贵州省威宁县2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题【含答案解析】

威宁县2023~2024学年度第一学期高中素质教育期末测试试卷高二物理注意事项：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第3页，第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。2．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。3．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。第Ⅰ卷（选择题，共43分）一、选择题（本大题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题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）1.如图所示，在一半径为R的圆形线圈内存在垂直平面向里的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度为B，并且磁场局限在圆形线圈的内接正方形中。则圆形线圈内的磁通量大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】如图所示线圈在磁场中的有效面积为正方形的面积根据磁通量的公式可知，穿过线圈的磁通量故选A。2.一束复合光从介质射入空气中，形成了如图所示的光路图，下列说法正确的是（）A.a光频率大于b光频率B.利用同一装置进行干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距C.对于同一宽度的单缝装置，b光比a光更容易发生衍射现象D.从介质射入空气中，a光的波长变短【答案】B【解析】【详解】A．由题图可知，a光能有折射光线射出空气，b光已发生了全反射，说明a光全反射的临界角比b光大，根据可知，a光的折射率小于b光折射率，所以a光的频率小于b光频率。故A错误；BC．由公式且真空中所有色光波速均为，a光的频率小于b光频率，则a光的波长大于b光波长，对于同一宽度的单缝装置a光比b光更容易发生衍射现象。在双缝干涉实验中（为双缝到光屏之间的距离，为双缝间距，为光的波长），条纹间距所以a光的条纹间距大于b光的条纹间距。故B正确，C错误；D．根据公式可知，a光频率不变，从介质射入空气中，波速增大，则波长变长。故D错误。故选B。3.如图所示，竖直放置的长直导线通以竖直向上的恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面上，现使线框先向右移动，然后以长直导线为轴旋转。则下列说法中正确的是（）A.长直导线左侧区域的磁场垂直纸面向里B.只有在线框水平向右移动过程中，线框内才会产生感应电流C.只有在线框以长直导线为轴旋转时，线框内才会产生感应电流D.在题目叙述的两个过程中，线框内均会产生感应电流【答案】B【解析】【详解】A．根据安培定则可知，长直导线左侧区域的磁场垂直纸面向外，故A错误；BCD．通电直导线产生的是以导线为中心的环形磁场，且离通电直导线越远磁场越弱，因此在线框水平向右移动过程中，线框中的磁通量将发生变化，可知线框中将产生感应电流，而以长直导线为轴旋转时，线框中的磁通量不会发生改变，因此不会产生感应电流，故B正确，CD错误。故选B。4.一列沿x轴正方向传播的横波，在t=0.2s时的波形如图所示，此时该列波刚好传播到x=12m处，P点的平衡位置x=2m，已知该波的传播速度为v=10m/s，关于这列波，下列说法正确的是（）A.此列波的起振方向沿y轴正方向B.此列波的振动频率为0.8HzC.x1=5m处质点和x2=7m处质点的振动方向相同D.再经过2s时间，P点移动到x3=22m处【答案】A【解析】【详解】A．由于图示时刻该列波刚好传播到x=12m处，根据上下坡法可知，此列波的起振方向与该处质点的振动方向相同，均沿y轴正方向，故A正确；B．由图可知，该波的波长为8m，所以故B错误；C．在图示时刻x1=5m处质点和x2=7m处质点的振动方向相反，但在之后振动过程中两质点振动方向可能相同，故C错误；D．质点不会随波迁移，所以再经过2s时间，P点的平衡位置仍然在x=2m处，故D错误。故选A。5.如图所示，一长方体的金属导体，三边a、b和c的长度之比为1：2：3。