安徽省2023-2024学年高二物理上学期冬季阶段性检测试题含解析

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，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，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8小题，每小题4分，共32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.以下是来源于物理课本中的一些插图，下列描述中不符合实际情况的是（）A.图1中女生和带电的金属球带有同种性质的电荷B.图2装置为静电除尘的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上C.图3为小灯泡的伏安特性曲线，该曲线显示灯泡的电阻随温度升高而增大D.图4是电流表改装原理示意图，并联的电阻R越小，改装后的电流表量程越大【答案】B【解析】【详解】A．图1中女生和带电的金属球带有同种性质的电荷，故A正确，不满足题意要求；B．图2装置为静电除尘的示意图，带负电的尘埃被收集在带正电的极板A上，故B错误，满足题意要求；C．图3为小灯泡的伏安特性曲线，图线上点与原点连线斜率等于电阻的倒数，该曲线显示灯泡的电阻随温度升高而增大，故C正确，不满足题意要求；D．图4是电流表改装原理示意图，根据可知并联电阻R越小，改装后的电流表量程越大，故D正确，不满足题意要求。故选B。2.如图所示，固定于水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒沿框架以速度v向右做匀速运动。时，磁场的磁感应强度为，此时到达的位置恰好使构成一个宽为l，长为2l的长方形。为使棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度B随时间t的变化规律是（）A B.C. D.【答案】C【解析】【详解】由电磁感应定律，可知为使棒中不产生感应电流，则穿过闭合回路的磁通量保持不变，由可得解得故选C。3.某氦氖激光器的发光功率为，能发射波长为的单色光，则（取普朗克常量，真空中光速）A.一个光子的能量为B.一个光子的能量为C.每秒发射的光子数为个D.每秒发射的光子数为个【答案】A【解析】【详解】一个光子的能量为每秒发射的光子数为故选A。4.一根金属棒长为L，横截面积为S，其材料的电阻率为，棒内单位体积的自由电子数为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，则金属棒两端所加的电压为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】根据电阻定律，可知金属棒的电阻为金属棒中电流可表示为则金属棒两端所加的电压为联立，解得故选B。5.如图所示的电路中各电表均为理想电表，D为理想二极管，C为电容器，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，记录各电表示数，将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离，待电路再次稳定后发现电压表的示数变化量绝对值为，电压表的示数变化量绝对值为，电流表A的示数变化量绝对值为，则下列判断不正确的是（）A.的值等于B.的值等于电源内阻rC.电压表的示数变大，电流表A的示数变小D.电容器所带电荷量减少【答案】D【解析】【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律可得故A正确；B．根据闭合电路的欧姆定律可得故B正确；C．滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电流减小，电流表A的示数变小，电源内阻r和定值电阻两端的电压减小，滑动变阻器两端的电压增大，电压表的示数变大，故C正确；D．滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离，定值电阻两端的电压减小，电容器电容不变，根据电容器将放电，由于二极管的单向导电性，电容器所带电荷量不变，故D错误。本题选错误的，故选D。6.如图所示的装置是用来测量匀强磁场磁感应强度B的电流天平，其右臂挂着匝数为n的矩形线圈，线圈的水平边宽度为l，磁场的方向与线圈平面垂直。当线圈没有通电时，天平处于平衡状态，当线圈通入图示电流I时，则须在右盘中加质量为m的小砝码才能使天平重新平衡。已知重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）A.通电后线圈受到的安培力大小为，方向竖直向下B.由以上测量数据可求出匀强磁场的磁感应强度C.若仅增强磁场，通以图示电流后，为使天平平衡，应往右盘加入质量更大的砝码D.第一次通电，天平重新平衡后，若仅将电流反向，则可以再往左盘内加入质量为3m的小砝码，使天平再次平衡【答案】C【解析】【详解】A．当线圈没有通电时，天平处于平衡状态，当线圈通入图示电流I时，则须在右盘中加质量为m的小砝码才能使天平重新平衡，则可知通电后线圈受到的安培力大小为，方向竖直向上，A错误；B．由题意可知，线圈受到的安培力大小为则匀强磁场的磁感应强度大小B错误；C．若仅增强磁场，通以图示电流后，线圈受到的安培力增大，为使天平平衡，应往右盘加入质量更大的砝码，C正确；D．第一次通电，天平重新平衡后，则有此时安培力方向竖直向上，若仅将电流反向，线圈受到安培力大小不变，方向变为竖直向下，此时在天平右盘中相当有2m的小砝码，因此则可以再往左盘内加入质量为2m的小砝码，使天平再次平衡，D错误。故选C。7.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.电动机正常工作时的电流为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。8.两不等量的异种点电荷和分别放在x轴上的O、M点，O、A两点间的距离大于A、M两点间的距离，两电荷连线上各点的电势随x的变化关系如图所示。已知A、N两点的电势为零，段中C点电势最高，则（）A.将一正点电荷从N点移到D点，电势能先减少后增加B.A点的电场强度大小为零C.N、C间场强方向沿x轴正方向D.电量大于电量【答案】D【解析】【详解】A．