四川省敘永第一中學校2023-2024學年高二上學期1月期末考試物理試題

敘永一中高2022級高二上學期期末考試物理試題第一部分選擇題（共48分）一、選擇題（本題共11小題，1~7題每小題4分，每小題給出的四個選項中只有一個是正確的；8~11題有多個選項符合要求，全部選對得5分，不全得3分，有錯選或不選得0分，共48分）1.下列說法正確的是（）A.帶電小球都能看成點電荷 B.元電荷的電量就是1CC.電磁波可以傳遞信息 D.能量是守恒的，所以我們無需節(jié)能【答案】C【解析】【詳解】A．只有當帶電小球之間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電小球的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，帶電小球才能看成點電荷，故A錯誤；B．元電荷的電量是1.60×1019C，故B錯誤；C．電磁波可以傳遞信息，故C正確；D．能量守恒的，但能源不是守恒的，我們應當節(jié)約能源，而不是節(jié)約能量，故D錯誤。故選C。2.下列說法正確的是（）A.恒定磁場對靜置于其中的電荷有力的作用B.小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向C.正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流最大D.升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率【答案】B【解析】【詳解】A．恒定磁場對速度不平行于磁感線的運動電荷才有力的作用，A錯誤；B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向，B正確；C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流為0，C錯誤；D．根據(jù)變壓器的原理可知，副線圈中磁通量的變化率小于或等于原線圈中磁通量的變化率，D錯誤。故選B。3.圖示電路中有a、b、c三根電阻絲，關于三根電阻絲的電阻值，有（）A.長度最大的電阻絲b的阻值最大B.橫截面積最大的電阻絲c的阻值最大C.若三根電阻絲的材料相同，則它們的阻值也相同D.若三根電阻絲的材料相同，則長度最大、橫截面積最小的電阻絲b的阻值最大【答案】D【解析】【詳解】由電阻定律可知，在外界環(huán)境因素相同的條件下，導體的電阻與導體的材料、長度和橫截面積有關，且電阻與導體長度成正比，與橫截面積成反比，即若三根電阻絲的材料相同，則長度最大、橫截面積最小的電阻絲b的阻值最大。故選D。4.如圖，兩根互相平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與直面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是（）A.O點處的磁感應強度為零B.a、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反C.c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同D.a、c兩點處磁感應強度的方向不同【答案】C【解析】【詳解】A．由安培定則和磁場疊加原理可判斷出O點處的磁感應強度方向向下，一定不為零，A錯誤；B．a(chǎn)、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同，均向下，B錯誤；C．c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同，均向下，C正確；D．a(chǎn)、c兩點處磁感應強度的方向相同，D錯誤。故選C。5.某種除顫器的簡化電路，由低壓直流電源經(jīng)過電壓變換器變成高壓電，然后整流成幾千伏的直流高壓電，對電容器充電，如圖甲所示。除顫時，經(jīng)過電感等元件將脈沖電流（如圖乙所示）作用于心臟，實施電擊治療，使心臟恢復竇性心律。某次除顫過程中將電容為的電容器充電至，電容器在時間內(nèi)放電至兩極板間的電壓為0。其他條件不變時，下列說法正確的是（）A.線圈的自感系數(shù)L越大，放電脈沖電流的峰值越小B.線圈的自感系數(shù)L越小，放電脈沖電流的放電時間越長C.電容器的電容C越小，電容器的放電時間越長D.在該次除顫過程中，流經(jīng)人體的電荷量約為【答案】A【解析】【詳解】A．