【物理】福建省漳州市2023-2024学年高二上学期1月期末考试试题（解析版）

漳州市2023-2024学年（上）期末高中教学质量检测高二物理（必修3）试题本试卷满分100分，考试时间75分钟．请将所有答案用签字笔写在答题纸上．一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．1.关于电磁波，下列说法正确的是（）A.法拉第预言了电磁波的存在B.电磁波不能在真空中传播C.电磁波不会产生污染D.雷达是利用电磁波来进行定位和导航的【答案】D【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，故A错误；B．电磁波能在真空中传播，故B错误；C．电磁波会有辐射，也会产生污染，故C错误；D．雷达是利用电磁波来进行定位和导航的，故D正确。故选D。2.下列有关磁感应强度的说法正确的是（）A.磁感线分布越密的地方，磁感应强度越小B由可知，与成正比，与成反比C.磁场中某点磁感应强度与是否放入通电导线无关D.若一小段通电导线在某处所受磁场力为零，则该处磁感应强度一定为零【答案】C【解析】A．磁感线是引入描述磁场的假想的曲线，磁感线分布越密的地方，磁感应强度越大，故A错误；B．磁感应强度定义式为当电流I增大时，其安培力F也随之增大，而其比值是不变的，故磁感应强度B与F、IL均无关，选项B错误；CD．磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放置通电导线无关，定义式中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行，如果平行于磁场放置，则力F为零，但是该处磁感应强度不一定为零，故C正确，D错误。故选C。3.如图是手机微信运动步数的测量原理简化示意图，M和N为电容器两极板，M板固定，N板与固定的两轻弹簧连接，且只能按图中标识的“前后”方向运动。则手机（）A.匀速运动时，电流表示数不为零B.突然向前减速时，电容器的电容变小C.突然向前减速时，电容器的带电量变大D.突然向前减速时，电流由b点流向a点【答案】C【解析】A.手机匀速运动时，N板不动，电容器的电容不变，则电荷量不变，所以回路无电流，电流表示数为零，故A错误；B．手机突然向前减速时，N板向前运动，则板间距变小，根据可知电容器的电容增大，由于电压不变，则电容器带电量增大，电流由a点流向b点，故C正确，BD错误。故选C。4.水分子的键角堆积造成了水分子宏观结晶的多样性。如图所示，一个水分子中氧原子与氢原子分布在竖直平面内腰长为的等腰三角形的三个顶点上，两个氢原子的连线水平且中点为A。已知氢原子带电量为，氧原子带电量为，静电力常量为，则（）A.A点电场强度大小为零B.氧原子所受电场力大小为C.左侧氢原子所受电场力的方向竖直向上D.若将电子从A点竖直向下移动，其电势能不变【答案】B【解析】A．两个氢原子在A点合电场强度为0，则A点电场强度大小为等于氧原子在A点的电场强度，可知A点电场强度大小不为零，故A错误；B．氧原子所受电场力大小为故B正确；C．左侧氢原子受到右侧氢原子的库仑斥力方向水平向左，大小为左侧氢原子受到氧原子库仑引力的水平分力方向水平向右，大小为由于可知左侧氢原子所受电场力的方向斜向上偏左，故C错误；D．由于A点的电场强度方向向下，若将电子从A点竖直向下移动，一开始电场力对电子做负功，电子的电势能增加，故D错误。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．5.根据条形磁体的磁场分布情况用塑料制作一个模具，在模具中放入一条形磁铁，如图所示，模具侧边界与条形磁体的磁感线重合。取一柔软的弹性线圈套在模具上保持水平，线圈贴着模具竖直向上平移过程中，则（）A.线圈所处位置的磁感应强度变小 B.线圈所处位置的磁感应强度不变C.通过线圈的磁通量变小 D.通过线圈的磁通量不变【答案】AD【解析】线圈贴着模具竖直向上平移过程中，根据磁感线的疏密程度可知，线圈所处位置的磁感应强度变小，穿过线圈的磁感线条数不变，则通过线圈的磁通量不变。