吉林省白山市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期1月期末考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGE2024學(xué)年度（上）白山市高二教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測物理本卷滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共計(jì)40分。在每小題給的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一個(gè)選項(xiàng)正確；第8~10題有多個(gè)選項(xiàng)正確全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的不得分）1.空間中存在著某種電場，x軸上各點(diǎn)電勢和位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系如圖所示，其中處的電勢最高。下列分析正確的是（）A.區(qū)間內(nèi)電場方向沿方向B.區(qū)間內(nèi)電場方向沿方向C.區(qū)間內(nèi)，隨著x的增大，電場強(qiáng)度沿x軸方向的分量逐漸增大D.區(qū)間內(nèi)，隨著x的增大，電場強(qiáng)度沿x軸方向的分量先增大后減小【答案】D【解析】AB．由圖可知，區(qū)間內(nèi)電勢減小，由沿電場線方向電勢逐漸降低可知，電場方向沿方向，區(qū)間內(nèi)電勢增大，則電場方向沿方向，故AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)圖像的斜率表示電場強(qiáng)度，由圖可知，區(qū)間內(nèi)，隨著x的增大，電場強(qiáng)度沿x軸方向的分量先增大后減小，區(qū)間內(nèi)，隨著x的增大，電場強(qiáng)度沿x軸方向的分量先增大后減小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。（）A.電路中的總電流先減小后增大B.電路的路端電壓先減小后增大C.電源的輸出功率先增大后減小D.變阻器R1上消耗的功率先減小后增大【答案】A【解析】A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器從a→b移動(dòng)時(shí)，R1左右兩個(gè)部分并聯(lián)電路總電阻先增大后減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：電路中電流是先減小后增大，A正確；B．路端電壓U＝E－Ir，因?yàn)榭傠娏飨葴p小后增大，所以路端電壓先增大后減小，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)?shù)臅r(shí)候電源的輸出功率最大，可知當(dāng)滑片在a端或者b端時(shí)，外電路總電阻，此時(shí)電源的輸出功率最大，所以輸出功率是先減小后增大的，C錯(cuò)誤；3.如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率，發(fā)電機(jī)的電壓，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為。已知輸電線上損失的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的，假設(shè)兩個(gè)變壓器均是理想變壓器。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.發(fā)電機(jī)輸出的電流 B.輸電線上的電流C.升壓變壓器的匝數(shù)比 D.用戶得到的電流【答案】D【解析】A．發(fā)電機(jī)輸出的電流為故A正確；B．輸電線損失的功率為可得故B正確；C．升壓變壓器匝數(shù)比故C正確；D．用戶得到的功率為解得故D錯(cuò)誤。4.關(guān)于LC電磁振蕩和電磁波，以下說法中正確的是（）A.如圖所示為LC振蕩電路某時(shí)刻的情況，則此時(shí)電容器正在充電B.在線圈中插入鐵芯可使振蕩周期變小C.LC振蕩電路輻射的電磁波傳播需要介質(zhì)D.由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波的波長不變【答案】A【解析】A．如圖所示為LC振蕩電路某時(shí)刻的情況，由線圈內(nèi)的磁場方向可知，線圈中的電流方向由上到下，而此時(shí)電容器下極板為正，則此時(shí)電容器正在充電，故A正確；B．在線圈中插入鐵芯，則L變大，根據(jù)可知，振蕩周期變大，故B錯(cuò)誤；C．LC振蕩電路輻射的電磁波傳播不需要介質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D．由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波波速要減小，周期和頻率不變，則根據(jù)λ=vT可知，波長變小，故D錯(cuò)誤。