【物理】江西省吉安市2023-2024学年高二上学期1月期末教学质量检测试题（解析版）

成就未来，新教育伴你成长联系电话：400-186-9786吉安市高二上学期期末教学质量检测物理试题（测试时间：75分钟卷面总分：100分）一、选择题（本题共10小题，共46分。第1—7小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分；第8—10小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.图中为华为公司自主研发并制造的手机，为了实现手机的无线充电功能，工程师将受电线圈安装在手机中，将连接内置电源的供电线圈安装在充电基座上。如图所示，当手机放置在充电基座上，受电线圈即可“接受”到供电线圈的能量，从而对手机蓄电池进行充电。对于此过程，下列说法正确的是（）A.在充电过程中我们可以用磁感线的疏密表示某点磁场的强弱，故磁感线是真实存在的B.在充电过程中，不会产生任何电磁辐射C.充电时，穿过受电线圈的磁通量是变化的D.充电时，内置电源的供电线圈附近的磁场是匀强磁场【答案】C【解析】A．磁感线是假想的曲线，不是真实存在的，A项错误；B．在充电过程中，也会产生电磁辐射，B项错误；C．充电时，穿过受电线圈的磁通量是变化的，C项正确；D．充电时，内置电源的供电线圈附近的磁场是周期性变化的磁场，D项错误。故选C。2.如图所示，两极板间的电压为，比荷为k的带电粒子以初速度v从距离为d、水平长度为L的两极板中心处水平射入，不计粒子的重力，则粒子射出极板时速度方向与水平方向夹角的正切值为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】微子在极板中的运动时间为竖直方向上粒子的加速度为射出极板时，竖直方向上粒子的速度为所以粒子射出极板时速度方向与水平方向夹角正切值为3.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，电压表的示数为，电流表的示数为，将滑动变阻器的滑片P从中点向上滑动一段距离，电压表示数变化量的绝对值分别为，电阻的电功率分别为，电流表示数变化量的绝对值为。已知图中电表均可视为理想电表，下列说法正确的是（）A.均减小 B.小于C.减小 D.大于【答案】B【解析】A．滑片P向上滑动时，的值变大，外电路的总电阻值增大，故回路的总电流则I1减小，又故增大，流经的电流增大，又故减小，又因此均减小，增大，故A错误；B．由增大，减小，故减小，因此增大，设为两端电压变化量的绝对值，又所以小于，故B正确；C．因为外电路总电阻增大，故则增大，故C错误；D．根据，所以，故D错误。故选B。4.如图所示，垂直绝缘水平面放置有长度为，水平距离为a的两极板，两极板上分别带有等量的异种电荷。现保持两极板下端在水平面上的位置不变，将两极板偏转至与水平面成，偏转前后两极板的电容分别为，则为（）A. B.C D.【答案】D【解析】已知本题中只有d和S发生了变化，设变化前后分别为，由几何关系可知所以故选D。5.跳床运动可以提高身体的灵活性，也可以让大脑短时间内忘记压力和烦恼。如图所示，体重为m的运动员从跳床上方h处从静止开始下落，与跳床接触时间后以速度v竖直向上运动，重力加速度大小为g，所有物理量的单位都采用国际单位制，不计空气阻力，则运动员与跳床接触时受到跳床的平均作用力大小为（）A. B.C. D.【答案】C【解析】以竖直向上为正方向，李华与跳床接触时的速度为v0，根据解得李华与跳床接触时的速度大小为与跳床接触过程由动量定理得得6.近年来，我国新能源汽车海外销量屡创佳绩。在汽车制造中，镀膜技术可以显著提升车窗的光学性能。现有兴趣小组做了如下实验：在底面一半径为a，高为的玻璃圆柱体中心放置有一点光源。已知该圆柱体的折射率为，在圆柱体部分表面镀上不透光薄膜，使得从点光源处发出光线不能通过一次折射透出圆柱体。尽可能减少镀膜使用量的情况下，镀膜面积与圆柱体表面积之比为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】据题意得出下图，，故圆柱体上下表面可以射出光线面积总共为侧面可射出光线的面积为圆柱体总面积为，所以面积之比为。7.如图所示。固定在水平面上倾角为的光滑斜面上放置有一原长为的轻弹簧，弹簧上端与固定在斜面上的挡板相连接，下端与物体A相连。已知物体A的质量为m，物体A静止时与水平面的垂直距离为l，弹簧的形变量为。