的是（）A.它們都只對(duì)點(diǎn)電荷或點(diǎn)電荷的電場(chǎng)成立B.①②只對(duì)點(diǎn)電荷成立，③④對(duì)任何電場(chǎng)都成立，⑤只對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)成立C.①②③④只對(duì)點(diǎn)電荷或點(diǎn)電荷電場(chǎng)成立，⑤對(duì)任何電場(chǎng)都成立D.①②只對(duì)點(diǎn)電荷成立，③④⑤對(duì)任何電場(chǎng)都成立【答案】B【解析】【詳解】①是庫(kù)侖定律表達(dá)式，只對(duì)點(diǎn)電荷成立；②是點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式，只對(duì)點(diǎn)電荷成立；③是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，對(duì)任何電場(chǎng)都成立；④是電勢(shì)的定義式，對(duì)任何電場(chǎng)都成立；⑤是勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差之間的關(guān)系式，只對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)成立。故選B。2.如圖所示，三個(gè)點(diǎn)電荷、、電性如圖所示，其中、電荷固定且所帶電荷量均為，點(diǎn)電荷質(zhì)量為，自由放在傾角為的光滑斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)。、、三點(diǎn)連線構(gòu)成等邊三角形，邊長(zhǎng)為，連線平行于斜面，已知靜電力常量為，重力加速度為，所處空間為真空，則電荷所帶的電荷量為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】對(duì)點(diǎn)電荷受力分析，如圖所示根據(jù)庫(kù)侖定律可得因?yàn)辄c(diǎn)電荷處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件，可得解得故選A。3.某靜電場(chǎng)中，其一條電場(chǎng)線恰好與軸重合，其電勢(shì)隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系如圖所示，一個(gè)質(zhì)子沿軸正方向運(yùn)動(dòng)，途中經(jīng)過(guò)間距相等的A、B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)的坐標(biāo)位置分別為，，。若該質(zhì)子只受電場(chǎng)力作用，則（）A.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.質(zhì)子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速率大于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速率C.C、B兩點(diǎn)電勢(shì)差等于B、A兩點(diǎn)電勢(shì)差D.質(zhì)子在A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能大于質(zhì)子在B點(diǎn)所具有的電勢(shì)能【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)圖像中斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，由圖可知，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故A錯(cuò)誤；BD．由圖可知，從A到C電勢(shì)升高，則電場(chǎng)方向沿軸負(fù)方向，質(zhì)子沿軸正方向運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，質(zhì)子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加，則質(zhì)子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速率大于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速率，在A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)所具有的電勢(shì)能，故B正確，D錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖像中斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，由圖可知，B、A兩點(diǎn)間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度小于C、B兩點(diǎn)間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度，由可知，C、B兩點(diǎn)電勢(shì)差大于B、A兩點(diǎn)電勢(shì)差，故C錯(cuò)誤。故選B。4.人體含水量約為，水中有鈉離子、鉀離子等離子存在，因此容易導(dǎo)電，脂肪則不容易導(dǎo)電。某型號(hào)脂肪測(cè)量?jī)x根據(jù)人體電阻的大小來(lái)判斷脂肪所占比例，模擬電路如圖乙所示。測(cè)量時(shí)，測(cè)試者兩手分別握兩手柄A、B，閉合開(kāi)關(guān)，體型相近的兩人相比，脂肪含量高者則（）A.電流表示數(shù)大 B.路端電壓小 C.電壓表示數(shù)大 D.電源的輸出功率大【答案】C【解析】【詳解】AB．由閉合電路歐姆定律可知脂肪含量越高，電阻越大，電流越小，電源內(nèi)阻不變，路端電壓越大，故A、B錯(cuò)誤；C．電壓表示數(shù)電流越小，電源內(nèi)阻不變，定值電阻不變，電動(dòng)勢(shì)不變，則電壓表示數(shù)越大，故C正確；D．