故選A。5.關(guān)于甲乙丙丁四個(gè)圖示，下列說明正確的是（）A.圖甲是三根平行直導(dǎo)線的截面圖，若它們的電流大小都相同，方向垂直紙面向里。且AB＝AC＝AD，則A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左B.圖乙速度選擇器如果帶電粒子從右邊小孔射入，也能沿虛線路徑從左邊小孔飛出C.圖丙磁流體發(fā)電機(jī)，通過電阻R的電流大小與A、B板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度無關(guān)D.圖丁質(zhì)譜儀，比荷相同的氦核和氘核，從容器A下方的小孔S?飄入，經(jīng)電場加速再進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后會(huì)打在照相底片同一個(gè)地方【答案】D【解析】A．圖甲，由安培定則可知，B處與D處的直線電流在A點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于零，因此A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由C處的直線產(chǎn)生，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向右，A錯(cuò)誤；B．圖乙速度選擇器如果帶電粒子從右邊小孔射入，帶電粒子帶正電，由左手定則可知，帶電粒子受洛倫茲力方向向下，同時(shí)受電場力方向也向下，因此如果帶電粒子從右邊小孔射入，不能沿虛線路徑從左邊小孔飛出，B錯(cuò)誤；C．圖丙磁流體發(fā)電機(jī)，其產(chǎn)生的電動(dòng)勢為當(dāng)?shù)入x子體平衡時(shí)，則有洛倫茲力大小等于電場力，其等離子體的速度不變，ｄ為兩板間的間距不變，因此電動(dòng)勢E由磁感應(yīng)強(qiáng)度決定，由歐姆定律可知，通過電阻R的電流大小與電動(dòng)勢有關(guān)，即與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，C錯(cuò)誤；D．帶電粒子在電場中加速時(shí)則有在磁場中，則有解得由上式可知，比荷相同的氦核和氘核在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑相同，比荷相同的氦核和氘核，從容器A下方的小孔S?飄入，經(jīng)電場加速再進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后會(huì)打在照相底片同一個(gè)地方，D正確。故選D。6.如圖所示為火災(zāi)報(bào)警器的部分電路，下列說法中正確的是（）A.圖中的外罩必須是密封的B.圖中的擋板必須是透明擋板C.如有煙霧顆粒進(jìn)入該裝置即可能報(bào)警D.僅LED燈兩端的電壓波動(dòng)該裝置將報(bào)警【答案】C【解析】A．煙霧從外罩進(jìn)入罩內(nèi)，所以外罩不能密封，故A錯(cuò)誤；BCD．LED燈和光電三極管用一不透明的擋板隔開，沒有險(xiǎn)情時(shí)光電三極管不能收到LED燈發(fā)出的光，發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照在三極管上，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，電阻變小，與傳感器相連的電路檢測出這種變化，發(fā)出警報(bào)，所以該傳感器是用光傳感器實(shí)現(xiàn)報(bào)警的，所以LED燈兩端的電壓波動(dòng)無法使該裝置報(bào)警，故BD錯(cuò)誤，C正確。故選C。7.如圖所示，傾角為θ=37°的粗糙斜面上有一個(gè)長度為L、質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線，其電流為I（可調(diào)），方向垂直紙面向里。整個(gè)空間分布有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)線與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5（最大靜摩擦等于滑動(dòng)摩擦力）。若導(dǎo)線能在斜面上靜止不動(dòng)，則下列電流值不能滿足條件的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】通過通電導(dǎo)線在斜面上受重力、彈力、摩擦力和安培力作用下的平衡問題，考查科學(xué)思維能力。對導(dǎo)線進(jìn)行受力分析，若摩擦力沿斜面向上，如圖甲所示則有解得若摩擦力沿斜面向下，如圖乙所示則有解得能使導(dǎo)線在斜面上靜止的電流范圍為故選A。8.如圖，A、B為水平正對放置的平行板電容器的兩極板，B極板接地。閉合開關(guān)S，一帶電液滴在兩極板間的P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（??）A.