河南省济源市2023-2024学年高二上学期期末质量调研物理试题【含答案解析】

2023-2024学年上期期末质量调研试题高二物理一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多个选项符合要求，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.下面说法正确的是（）A.只要有电场和磁场，就能产生电磁波B.黑体辐射电磁波的强度与温度有关C.电磁波可以携带信息，但是不具有能量D.光谱中，可见光从红光到紫光波长越来越长【答案】B【解析】【详解】A．周期性变化的电场和磁场，才能产生电磁波，故A错误；B．普朗克等对黑体辐射研究发现黑体辐射的电磁波的强度按波长分布只与温度有关，一般物体的热辐射除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，故B正确；C．电磁波可以携带信息，也具有能量，故C错误；D．光谱中，可见光从红光到紫光波长越来越短，故D错误。故选B。2.地球的周围存在地磁场，能有效地改变射向地球的宇宙射线方向，使它们不能到达地面，从而保护地球上的生命。假设有一束带负电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来（如图，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），不考虑粒子受到的其他力的作用，只在地磁场的作用下，粒子在进入地球周围的空间时，其偏转方向以及速度大小的变化情况是（）A.相对于预定地点向西偏转，速度大小不变B.相对于预定地点向西偏转，速度变大C.相对于预定地点向东偏转，速度大小不变D.相对于预定地点向东偏转，速度变大【答案】A【解析】【详解】当带负电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向西，所以粒子将向西偏转。而洛伦兹力一定垂直与速度，不做功，故不改变速度大小。故选A。3.图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（）A.电压表的示数为5VB.若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电C.该变压器通过放大电流从而点燃气体D.若，则可以实现燃气灶点火【答案】D【解析】【详解】A．电压表的示数为选项A错误；B．若没有转换器则变压器副线圈无输出电压，选项B错误；C．该变压器通过放大电压从而点燃气体，选项C错误；D．若则可以实现燃气灶点火，选项D正确。故选D。4.如图所示，用均匀导线做成的单匝正方形线圈的面积为S，正方形的一半放在垂直于线圈平面向里的匀强磁场中，a、b分别为两对边的中点，线圈的总电阻为R。下列说法正确的是（）A.当线框不动，磁场的磁感应强度均匀增大时，cd边受到的安培力大小保持不变B.当磁场的磁感应强度以的变化率增大时，线圈中产生的感应电动势为C.在磁场的磁感应强度大小由B减小到零的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为D.在线圈以ab为轴转动一周的过程中，某一段时间内线圈中没有感应电流【答案】C【解析】【详解】A．当线框不动，磁场的磁感应强度均匀增大时，感应电动势不变，感应电流不变，根据F=BILcd边受到的安培力大小均匀增大，故A错误；B．当磁场的磁感应强度以的变化率增大时，线圈中产生的感应电动势为故B错误；C．在磁场的磁感应强度大小由B减小到零的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为故C正确；D．根据图形可知，在线圈以ab为轴转动一周的过程中，线圈始终有一边处于磁场中切割磁感线，因此不存在某一段时间内线圈中没有感应电流，故D错误。故选C。5.如图所示，直角坐标系原点O处有一静止点电荷+Q。以O点为圆心的圆与x轴交点为a，已知b点为Oa中点，c为圆上另一点。下列说法正确的是（）A.a、c两点处的电场强度相同，电势相等B.a、b两点的电场强度之比为1：2C.将一正试探电荷q沿直线从b移动到c的过程中电势能一直减少D.将一正试探电荷q从b分别移动到a和c的过程，电场力做功相等【答案】D【解析】【详解】A．由正点电荷模型可判断，a、c两点在同一等势面上，所以电势相等；根据点电荷电场强度公式可判断a、c两点电场强度大小相等，但电场强度的方向不同，故A错误；B．根据点电荷电场强度公式可判断a、b两点的电场强度之比为故B错误；C．将一正试探电荷q沿直线从b移动到c的过程中，电场力先做负功，后做正功，故电势能增加后减小，故C错误；D．将一正试探电荷q从b分别移动到a和c的过程，因为a和c在同一等势面上，故电场力做的功相等，故D正确；故选D。6.随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后（）A.电容器的电容变小B.膜片下移过程中，电流表有从a到b的电流C.极板间电场强度不变D.电容器的带电量减少【答案】B【解析】【详解】A．