線圈的自感系數(shù)L越大，阻礙電流的感抗越大，則放電電流越小，放電脈沖電流的峰值也越小，故A正確；BC．振蕩電路的振蕩的振蕩周期為電容器在時間內(nèi)放電至兩極板間的電壓為0，即則線圈的自感系數(shù)L越大，放電脈沖電流的放電時間越長；電容器的電容C越大，放電脈沖電流的放電時間越長，故BC錯誤；D．電容為的電容器充電至，則電容器儲存的電量為故在該次除顫過程中，流經(jīng)人體的電荷量約為，故D錯誤；故選A。6.如圖所示為汽車啟動電路原理圖，汽車電動機啟動時車燈會瞬間變暗。在打開車燈的情況下，電動機未啟動時電流表的示數(shù)為10A；電動機啟動時電流表的示數(shù)為58A。已知電源的電動勢為12.5V，內(nèi)阻為，設電流表的內(nèi)阻不計、車燈的電阻不變。則（）A.車燈的電阻為B.電動機的內(nèi)阻為C.打開車燈、電動機啟動時，電動機的輸入功率為480WD.打開車燈、電動機啟動時，電源的工作效率為60%【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)閉合電路歐姆定律，車燈的電阻為A錯誤；B．電動機啟動時，電路外電壓為流過車燈電流為流過電動機電流為由于電動機啟動時會產(chǎn)生反向電動勢，可知電動機的內(nèi)阻應滿足B錯誤；C．打開車燈、電動機啟動時，電動機的輸入功率為C正確；D．打開車燈、電動機啟動時，電源的工作效率為D錯誤；故選C。7.空間存在勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面，線段是屏與紙面的交線，長度為，其左側有一粒子源S，可沿紙面內(nèi)各個方向不斷發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q、速率相同的粒子；，P為垂足，如圖所示，已知，若上所有的點都能被粒子從其右側直接打中，則粒子的速率至少為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】粒子要打中的右側所有位置，最容易的方式為粒子從飛出，繞過距離最近的點，從右側打中最下端的點，粒子運動的軌跡如圖所示為軌跡圓的弦長，為中點，，；粒子運動的半徑為，根據(jù)幾何關系可知四邊形為平行四邊形，則解得粒子在勻強磁場中勻速圓周運動，洛倫茲力完全提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可知解得粒子的最小速率為故選C。8.如圖所示，光滑絕緣水平面上存在方向豎直向下的有界（邊界豎直）勻強磁場，一直徑與磁場區(qū)域?qū)挾认嗤拈]合金屬圓形線圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虛線方向勻速通過磁場。下列說法正確的是（）A.線圈通過磁場區(qū)域的過程中，線圈中的感應電流先沿順時針方向，后沿逆時針方向B.線圈通過磁場區(qū)域的過程中，線圈中的感應電流先沿逆時針方向，后沿順時針方向C.該拉力的方向與線圈運動速度的方向相同D.該拉力的方向水平向右【答案】BD【解析】【詳解】AB．線圈進入磁場過程中，垂直于紙面向里的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知線圈中的感應電流產(chǎn)生的磁場應垂直于紙面向外，根據(jù)安培定則可知線圈中電流為逆時針方向；線圈離開磁場的過程中垂直于紙面向里的磁通量變小，根據(jù)楞次定律可知線圈中的感應電流產(chǎn)生的磁場應垂直于紙面向里，根據(jù)安培定則可知線圈中的電流為順時針方向，綜上所述，線圈通過磁場區(qū)域的過程中，線圈中的感應電流先逆時針，后順時針，故A錯誤；B正確；CD．線圈切割磁感線的有效長度示意圖如圖結合楞次定律阻礙相對運動的推論，根據(jù)左手定則可知安培力始終水平向左，則該拉力的方向水平向右，故C錯誤，D正確。故選BD。9.如圖甲所示，電源電動勢為E＝5V、內(nèi)阻為r＝20Ω，A、B是兩個完全相同的小燈泡，小燈泡A的伏安特性曲線如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A.小燈泡的電阻隨著電壓的增大而減小B.電鍵S閉合后，燈泡A的電阻會減小C.電鍵S閉合后，燈泡A消耗的功率會增加D.電鍵S閉合后，電源的效率會減小【答案】BD【解析】【詳解】A．圖乙是小燈泡的伏安特性曲線，各點與O點的連線代表的是，隨著所加電壓的增加，R越來越大，選項A錯誤；BC．