安徽省宣城市2023-2024學年高二上學期1月期末物理試題

宣城市2023—2024學年度第一學期期末調研測試高二物理試題考生注意：1、本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。滿分100分，考試時間75分鐘。2。考生作答時，請將答案答在答題卡上。第Ⅰ卷每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；第Ⅱ卷請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。第Ⅰ卷（選擇題共44分）一、單項選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。每小題只有一個正確答案。1.關于電磁波的發(fā)現(xiàn)及應用、能量量子化，下列說法正確的是（）A.利用紅外線的熱效應能殺菌消毒，夜視儀利用了紅外成像技術B.X射線具有很強的輻射性，常用于癌癥病人的化療C.能量量子化指能量的連續(xù)性，微觀粒子的能量值可以是任意值D.普朗克提出了“能量子”假說，解決了黑體輻射的理論困難【答案】D【解析】【詳解】A．利用紫外線能殺菌消毒，紅外線不具有該功能，故A錯誤；B．射線具有很強的輻射性，常用于癌癥病人的化療，故B錯誤；C．能量量子化是指微觀粒子的能量值只能是一個最小能量單位的整數(shù)倍，是不連續(xù)性，故C錯誤；D．普朗克提出了“能量子”假說，解決了黑體輻射的理論困難，故D正確。故選D。2.2023年9月21日，“天宮課堂”第四課正式開講，這是中國航天員首次在夢天實驗艙內進行授課（圖甲）。宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中記載：“以磁石磨針鋒，則能指南”。進一步研究表明，地球周圍地磁場磁感線分布示意圖如圖乙所示。以下關于磁場的說法正確的是（）A.圖甲，從空間站向地面?zhèn)鬏斝畔⒉捎玫碾姶挪ㄊ躯溈怂鬼f預言并通過實驗驗證存在的B.將中國古代的四大發(fā)明之一司南置于宣城，據乙圖可知，磁勺尾（S極）靜止時指向地理北方C.環(huán)形導線通電方向如圖丙所示，小磁針最后靜止時N極指向為垂直于紙面向外D.丁圖中，放在通電螺線管內部的小磁針，靜止時N極水平向左【答案】C【解析】【詳解】A．圖甲，從空間站向地面?zhèn)鬏斝畔⒉捎玫碾姶挪ㄊ躯溈怂鬼f預言的，赫茲通過實驗驗證存在的，故A錯誤；B．將中國古代的四大發(fā)明之一司南置于宣城，據乙圖可知，磁勺尾（S極）靜止時指向地理南方，故B錯誤；C．環(huán)形導線通電方向如圖丙所示，根據安培定則可知，小磁針最后靜止時N極指向為垂直于紙面向外，故C正確；D．丁圖中，放在通電螺線管內部的小磁針，根據安培定則可知，靜止時N極水平向右，故D錯誤。故選C。3.下列各圖的線圈或回路中能產生感應電流的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】A．該圖線圈不閉合，不能產生感應電流，故A錯誤；B．金屬框向右勻速運動的過程中，穿過該閉合金屬框的磁通量減少，能產生感應電流，故B正確；C．該圖中兩金屬棒以相同的速度運動，則穿過閉合回路的磁通量不會發(fā)生變化，閉合回路中不會產生感應電流，故C錯誤；D．該圖中直線電流產生的磁場在下面的水平放置的圓形線框中的磁通量為零，增大通入的電流時，穿過線框的磁通量總為零，則線圈框中不會產生感應電流，故D錯誤；故選B。4.當云層中包含有大量的電荷時，云層和大地之間可視為一個巨大的平行板電容器。如圖所示，云層帶正電，取地面的電勢為0，在云層和地面間的P點處懸浮有一帶電微粒。下列說法正確的是（）A.微粒帶正電B.若云層高度上升，則P點的電勢降低C.若云層高度下降，則微粒將向上運動D.若云層高度下降，則微粒的電勢能不變【答案】D【解析】【詳解】A．云層與大地間形成的電場方向向下，若微粒能懸浮在空中，則微粒受到向上的電場力，微粒帶負電，故A錯誤；C．