故选AD。6.如图，真空中电荷均匀分布的带正电圆环，半径为，带电量为，以圆心为坐标原点建立垂直圆环平面的轴，是正半轴上的一点，圆环上各点与点的连线与轴的夹角均为，静电力常量为，则圆环上所有的电荷（）A.在点产生的合场强为零B.在点产生的合场强大小为C.在点的电场强度方向沿轴正方向D.在点的电场强度方向沿轴负方向【答案】AC【解析】AB．根据对称性及电场的矢量合成法则可知，在点产生的合场强为零，故A正确，B错误；CD．将带电圆环分割成无数个带正电的点电荷，每个带正电的点电荷在P点的场强的大小均相同，方向均与轴正方向的夹角为，而根据对称性可知，这些分割成的点电荷在P点的合场强的方向沿着轴正方向，故C正确，D错误。故选AC。7.如图，M、N是两块水平放置的平行金属板，电源电动势为，内阻为，为定值电阻，和为可变电阻．开关S闭合，M、N间的带电微粒P恰能静止，则（）A.仅增大，微粒P仍静止不动 B.仅减小，微粒P仍静止不动C.仅增大，微粒P仍静止不动 D.断开S时，微粒P仍静止不动【答案】CD【解析】A．仅增大，两端电压减小，电容器极板间电压减小，板间场强减小，电场力减小，微粒P向下运动，故A错误；B．仅减小，两端电压增大，电容器极板间电压增大，板间场强增大，电场力增大，微粒P向上运动，故B错误；C．仅增大，两端电压不变，电容器极板间电压不变，板间场强不变，电场力不变，微粒P仍静止不动，故C正确；D．断开S时，电容器电荷量不变，由于电容不变，则电容器极板间电压不变，板间场强不变，电场力不变，微粒P仍静止不动，故D正确。故选CD。8.如图，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图像，图线b是某电阻的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时（）A.电池的电动势为B.电池的短路电流为C.电阻的阻值为D.电池的内阻为【答案】BC【解析】AB．根据闭合电路欧姆定律可得当时，由图像a可知电池的电动势为由图像a可知，当外电压时，电池的短路电流为，故A错误，B正确；C．根据欧姆定律可得电阻的阻值为故C正确；D．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，由图中交点可得，据闭合电路欧姆定律可得可得此时电池的内阻为故D错误。三、非选择题：共60分，其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，13~15题为计算题．考生根据要求作答．9.雷电是一种强烈的放电现象，高大建筑物的顶端都装有避雷针来预防雷击。如图所示，虚线是避雷针上方电场的等差等势面，A、B是等势面上的两点。则A点电场强度___________（填“大于”“小于”或“等于”）B点电场强度，A点电势____________（填“大于”“小于”或“等于”）B点电势。【答案】小于等于【解析】[1]根据电场线的疏密程度可知，A点电场强度小于B点电场强度；[2]由于A、B是等势面上的两点，则A点电势等于B点电势。10.如图所示的经颅磁刺激联合脑电图（TMS-EEG）技术是一种无创的技术，通电线圈作用于头皮产生强而短暂的磁脉冲刺激大脑皮层，诱导组织中产生感应电流，导致局限区域皮层神经元的去极化和激活．则由图示中的磁场方向可判断线圈中此时的电流方向（俯视）为______________（填“逆时针”或“顺时针”）；要使诱导组织中产生感应电流，通电线圈中的电流必须______________（填“变化”或“不变”）。【答案】逆时针变化【解析】[1]由图示中的磁场方向可知，感应电流产生的磁场向上，根据右手螺旋定则，线圈中此时的电流方向（俯视）为逆时针；[2]要使诱导组织中产生感应电流，线圈内的磁通量必须不会，所以通电线圈中的电流必须变化。11.某同学在测量金属丝（阻值约为）电阻率的实验中，主要器材如下：A．电压表（量程，内阻约为）B．电流表A（量程，内阻约为）C．滑动变阻器（，）D．