四川省2023-2024学年高二物理上学期期中试题含解析

Page18（卷面分值：100分，考试时间：75分钟）一、选择题（本题共10小题，共46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6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）1.对研究对象或研究过程建立理想化模型，突出问题的主要方面忽略次要因素从而有效地解决问题，是物理学研究的常用方法。下列各组均属于理想化模型的是（）A.质点、点电荷 B.点电荷、元电荷C.元电荷、重心 D.质点、重心【答案】A【解析】【详解】质点是忽略大小、体积、形状而有质量的点，点电荷是本身大小比相互之间的距离小得多的带电体，点电荷、质点都是实际不存在的理想化模型，元电荷是最小的电荷量，重心是重力在物体上的等效作用点，不是理想化模型。故选A。2.如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100V．已知电流表的内阻Rg为500Ω，满偏电流Ig为1mA，则电阻R1、R2的值()A.9500Ω；90000ΩB.90000Ω；9500ΩC.9500Ω；9000ΩD.9000Ω；9500Ω【答案】A【解析】【详解】由图示电路图可知，，代入数据解得，故选A。3.一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（）A. B. C.ρnev D.【答案】C【解析】分析】考查电路和电场知识【详解】，I=neSv，，，联立得E=ρnev，故选C。4.如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（）A.粒子在三点所受的电场力相等B.粒子必先过a，再到b，然后到cC.粒子在三点的电势能大小关系为D.粒子在三点的机械能必定相等【答案】A【解析】【详解】A．因为表示三个等势面的三条虚线是平行等间距的，且相邻两等势面电势差相等，由此可判断电场是匀强电场，所以粒子在三点所受的电场力相等，故A正确；B．由于粒子受力情况始终相同，所以粒子既可以是沿abc路径运动，也可以沿cba路径运动，故B错误；C．根据沿电场线方向电势降低可知电场强度方向向上，而粒子所受电场力方向指向轨迹凹侧，即向下，所以粒子带负电，易知三点的电势高低关系为根据可知粒子在三点的电势能大小关系为故C错误；D．在不计重力的情况下，粒子的机械能即粒子的动能，根据能量守恒定律可知粒子的动能和电势能之和保持不变，所以粒子在三点的机械能必定不相等，故D错误。故选A。5.某横波在介质中沿x轴传播，图甲为时的波形图，图乙为P点（处的质点）的振动图像，那么下列说法错误的是（）A.该波向左传播，波速为B.质点L与质点N的运动方向总相反C.时，质点P处于平衡位置，并正在往y轴正方向运动D.若该波波长越大，则越容易发生明显的衍射【答案】C【解析】【详解】A．由图乙可知，0.75s时P点向y轴的负方向运动，该波的周期T为2s，则由图甲可知，该波向左传播，该波的波长为4m，则该波的波速为故A正确；B．由图甲可知质点L与质点N的平衡位置距离恰好半个波长，则质点L与质点N的运动方向总相反，故B正确；C．由图乙可知，时，质点P处于平衡位置，并正在往y轴负方向运动，故C错误；D．波的波长越大，越容易发生明显的衍射，故D正确。本题选错误的，故选C。6.如图甲所示，倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量m=0.8kg的物体受到平行斜面向上的力F作用，其大小F随时间t变化的规律如图乙所示，t=0时刻物体速度为零，重力加速度，下列说法中正确的是（）A.0～1s时间内物体的加速度最大B.第2s末物体速度不为零C.2～3s时间内物体做向下匀加速直线运动D.第3s末物体回到了原来的出发点【答案】C【解析】【详解】对物体受力分析，可知其受重力、支持力和拉力，将重力沿垂直斜面方向和平行与斜面方向正交分解，平行与斜面方向分力为，分阶段讨论物体的运动情况：①0到1s内，合力为沿斜面向上，根据牛顿第二定律，得加速度为1s末速度为②1s到2s内，合力为根据牛顿第二定律，得加速度为2s末速度③2s到3s内，合力为根据牛顿第二定律，得加速度为3s末速度为故2s到3s加速度最大，第2s末物体的速度为零，2～3s时间内物体做向下匀加速直线运动，故选C。7.交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（）A.电压表的示数变大，电流表的示数变小B.电压表的示数变小，电流表的示数变小C.