電鍵斷開時，設通過燈泡A的電流和燈泡兩端的電壓為、U，則解得在圖乙中畫出電源的路端電壓隨電流變化的圖線1，交點坐標（180mA，1.3V），此時燈泡的電阻和功率為同理電鍵閉合后，設通過一個燈泡的電流和燈泡兩端的電壓為、U，由解得在圖乙中畫出電源的路端電壓隨電流變化的圖線2，交點坐標（110mA，0.5V），此時燈泡的電阻和功率為故電鍵S閉合后，燈泡A的電阻減小，消耗的功率減小，B正確,C錯誤；D．電源的效率U減小，E不變，效率也減小，D正確；故選BD。10.為了保證乘客的安全，通常情況下在進入火車站前應對旅客攜帶的物品安檢，安檢時將物品無初速度地放到沿水平方向向右傳送的運輸帶一端，已知運輸帶以恒定的速度勻速傳動，如圖甲所示，整個過程中物品的速度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。物品可視為質(zhì)點，且質(zhì)量為，運輸帶兩端相距，經(jīng)測量該物品在運輸帶上留下了一條長為的劃痕，重力加速度g取。則下列說法正確的是（）A.整個過程中，物品始終受到向右的摩擦力B.物品與運輸帶間的動摩擦因數(shù)為0.25C.運輸帶對物品摩擦力的沖量大小為D.整個過程因傳送該物品多消耗的電能為【答案】BC【解析】【詳解】A．由圖乙可知，物品在內(nèi)做勻加速直線運動，則運輸帶對物品的摩擦力為滑動摩擦力，方向沿運輸帶水平向右；末物品與運輸帶具有相同的速度，則的時間內(nèi)物品所受的摩擦力為零，故A錯誤；B．在內(nèi)物品加速的位移為物品勻速的位移為在內(nèi)運輸帶的位移為又由以上可解得則物品加速時的加速度大小為由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得故B正確；C．物體在運輸帶上加速時受摩擦力的作用，勻速時不受摩擦力，則運輸帶對物品摩擦力的沖量為故C正確；D．由能量守恒定律得因傳送物品多消耗的電能為故D錯誤。故選BC。11.如圖所示為兩條平行的光滑絕緣導軌，左側與電源相連，其中兩導軌的水平部分與半圓部分相切于C、E兩點?，F(xiàn)將一導體棒垂直導軌放置，外加勻強磁場，磁場方向垂直于導體棒，與導軌平面的夾角斜向左上方。開始時導體棒靜止于圖中A點，當電建S閉合后，導體棒由靜止開始運動，運動過程中導體棒始終與接觸的兩條導軌垂直，并恰能到達導軌半圓部分最高點D點。已知兩導軌的間距，半圓部分的軌道半徑，磁場的磁感應強度大小，導體棒中的電流，導體棒的質(zhì)量，重力加速度g取10。則下列說法正確的是（）A.導體棒在A點的加速度大小為10B.導體棒在D點的速度大小為m/sC.A、C兩點間距離為mD.導體棒離開軌道后將做平拋運動，并落在A點左側【答案】BC【解析】【詳解】A．由左手定則判斷導體棒受到斜向右上的安培力，根據(jù)求得A錯誤；B．D點時解得m/sB正確；B．對導體棒，從A到D，將安培力分解到豎直方向和水平方向來處理它的功，應用動能定理求得C正確；D．導體棒離開軌道后不再受安培力作用，將做平拋運動，代入數(shù)據(jù)可得所以導體棒將落A點右側。D錯誤。故選BC。第二部分非選擇題（共52分）注意事項：必須使用0.5毫米黑色簽字筆在答題卡上題目指示區(qū)域內(nèi)作答。二、實驗題（共14分）12.導電漆是將金屬粉末添加于特定樹脂原料中制作而成的能導電的噴涂油漆。現(xiàn)有一根用導電漆制成的截面為正方形的細長樣品（固態(tài)），某同學欲測量其電阻率，設計了如圖（a）所示的電路圖，實驗步驟如下：a．測得樣品截面的邊長a=0.20cm；b．將平行排列的四根金屬探針甲、乙、丙、丁與樣品接觸，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁間左右移動；c．將丙調(diào)節(jié)至某位置，測量丙和某探針之間的距離L；d．閉合開關S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表示數(shù)I=0.40A，讀出相應的電壓表示數(shù)U，斷開開關S；e．改變丙的位置，重復步驟c、d，測量多組L和U，作出U—L圖像如圖（b）所示，得到直線的斜率k?；卮鹣铝袉栴}：（1）L是丙到___________（填“甲”“乙”或“丁”）的距離；（2）寫出電阻率的表達式ρ=___________（用k、a、I表示）；（3）根據(jù)圖像計算出該樣品的電阻率ρ=___________Ω?m（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?乙②.③.6.5×10－5【解析】【詳解】（1）[1]由于電壓表測量的是乙、丙之間的電壓，則L是丙到乙的距離。