電源內(nèi)阻與外電阻之間的大小關(guān)系沒(méi)有明確，當(dāng)外電阻增大時(shí)，輸出功率無(wú)法判斷，故D錯(cuò)誤。故選C。5.隨著高層建筑的增多，高空墜物事件時(shí)有發(fā)生，《民法典》已明確規(guī)定禁止從建筑物高空拋擲物體。研究表明一個(gè)雞蛋從25層樓拋下可能使人當(dāng)場(chǎng)死亡。某高二同學(xué)用自己所學(xué)知識(shí)理論來(lái)證明高空墜物的危害性：設(shè)一個(gè)50g的雞蛋從28樓的窗戶(hù)自由落下，相鄰樓層的高度差約為3m，雞蛋與地面撞擊時(shí)間約為3ms，不計(jì)空氣阻力，則該雞蛋對(duì)地面的平均沖擊力約為（）A5000N B.1000N C.670N D.250N【答案】C【解析】【詳解】雞蛋下落高度雞蛋自由下落過(guò)程，由動(dòng)能定理在雞蛋與地面撞擊時(shí)間內(nèi)，規(guī)定豎直向下為正方向，由動(dòng)量定理，得由牛頓第三定律知，雞蛋對(duì)地面的平均沖擊力故選C。6.如圖所示，地面上放著一個(gè)鋁制線圈，線圈的正上方懸掛著用絕緣材料制成的輕彈簧，彈簧下端吊著質(zhì)量為的條形磁鐵，將磁鐵向下拉，在其下降高度時(shí)將它由靜止釋放，在此后磁鐵運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，鋁制線圈靜止不動(dòng)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為，則下列判斷正確的是（）A.磁鐵向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧向上的拉力等于磁鐵的重力時(shí)磁鐵速度最大B.磁鐵向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧向上的拉力等于鋁制線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)磁鐵向下的磁場(chǎng)力時(shí)磁鐵速度最大C.磁鐵運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，鋁制線圈對(duì)地面的壓力均大于線圈的重力D.磁鐵運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，磁鐵和彈簧總的機(jī)械能一直減少【答案】D【解析】【詳解】AB．磁鐵向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧向上的拉力等于磁鐵重力與鋁制線圈中感應(yīng)電流磁場(chǎng)對(duì)磁鐵向下的磁場(chǎng)力之和時(shí)速度最大，故AB錯(cuò)誤；C．磁鐵向下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，鋁制線圈受到向下的磁場(chǎng)力，此時(shí)線圈對(duì)地面的壓力大于線圈的重力；磁鐵向上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，鋁制線圈受到向上的磁場(chǎng)力，此時(shí)線圈對(duì)地面的壓力小于線圈的重力，故C錯(cuò)誤；D．磁鐵運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一直克服磁場(chǎng)力做功，磁鐵和彈簧的總機(jī)械能一直減少，故D正確。故選D。7.不計(jì)重力的帶電粒子在以下四種儀器中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.甲圖中不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場(chǎng)、磁場(chǎng)，擊中光屏同一位置的粒子一定是相同的粒子B.乙圖中等離子體進(jìn)入A、B極板之間后，A極板電勢(shì)高于B極板電勢(shì)C.丙圖中僅增大通過(guò)勵(lì)磁線圈的電流，則電子的運(yùn)動(dòng)半徑減小D.丁圖中回旋加速器，帶電粒子能獲得的最大動(dòng)能與加速電壓有關(guān)【答案】C【解析】【詳解】A．甲圖中不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場(chǎng)、磁場(chǎng)，在加速電場(chǎng)中有根據(jù)洛倫茲力提供向心力擊中光屏同一位置可知擊中光屏同一位置的粒子比荷一定相等，但不一定是相同的粒子。故A錯(cuò)誤：B．乙圖中等離子體進(jìn)入A、B極板之間后，受到洛倫茲力作用，由左手定則可知，正離子向B極板偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向A極板偏轉(zhuǎn)，因此A極板帶負(fù)電，B極板帶正電，A極板電勢(shì)低于B極板，故B錯(cuò)誤；C．丙圖中，電子的運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力，則有解得當(dāng)電子的速度一定時(shí)，通過(guò)勵(lì)磁線圈的電流越大，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)，電子的運(yùn)動(dòng)徑跡半徑越小，故C正確；D．丁圖中，根據(jù)洛倫茲力提供向心力當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)半徑等于型盒半徑時(shí)具有最大速度，即粒子的最大動(dòng)能為可知粒子的最大動(dòng)能與加速電壓無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3個(gè)小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，每題有多項(xiàng)符合題目，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。8.