酒精气体浓度越大，的功率越小D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变【答案】D【解析】【详解】AB．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器的电阻R减小，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知总电流变大，电流表的示数变大，电阻R0以及内阻r上的电压变大，则R上的电压减小，可知电压表示数变小，故AB错误；C．的功率为酒精气体浓度越大，电阻R越小，电流总电流I越大，的功率越大，故C错误；D．根据闭合回路欧姆定律可知电压表示数为电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为即电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变，故D正确。故选D。8.如图所示，Q1、Q2是两个电荷量绝对值相等的点电荷，O点为它们连线的中点，M、N为连线中垂线上的两点。下列说法正确的是（）A.若Q1、Q2均带正电，则在中垂线上，EO≠0B.若Q1带正电、Q2带负电，则在中垂线上，EO最大C.若Q1带正电、Q2带负电，则EM>EN，D.若Q1、Q2均带正电，则EM>EN，【答案】BC【解析】【详解】AD．若Q1、Q2均带正电，两个点电荷在O点产生的场强等大反向，因此合场强EO=0，而在中垂线上无穷远处，合场强也为零，因此在中垂线上，从O点向无穷远处，场强先增大后减小，而电势逐渐降低，因此无法知道EM、EN的大小关系，但，AD错误；BC．若Q1带正电、Q2带负电，在中垂面上，距离O点越远，两个电荷产生的场强越小，而且两个分场强夹角越大，因此合场强越小，故O点的合场强最大，且中垂面为等势面，电势相等，BC正确。故选BC。9.电源、开关、平行板电容器连成如图所示电路，上极板接地。闭合开关S，电源对电容器充电后，电容器带电量为Q，两极板间电压为U，板间电场强度大小为，电容器中的P点电势为，则下列说法正确的是（）A.若将上板下移少许，Q增大，U不变，变大，变大B.若将上板下移少许，Q不变，U减小，减小，变小C.若断开开关S，将上板下移少许，Q增大，U不变，增大，变小D.若断开开关S，将上板下移少许，Q不变，U减小，不变，变大【答案】AD【解析】【详解】AB．闭合开关S，则极板间电压U不变，若将上板下移少许，即减小极板间距d，由可知电容器的电容C增大，根据可知Q增大，根据可知变大，P点电势为为负值，设P点到下板的距离为x，则由于x不变，增大，U不变，则变大，故A正确，B错误；CD．断开电源后电容器带电量Q不变，若将上板下移少许，即减小极板间距d，由可知电容器的电容C增大，根据可知U减小，而将三式联合可得可知不变，P点电势为为负值，设P点到下板的距离为x，则由于x和不变，而减小，则变大，故C错误，D正确。故选AD。10.如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝L，ad＝bc＝2L，电场线与矩形所在平面平行.已知φa＝20V，φb＝24V，φd＝12V．一个质子从b点以υ0的速度射入此电场，入射方向与bc成45°，一段时间后经过c点．不计质子的重力．下列判断正确的是()A.从b运动到c所用的时间为B.场强的方向由b指向dC.c点电势高于a点电势D.质子从b运动到c，电场力做功为8eV【答案】AD【解析】【详解】根据题意，在匀强电场中，沿着电场线方向每前进相同的距离，电势变化相等，可以做出如下图所示的等势线A、从图中可以得到电场线沿bo方向，质子从b运动到c做类平抛运动，初速度方向的位移大小为，则初速度方向运动时间为，故A正确．B、电场线与等势线相互垂直，根据图中所画的等势线可以画出与之想垂直的电场线，知，电场线应该由b指向o，故B错误；C、根据图示知道：c点电势低于a点电势，故C错误；D、根据，质子从b点运动到c点，电场力做功为,故D正确；综上所述本题正确答案为AD二、实验题（本题共2小题，共18分）11.实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。（1）实验过程有两组同学分别用了图2、图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为______（选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好。（2）在实验中，某同学用主尺最小分度为1mm，游标尺上有20个分度的游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为______cm；（3）实验中，某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系中，图中各坐标点分别对应实验中5种不同摆长的情况。