該液滴帶負(fù)電B.將一塊有機(jī)玻璃插到兩極板之間，電容器電容將變小C.保持開關(guān)S閉合，將A極板向左移動(dòng)一小段距離，液滴將保持靜止D.斷開開關(guān)S，將B極板向下移動(dòng)一小段距離，液滴將加速向上運(yùn)動(dòng)【答案】AC【解析】A．由圖可知上極板帶正電，帶電液滴能靜止，故帶電液滴帶負(fù)電，故A正確；B．由可知將一塊有機(jī)玻璃插到兩極板之間時(shí)電容器的電容將變大，故B錯(cuò)誤；C．保持開關(guān)S閉合，將A極板向左移動(dòng)一小段距離，由可知極板間電場強(qiáng)度不變，所以液滴將仍將保持靜止，故C正確；D．?dāng)嚅_開關(guān)S，電容器帶電量不變，由可得將B極板向下移動(dòng)一小段距離，電場強(qiáng)度不變，則液滴保持靜止，故D錯(cuò)誤。故選AC。9.如圖甲所示，單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化圖像如圖乙所示，若外接電阻，線圈電阻，則下列說法正確的是（）A.電壓表的示數(shù)為B.內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為C.通過線圈的最大電流為D.若將R換成阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻，則當(dāng)R處溫度升高時(shí)，R消耗的電功率減小【答案】BC【解析】由圖乙可知，感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為，周期為，又有，解得A．感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為則電壓表的讀數(shù)為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意，由公式可得，內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為故B正確；C．通過線圈的最大電流為故C正確；D．根據(jù)題意可知，的電功率為可知，當(dāng)即時(shí)，有最大值，當(dāng)R處溫度升高時(shí)，的阻值減小，R消耗的電功率先增大，等于時(shí)，功率最大，若繼續(xù)減小，則功率開始減小，故D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，傾斜光滑金屬導(dǎo)軌的傾角為，水平導(dǎo)軌粗糙，兩平行導(dǎo)軌的間距均為。質(zhì)量為、電阻為、長度為的金屬棒垂直水平導(dǎo)軌放置，兩導(dǎo)軌間均存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和?，F(xiàn)把質(zhì)量為、電阻為、長度也為的金屬棒垂直傾斜導(dǎo)軌由靜止釋放，重力加速度為，傾斜導(dǎo)軌無限長，金屬棒始終靜止，下列說法中正確的是（）A.金屬棒受到向左的摩擦力B.金屬棒受到最大摩擦力一定為C.金屬棒的最大速度為D.金屬棒減小的機(jī)械能等于金屬棒和金屬棒中產(chǎn)生的總焦耳熱【答案】AD【解析】A．金屬棒b沿導(dǎo)軌下滑時(shí)，由楞次定律可知，金屬棒a中電流從近端流向遠(yuǎn)端導(dǎo)軌，根據(jù)左手定則，可知金屬棒a所受安培力水平向右，又因?yàn)榻饘侔羰冀K靜止，所以其所受摩擦力向左，故A正確；B．當(dāng)金屬棒b下滑速度最大時(shí)，對金屬棒b分析，有對金屬棒a分析，有可得由于和的關(guān)系未知，所以金屬棒受到的最大摩擦力大小不確定，故B錯(cuò)誤；C．由閉合電路歐姆定律可知解得故C錯(cuò)誤；D．由能量守恒定律可知，金屬棒減小的機(jī)械能等于金屬棒和金屬棒中產(chǎn)生的總焦耳熱，故D正確。故選AD。二、實(shí)驗(yàn)題（共22分，第11題10分，第12題12分）11.某實(shí)驗(yàn)小組要通過實(shí)驗(yàn)盡可能精確地測量一根細(xì)長且均勻的空心金屬管線的內(nèi)徑d。該金屬管長L約為，電阻約為，已知這種金屬的電阻率為。（1）用螺旋測微器測量金屬管線外徑D時(shí)，刻度的位置如圖所示，從圖中讀出外徑為________mm。（2）為測量金屬管線的電阻，取來兩節(jié)干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A．電壓表，內(nèi)阻約B．電壓表，內(nèi)阻約C．電流表，內(nèi)阻約D．電流表，內(nèi)阻約E．滑動(dòng)變阻器，F(xiàn)．滑動(dòng)變阻器，要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器選________（填實(shí)驗(yàn)器材前的序號）。（3）如圖所示電路測得電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，請用已知的物理常數(shù)和直接測量的物理量（均用符號表示），推導(dǎo)出計(jì)算金屬管線內(nèi)徑的表達(dá)式________?！