广东省揭阳市揭东区2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题【含答案解析】

2023—2024学年度第一学期期末教学质量监测高二级物理科试题考试时间：75分钟满分100分温馨提示：请将答案写在答题卡上。一、选择题。（本题共10小题，共46分；第1~7题每小题4分，共28分，第8~10题每小题6分，共18分；在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，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.在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖用导电材料制成，医生护士穿由导电材料制成的鞋和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做的目的是（）A.除菌消毒 B.消除静电 C.利用静电 D.防止漏电【答案】B【解析】【详解】由题意可知，良好接地可以将设备、病人衣物摩擦等产生的电荷通过接地的导线导入地下，从而消除静电，这些要求与除菌消毒无关，也不是为了利用静电或防止漏电，正因为静电会产生火花、热量，而麻醉剂为易挥发性物品，遇到花火或热源便会爆炸，因此所有的措施都是为了消除静电从而避免因麻醉剂的挥发而发生爆炸，造成事故。故选B。2.下列关于图中的相关判断和描述正确的是（）A.甲图中地球赤道表面磁场方向指向南方B.乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的，电场线方向从正电荷到负电荷，再从负电荷回到正电荷形成闭合回路C.丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止D.丁图中如果忽略地磁场，那么环形导线通电后，其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转【答案】D【解析】【详解】A．甲图中地球赤道表面磁场方向指向北方，故A错误；B．乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的，电场线方向从正电荷到负电荷，电场线并不会从负电荷回到正电荷形成闭合回路，故B错误；C．丙图中条形磁铁的磁感线在磁铁外部从N极出发，到S极，从磁铁内部由S极回到N极，故C错误；D．丁图中如果忽略地磁场，那么环形导线通电后，根据安培定则可知，其轴心磁场方向向外，则其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转，故D正确。故选D。3.如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（  ）A.a点场强小于b点场强 B.a点电势大于b点电势C.带电粒子从a到b动能减小 D.带电粒子从a到b电势能减小【答案】C【解析】【详解】A．根据电场线的疏密表示电场强度的强弱，可知a点场强大于b点场强，A错误；B．根据顺着电场线方向，电势降低，可知a点电势小于b点电势，B错误；CD．粒子的运动轨迹向左弯曲，粒子受到的电场力沿电场线向左，若粒子从a到b，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，D错误，C正确。故选C。4.如图甲、乙所示的电路中，电阻和自感线圈的电阻值都很小，且小于灯的电阻，接通，使电路达到稳定，灯泡发光，则（）A.在电路甲中，断开后，将先变得更亮，然后逐渐变暗B.在电路甲中，断开后，将立即熄灭C.在电路乙中，断开后，将先变得更亮，然后逐渐变暗D.在电路乙中，断开后，将逐渐变暗【答案】C【解析】【详解】AB．在电路甲中，断开后，由于自感电动势的作用，且灯A、线圈L与电阻R形成闭合回路，故线圈中电流开始逐渐减小，使灯逐渐变暗，但不会先变得更亮，AB错误；CD．在电路乙中，稳定时，线圈L所在支路电阻较小，电流较大，灯A所在支路电流较小，断开后，自感电动势形成的较大电流流过灯A，将使灯先变得更亮，然后逐渐变暗，C正确，D错误。故选C。5.中国已投产运行的1000kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，在保持输电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，不考虑其他因素的影响。则（）A.交变电流的频率变为原来的 B.输电线上的电流变为原来的C.输电线上损失的电压变为原来的2倍 D.输电线上损耗的电功率变为原来的2倍【答案】B【解析】【详解】A．输电过程交变电流的频率保持不变，故A错误；B．根据在保持输电功率不变的条件下，输电电压变为原来的2倍，则输电线上的电流变为原来的，故B正确；C．根据由于输电线上的电流变为原来的，可知输电线上损失的电压变为原来的，故C错误；D．根据由于输电线上的电流变为原来的，可知输电线上损耗的电功率变为原来的，故D错误。故选B。6.关于涡流、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（）A.超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服是为了减少涡流B.利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯是为了减少变压器中的涡流C.当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是与导体的运动方向相同D.磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，这就是电磁阻尼【答案】B【解析】【详解】A．超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服，是为了防止高电压对工人产生伤害，属于静电的防止，与涡流无关，故A错误；B．当变压器线圈中的电流变化时，在其铁芯将产生涡流，使用硅钢片做成的铁芯可以尽可能减小涡流的损失，属于涡流的防止，故B正确；C．当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是与导体的运动方向相反，阻碍导体的运动，这就是电磁阻力，故C错误；D．如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，从而使导体运动起来，这就是电磁驱动，故D错误。故选B。7.如图所示的电路为某控制电路的简化图，图中电源内阻不计，R1、R2、R3为定值电阻，R0为光敏电阻（阻值随光照强度的增加而减小），电压表、电流表均为理想电表，开关S闭合后，电表示数分别表示为U、I1、I2，电表示数变化量分别表示为∆U、∆I1、∆I2。在光照强度减弱的过程中，下列说法正确的是（）A.U、I1、I2都增大 B.U、I1、I2都减小C.U增大，I1、I2减小 D.增大【答案】C【解析】【详解】ABC．开关S闭合后，根据“串反并同”法判断可知，在光照强度减弱的过程中，接入电路中的电阻增大，电流表示数I2减小，电路中总电阻增大，I1减小，电压表示数增大，故AB错误，C正确；D．根据闭合电路欧姆定律可得所以由此可知，不变，故D错误。故选C。8.磁流体发电具有清洁、绿色、发电效率高等突出的优点。下图为磁流体发电机的示意图，一束等离子体（含正、负离子）沿图示方向垂直射入一对磁极产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板，板间连入电阻R，则电路稳定后（）A.正离子在磁场中向下偏转B.R中有向下的电流C.A、B板聚集的电荷量基本不变D.离子在磁场中偏转时洛伦兹力可能做功【答案】AC【解析】详解】A．