分别沿着三边方向对导体施加相同的电压，流过导体的电流之比为（）A.1∶2∶3 B.1∶4∶9C.9∶4∶1 D.36∶9∶4【答案】D【解析】【详解】由欧姆定律电阻关系式联立解得由题意可知得对导体施加相同的电压，流过导体的电流之比为已知三边a、b和c的长度之比为1：2：3，代入解得故选D。6.恒流源是一个能输出恒定电流的电源，应用领域非常广阔。如图甲所示的电路中的电源为恒流电源，和为定值电阻，R为滑动变阻器。调节滑动变阻器，电压表和电流表的数值变化如图乙所示，A、B为线段的两个端点，则（）A. B.C.恒流源的电流为4A D.B点的纵坐标为15V【答案】D【解析】【详解】设恒流源电流为，根据闭合电路欧姆定律及电路图可得电压表和电流表示数的关系为整理可得代入乙图数据，可得解得可知当时所以B点的纵坐标为15V。且B点对应滑动变阻器的情况，即此时将和的值代入上述解析式解得故选D。7.如图所示，在绝缘且光滑水平地面上有两个带异种电荷的小球A、B，质量分别为、带电量分别为、当用力F向右拉着A时，A、B小球共同运动，两小球之间的间距为。当用力F向左拉着B时，A、B小球共同运动，两小球之间的间距为，则和的比值为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】对A、B整体由牛顿第二定律有可知，无论拉力作用在A上还是作用在B上两球共同运动的加速度大小相同，则当拉力作用在A上时，对小球B由牛顿第二定律有当拉力作用在B上时，对小球A由牛顿第二定律有解得故选C。8.如图甲所示，将两大小相同、质量相等的铅球分别静止在海绵桌面和实木桌面的正上方相同高度处，然后同时由静止释放，后两球分别与两桌面发生碰撞。假设碰后两球均不再反弹。测出两桌面受到的压力随时间变化的曲线①和曲线②，如图乙所示。已知重力加速为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A.两铅球初始距离桌面的高度均为B.曲线①为左侧海绵桌面受到铅球作用力的图像C.碰撞过程中，左侧铅球动量的改变量更小D.在t1~t2时间段曲线①对应的铅球处于先失重状态后超重状态【答案】AD【解析】【详解】A．由图可知，t1时刻开始两桌面受到压力作用，即铅球下落时间为t1，则故A正确；B．铅球与实木作用的时间较短，而与海绵作用时间较长，所以曲线①为右侧实木桌面受到铅球作用力的图像，故B错误；C．因为两球碰前自由下落的高度相同，所以碰前的速度相等，两球的动量也相等，而碰后两球最终速度均变为零，所以碰撞过程中，两侧铅球动量的改变量相等，故C错误；D．由图可知，在t1~t2时间段曲线①对应的铅球受到的支持力先小于重力后大于重力，即铅球的加速度先向下后向上，所以铅球先处于失重状态后超重状态，故D正确。故选AD。9.空间中存在沿x轴方向的静电场，电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到处，电子仅受电场力，电子的电势能变化规律如图所示，则该电子（）A.在x₁处电场方向发生变化B.在过程，电势逐渐升高C.在x₃处电子的加速度方向发生变化D.在过程，电子动能先增加再减小【答案】AB【解析】【详解】AB．根据题意可知，电子仅在电场力的作用下沿x轴做直线运动，0~x1则电子的电势能增大，由可知0~x1电势逐渐降低，可知电场方向沿x轴正方向，之后电子的电势能减小，电势逐渐升高，电场方向沿x轴负方向，因此在x₁处电场方向发生变化，故AB正确；C．x1~x4电场方向沿x轴负方向，电场力沿x轴正方向，由牛顿二定律可知电子加速度方向沿x轴正方向，在x₃处电子的加速度方向没有发生变化，故C错误；D．在过程，电势能一直减小，电场力做负功，由动能定理可知电子的动能一直减小，故D错误。故选AB。10.心脏除颤器，又称电复律机，其工作原理是利用高压整流后向储能电容C充电，使电容器获得一定的储能。治疗时，把两电极板放于患者心脏附近，按下放电按钮，在极短的时间内完成放电。一般体外除颤能量在之间，最大不超过400J。若心脏除颤器的电容器的电容为，在某次治疗时设定除颤能量为200J。在2ms内放电至两极板间电压为0，放电时忽略人体的电阻变化。已知充电后电容器贮存的电能表达式为，其中C表示电容器的电容，U表示充电后电容器极板间的电压，下列说法正确的是（）A.充电完成后，两极板之间的电压为B.放电完成后电容器的电容变为0C.电容器最大的电压约为D.该次治疗过程，平均放电电流为20A【答案】AC【解析】【详解】A．由公式带入数据解得故A项正确；B．电容器的电容与所带电量无关，由其本身决定，故B项错误；C．当除颤器的能量最大时，其电压也最大，由题意可知，除颤器的最大能量为400J。由公式解得故C项正确；D．由之前的分析可知，此次治疗，电容器的电压为，由公式解得电容器极板上带的电荷量为由电流的定义有故D项错误故选AC。