现有一质量为m的物体B以初速度（g为重力加速度）从斜面底部冲上斜面（斜面底端与水平面交界处平滑连接），与物体A相碰后粘连在一起，A、B均可视为质点，已知弹簧弹性势能的表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，则（）A.弹簧的劲度系数为B.物体A、B在碰撞后的运动过程中最大速度为C.A、B碰撞前后振动系统的平衡位置相距为lD.碰撞后弹簧与物体A、B组成的系统的振幅为【答案】D【解析】A．弹簧弹力为形变量为，劲度系数故A错误；C．弹簧与物体A、B组成的系统处于受力平衡时弹簧上的弹力为劲度系数形变量为l，故碰撞后平衡位置在原平衡位置下方处，故C项错误；B．设物体B与物体A相撞时的速度为，物体B与物体A碰撞后的共同速度为，则得当A、B一起振动到达平衡位置时有最大速度，有得故B错误；D．设A、B速度为0时弹簧的伸长量为，则得所以振幅为故D正确。8.小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，下列说法正确的是（）A.通过电动机的电流为 B.电动机消耗的总功率为C.电动机的输出功率为 D.电动机的效率为80%【答案】ABC【解析】A．灯泡正常发光，则通过灯泡电流通过电阻R的电流通过电动机的电流故A正确；B．电动机消耗的总功率故B正确；C．电动机线圈内阻的热功率电动机的输出功率故C正确；D．电动机的效率故D错误。9.如图所示，正方体上下底面的中心为。A、C两点固定有电荷量为的点电荷，F、H两点固定有电荷量为的点电荷，下列说法正确的是（）A.正方体中心处电场强度大小为0B.面中心O处电场强度方向竖直向下C.电子沿直线从O点运动到点电势能增加D.点E与点G处电场强度相同【答案】BC【解析】A．A、C两点的点电荷在正方体中心的合电场强度方向竖直向下，H、F两点的点电荷在正方体中心的合电场强度方向竖直向下，正方体中心处电场强度大小不为0，故A错误；B．A、C两点的点电荷在面中心O点的电场强度大小相等，方向相反，相互抵消。H、F两点的点电荷在面中心O点的合电场强度方向竖直向下，故B正确；C．沿直线从O点到点电势逐渐降低，所以电子沿直线从O点运动到点电势能增加，故C正确；D．点E与点G电场强度大小相等但方向不相同，故D错误。10.如图所示，在光滑水平面上竖直放置有一半径为R、内壁光滑的固定半圆形管道，在管道右侧（包含管道直径）有电场强度大小为（g为重力加速度）、方向水平向右的匀强电场，在管道下端入口与电场范围交界处有一带电量为、质量为m的小球A正以速度从管道下端入口向左运动。已知小球A可视为点电荷且在运动过程中电荷量保持不变，不计空气阻力，小球B的质量为m，则下列说法正确的是（）A.若则小球A恰好能运动至管道顶端B.若小球A恰好运动至管道顶端，则小球A的落点距离管道下端的水平距离为C.若小球A运动至管道顶端的同时，在距离管道底端右侧处有一速度为，水平向左运动的小球B（不带电），且A恰好与小球B相碰，则D.若给选项C中的小球B施加一大小为的向右恒力，其他条件不变，则【答案】BC【解析】A．小球A恰好能运动至管道顶端，则小球到达顶端时速度为零，则小球在管道中运动过程根据动能定理有得故A错误；B．水平方向上竖直方向上设小球A的落点距离管道下端的水平距离为L，物体A下落过程，得，故B正确；C．设小球A从顶端右侧抛出时速度为v，则，得故C正确；D．小球B的加速度对小球A有对小球A、B有得故D错误。故选BC。二、非选择题（本题共5小题，共54分）11.如图所示为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。（1）如果将图甲中光源（白炽灯）换成激光光源，这时可以去掉的部件有______、_____；（2）如图所示，图乙为分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时仪器的读数，已知测量头观察第1条亮条纹的中心读数为，测得双缝间的距离为，双缝与屏之间的距离为，则（i）测量头的读数为________；（ii）所测得光的波长为________（保留三位有效数字）。【答案】（1）滤光片单缝（2）4.941或4.942或4.943或4.944或4.945478或479或480【解析】（1）[1][2]激光波长单一，单色性好，可以去掉滤光片；激光是相干光源，相干性好，可以去掉单缝；（2）（i）[3]测量头读数为；（ii）[4]由题可知，相邻两亮条纹之间距离由公式12.