圖甲為某款“自發(fā)電”無(wú)線門(mén)鈴按鈕，其“發(fā)電”原理如圖乙所示，按下門(mén)鈴按鈕過(guò)程，磁鐵靠近螺線管；松開(kāi)門(mén)鈴按鈕過(guò)程，磁鐵遠(yuǎn)離螺線管回歸原位，下列說(shuō)法正確的有（）A.按下按鈕過(guò)程，螺線管端電勢(shì)較高B.按住按鈕不動(dòng)，螺線管中產(chǎn)生恒定的電流C.若更快按下按鈕，則電阻兩端電壓更大D.按下按鈕的過(guò)程和松開(kāi)按鈕的過(guò)程，螺線管對(duì)磁鐵都是做負(fù)功【答案】CD【解析】【詳解】A．按下按鈕過(guò)程中，穿過(guò)線圈內(nèi)向左的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向向右，此時(shí)螺線管端電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；B．按住按鈕不動(dòng)，線圈內(nèi)磁通量不發(fā)生變化，無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故無(wú)感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)線圈的磁通量的變化率成正比，若更快按下按鈕，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率變大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大，則定值電阻兩端的電壓變大，故C正確；D．按下按鈕的過(guò)程，螺線管對(duì)磁鐵有排斥力，磁鐵所受排斥力的方向和位移方向相反，螺線管對(duì)磁鐵做負(fù)功；松開(kāi)按鈕的過(guò)程，螺線管對(duì)磁鐵有吸引力，磁鐵所受吸引力的方向和位移方向相反，螺線管對(duì)磁鐵做負(fù)功，故D正確。故選CD。9.如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距，處于一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為。金屬棒的質(zhì)量為，電阻，水平放置在傾角為的導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。電源電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，處于靜止?fàn)顟B(tài)。則（）A.金屬棒受到的安培力方向水平向右B.金屬棒受到的安培力大小為0.1NC.變阻器此時(shí)的電阻值為7ΩD.當(dāng)變阻器滑片向左滑時(shí)，金屬棒將沿導(dǎo)軌下滑【答案】BC【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則，金屬棒所受安培力的方向水平向左，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意，對(duì)金屬棒受力分析，由平衡條件有故B正確；C．根據(jù)題意，此時(shí)有由閉合電路歐姆定律有解得故C正確；D．當(dāng)變阻器滑片向左滑時(shí)，接入電路的電阻減小，電流增大，則安培力變大，則金屬棒將沿導(dǎo)軌上滑，故D錯(cuò)誤。故選BC。10.除塵器是常用的空氣凈化設(shè)備，保護(hù)人們的建康。生活中家用除螨除塵器深受年輕人的喜愛(ài)，而工業(yè)中常用靜電除塵。某實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一種靜電除塵裝置，如圖所示，收集箱長(zhǎng)，寬，高，其前、后面板為絕緣材料，上、下面板為金屬材料，上、下兩板與電壓恒定為的高壓直流電源相連，帶負(fù)電的塵埃如圖所示均勻排入收集箱通道，當(dāng)碰到下板后其所帶電荷被中和，同時(shí)恰好被全部收集。不計(jì)塵埃的重力及塵埃之間的相互作用，設(shè)塵埃排放的流量一定，（流量，流量等于流速和截面積的乘積），但由于受到建筑條件的限制，僅將排風(fēng)管口寬度調(diào)整為，則（）A.調(diào)整后，上下兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大B.調(diào)整后，被收集的塵埃到達(dá)集塵板的時(shí)間不變C.為保證還能將帶負(fù)電的塵埃完全收集，可只將電壓增大為原來(lái)的2倍D.為保證還能將帶負(fù)電的塵埃完全收集，可只將長(zhǎng)度增大為原來(lái)的2倍【答案】BD【解析】【詳解】A．由調(diào)整后，，均未變，則上下兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故A錯(cuò)誤；B．帶電塵埃在矩形通道內(nèi)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在沿電場(chǎng)方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變，故調(diào)整后，被收集的塵埃到達(dá)集塵板的時(shí)間不變，故B正確；CD．沿電場(chǎng)方向上的位移為根據(jù)可得只將電壓增大為原來(lái)的2倍，可得只將長(zhǎng)度增大為原來(lái)的2倍，可得故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。三、非選擇題：共5個(gè)小題，共54分。11.2023年9月21日下午，“天宮課堂”第四課中神舟十六號(hào)三位宇航員景海鵬、朱楊柱、桂海潮通過(guò)精彩的實(shí)驗(yàn)面向全國(guó)青少年進(jìn)行太空科普授課。其中一個(gè)情境為動(dòng)量守恒演示實(shí)驗(yàn)。如圖所示：大鋼球A靜止懸浮在空中，宇航員用手推出小鋼球B，使它以一定的初速度水平向左撞向大鋼球A，撞后小鋼球B水平向右運(yùn)動(dòng)，大鋼球A水平向左運(yùn)動(dòng)。將該實(shí)驗(yàn)理想化成在一條直線上的對(duì)心碰撞。（1）為了驗(yàn)證兩球組成的系統(tǒng)在碰撞中動(dòng)量守恒，若已知兩小球的質(zhì)量，還需要測(cè)量的物理量是___________。A.兩個(gè)鋼球的直徑B.兩個(gè)鋼球的碰撞時(shí)間C.