福建省宁德市2023-2024学年高二上学期期末质量检测物理试题

宁德市20232024学年度第一学期期末高二质量检测物理试题（满分：100分考试时间：75分钟）注意：1．在本试卷上作答无效，应在答题卡各题指定的答题区域内作答。2．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题），共6页。第Ⅰ卷（选择题共40分）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，选对得4分，选错得0分。1.2023年诺贝尔物理学奖授予“阿秒科学”（AttosecondScience）的三位科学家，阿秒光脉冲技术使得研究原子中的电子动力学成为可能。如图所示为氢原子的示意图，将电子束缚在原子中运动的力是（）A.万有引力 B.库仑力 C.洛伦兹力 D.重力【答案】B【解析】【详解】氢原子核带正电，电子带负电，将电子束缚在原子中运动的力是库仑力。故选B。2.如图所示，空间A点固定一个正点电荷，B点固定一个负点电荷，则空间P点的电场强度可能是图中的（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】A点正点电荷在P点产生的场强沿AP方向，B点电荷在P点产生的场强沿PB方向，如图：根据矢量的合成，可知合场强可能是。故选C。3.如图所示为一种新型电磁船的俯视图，船上装有产生强磁场的装置，可在虚线方框内产生强磁场。MN、PQ为固定在船上的水平平行金属板，直流电源接在M、P之间。闭合开关S后，通过海水的电流从N到Q，船在海水的反冲作用下水平向左运动，则虚线框中的磁场方向应该（）A.竖直向下 B.竖直向上 C.水平向左 D.水平向右【答案】A【解析】【详解】船受到的反冲力向左，根据牛顿第三定律，可知通电的海水受到向右的力，根据左手定则可知磁场方向竖直向下。故选A。4.智慧城市路灯系统配备相关传感设备，主要通过光敏仪器感知光的强度，并自主调节灯的亮度，实现自动化。某兴趣小组为了研究路灯的感光系统，设计了甲、乙两个电路，如图所示。为光敏电阻（光照越强，电阻越小），与为定值电阻，下列说法正确的是（）A.环境变亮时，甲电路的灯泡亮度变亮 B.环境变亮时，甲电路的电功率减小C.环境变亮时，乙电路的灯泡亮度变暗 D.环境变亮时，乙电路的电功率增大【答案】D【解析】【详解】AB．环境变亮时，光敏电阻阻值变小，则甲电路的总电阻变小，总电流变大，R0以及内阻r上的电压变大，则灯泡两端电压及电流均减小，则灯泡亮度变暗；通过R1的电流变大，则R1电功率增大，选项AB错误；CD．环境变亮时，光敏电阻阻值变小，则乙电路的总电阻变小，总电流变大，则R1以及灯泡L上的电流都变大，则灯泡亮度变亮，R1电功率增大，选项C错误，D正确。故选D。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。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.下列说法中正确的是（）A.赫兹用实验证实了电磁波的存在B.按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场C.牛顿受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说D.根据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中总量保持不变，故无须节约能源【答案】AB【解析】【详解】A．赫兹用实验证实了电磁波的存在，这是正确的，赫兹在1887年通过实验首次证实了电磁波的存在，为电磁学的发展做出了重要贡献，故A正确；B．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场，这是正确的，麦克斯韦的电磁场理论指出，变化的电场会产生磁场，变化的磁场也会产生电场，这就是电磁场的基本原理，故B正确；C．牛顿受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说，这是错误的，分子电流假说是由安培提出的，而不是牛顿，安培认为，物质的磁性是由分子电流产生的，这种分子电流假说对于解释物质的磁性现象具有重要意义，故C错误；D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源，这是错误的。虽然能量守恒定律告诉能量总量是不变的，但是能源的利用效率和可持续性仍然是需要关注的问题，需要节约能源，提高能源利用效率，以应对能源短缺和环境污染等问题，故D错误；故选AB。6.“一卡通”是学校等单位常用的辅助支付手段，其内部有一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的“一卡通”线圈的磁通量发生变化，产生电信号。“一卡通”内部多匝线圈俯视图可简化为如图甲所示，当垂直线圈平面向里的磁场B随时间t变化的关系如图乙所示时（）A.内，线圈中感应电流沿逆时针方向B.内，线圈中感应电流大小恒定C.和两段时间内，线圈中感应电流的方向相同D.和两段时间内，线圈中感应电流的大小相等【答案】AB【解析】【详解】AC．