（2）[2]根據(jù)電阻定律有再根據(jù)歐姆定律有聯(lián)立有則（3）[3]根據(jù)圖像可知k=6.5V/m則根據(jù)（2）代入數(shù)據(jù)有ρ=6.5×10－5Ω?m13.某實驗小組為測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，設計了如圖（a）所示電路，所用器材如下：電壓表（量程，內(nèi)阻很大）；電流表（量程）；電阻箱（阻值）；干電池一節(jié)、開關一個和導線若干。（1）根據(jù)圖（a），完成圖（b）中的實物圖連線__________。（2）調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開關。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的圖像如圖（c）所示，則干電池的電動勢為__________V（保留3位有效數(shù)字）、內(nèi)阻為__________（保留2位有效數(shù)字）。（3）該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進一步探究，作出圖像如圖（d）所示。利用圖（d）中圖像的縱軸截距，結合（2）問得到的電動勢與內(nèi)阻，還可以求出電流表內(nèi)阻為__________（保留2位有效數(shù)字）。（4）由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，本實驗干電池內(nèi)阻的測量值__________（填“偏大”或“偏小”）?！敬鸢浮竣?②.1.58③.0.64④.2.5⑤.偏小【解析】【詳解】（1）[1]實物連線如圖：（2）[2][3]由電路結合閉合電路的歐姆定律可得由圖像可知E=1.58V內(nèi)阻（3）[4]根據(jù)可得由圖像可知解得（4）[5]由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，則實驗測得的是電壓表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻的并聯(lián)值，即實驗中測得的電池內(nèi)阻偏小。三、計算題（寫出必要的文字說明，3個小題，14題10分，15題12分，16題16分，共38分）14.有一個直流電動機，把它接入0.2V電壓的電路時，電動機不轉，此時測得流過電動機的電流是0.4A；若把電動機接入2.0V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1.0A。求：（1）電動機線圈的電阻；（2）電動機正常工作時的輸出功率；（3）在發(fā)動機正常工作時，轉子突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率。【答案】（1）0.5Ω；（2）1.5W；（3）8W【解析】【詳解】（1）電動機不轉時，電動機電路為純電阻電路，根據(jù)歐姆定律可得線圈的電阻為R==05Ω（2）電動機正常工作時的輸入功率為P輸入=UI=2.0V×1.0A=2W此時線圈的發(fā)熱功率為P熱=I2R=0.5W則電動機的輸出功率為P輸出=P輸入－P熱=2W－0.5W=1.5W（3）當轉子被卡住之后，電動機為純電阻電路，電動機的發(fā)熱功率為P熱′==W=8W15.如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離，導軌所在的平面與水平面夾角，在導軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應強度、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場。金屬導軌的一端接有電動勢、內(nèi)阻的直流電源，現(xiàn)把一個質(zhì)量的導體棒放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止，導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻，金屬導軌電阻不計，取。已知、，求：（1）導體棒受到的安培力和摩擦力；（2）若將磁場方向改為豎直向上，要使導體棒繼續(xù)保持靜止，且不受摩擦力作用，求此時磁場磁感應強度大小?！敬鸢浮浚?）0.60N，方向沿金屬導軌向上，0.36N，方向沿金屬導軌向下；（2）0.50T【解析】【詳解】（1）由閉合電路歐姆定