放上物体后两板间距减小，根据电容器的电容变大，选项A错误；BD．膜片下移过程中，电容变大，根据Q=CU可知，电容器带电量增加，即电容器充电，则电流表有从a到b的电流，选项B正确，D错误；C．根据可知，极板间电场强度变大，选项C错误；故选B。7.已知LC振荡电路中电流随时间变化的曲线如图所示，则（）A.ab段为电容器的放电阶段B.a、c两时刻电容器里的电场能最大C.b、d两时刻电容器带电量最大D.b、d两时刻线圈里的磁感应强度最大【答案】C【解析】【详解】A．ab段电流从最大开始减小，说明电容器处于充电阶段，A错误；B．a、c两时刻的电流最大，线圈中的磁场最强，此时磁场能最大，电容器里的电场能为零，B错误；CD．b、d两时刻回路中电流为零，线圈里的磁感应强度为零、磁场能为零，电容器里的电场能最大，电容器带电量最大，C正确，D错误。故选C。8.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知正确的是（）A.电源电动势为2VB.电源内阻等于C.电源最大输出功率为2WD.电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%【答案】AD【解析】【详解】ABC．设电源内阻为，电阻箱阻值为，则由题意可知，电源的输出功率即为电阻箱消耗的功率，根据闭合电路的欧姆有分析可知，当时，电源的输出功率最大，即此时电阻箱消耗的功率最大，结合所给图像可知电源最大输出功率为1W，内阻为；当时功率为1W，根据可得A则电源的电动势为V故A正确，BC错误；D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为故D正确。故选AD。9.如图（1）所示是用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值小于R。图（2）是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法中正确的是（）A.甲图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况B.乙图是开关S由断开变为闭合通过传感器1的电流随时间变化的情况C.丙图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况D.丁图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB．开关S由断开变为闭合，由于L的自感作用，通过传感器1的电流是逐渐增大的，当稳定以后，自感消失，电流保持不变，选项A错误，B正确；CD．开关S由闭合变为断开，传感器1的电流立即为零，由于L的自感作用（相当于电源），传感器2的电流与原来反向且逐渐减小为零，选项C正确，D错误。故选BC。10.如图所示，同一竖直面内的正方形导线框a、b的质量分别为2m和m。二者的边长均为L、电阻均为R。它们分别系在一跨过两个定滑轮的绝缘轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直于线框所在平面的匀强磁场区域。开始时，线框b的上边与匀强磁场的下边界重合，线框a的下边到匀强磁场上边界的距离为L。现将线框a由静止释放，当线框b全部进入磁场时恰好开始做匀速直线运动。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A.a进入磁场后匀速下降，完全进入磁场后加速下降B.b匀速运动的速度为C.从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，线框a所产生的焦耳热为mgLD.b进入磁场与a进入磁场过程中通过两线框导线横截面的电荷量相等【答案】BCD【解析】【详解】A．当线框b全部进入磁场时恰好开始做匀速直线运动，此后线圈a进入磁场，同样受向上等大的安培力，则系统仍然做匀速运动，选项A错误；B．b匀速运动时，对b对a解得b的速度为选项B正确；C．从线圈a开始进入磁场到线框a全部进入磁场的过程中，系统匀速运动，线圈b全部在磁场中运动，则不产生焦耳热，则由能量关系可知，线框a所产生的焦耳热为选项C正确；D．根据可知，b进入磁场与a进入磁场过程中通过两线框导线横截面的电荷量相等，选项D正确。故选BCD。二、非选择题：共5小题，共57分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11.几位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。（1）如图，请补齐连线________。（2）补齐线后，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有________。A．闭合开关时B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动时C．开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时D．