電容器的電容又解得可見云層高度改變，電場強度E不變，則微粒受到的電場力不變，微粒仍懸浮，C錯誤；BD．由上分析，云層高度改變時電場強度E不變，P點與地面間的電勢差不變，取地面的電勢為0，則P點的電勢不變，微粒的電勢能不變，故B錯誤，D正確。故選D。5.如圖，一段通電直導線的橫截面積為S，長度為L，電阻率為ρ，單位體積內自由電子個數(shù)為n，自由電子定向運動的速率為v，電子的電荷量為e。則下列說法正確的是（）A.通過直導線的電流為B.通電直導線的電阻為C.導體棒兩端的電壓為D.一電子從直導線右端運動到左端的過程中，電場力對該電子做的功為【答案】C【解析】【詳解】A．時間t內通過某一截面的電荷量q=nevtS由可得故A錯誤；B．通電直導線的電阻故B錯誤；C．導體棒兩端的電壓U=IR解得故C正確；D．電子從直導線右端運動到左端過程中，電場力對該電子做的功故D錯誤。故選C。6.如圖，虛線表示電場中的三條等勢面，相鄰等勢面間電勢差相等，實線為一帶負電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點。由此可知（）A.P點的電勢低于Q點的電勢B.帶電粒子在P點的加速度小于在Q點的加速度C.帶電粒子在P點時的電勢能小于在Q點時的電勢能D.帶電粒子一定是從P點運動到Q點【答案】A【解析】【詳解】A．電場所受電場力指向軌跡內側，由于電荷帶負電，因此電場線指向左上方，沿電場線方向電勢降低，故P等勢面電勢較低，Q的等勢面電勢最高，故A正確；B．由于相鄰等勢面之間的電勢差相同，等勢面越密集的地方電場線越密集，電場強度越大，故P點電場強度較大，電場力較大，加速度較大，故B錯誤；C．P的等勢面電勢較低，Q的等勢面電勢最高，負電荷在電勢低的地方電勢能較大，則帶電粒子在P點時的電勢能大于在Q點時的電勢能，故C錯誤；D．根據題意無法判斷帶電粒子是從P點運動到Q點還是Q點運動到P點，故D錯誤。故選A。7.某靜電場在x軸上的電場強度E隨x的變化關系如圖所示，x軸正方向為電場強度正方向，帶正電的點電荷在外力作用下沿x軸運動，則點電荷（）A.在和處電勢能相等 B.由運動到的過程中電勢能增大C.由運動到的過程中電場力一直減小 D.在處電勢能最大【答案】B【解析】【詳解】A．由圖像可知，處右側的電場強度方向沿x軸負方向，根據沿電場方向電勢降低可知，處電勢低于處電勢，根據可知帶正電的點電荷在處勢能比在處勢能小，故A錯誤；B．由于處右側的電場強度方向沿x軸負方向，可知帶正電的點電荷由運動到的過程中，電場力做負功，電勢能增大，故B正確；C．由圖像可知，點電荷由運動到的過程中，場強先變大后變小，則電場力先變大后變小，故C錯誤；D．由于處右側的電場強度方向沿x軸負方向，根據沿電場方向電勢降低可知，處的電勢不是最大，所以帶正電的點電荷在處電勢能不是最大，故D錯誤。故選B。8.如圖，在正方體中abcd面的對角線ac的中點放一電荷量為的點電荷，在面的對角線的中點放另一電荷量為的點電荷，下列說法正確的是（）A.a點的電勢等于點的電勢B.b點的電場強度與點的電場強度相同C.正方體中心處場強為0D.負的試探電荷沿棱從b到電場力一直做負功【答案】B【解析】【詳解】A．由于點靠近正電荷，a點靠近負電荷，所以a點的電勢小于點的電勢，故A錯誤；B．作出b點的電場強度與點的電場強度如圖所示由點電荷電場強度公式及幾何關系可知，與相同，與相同，所以b點的電場強度與點的電場強度相同，故B正確；C．兩等量異種電荷連線的中點即為正方體中心，則正方體中心處場強不為0，故C錯誤；D．負的試探電荷沿棱從b到，電場力一直做正功，故D錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共2小題，每小題6分，共12分。每題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，有選錯的得0分。9.