广东省汕尾市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案）

广东省汕尾市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，下列说法正确的是（）A．安培发现了电流的磁效应，打开了电和磁联系的大门B．密立根通过实验测定了元电荷e的数值C．卡文迪许通过扭秤实验装置测得了静电力常量D．麦克斯韦率先提出“力线”这一概念，用来描述电磁场2．高大建筑物的顶端都装有避雷针，某次雷雨天气中云层和避雷针之间形成的电场分布如图所示（可视为关于bd连线对称分布），bd连线为ac连线的中垂线，以下说法正确的是（）A．b点电势高于d点电势 B．a、c两点的电场强度相同C．a、c两点的电势相同 D．电势差U3．如图所示，一轻质细绳的上端固定，下端连接一个可视为质点的带正电的小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°，已知小球所带电荷量q=1.0×106CA．5×104N/C B．5×104．某兴趣小组将带绝缘胶皮的导线绕在一颗铁钉上制成一个简易的电磁铁，铁钉的正上方放置的小磁针稳定后如图所示，下列说法正确的是（）A．铁钉右端为电磁铁的S极B．导线中电流从A端流入、B端流出C．小磁针所在位置的磁场方向水平向左D．增大导线中的电流，小磁针的N极将指向A端5．如图甲所示为电容式位移传感器，其工作原理如图乙所示，平行金属板A、B和电介质P构成电容器．若电介质板向左移动一小段位移，则（）A．电容器电容变大 B．电容器所带电量变少C．电容器极板间的电压变大 D．有N→M方向的电流流过电阻6．如图甲所示，过山车是一项极具体验感和挑战性的游乐项目．过山车的过载值一般都不超过4g（g为重力加速度，取10m/s，过载是指人体承受的加速度），若某一过山车通过最低点的运动可视为竖直平面内的圆周运动，半径R=10m（如图乙），则过山车通过最低点的最大速度应不大于（）A．20km/h B．36km/h C．72km/h D．100km/h7．如图甲所示，直线A为某电源的U−I图线，曲线B为某灯泡的U−I图线，用该电源和灯泡串联起来组成的闭合回路如图乙所示，灯泡恰能正常发光．下列说法正确的是（）A．该电源的内阻为0B．该灯泡正常发光时，外电路的电压为2VC．该灯泡正常发光时的功率为2WD．该灯泡正常发光时，电源的输出功率为4W二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．下列关于机械波的说法中正确的是（）A．波源的振动频率越大，它产生的机械波传播得越快B．发生稳定干涉现象的两列波的频率一定相同C．当障碍物的尺寸比波长小或者和波长差不多时，能观察到明显的衍射现象D．正在快速靠近的汽车鸣笛的音调越来越高是多普勒效应9．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的一簇等差等势线，实线为一带正电的离子仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是轨迹上的两点，据此可知（）A．M点的电场强度大于N点的电场强度B．M点的电势低于N点的电势C．带正电的离子在N点的速度小于在M点的速度D．带正电的离子在N点的电势能小于在M点的电势能10．蹦床是小朋友非常喜欢的一项运动，它的物理原理可以简化为如图的小球和弹簧模型，图中B点代表弹簧的原长，若把小球压缩到A点后释放，小球可以到达C点，空气阻力忽略不计．下列关于小球从A点至C点的运动过程中，速度v随时间t和小球的机械能E随上升高度h变化的图像，比较合理的是（）A． B．C． D．三、非选择题：本题共5小题，共54分。11．某学习小组在验证动量守恒定律时设计了一种方案，原理如图所示．将一透明玻璃管水平固定在木架上，中间处开一小孔（图中未画出）．选择两个大小相同，质量分别为mA、m（1）为了完成本实验，除了测量两小球的质量mA、mA．管口中心到水平台面的高度hB．小球落地点A，B到管口的水平距离s1、C．弹簧的压缩量Δx（2）利用上述测得的实验数据，验证动量守恒定律的表达式为．（3）利用上述测得的实验数据，可求得两小球离开玻璃管的动能之比为．12．实验室有一金属丝，某实验小组对其电阻率进行测量．设计测量流程如下：①用刻度尺测量连入电路的金属丝的平均长度为L、用螺旋测微器测量金属丝的平均直径为d；②选取合适的实验器材，用伏安法测得多组金属丝的电压U和对应电流I，并画出其U−I图像；③根据测得的数据计算该金属丝的电阻率．（1）某次直径d的测量结果如图甲所示，则此次读数为mm；（2）该小组测电阻的原理图如图乙所示，请补充完整图丙中的实物连接；（3）接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，并记录对应的电流表的示数I和电压表的示数U．实验中电流表选择0~0.6A的量程，电压表选择0~3V的量程．某次电流表和电压表的示数如图丁所示，电流表示数为（4）若画出的U−I图像为一条过原点的倾斜直线，斜率为k，则金属丝的电阻率ρ=．（用题中字母L、d、k表示）13．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，t=2s时的波形如图甲所示，其中位于x=2m处的一质点P的振动图像如图乙所示．求：（1）该波的波速和传播方向；（2）质点P的位移-时间的函数表达式；（3）30s内质点P运动的路程．14．在一起交通事故中，一辆货车追尾前面的轿车致使两车嵌在一起滑行了19.6m才停下．事后交警通过调取轿车的行车记录仪发现被追尾前轿车的速度v1=36km/h。若两车在地面滑行时与地面间的动摩擦因数均为0.5，碰撞后两车的发动机均停止工作轿车的质量m1=1t，货车的质量（1）求两车碰撞后开始滑行时的速度大小；（2）若两车碰撞时间极短，求碰撞前货车的速度v2（3）若两车碰撞时间持续0.1s，轿车驾驶员的质量为70kg，求撞击过程中，轿车驾驶员受到的汽车水平方向的平均作用力的大小和方向．15．如图所示，竖直放置的平行板电容器两板间的电势差U=1000V，在xOy平面直角坐标系第Ⅰ象限内分布着沿y轴正方向的匀强电场，离子源N放置在电容器左边极板的中间，可以水平向右发射带负电的离子．若离子进入电容器时速度为零，经电容器电场的加速后穿过右板垂直于y轴从P点处射入电场，并从x轴上的A点处射出．已知P点的纵坐标为0.5m，A点的横坐标为1m，带电粒子的荷质比qm（1）求带电粒子从平行板电容器射出时的速度大小vP（2）求匀强电场的电场强度的大小E；（3）在过y轴上的B点处放一张感光胶片，感光胶片与x轴平行，B点的纵坐标为−1m．带电粒子打到感光胶片上会使胶片曝光．若离子源发射的离子速度范围是0≤v0≤

