湖南省衡阳市衡阳县2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题【含答案解析】

高二物理考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题后，用铅笔把答题卡对应题目的标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他标号。回答非选择题时，将写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图所示，学校广泛使用了红外体温枪测量体温。已知普朗克常数为h，某红外线的频率为，下列说法正确的是（）A.体温越高，人体辐射红外线的强度越弱B.人体辐射该红外线的能量可以取任意值C.该红外线的最小能量值为D.红外体温枪是利用体温枪发射的红外线来测量体温的【答案】C【解析】【详解】AD．人身体各个部位体温是有变化的，所以辐射的红外线强度就会不一样，温度越高红外线强度越高，温度越低辐射的红外线强度就越低，所以通过辐射出来的红外线的强度就能测出个各部位的温度；故红外体温计不是靠体温计发射红外线来测体温的。故AD错误；B．人体辐射该红外线的能量是不连续的，是以离散的方式存在的。故B错误；C．根据光子能量方程可知，该红外线的最小能量值为故C正确。故选C2.如图所示，一圆形线圈内通有顺时针方向的恒定电流I。在其正下方的光滑绝缘水平面上，一个正方形金属框从A点以大小为v的初速度向右滑行，经过B点（与A点关于虚线对称）后继续向前运动。若不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.恒定电流I在圆形线圈轴线上产生的磁场方向垂直线圈平面向外B.向右滑行的正方形金属框内磁通量不变化C.正方形金属框运动过程中，有感应电流产生D.向右滑行的正方形金属框内磁通量先垂直纸面向外，后垂直纸面向里【答案】C【解析】【详解】A．根据右手定则可知，恒定电流I在圆形线圈轴线上产生的磁场方向垂直线圈平面向里。故A错误；B．越靠近圆形线圈，磁感应强度越大，根据磁通量的定义可知，向右滑行的正方形金属框内磁通量先增大后减小，故B错误；C．向右滑行的正方形金属框内磁通量先增大后减小，根据电磁场感应定律可知，正方形金属框运动过程中，有感应电流产生。故C正确；D．恒定电流I在圆形线圈外产生的磁场方向垂直线圈平面向外。向右滑行的正方形金属框内磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，向右滑行的正方形金属框内磁通量先垂直纸面向里，后垂直纸面向外。故D错误。故选C。【点睛】越靠近导线，磁感应强度越大。熟悉磁通量的定义楞次定律的具体内容以及推论的应用。3.真空中，两个异种点电荷周围的电场线分布如图所示，虚线是以正点电荷为圆心的圆，P、Q、M、N是电场中的四个点，M和P是电场线与虚线圆的交点。下列判断正确的是（）A.P、Q、M、N四点的电势大小关系为B.M和P两点的电场强度大小关系为C.取无限远处电势为零，将某一电子分别放在N、Q两点，电子电势能的关系为D.正点电荷的电荷量小于负点电荷的电荷量【答案】A【解析】【详解】A．当只有正点电荷时M和P电势相等，有负电荷存在时根据电势叠加原理可知又因为沿电场线方向电势逐点降低，有所以故A正确；B．电场线越密，场强越大，所以，故B错误；C．负电荷在电势能低的地方电势高，由于所以故C错误；D．由电场线分布情况可知正点电荷的电荷量大于负点电荷的电荷量，故D错误。故选A。4.如图所示，用高压水枪喷水洗车时，水喷到车身后顺车身流下。若水枪单位时间内射出水的体积为Q，水枪喷口的截面积为S，水的密度为，则车受到水的平均作用力大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】在时间∆t内射出水枪的水的质量为根据动量定理可得解得故选B。5.如图所示是电动机提升重物的示意图，电源电动势，内阻，电阻。闭合开关S，发现电动机被卡死，此时电压表的示数为5V，当电动机正常工作时，电压表的示数为5.5V。下列说法正确的是（）A.电动机内部线圈的电阻为B.电动机内部线圈的电阻为C.电动机正常工作时电流为1.5AD.电动机正常工作时输出的机械功率为1.5W【答案】D【解析】【详解】AB．在电动机不转时，电路是纯电阻电路，由闭合电路欧姆定律可得由题意可知，电源电动势，此时电压表的示数为U1=5V，内阻，电阻，可得由欧姆定律可得电动机内部线圈的电阻为AB错误；C．