三根足夠長的絕緣直導線a、b、c固定放置在同一紙面內，其交點M、N、P恰好構成正三角形，O點為該三角形的中心，點與O點關于導線c對稱?，F(xiàn)在a、b、c三根導線中分別通入方向如圖所示的恒定電流I、3I、5I，已知長直導線電流在空間某點產生的磁感應強度大小與電流大小成正比，與該點到直導線的距離成反比。若O點的磁感應強度大小為，則下列說法正確的是（）A.O點的磁感應強度方向垂直紙面向里B.點的磁感應強度大小為C.點磁感應強度方向垂直紙面向里D.若將b導線中電流反向，則O點的磁感應強度大小變?yōu)椤敬鸢浮緼D【解析】【詳解】A．根據右手螺旋定則判斷，a、b、c直導線在O點的磁感應強度方向均垂直紙面向里，A正確；B．設a導線在點產生的磁感應強度大小為B，則b導線在點產生的磁感應強度大小為3B，c導線在點產生的磁感應強度大小為5B，則在點產生的磁感應強度總和為所以又a導線在點產生的磁感應強度大小為，方向垂直紙面向里；b導線在點產生的磁感應強度大小為，方向垂直紙面向里；c導線在點產生的磁感應強度大小為5B，方向垂直紙面向外，則點的磁感應強度大小為B錯誤；C．根據右手螺旋定則判斷，a、b直導線在點磁感應強度方向垂直紙面向里、c導線在點產生的磁感應強度垂直紙面向外，且在點的磁感應強度大小為所以點產生的磁感應強度垂直紙面向外，C錯誤。D．若將b導線中電流反向，則點磁感應強度大小為D正確；故選AD。10.在如圖所示電路中，閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電流表A、電壓表V1、V2、V3的示數(shù)分別用I、、和表示，電流表A、電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別用、、和表示，則下列判斷中正確的是（）AI變大，變小 B.不變，不變C.當時，電源輸出功率最大 D.電源的效率增大【答案】BD【解析】【詳解】A．當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，R2阻值變大，總電阻變大，總電流減小，則I減小，路端電壓變大，則變大，選項A錯誤；B．因為不變，因U2=EI(R1+r)則不變，選項B正確；C．當外電阻等于電源內阻時，電源輸出功率最大，此時，選項C錯誤；D．電源的效率可知外電阻變大，則電源效率增大，選項D正確。故選BD。第Ⅱ卷（非選擇題共56分）三、實驗題：本題共2小題，共16分。11.某同學測一節(jié)干電池的電動勢和內阻，現(xiàn)備有下列器材。A．被測干電池一節(jié)B．電流表：量程0~0.6A，內阻C．電壓表：量程0~15V，內阻未知D．電壓表：量程0~3V，內阻未知E．滑動變阻器：阻值范圍為0~10Ω，允許通過最大電流2AF．滑動變阻器：阻值范圍為0~100Ω，允許通過最大電流1AG．開關、導線若干（1）伏安法測電池電動勢和內阻的實驗，由于電流表和電壓表內阻的影響，測量結果存在系統(tǒng)誤差，在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻。在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑?，電壓表選擇__________，滑動變阻器選擇__________。（填寫器材前的字母）（2）為盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻，實驗電路圖應選擇__________。（選填“圖甲”或者“圖乙”）（3）根據實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的圖像，則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后，測得干電池的內阻__________Ω?！敬鸢浮竣?D②.E③.