画出该同学记录的图线______。由图象可知重力加速度g=______。（结果保留3位有效数字）（4）实验中，三位同学作出的图线分别如图6中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线a和c，下列分析正确的是______（填选项前的字母）。A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值【答案】①.图3②.2.240③.见解析④.9.87⑤.B【解析】【详解】（1）[1]图2所示的悬点在摆球摆动过程中会发生松动，使摆长发生变化，造成比较大的误差，图3所示的悬点相对图2牢固许多，摆长在误差允许范围内可视为不变，故选图3。（2）[2]小球直径为（3）[3]剔除掉误差相对比较大的点4，将剩余的点用一条直线拟合，如图所示。[4]根据单摆周期公式可得则图像的斜率为解得（4）[4]A．图线a有纵截距，即L为零时T不为零，说明所测摆长相对实际值偏小，而误将悬点到小球下端的距离记为摆长L会造成所测摆长较实际值偏大，故A错误；BC．由前面分析可知图像斜率k与g成反比，所以图线c的斜率小于图线b的斜率说明图线c对应的g值大于图线b对应的g值，而误将49次全振动记为50次，导致所测周期较实际值偏小，则所测g值应较实际值偏大，所以出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次，故B正确，C错误。故选B。12.某同学在进行“测定金属丝的电阻率”实验。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图所示，则该金属丝的直径为d=_________；（2）测得接入电路的金属丝的长度为L，已知其电阻大约为20。在用伏安法测其电阻时，除必选电源E（电动势1.5V，内阻很小）、导线、开关S外，还有下列器材供选择：电流表（量程100mA，内阻约）电流表（量程0.6A，内阻约）电压表（量程3V，内阻约）电压表（量程1.5V，内阻约）滑动变阻器（范围）滑动变阻器（范围）为了使测量值较准确并且电压从零开始连续可调，电流表应选_________，电压表应选_________，滑动变阻器应选_________（填字母代号）。并将设计好的测量电路原理图画在虚框内（）；（3）若电压表、电流表读数用U、I表示，用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表达式为_________（用U、d、I、L表示）。【答案】①0.900②.③.④.⑤.⑥.【解析】【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数可得，该金属丝的直径为（2）[2][3][4]电源电动势为1.5V，则应选用量程为1.5V的电压表，即电压表应选V2，电路中的最大电流约为则为了测量的读数误差小，应选量程为100mA的电流表，即电流表应选A1，为了便于调节电路中的电流和电压，则滑动变阻器应选。[5]待测金属丝电阻大约为20远小于电压表的内阻20，则选用电流表外接法测量的相对误差较小，实验为了测尽可能多的数据，滑动变阻器可选用分压式接法，所得电路原理图如下图所示（3）[6]根据电阻定律可得又金属丝的横截面为联立可得，金属丝的电阻率为三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位）13.如图所示，电源电动势，电源内阻不计。定值电阻。求：（1）在ab之间接一个电容器，闭合开关S电路稳定后电容器上所带的电量；（2）在ab之间接一个内阻的电压表示数。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）电流为ab之间电势差为又联解得（2）R2与电压表并联的电阻为干路电流为电压表示数为联解得14.如图所示是一列沿x轴方向传播的机械波图像，实线是t1=0时刻的波形，虚线是t2=1s时刻的波形，求：（1）该列波的周期和波速；（2）若波速为11m/s，其传播方向如何？从t1时刻起质点P运动至波谷位置的最短时间是多少？【答案】（1）见解析；（2）沿x轴负方向，【解析】【分析】【详解】（1）由图像知，波长，，若波沿x轴正方向传播，在内传播距离表达式为（n=1，2，3，…）则有（n=1，2，3，…）解得（n=1，2，3，…）波速为（n=1，2，3，…）若波沿x轴负方向传播，在内传播距离表达式为（n=1，2，3，…）则有（n=1，2，3，…）解得（n=1，2