干电池两节（1）先用螺旋测微器测量该金属丝直径，如图甲所示，读数为______________；（2）为了精确测量金属丝的电阻率，请将图乙中的实物连线补充完整______；（3）某次实验测得接入电路的金属丝长度为、直径为、电压表读数和电流表读数，可得金属丝电阻率______________（用题中测得的物理量符号表示）。【答案】（1）1.730（2）见解析（3）【解析】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图甲可知该金属丝直径为（2）[2]由于两节干电池的电动势约为，若滑动变阻器采用分压接法，由于可知电流大于滑动变阻器的额定电流，则滑动变阻器应采用限流接法；由于待测金属丝阻值约为，远小于电压表内阻，则电流表采用外接法，电路图如图所示（3）[3]根据电阻定律可得又，联立可得金属丝电阻率为12.某实验小组为测量电池组的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路，主要器材如下：A．电池组（两节干电池）B．毫安表（量程为，内阻）C．电压表（量程为）D．滑动变阻器（阻值范围，额定电流）E．电阻箱（阻值）F．开关和导线若干（1）由于毫安表的是程太小，需将其改装为的量程，则应将图甲中电阻箱调节为________；（2）实验步骤如下：①连接电路，将图甲中滑动变阻器的滑片移到最左端；②闭合开关，改变滑片位置，记下电压表的示数和毫安表的示数，多次实验后，依所测数据在如图乙所示的坐标纸上作出图线．某次实验毫安表示数如图丙所示，则其读数为________；（3）电池组的电动势________；（4）若考虑电压表内阻影响，则电池组内阻的测量值________真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】（1）0.6（2）32（3）2.8（4）等于【解析】（1）[1]当毫安表满偏时，电阻箱的电流为此时电阻箱的电压等于毫安表的满偏电压则，根据欧姆定律，电阻箱的阻值为（2）[2]毫安表的分度值为2mA，故读数为32mA；（3）[3]根据闭合电路欧姆定律即所以图像的纵截距表示电动势，故电源的电动势为（4）[4]由电路图分析可知，通过电流表的示数可算出主路中的电流。通过电压表可测出通过滑动变阻器的电压，再通过欧姆定律计算，则可以准确得到电路中各部分的电压。故该实验求得的电动势的测量值等于真实值，求得的电动势内阻也等于真实值。13.如图是新能源汽车简化的工作原理图，主要元件有动力电池组、车灯以及电动机。额定电压的电动机与阻值的车灯并联，连接在电动势、内阻的电池组上，当闭合后电动机恰好正常工作。求：（1）闭合后电路的总电流；（2）电动机正常工作时的输入功率。【答案】（1）；（2）【解析】（1）闭合后，由闭合电路欧姆定律得解得（2）灯泡的电压等于电动机电压，则流过灯泡的电流流过电动机的电流电动机的输入功率解得14.如图，竖直平面内有水平向右的匀强电场，电场强度的大小为，场中有一根长为的绝缘细线，一端周定在点，另一端系着质量为的带正电小球，初始时小球静止于电场中的A点，此时细线与竖直方向夹角为，已知重力加速度大小为，，。（1）求、A两点间电势差；（2）求小球的带电量；（3）现给小球一个方向与细线垂直的初速度，让小球恰能绕点在竖直平面内做完整的圆周运动，求小球运动的最小速度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）、A两点间电势差为解得（2）小球静止时，由平衡条件得解得（3）重力和电场力都是恒力，它们的合力也是恒力，等效重力为如图所示小球做圆周运动过程，在等效最高点点时速度最小，有解得15.如图，处有一电荷量为的带正电粒子，从静止开始经M、N间的电场加速，进入辐向电场沿着半径为的圆弧虚线（等势线）运动，从辐向电场射出后，沿平行板A、B间的中线射入两板间的匀强电场，粒子恰好打在B板的中点，已知A、B板长均为，板间距离为，M、N两板间电压为，粒子重力不计。（1）求粒子在M、N间运动过程中电场力所做的功；（2）求辐向电场中虚线上