由左手定则知，正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，即B板带正电，A板带负电，A正确；BC．电路稳定后，两板间粒子所受洛伦兹力与电场力平衡，A、B板聚集电荷量基本不变，电阻R中有向上的电流，B错误，C正确；D．因为洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不可能做功，D错误。故选AC。9.各种电磁波在日常生活和生产中被应用。下列关于电磁波的说法中，正确的是（）A.频率越大的电磁波，在真空中的传播速度越大B.控制电视、空调的遥控器使用的是红外线C.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线D医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒【答案】BC【解析】【详解】A．电磁波在真空中的传播速度为光速，一样大，故A错误；B．控制电视、空调的遥控器使用的是红外线，故B正确；C．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线，故C正确；D．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故D错误。故选BC。10.如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B（可视为点电荷），被固定在光滑的绝缘水平面上，M、N是小球A、B连线的中垂线上的两点，且MO=ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C（可视为质点）从M点由静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是（）A.速度先增大，再减小B.速度一直增大C.加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大D.加速度先减小，再增大【答案】AD【解析】【详解】根据等量负点电荷的电场线分布可知，在A、B连线的中垂线上，从无穷远到O点，电场强度先变大后变小，到O点变为零，电场强度方向沿中垂线指向O点。若M、N相距较远，则小球C受库仑力从M向O运动时，小球C的速度不断增大，加速度先变大后变小，在O点时加速度变为零，速度达到最大，从O向N运动时，小球C的速度不断减小，加速度先变大后变小（具有对称性）。如果M、N相距较近，则小球C受库仑力从M向O运动时，小球C的速度不断增大，加速度越来越小，在O点时加速度变为零，速度达到最大，从O向N运动时，速度不断减小，加速度越来越大。故选AD。二、实验探究题。（本题共2小题，共16分，请将答案填在答题卷相应的位置。）11.（1）某同学利用螺旋测微器测定某合金金属杆的直径，示数如图所示，则该合金金属杆的直径为__________mm。（2）用多用电表粗测该合金材料金属杆的电阻：多用电表电阻挡有4个倍率，分别为×1k、×100、×10、×1。该同学选择“×100”倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大（指针位置如图中虚线所示）。为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：a、将选择开关置于__________（“×1k”、“×10”）挡；b、两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在零处；c、重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是__________。【答案】①.②.×10③.120Ω【解析】【详解】（1）[1]利用螺旋测微器测定合金金属杆的直径为（2）[2]该同学选择“×100”倍率，用正确的操作步骤测量时。发现指针偏转角度太大，说明倍率档选择的过高，应该将“×100”挡换为“×10”档；[3]重新测量读数为12×10Ω=120Ω12.如图甲所示为一物理兴趣小组制作的水果电池组，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，进行了以下操作：（1）该小组先用多用电表直流2.5V挡粗略测量水果电池组的电动势，电表指针如图乙所示；（2）为了更准确地测量水果电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：A．待测水果电池组（内阻约为1000Ω）B．电流表A（0~5mA，内阻为25Ω）C．电压表V1（0~3V，内阻约1000Ω）D．电压表V2（0~15V，内阻约为5000Ω）E．滑动变阻器R1（0~10Ω）F．滑动变阻器R2（0~1500Ω）G．开关、导线各若干①应该选择的实验电路是图中的__________（选填“丙”或“丁”）；②实验中电压表应选__________（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选__________（填“R1”或“R2”）；（3）确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出U—I图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E＝__________V，内电阻r＝__________Ω。（结果均保留三位有效数字）【答案】①.丁②.③.④.2.23##2.24##2.25##2.26⑤.########【解析】【详解】（2）[1]因水果电池的内阻远大于电流表内阻，且与电压表内阻相差不大，且电流表内阻已知，则应该选择的实验电路是图中的丁；[2][3]实验中电池的电动势约为1.50V，电压表应选量程3V的，滑动变阻器应选阻值与电池内阻相当的；（3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律可得即则图像的纵截距即为电动势图像斜率的绝对值即为内阻和电流表内阻之和三、论述计算题。（本题共3小题，共38分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数据计算的题答案中必须明确写出数据和单位，请在答题卷中相应位置作答。）13.如图所示，长L=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37°。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，，。求：（1）小球所受电场力F的大小。（2）小球的质量m。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据电场力的公式解得（2）由平衡条件得解得14.如图所示，有一垂直于纸面向里、磁感应强度B＝0.1T的水平匀强磁场，垂直于匀强磁场放置一足够长的U型金属框架，框架上有一导体ab保持与框架垂直接触，且由静止开始下滑。已知ab长1m，质量为0.1kg，电阻为0.1Ω，框架光滑且电阻不计，取g=10m/s2，求：（1）导体ab下落最大加速度大小；（2）导体ab下落最大速度大小；（3）导体ab达到最大速度时产生的电功率。【答案】（1）10m/s2；（2）10m/s；（3）10W【解析】【详解】(1)对导体ab受力分析可知，其开始运动时所受的合力最大，即为重力，由牛顿第二定律可知Mg=ma最大加速度为a=g=10m/s2(2)导体ab下落的速度最大时，加速度为零，此时有mg=F安F安=BILI=E=BLvmax联立以上各式得vmax＝＝m/s＝10m/s(3)导体ab达到最大速度时其电功率为P＝IE，由以上各式得P＝＝W＝10W15.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一