内，磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流沿逆时针方向，内，磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流沿顺时针方向，故A正确，C错误；BD．根据法拉第电磁感应定律有由图乙可知感应电动势恒定，则感应电流恒定，由于和两段时间内，磁感应强度的变化率不同，则感应电动势不同，感应电流大小不相等，故B正确，D错误；故选AB。7.电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色，透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素。如图所示，某一像素胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒，当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色。下列说法正确的是（）A.像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势B.像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势C.像素由黑变白的过程中，黑色微粒向下迁移电势能减小D.像素由黑变白的过程中，白色微粒向上迁移电势能增大【答案】BC【解析】【详解】A．像素呈黑色时，当胶囊下方的电极带负电，像素胶囊里电场线方向向下，故黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故A错误；B．像素呈白色时，当胶囊下方的电极带正电，像素胶囊里电场线方向向上，故黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故B正确；CD．像素由黑变白的过程中，黑色微粒受到的电场力向下，位移向下，电场力对黑色微粒做正功，电势能减小，白色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对白色微粒做正功，电势能减小，故C正确，D错误。故选BC。8.如图甲所示，绝缘水平地面上，左侧区域粗糙，右侧区域光滑，整个区域存在沿水平方向电场。有一可视为质点的小滑块，带电量，质量，与粗糙地面间的动摩擦因数。现让小滑块从处以的初速度沿x轴正方向运动，其在不同位置所具有的电势能如图乙所示，P点是图线最低点，虚线MN是图线在处的切线，g取，则（）A.处的电场强度大小为10V/mB.滑块第一次经过处速度最大C.滑块第一次向x轴正方向运动过程中，先加速后减速D.滑块第一次返回时恰能到处【答案】CD【解析】【详解】A．在图中，图线斜率代表，所以在处的电场力为所以A错误；BC．一开始电场力做正功，所以电场力方向是正方向，而摩擦力是负方向，则电场力不断减小，加速度不断减小，所以一开始滑块向右做加速度减小加速运动，后做加速度减小学生减速运动，再做加速度增大的减速运动，所以当电场力等于摩擦力时，速度最大，而处的电场力为0，不可能等于摩擦力，所以B错误，C正确；D．滑块第一次返回时恰能到处，摩擦力做的功等于而一开始滑块的动能为因为，所以滑块第一次返回时恰能到处，D正确。故选CD。第Ⅱ卷（非选择题共60分）三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。9.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大的线圈，直流电阻可忽略不计。开关S闭合后，灯泡会________（选填“逐渐”或“立刻”）变亮，灯泡会________（选填“逐渐”或“立刻”）变亮；开关S断开瞬间，流经灯泡的电流方向是从________（选填“a到b”或“b到a”）。【答案】①.逐渐②.立刻③.b到a【解析】【详解】[1]开关S闭合后，通过线圈L的电流逐渐增大，线圈产生感应电动势，阻碍电流的增大，故灯泡L1会逐渐变亮；[2]开关S闭合后，灯泡L2与线圈L并联，不影响通过灯泡L2的电流，故灯泡L2会立刻变亮；[3]开关S断开瞬间，线圈由于自感，阻碍电流的减小，线圈、灯泡L1、灯泡L2组成闭合回路，故流经灯泡L2的电流方向是从b到a。10.如图所示，以A、B、C、D为顶点的长方形处于平行于纸面的匀强电场中，AB的长度为0.10m，BC的长度为0.06m，A、B、C三点的电势分别为9V、10V、10V。则D点电势为________V，匀强电场的电场强度为________V/m；一点电荷从A点经B点移到C点电场力做功为，从A点经D点移到C点电场力做功为，则________（选填“等于”或“不等于”）。【答案】①.9②.10③.等于【解析】【详解】[1]因为匀强电场是平行于纸面的，所以等势线垂直于电场方向，而BC两点电势相等，所以BC为等势线，电场方向平行AB，而A点电势小于B点，所以电场方向是从B指向A，并且AD也是等势线，所以D点电势等于A点电势，为9V；[2]匀强电场的电场强度为[3]电场力做功取决于初末位置电势差，所以所以。11.