第Ⅱ卷（非选择题，共57分）注意事项：第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。二、填空、实验题（本大题共2小题，共15分）11.如图所示是“验证动量守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。（1）用游标卡尺测量滑块上的遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，读数为d=______mm。（2）用天平测得滑块A、B的质量（均包括遮光条和弹性碰撞架）分别为两个滑块的碰撞端面装有弹性碰撞架（图中未画出）；调整好气垫导轨后，将滑块A向左推出，与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的先后挡光时间为和，与光电门2相连的计时器显示的挡光时间为。从实验结果可知两滑块的质量满足mA______（填“>”“<”或“=”）mB；滑块A、B碰撞过程中满足表达式______（用所测物理量的符号表示），则说明碰撞过程中动量守恒。【答案】①.5.20②.<③.【解析】【详解】（1）[1]用游标卡尺测量滑块上的遮光条的宽度为d=5mm+0.05mm×4=5.20mm。[2]从实验结果可知滑块A碰后反弹，则两滑块的质量满足mA<mB；[3]滑块A碰撞前后的速度为滑块B碰撞前后的速度为若动量守恒则满足即滑块A、B碰撞过程中满足表达式12.有一根细且均匀但内部空心的圆柱形导电材料样品，横截面如图甲所示，某实验小组打算测量这根样品的阻值。（1）一同学先用多用电表粗测其电阻，将选择开关置于欧姆“×100”挡位置，在欧姆调零后测量其阻值时记录电表指针偏转如图乙所示，根据读数该电阻的阻值为______Ω。（2）为了准确测量导电材料样品的电阻，实验小组在实验室中选取了下列器材：A.学生电源3VB.电流表A（量程为）C.电压表V（量程为0~3V，内阻约为4kΩ）D.滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω）E.滑动变阻器（最大阻值为10kΩ）F.电阻箱R（最大阻值为99.9Ω）G.开关、导线若干①该同学用伏安法完成测量，选择了如图丙所示的电路图。因为电流表的量程不够，先将其改装为量程为2mA的电流表，需要将电阻箱R的阻值调整为______Ω（结果保留3位有效数字）。②为保证测量的精确度，滑动变阻器应选择______（填“R1”或“R2”），在开关闭合之前，应将滑动变阻器的触头置于______（填“a”或“b”）端。③若某次实验测得电压表的示数为2.10V，电流表的示数为140μA，则此次测得该导体的阻值R1=______Ω。【答案】①.②.③.R1④.a⑤.【解析】【详解】（1）[1]如图乙所示，根据读数该电阻的阻值为（2）[2]先将其改装为量程为2mA的电流表，则解得[3]为滑动变阻器采用分压接法，保证测量的精确度，滑动变阻器应选择R1。[4]在开关闭合之前，为使测量电路分得电压最小，应将滑动变阻器的触头置于a端。[5]电流表的示数为140μA时，流经电阻的电流为根据串并联规律，则此次测得该导体的阻值三、计算题（本大题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.如图所示为一块半径为R的半圆形玻璃砖，其直径处在x轴上，圆心恰好处在坐标原点上。一束宽度为的平行光束（左边界与y轴重合）沿y轴正方向垂直射入玻璃砖，已知玻璃砖的折射率为，求：（1）处的入射光能否一次从圆弧面射出？（2）不考虑多次反射，能从圆弧上表面射出的光与总光束的比值。【答案】（1）能；（2）【解析】【详解】（1）如图所示根据折射定律可得，解得若有处的入射光，根据几何关系可得则故故处的入射光能一次从圆弧面射出；（2）由于全反射角为，故根据几何关系可知如图所示能从圆弧的上表面射出的光与总光束的比值为14.一段半径为2m且光滑的圆弧BCD处于光滑水平面，俯视图如图所示。空间存在与水平面平行的匀强电场，O为圆弧的圆心，OC与电场方向平行、OD与电场方向垂直，并且OB的连线与OC的连线所成夹角为一质量为带电量为的小球，小球从A点开始以垂直电场方向的初速度开始运动，恰好从B点沿圆弧的切线方向进入圆弧，已知A、B之间沿电场线的距离为，重力加速度为不计空气阻力。求：（1）匀强电场的场强E的大小；（2）小球在轨道上的C点时的速度大小及此时对轨道的压力大小。【答案】（1）；（2）；FN=79N【解析】【详解】（1）小球从A到B做类平抛运动，则到达B点时解得（2）从B