开关闭合后将B线圈倒置再重新插入A线圈中时（3）补齐连线并闭合开关后，把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下A线圈中产生的感应电动势的大小关系是________（选填“”“”或“”）。【答案】①.②.CD##DC③.>【解析】【详解】（1）[1]电路连线如图。（2）[2]甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，说明当穿过线圈A的磁通量减小时指针右偏，则A．闭合开关时，穿过线圈A的磁通量增加，则指针左偏，选项A错误；B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流增加，则穿过线圈A的磁通量增加，指针左偏，选项B错误；C．开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时，穿过线圈A的磁通量减小，指针右偏，选项C正确；D．开关闭合后将B线圈倒置再重新插入A线圈中时，则穿过线圈A的磁通量反向增加，指针右偏，选项D正确。故选CD。（3）[3]补齐连线并闭合开关后，把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，因快插时磁通量的变化率较大，则感应电动势较大，则两情况下A线圈中产生的感应电动势的大小关系是。12.两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。实验步骤如下：a．用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值；b．调节电阻丝上的导电夹的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹到电阻丝右端的长度；闭合开关，记录电压表示数、电流表示数；c．改变电阻丝上的导电夹的位置，重复步骤，记录多组、、的值。（1）若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示数为________。（2）若选用某组、值，用算出电阻丝连入电路电阻，则计算值与真实值相比________。（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）（3）根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示，若图线斜率为，则电阻丝的电阻率________（用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量________（选填“有”或“没有”）影响。（4）用记录数据绘制出图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻________。（结果保留两位有效数字）【答案】①.（均给分）②.偏大③.④.没有⑤.【解析】【详解】（1）[1]根据图乙的螺旋测微器可知，其示数为（2）[2]由图甲电路图可知，电压表测量的是和电流表的电压，电流表测量的是流过的电流，若用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比偏大。（3）[3][4]根据电阻的决定式可知，电阻丝连入电路的电阻设电流表内阻为，根据欧姆定律可知根据图丙图像可知解得电流表内阻对电阻率的测量没有影响。（4）[5]根据闭合回路的欧姆定律可知由图丁的图像可知，电源的内阻13.如图，等腰直角三角形ABC三个顶点各固定一个点电荷。已知AB中点M处的电场强度方向指向C，若B、C两处电荷互换位置，则互换后M点的电场强度方向垂直于BC。A点处点电荷的电荷量的绝对值为q。（1）求原来B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断三个点电荷的正负；（2）求原来C点处点电荷的电荷量。【答案】（1）q；均负电荷；（2）2q【解析】【详解】（1）已知AB中点M处的电场强度方向指向C，可知AB两点处的电荷一定带等量同种电荷，C点处的点电荷带负电荷；假设AB两点处的电荷带等量同种正电荷，则若B、C两处电荷互换位置，此时AC处的两个等量正电荷在M点的场强方向水平向右，而B处的负电荷在M点的场强指向MB方向，两场强合成后不可能在M点的电场强度方向垂直于BC，则假设错误；即AB两点处的电荷一定带等量同种负电荷，如图；即原来B点处点电荷的电荷量的绝对值为q，三个点电荷均为负电荷；（2）设AM=MB=L，则调换位置后，AC处两个负电荷-q在M点的合场强B点的-Q电荷在M点的场强其中解得14.如图所示，在平面xOy内存在有沿x轴正方向的匀强电场。以原点O为圆心，半径为r的圆与x轴正方向交于B点，A、C为圆周上两点，AC平行于y轴，OA与y轴负方向成角。在A点将质量为m，带电量为q的正点电荷（不计重力）以速率沿AC方向发射，从B点离开圆形区域。（1）求匀强电场电场强度大小及电荷经过B点时的动能；（2）若在圆形区域内再加垂直于平面xOy的匀强磁场，使得电荷沿AC做直线运动，求所加磁场磁感应强度的大小和方向；（3）若在（