由图可知从N点移到D点，电势先增加后减少，正点电荷的电势能为电势能先增加后减少，故A错误；B．图象的斜率表示电场强度，A点处图象斜率不为零，故A点的电场强度大小不为零，故B错误；C．根据沿电场线电势降低，N、C间场强方向沿x轴负方向，故C错误；D．C点处图象斜率为零，C点的电场强度大小为零，则可得故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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。9.我们知道地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入，赤道截面外的地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，磁场方向垂直于该截面。图中给出了图示平面内，从O点沿平行地面和垂直地面两个不同方向射入地磁场的a、b、c三种带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹，且它们均恰好不能到达地面。下列说法正确的是（）A.a、b、c三种带电粒子均带负电B.若a、c粒子的比荷相同，则c粒子的速率更小C.若a粒子的速率不变，在图示平面内沿不同方向入射，粒子均不会到达地面D.若b粒子的速率不变，在图示平面内沿不同方向入射，粒子有可能到达地面【答案】CD【解析】【详解】A．根据左手定则，a带电粒子带负电，b带电粒子带正电，c带电粒子带负电，故A错误；B．根据洛伦兹力提供向心力可得a、c粒子的比荷相同，c粒子运动半径较大，则c粒子的速率更大，故B错误；C．若a粒子的速率不变，则其轨迹半径不变，当只改变入射方向时，相当于将一个直径一定的圆绕入射点转动，显然除图示情况外，沿其他方向入射的粒子的运动轨迹均不能与地面相交，即到达不了地面，故C正确；D．若b粒子的速率不变，它以相同的速率在图示平面内沿图示方向逆时针转动一角度，则不会到达地面，若沿顺时针转动一定角度，则可到达地面，故D正确。故选CD。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58分。11.（1）图1游标卡尺的读数为__________。（2）图2螺旋测微器的读数为__________。【答案】①.50.20②.0.900【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺读数为50mm+4×0.05mm=50.20mm（2）[2]螺旋测微器读数为0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm12.某电流表的内阻为满偏电流为，按图所示改装成量程为15V的电压表，则__________。【答案】14900【解析】【详解】根据电压表改装原理解得13.某高二实验小组的同学根据学过的物理知识，利用下列器材中的部分器材来测定一节干电池的电动势和内阻。A．电流表A，量程为0~0.6A，内阻；B．电压表，量程为0~3V，内阻约；C．电压表，量程为0~15V，内阻约；D．滑动变阻器，最大阻值为；E．定值电阻；F．开关S一个，导线若干。（1）为了使实验结果尽可能准确，电压表应选择________（填器材前面的选项序号），图1中的导线应连接到_________（填“①”或“②”）处。（2）用（1）问中的实验电路进行测量，读出多组电压表和电流表的读数，画出对应的图线如图2所示，由图线可得该干电池的电动势_______V，内阻_______。（3）若不考虑偶然误差，本实验干电池电动势的测量值和真实值的关系为：______；测得的电源内阻和真实值的关系为：_______（均填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】①.B②.②③.1.50④.0.30⑤.等于⑥.等于【解析】【详解】（1）[1]一节干电池的电动势约为，为了使实验结果尽可能准确，电压表应选择量程为0~3V的电压表，故选B。[2]电流表的内阻已知，电流表外接时，电流表的分压值可以求出，可准确测出干电池的电动势和内阻，故图1中的导线应连接到②处。（2）[3]根据闭合电路的欧姆定律整理得图象纵截距表示干电池的电动势，则[4]图象斜率绝对值表示干电池内阻、电流表内阻、定值电阻之和，则解得（3）[5]图中电路的连接，可以把电源、定值电阻、电流表看成等效电源，电路断路时有即电动势的测量值等于真实值；[6]电路短路时有电源内阻为内阻的测量值等于真实值。14.如图所示，电路中电源的电动势为，内阻为，电阻，。（1）若将两端短路，求电路中的路端电压是多少；（2）若在两端接26μF的电容器，求电路稳定时电容器的带电量；（3）若在两端接一定值电阻，使之间消耗的功率最大，求此最大功率及定值电阻的阻值。【答案】（1）8V；（2）；（3）4.05W，【解析】【详解】（1）若将端短路，则电路中和串联后和并联，再和串联，外电路总电阻为电路总电流为路端电压（2）若将两端接电容器，电路稳定时，、串联，、没有电流经过，电容器两端的电压等于两端电压，则有电路稳定时电容器的带电量为解得（3）在两端接电阻，使得两端电阻等于时，之间消耗的功率最大，即解得之间消耗的最大功率为15.如图所示为研究粒子特性的装置示意图，M、N两极板间存在电压为U的加速电场。初速度为0且重力不计的带电粒子S经加速电场加速后，从y轴上的点以垂直于y轴的方向射入第一象限的匀强磁场中，从x轴上的K点沿与x轴负方向成60°角的方向射出第一象限。已知第一象限内匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。（1）判断粒子所带电性，并求粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；（2）求该粒子的比荷（电荷量q与质量m之比）和粒子进入磁场时速度v的大小；（3）要使带电粒子S从K点进入第四象限后，经一次偏转，再从O点进入x轴上方，求第四象限所加垂直纸面匀强磁场的方向和磁感应强度的大小。【答案】（1）粒子带正电，a；（2），；（3）垂直纸面向外，2B【解析】【详解】（1）粒子在磁场中向下偏转，根据左手定则可知粒子带正电。作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹如图所示，由图中几何关系知解得（2）根据洛伦兹力提供向心力