圖甲④.1.05【解析】【詳解】（1）[1][2]一節(jié)干電池的電動勢約為，則電壓表應選擇D；由于干電池的內阻較小，為了使電表示數(shù)變化明顯，滑動變阻器應選擇阻值較小的E。（2）[3]由于電流表內阻已知，則電流表的分壓可求，所以為盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻，實驗電路圖應選擇圖甲。（3）[4]根據圖甲電路圖，由閉合電路歐姆定律可得可得可知圖像的斜率絕對值為解得干電池的內阻為12.某實驗小組在“測量金屬絲電阻率”的實驗中：先用多用電表進行粗測電阻，再采用“伏安法”較準確地測量未知電阻，后計算金屬絲的電阻率。（1）在使用多用電表測電阻時，以下說法正確的是__________（選填相應序號字母）。A．每換一次擋位，不必重新進行歐姆調零B．指針越接近刻度盤中央，誤差越小C．在外電路中，電流從紅表筆流經被測電阻到黑表筆D．測量時，若指針偏角較小，說明這個電阻的阻值較大，應換倍率較大的擋位來測量（2）先用多用電表的歐姆擋“×1”按正確的操作步驟粗測其電阻，指針如圖甲所示，則讀數(shù)應記為__________Ω。（3）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中一次測量的示數(shù)如圖乙所示，則該次金屬絲直徑的測量值d為__________mm。（4）實驗室提供的器材如下：待測金屬絲（電阻）、雙量程電流表A（0~0.6A、0~3A）、雙量程電壓表V（0~3V、0~15V）、滑動變阻器R（0~20Ω）、電源E（電動勢為3.0V，內阻不計）、開關、若干導線。請你根據圖丙所示電路圖用筆畫線代替導線，將圖丁的實驗電路連接完整_________。（5）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片置于__________（選填“A”或“B”）端。（6）若通過測量可知，金屬絲接入電路的長度為L，直徑為d，通過金屬絲的電流為I，金屬絲兩端的電壓為U，由此可計算得出金屬絲的電阻率__________。（用題目所給字母表示）【答案】①.BD##DB②.5##5.0③.3.707##3.705##3.706##3.708##3.709④.⑤.B⑥.【解析】【詳解】（1）[1]A．每換一次擋位，都必須重新進行歐姆調零，故A錯誤；B．指針越接近刻度盤中央，誤差越小，故B正確；C．在外電路中，電流從黑表筆流經被測電阻到紅表筆，故C錯誤；D．測量時，若指針偏角較小，說明這個電阻的阻值較大，應換倍率較大的擋位來測量，故D正確。故選BD。（2）[2]先用多用電表的歐姆擋“×1”按正確的操作步驟粗測其電阻，指針如圖甲所示，則讀數(shù)為（3）[3]螺旋測微器的精確值為，由圖乙可知，金屬絲直徑為（4）[4]根據電路圖，實物連線如圖所示（5）[5]閉合開關前，為了保護電路安全，滑動變阻器接入電路阻值應最大，應將滑動變阻器的滑片置于B端。（6）[6]根據電阻定律可得又，聯(lián)立可得金屬絲的電阻率為四、計算題：本題共3小題，共40分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，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.如圖所示，abcd是邊長的正方形金屬框，勻強磁場區(qū)域左邊界到bc的距離也為L，右邊界MP與水平線MN間的夾角，且M點為cd邊的中點。磁感應強度，方向垂直紙面向外。（1）求圖示位置金屬框的磁通量的大小；（2）若將金屬框以bc為軸，向紙面外轉動180°，求磁通量的變化量的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）圖示位置金屬框的磁通量大小為（2）若將金屬框以bc為軸，向紙面外轉動180°，金屬框磁通量為磁通量的變化量大小為14.如圖所示，電源電動勢，內阻，R為電阻箱，定值電阻，電動機M線圈電阻，額定輸出功率為2.25