电动机正常工作时电压表的示数为5.5V，则电流为C错误；D．电动机正常工作时的电压电动机输入功率为电动机输出的机械功率为D正确。故选D。6.如图所示，有两个电荷量均为的光滑小球，其中一个固定于绝缘半球形容器的底部点，另一个小球置于容器右侧点（未固定），右侧小球恰处于静止状态。已知，容器的半径为，静电力常量为，两带电小球均可视为点电荷，下列说法正确的是（）A.两个小球间的库仑力大小为B.圆心处的电场强度大小为C.若两个小球的电荷量缓慢减小，右侧小球所受弹力逐渐增大D.若两个小球的电荷量缓慢减小，右侧小球所受弹力逐渐减小【答案】A【解析】【详解】A．由余弦定理可知，两小球之间的距离为两小球之间的库仑力大小为故A正确；B．两小球在O点的电场强度大小均为故合场强为故B错误；CD．由受力分析可知，右侧小球所受库仑力，重力，支持力构成的矢量三角形始终与三角形OAB相似，满足故在两个小球的电荷量缓慢减小时，右侧小球所受弹力大小不变，故CD错误。故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.如图所示，一轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端连接木块B，木块B静止在光滑的水平面上。子弹A沿水平方向射入木块B后留在木块内，将子弹、木块和弹簧一起作为研究对象（系统），则此系统从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的过程中（）A.机械能守恒，弹簧弹性势能的增加量等于子弹的初动能B.机械能不守恒，系统减少动能大于系统产生的内能C.动量守恒，子弹减少的动量等于木块增加的动量D.动量不守恒，系统受合外力的冲量大小等于子弹初动量的大小【答案】BD【解析】【详解】AB．因子弹射入木块的过程中要产生内能，则系统的机械能不守恒，弹簧弹性势能的增加量等于子弹射入木块后子弹和木块的总动能，小于子弹的初动能，系统减少的动能等于系统产生的内能与增加的弹性势能之和，即系统减少的动能大于系统产生的内能，选项A错误，B正确；CD．子弹射入木块的过程动量守恒，但是子弹和木块共同压缩弹簧的过程中，系统合外力不为零，则系统动量不守恒；根据动量定理，系统受合外力的冲量大小等于子弹初动量的大小，选项C错误，D正确。故选BD。8.如图所示，在静电场中沿着某条电场线建立轴，轴上各点电势的图像关于直线对称。现将一个质子从坐标原点由静止释放，下列说法正确的是（）A.在到区间，电场方向水平向右B.在到区间，质子所受电场力的方向水平向右C.质子从位置运动到位置的过程中，其电势能先增大后减小D.质子经过位置时，其加速度为零【答案】AD【解析】【详解】A．在到区间，电势逐渐降低，沿电场线方向电势降低，所以电场方向水平向右，故A正确；B．在到区间，电场方向水平向左，所以质子所受电场力的方向水平向左，故B错误；C．质子从位置运动到位置的过程中，其电势先降低后升高，所以电势能先减小后增大，故C错误；D．图线切线的斜率表示电场强度，所以位置电场强度为零，则质子经过位置时，其加速度为零，故D正确。故选AD。9.如图所示，电路中的电源电动势和内阻恒定，两表均为理想电表。电流表的示数为，电压表的示数为U，电源的输出功率为P，当滑动变阻器的滑片向上移动时，电流表的示数变化量为，电压表的示数变化量为，则（）A.I变小、U变大 B.P变大 C.变大 D.变大【答案】AC【解析】【分析】本题考查电路的动态分析，考查考生的科学思维。【详解】AC．当滑动变阻器滑片向上移动时，变大，电路中的总电阻变大，总电流变小，内电压变小，外电压变大，则中电流变大，中电流变小，两端的电压变大，电压表示数变大，中电流变大，电流表的示数变小，则变大，故AC正确；B．当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，由于无法比较内外电阻的大小关系，则无法判断电源的输出功率变化情况，不能确定P的变化，故B错误；D．根据闭合电路欧姆定律可知，等于、、及电源内阻的等效电阻，不变，故D错误。故选AC。10.如图所示，是竖直面内的光滑绝缘固定轨道，水平轨道与半径为R的圆弧轨道相切于b点，轨道所在空间有水平向右的匀强电场，电场强度大小为。现在轨道上的P点由静止释放一个质量为m、电荷量为的小滑块，小滑块飞出轨道后到达的最高点为Q（图中未画出）。已知重力加速度大小为g，空气阻力不计，Q点与c点的高度差为，则（）A.长为B.小滑块在最高点Q的速度为0C.从c到Q的过程中，小滑块做匀变速运动D.