如图所示，MN是矩形导线框的对称轴，其左侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，已知磁感应强度为B，，。则此时导线框的磁通量为________，当导线框绕bc转过，导线框磁通量为________，这个过程导线框的磁通量变化量为________。【答案】①.②.0③.【解析】【详解】[1]开始时，线框平面与磁场方向垂直，则穿过线框的磁通量为[2]当导线框绕bc转过，线框平面与磁场方向平行，导线框磁通量为[3]转动过程导线框的磁通量变化量为12.在“观察电容器的充、放电现象”实验中，使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示出电流i随时间t变化的图像。（1）为使电源向电容器充电，应将开关S与________（选填“1”或“2”）端相连；（2）实验前直流电源电动势，电容器不带电。电容器充放电过程电流随时间变化的图像如图乙所示。①图中阴影部分的面积________（选填“等于”或“不等于”）；②计算机测得（即充电总电量为），则该电容器的电容为________F；③由甲、乙两图可判断阻值________（选填“大于”或“小于”）。【答案】①.1②.等于③.④.小于【解析】【详解】（1）[1]为使电源向电容器充电，应将电容器接在电源两端，故开关S应接1；（2）[2]S1表示电容器充电后所带电荷量，S2表示电容器放电的电荷量，所以[3]该电容器电容为[4]由题图乙可知电容器充电瞬间电流比电容器放电瞬间电流大，且电容器充电瞬间电源电压和放电瞬间电容器两端电压相等，则有所以13.某实验小组测量一粗细均匀金属丝的电阻率，已知金属丝的长度。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，其直径为________mm；（2）用多用电表粗测金属丝的阻值，当用“×1”挡测量时，指针位置如图乙所示，其读数为________Ω；（3）为了精确地测量金属丝的电阻，实验室提供了下列器材：A．电流表（量程500μA，内阻200Ω）B．电流表（量程0.3A，内阻约0.1Ω）C．滑动变阻器（0~5Ω，额定电流1.0A）D．滑动变阻器（0~1000Ω，额定电流0.5A）E．电阻箱R（阻值范围为0~9999.9Ω）F．电源（电动势3.0V，内阻约0.2Ω）G．开关S、导线若干①实验小组设计的实验电路图如图丙所示。由于没有电压表，需要把电流表串联电阻箱R改装成量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值应调为________Ω。滑动变阻器应选择________（选填“”或“”）；②正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得5组电流表、的值、，由数据作出图像如图丁所示，则________Ω（结果保留2位有效数字）；（4）该金属丝的电阻率为________A．B．C．（5）关于本实验的误差，下列说法正确的是________A．用图像处理实验数据可以减小偶然误差B．为减小误差，电表读数时应多估读几位数C．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差【答案】①.0.730②.6③.5800④.⑤.6.8⑥.B⑦.A【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的精度为0.01mm，读数为0.5mm+23.00.01mm=0.730mm（2）[2]当用“×1”挡测量时，指针位于“6”，读数为6；（3）①[3]根据电压表的改装原理可知[4]滑动变阻器采用分压式接法，应选择阻值较小的R1；②[5]根据串并联规律及欧姆定律有由于远大于，则有变形可得根据图像的斜率可知解得（4）[6]根据电阻定理可知其中解得故选B。（5）[7]A．用−图像处理实验数据可以减小偶然误差，故A正确；B．电表读数时应多估读几位数，不能减小误差，故B错误；C．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故C错误；故选A。14.电视机显像管的工作原理可简化如图。初速度为0的电子经电场加速后，以速度v沿半径方向进入圆形匀强磁场，经磁场偏转后电子向上偏转了。已知电子的质量为m，电荷量大小为e，磁场方向垂直于圆面，电子在磁场中运动的轨迹半径为r。求：（1）加速电场的电压U；（2）磁场的磁感应强度B的大小及方向；（3）电子在磁场中的运动时间t。【答案】（1）；（2），方向垂直圆面向外；（3）【解析】【详解】（1）电子在电场中加速解得（2）电子在磁场中做圆周运动解得方向垂直圆面向外；（3）解法一：电子在磁场中运动的轨迹长度解得解法二：电子在磁场中运动的周期解得15.“水轮发电机”是将水的机械能转化为电能的发电设备，简化为如图装置。足够长水平“匚”形固定导体框架，宽度，电阻不计，左端连接电阻。金属棒ab质量，阻值，与导轨间滑动摩擦因数。匀强磁场的磁感应强度，方向垂直框架向上。现通过定滑轮用质量的重物由静止释放拉动金属棒。g取，求：（1）通过金属棒的电流方向；（2）金属棒能达到的最大速度；（3）金属棒移动的过程中通过电阻R的电量。【答案】（1）方向