某同学想要研究某型号灯泡的伏安特性，所使用的器材有：灯泡L（额定电压，额定电流）；电压表（量程，内阻为）；电压表（量程，内阻约）电流表（量程，内阻约为）；电阻箱R（阻值）定值电阻（阻值）；定值电阻（阻值）；滑动变阻器（阻值）；滑动变阻器（阻值）；电源E（电动势未知，内阻未知）；开关S；导线若干。（1）为了测定电源的电动势及其内阻，该同学设计了甲图所示的电路，R为电阻箱，V为理想电压表，A为理想电流表，乙图为将实验数据拟合后得到的图像，则电源电动势为_______V，电源内阻为______Ω（结果均保留两位有效数字）；（2）实验要求能够描绘完整且尽可能精确的灯泡的伏安特性曲线，实验中所用电压表应选用________（选填“”或“”），滑动变阻器应选用_______（选填“”或“”），并补全实验电路原理图丙_______；（3）现将两个相同的这样的灯泡并联后再与一个的定值电阻串联，接在电源E的两端，如图戌所示，设灯泡两端电压为U，流经每个灯泡的电流为I，得到图像，如图丁所示，则电源的输出功率约为_______W（结果保留两位有效数字）。【答案】（1）6.01.0（2）见解析（3）3.7或3.5或3.6或3.8或3.9【解析】（1）[1][2]设电压表示数为U，干路电流为I，由闭合电路的欧姆定律可得整理可得则图像的纵轴截距等于电动势，则有图像的斜率绝对值为可得电源内阻为（2）[3][4][5]因为小灯泡的额定电压为，所以电压表选择与串联后与灯泡并联；实验是为了描绘完整的伏安特性曲线，电压、电流要从零开始测量，滑动变阻器采用分压式接法，故滑动变阻器选择；根据可知电流表应采用外接法，则电路图如图所示（3）[6]设灯泡两端电压为U，流经灯泡的电流为I，由闭合电路欧姆定律得化简整理得在图丁中作出对应的图线，如图所示可知交点坐标约为（，），故电源的输出功率为13.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，此时坐标为的Q质点刚好开始振动。在时刻，坐标为的P质点首次位于波峰位置。（1）求该波的传播速度和周期；（2）求P质点的振动方程。【答案】（1），；（2）【解析】（1）简谐波沿x轴正方向传播，时，波刚好传导至Q质点，可知起振方向向下。在时，P质点首次位于波峰，波此时的运动距离为故波速为由可知，波的周期为（2）由图可知，简谐波的振幅为由（1）可知故时刻，P质点位于波谷，所以其振动方程为或14.如图所示，平面内的第三象限内有加速电场，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从A点由静止加速，从B点进入第二象限内的辐向电场（电场强度方向指向O），沿着半径为R的圆弧虚线（等势线）运动，从C点进入第一象限内沿y轴负方向的匀强电场中，从D点处射出电场，不同象限内电场互不影响，不计粒子的重力对粒子运动轨迹的影响，加速电场的电势差为U。（1）求圆弧虚线处电场强度E的大小；（2）求第一象限匀强电场的场强大小；（3）若在第四象限加上大小为，方向沿y轴正方向的匀强电场，求粒子自C点离开y轴后再次运动到与C点等高处的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）设带电粒子经加速电场加速后的速度为v，由得在偏转电场中，由可知（2）由题意可知，带电粒子在第一象限做类平抛运动，设竖直方向上加速度为a，运动时间为t，第一象限电场强度为，水平方向上竖直方向上联立解得（3）粒子自C点离开y轴后做周期性运动，由（2）可知设第四象限电场强度大小为，带电粒子在第一、四象限竖直方向上加速度大小分别为，则设带电粒子在第一象限做类平抛运动运动时间为，从D点射出后至竖直方向上速度减为0用时为，由（2）可知由可知所以粒子自C点离开y轴后再次运动到与C点等高处的时间为15.如图所示，右侧为半径的四分之一光滑圆弧的质量为的物块C固定在光滑水平面上，圆弧底端和水平面平滑连接。一质量为的小物块A左端与轻质弹簧相连且弹簧未发生形变。现小物块A右侧有一速度为的小物块B向左运动，与A发生弹性碰撞。假设此后两物块每次碰撞均视为弹性碰撞，且每次碰撞后A的动能完全转化为弹簧弹性势能时弹簧锁定，物块B与A碰撞瞬间弹簧又恰好解除锁定。已知，均可视为质点，不计空气阻力，g取。（1）求第一次碰撞后物块B所能到达的最大高度；（2）求第n次碰撞后弹簧储存的能量；（3）若物块C解除固定，求最后弹簧储存的能量。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）设第一次碰撞后物块A，物块B的速度分别为，