敬鸢浮浚?）（2）ACE（3）【解析】（1）[1]由圖可知，金屬管線外徑為（2）[2][3][4]2節(jié)干電池的電動(dòng)勢為，則電壓表應(yīng)選A；由歐姆定律可得，電路中最大電流為電流表應(yīng)選C；滑動(dòng)變阻器采用限流式接法，因?yàn)榇郎y電阻較小，滑動(dòng)變阻器選E。（3）[5]由電阻定律有又有，聯(lián)立解得12.如圖甲所示為某電動(dòng)車電池組的一片電池，探究小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測定該電池的電動(dòng)勢并測定某電流表內(nèi)阻，查閱資料可知該型號電池內(nèi)阻可忽略不計(jì)。可供選擇的器材如下：A.待測電池（電動(dòng)勢約為3.7V，內(nèi)阻忽略不計(jì)）B.待測電流表A（量程為0~3A，內(nèi)阻待測）C.電壓表V（量程為0~3V，內(nèi)阻）D.定值電阻E.定值電阻F.滑動(dòng)變阻器（）H.滑動(dòng)變阻器（）I.導(dǎo)線若干、開關(guān)為了精確地測定電源電動(dòng)勢和電流表內(nèi)阻，探究小組設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)方案。請完成下列問題：（1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇__________，②處應(yīng)選擇__________；（均填寫器材前序號）（2）電流表安裝在__________處；（填①或③）（3）探究小組通過實(shí)驗(yàn)測得多組（，）數(shù)據(jù)，繪制出如圖丙所示的圖線，則電源的電動(dòng)勢為_______V，電流表內(nèi)阻為________（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字），從實(shí)驗(yàn)原理上判斷電動(dòng)勢的測量值與真實(shí)值相比__________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）?！敬鸢浮浚?）FD（2）③（3）3.60.80相等【解析】（1）[1][2]因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻較小，為了使電壓表示數(shù)變化明顯些，所以滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選擇，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇F；由于電源電動(dòng)勢約為3.7V，而電壓表V量程為，因此需要擴(kuò)大量程，由題意可知，應(yīng)將電壓表V與定值電阻R1串聯(lián)，所以②處應(yīng)選擇D。（2）[3]電流表A量程為，將電流表安裝在③處可以測量干路中的電流。（3）[4][5]由閉合電路的歐姆定律代入數(shù)據(jù)，化簡可得結(jié)合圖丙可知解得，電流表內(nèi)阻為將，代入解析式中，解得電源的電動(dòng)勢為[6]由題意得在此實(shí)驗(yàn)中，電流表“相對電源內(nèi)接法”，且電流表內(nèi)阻已測得，所以從實(shí)驗(yàn)原理上判斷電動(dòng)勢的測量值與真實(shí)值相等。三、解答題（共計(jì)38分，13題10分，14題12分，15題16分）13.如圖所示，在豎直平面的直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，第二象限有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，兩勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小相等。一質(zhì)量為m，電荷量為+q的帶電小球，從x軸上的P點(diǎn)以初速度v0沿y軸正方向射入第二象限，依次經(jīng)過Q點(diǎn)和M點(diǎn)，圖中M點(diǎn)末標(biāo)出。經(jīng)過Q點(diǎn)的速度與y軸正方向成45°，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小；（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）根據(jù)題意可知，粒子從P到Q的過程中，水平方向上有豎直方向上有由幾何關(guān)系有聯(lián)立可得（2）根據(jù)題意，由（1）分析可知，粒子到達(dá)Q點(diǎn)的速度為畫出粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示由幾何關(guān)系可知為直徑，則有由牛頓第二定律有聯(lián)立可得14.如圖所示，線圈abcd的面積是0.05m2，共100匝，線圈電阻為1Ω，外接電阻R=9Ω，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=T，當(dāng)線圈以5r/s的轉(zhuǎn)