手對(duì)小鋼球B推力的沖量D.兩鋼球碰撞前后各自運(yùn)動(dòng)的距離和對(duì)應(yīng)時(shí)間（2）若分析實(shí)驗(yàn)視頻，每隔相等的時(shí)間截取一張照片，如圖所示。小球和大球的質(zhì)量分別為、，可估算出___________。A.B.C.D.【答案】①.D②.D【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)題意可知，若兩球組成的系統(tǒng)在碰撞中動(dòng)量守恒，則有可知，若已知兩小球的質(zhì)量，還需要測(cè)量的物理量是兩個(gè)小球碰撞前后的速度，由于兩個(gè)小球碰撞前后均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則可利用兩鋼球運(yùn)動(dòng)的距離和對(duì)應(yīng)時(shí)間解得速度。故選D。（2）[2]根據(jù)題意，設(shè)相等時(shí)間為，由第一張與第二張照片可知小球的初速度大小為由第二張與第三張照片可知碰撞后小球的速度大小為碰撞后大球的速度大小為設(shè)水平向左為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得由圖可知聯(lián)立解得故選D。12.某小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定金屬絲的阻值和電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，已知定值電阻的阻值為，電壓表為理想電表。（1）該實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)首先用多用電表粗略測(cè)量了該金屬絲的電阻，當(dāng)多用電表的旋鈕置于“”擋位時(shí)，指針位置如圖所示，則金屬絲的電阻值為_(kāi)__________Ω；用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑為_(kāi)__________mm。（2）該實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)又設(shè)計(jì)了如下圖所示電路圖，操作步驟如下：①實(shí)驗(yàn)時(shí)，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)扳到位置“1”，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為時(shí)，電壓表的示數(shù)為；②僅將單刀雙擲開(kāi)關(guān)扳到位置“2”，電壓表的示數(shù)為；③為了完成電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)扳到位置“1”，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，并讀出相對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)，利用數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的圖像。根據(jù)電路圖甲將實(shí)物圖丙補(bǔ)充連接完整；___________由操作①、②可知電路圖中電阻___________（用以上的測(cè)量量表示）；若測(cè)得定值電阻，如果圖乙中、、，則該電源的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)__________V；內(nèi)阻為_(kāi)__________Ω（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?6##6.0②.6.575##6.574##6.576##6.577③.見(jiàn)解析④.⑤.2.0⑥.1.2【解析】【詳解】（1）[1]多用電表的旋鈕置于“”擋位時(shí)，指針位置如圖所示，則金屬絲的電阻值為[2]螺旋測(cè)微器的精確值為，由圖可知金屬絲的直徑為（2）[3]根據(jù)電路圖，實(shí)物連接如圖所示[4]根據(jù)閉合電路歐姆定律，單刀雙擲開(kāi)關(guān)接1時(shí)，有單刀雙擲開(kāi)關(guān)接2時(shí)，有聯(lián)立解得[5][6]由閉合電路歐姆定律得整理得結(jié)合圖乙得聯(lián)立解得，13.如圖所示，質(zhì)量為2kg的物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)），時(shí)刻以3m/s的初速度滑上靜止放置于光滑水平面上質(zhì)量為4kg的長(zhǎng)木板B的左端，經(jīng)過(guò)1s，A恰好到達(dá)B的右端且未掉落，取重力加速度大小，求：（1）物塊A與長(zhǎng)木板B最終速度的大??；（2）物塊A與長(zhǎng)木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（3）物塊A與長(zhǎng)木板B因摩擦而產(chǎn)生的熱量。【答案】（1）；（2）0.2；（3）6J【解析】【詳解】（1）由動(dòng)量守恒得解的（2）A加速度為對(duì)物塊A分析，根據(jù)牛頓第二定律有可得，物塊A與長(zhǎng)木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（3）根據(jù)能量守恒，物塊A與長(zhǎng)木板B因摩擦而產(chǎn)生的熱量為代入數(shù)據(jù)得14.如圖甲所示，正方形閉合線圈邊長(zhǎng)為，總電阻為，匝數(shù)為100匝，放在垂直于紙面向里勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示。求：（1）在內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大?。唬?）在時(shí)線圈的邊所受安培力的大小和方向；（3）內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量?！敬鸢?/p>