从b到c的过程中，小滑块对轨道的最大压力为【答案】AC【解析】【详解】AB．小滑块从c点飞出时速度方向竖直向上，离开c点后在水平方向做初速度是零的匀加速运动，在竖直方向做竖直上抛运动，竖直方向速度减到零时到达最高点Q，可水平方向的速度不是零，小滑块从c点到最高点在竖直方向则有小滑块从P到c的运动中，由动能定理可得解得A正确，B错误；C．由AB选项分析可知，小滑块从c到Q的过程中，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度是零的匀加速运动，因此小滑块从c到Q的运动中做匀变速运动，C正确；D．从b到c的过程中，小滑块在水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向做匀减速运动，因此小滑块在等效平衡位置d时速度最大，对轨道的压力为最大，如图所示，此时小滑块的重力大小等于所受的电场力，则有θ=45°，则小滑块从P到d的运动中，由动能定理可得在d点，对小滑块，由牛顿第二定律可得解得由牛顿第三定律可知，从b到c的过程中，小滑块对轨道的最大压力为，D错误。故选AC。三、非选择题：本题共5小题，共56分。11.某实验小组用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒。小车A的前端粘有橡皮泥，小车A后面连着纸带，打点计时器所接的电源频率为。（1）实验前要平衡摩擦力：只将小车A放在长木板上，将长木板装有打点计时器的一端用小木块适当垫高，接通电源，轻推小车，若发现打点计时器打出的纸带上点的间隔越来越大，应将小木块适当向___________（填“左”或“右”）移，再轻推小车，直到纸带上打出的点间隔均匀。（2）将小车B静止放在小车A前方的长木板上，轻推小车A，A运动过程中与小车B碰撞并粘在一起，打出的纸带如图所示，纸带上相邻两点之间均有四个点未画出，a、b、c、d、e为选取的计数点，相邻计数点间距标在纸带上，实验发现，计数点b、c和计数点d、e间打点间隔均匀，已测得小车A（含橡皮泥）的质量，小车B的质量，则碰撞前小车A的动量为___________，碰撞后A、B小车的总动量为___________（结果均保留3位有效数字）。（3）从实验结果看出，在误差允许的范围内___________。【答案】①.右②.1.45③.1.44④.A、B两车碰撞过程中动量守恒【解析】【详解】（1）[1]如果纸带上打出点的间隔越来越大，说明小车做加速运动，应将垫木适当向右移一些。（2）[2][3]碰撞前应取bc段计算速度，即碰撞前小车A的动量为碰撞后A、B小车速度碰撞后A、B小车的总动量为（3）[4]从实验结果看出，在误差允许的范围内A、B两车碰撞过程中动量守恒。12.如图1所示，实验小组用5个完全相同的定值电阻和一个电压表测量电池的电动势和内阻，实验的主要步骤如下：（1）按照电路图将实验器材连接好。（2）闭合开关，再依次闭合，记录电压表的示数及对应的接入电路中的个数。（3）根据记录的数据作出图像，如图2所示。（4）由图2可知，电源的电动势为_______V，内阻为_______（均保留2位有效数字），电动势的测量值_______真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】①.1.4②.1.2③.小于【解析】【详解】（4）[1][2]由闭合电路欧姆定律可知由此可知，图像的解析式为故有联立解得[3]由图可知，当时即，但由于电压表并非理想电压表，此时干路中仍有电流，即故电动势的测量值小于真实值。13.如图所示，电源的电动势E和内阻r未知，定值电阻和的阻值也未知，电压表和电流表均为理想电表。当闭合开关，断开开关时，电流表示数，电压表示数：当同时闭合开关和时，电流表示数，电压表示数。求：（1）定值电阻和的阻值；（2）电源的电动势E和内阻r。【答案】（1），；（2）3V，【解析】【详解】（1）当闭合开关，断开开关时，电流表示数，电压表示数，则有当同时闭合开关和时，电流表示数，电压表示数，则定值电阻的阻值为则定值电阻的阻值为（2）当闭合开关，断开开关时，电流表示数，电压表示数，根据闭合电路欧姆定律有当同时闭合开关和时，电流表示数，电压表示数，据闭合电路欧姆定律有联立解得，14.如图所示，光滑绝缘的水平地面上竖直固定一光滑绝缘的半圆形轨道，一质量为、电荷量为的带电小滑块静止在水平地面上，空间存在方向竖直向下的匀强电场（图中未画出）。已知半圆轨道的半径为，重力加速度为，电场强度大小为。现给小滑块水平向右的初速度，小滑块冲上半圆轨道