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A.奥斯特发现了电流的磁效应，打开了电和磁联系的大门，A不符合题意；

B.密立根通过实验测定了元电荷e的数值，B符合题意；

C.卡文迪许通过扭称实验装置测得了引力常量，C不符合题意；

D.法拉第首先提出了“力线”这一概念，用来描述电磁场，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据物理学史分析。2．【答案】C【解析】【解答】A.根据沿电场线方向电势降低，可得φA不符合题意；

B.由电场线的疏密可知，a、c两点的电场强度大小相同，根据电场线在a、c两点的切线方向可知，a、c两点电场方向不同，B不符合题意；

CD.根据电场线与等势面处处垂直的特点和电场的对称性可知，a、c两点位于同一等势面上，所以a、c两点的电势相同，故UC符合题意，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据沿电场线方向电势降低，判断b点与d点的电势关系；根据电场线的疏密和切线方向，判断a、c两点的电场强度方向；做出等势面，判断a、c两点的电势关系和Udb与U3．【答案】C【解析】【解答】对小球受力分析：

根据共点力平衡条件有Eq=mg则E=C符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C。

【分析】做出小球的受力分析，由共点力平衡条件求解该匀强电场的电场强度大小。4．【答案】A【解析】【解答】ABC.由小磁针的N、S极指向可知，小磁针所在位置的磁场方向水平向右，铁钉右端为S极，根据安培定则判断，电流从B端流入，A端流出，A符合题意，BC不符合题意；

D.增大导线中电流，磁感应强度增大，磁场方向不变，小磁针的指向不变，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】小磁针静止时，N极指向小磁针所在位置的磁场方向，根据安培定则判断出铁钉两端的极性。5．【答案】B【解析】【解答】当电介质P左移时，ε减小，由C=可知，电容变小，由于电容器在电介质移动过程中一直与电源相连，所以电容器两端的电压不变，由C=知，电容器所带电量变小，电容器放电，电流方向从M→N，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据电容的决定式C=εS4πkd判断电容器电容的变化；由电容的定义式6．【答案】C【解析】【解答】由题意可知，人在最低点时可具有的最大加速度为4g，由牛顿第二定律可得m解得v即过山车的最大速度应不超过72km/h，C符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C。

【分析】分析人在最低点的受力，由牛顿第二定律结合向心力的公式，求出过山车通过最低点的最大速度。7．【答案】C【解析】【解答】A.根据电源的U−I图线可得，电动势E=3V，内阻r=A不符合题意；

B.直线A与曲线B的交点为灯泡的工作点，可知灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为1V，即外电路的电压为1V，B不符合题意；

CD.由图甲可知，灯泡正常工作时，两端的电压为1V，电流为2A，可得灯泡的功率P电源的输出功率为P=UI=2WC符合题意，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据电源的U−I图线计算电源的电动势和内阻；直线A与曲线B的交点为灯泡的工作点，得出外电路电压；根据图甲中数据，由P=UI求出灯泡正常工作时的功率和电源的输出功率。8．【答案】B,C,D【解析】【解答】A.机械波的传播速度由介质决定，与波源的振动频率无关，A不符合题意；

B.发生稳定干涉现象的两列波的频率一定相同，B符合题意；

C.当障碍物的尺寸比波长小或者与波长差不多时，能观察到明显的衍射现象，C符合题意；

D.正在快速靠近的汽车鸣笛的音调越来越高是多普勒效应，D符合题意。

故答案为：BCD。

【分析】机械波的传播速度由介质决定，与波源的振动频率无关；根据发生稳定干涉现象的条件分析；根据发生明显衍射现象的条件分析；当观察者与波源相互靠近时，观察者接收的到的频率大于波源频率。9．【答案】A,D【解析】【解答】A.根据等势线越密集，电场强度越大的特点可知，M点的电场强度大于N点的电场强度，A符合题意；

B.做曲线运动的物体，受力会指向曲线凹侧，再结合电场线与等势线处处垂直的特点，可知带正电的离子受到的电场力如图所示

故电场线方向垂直等势面向下，根据沿电场线电势降低可知φB不符合题意；

CD.因为φME可知，带正电的离子在M点的电势大于N点的电势，由能量守恒定律可知，带正电的离子在M点的动能小于在N点的动能，故带正电的离子在N点的速度大于在M点的速度，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】根据等势面的疏密分析M、N两点的电场强度；由粒子的运动轨迹做出电场线的方向，得出M、N两点电势的高低；由Ep10．【答案】B,D【解析】【解答】AB.小球在A点时受到的弹簧弹力大于重力，向上做加速度运动，合力减小，加速度减小，当弹簧弹力减小到与重力相等后，小球的加速度为零，速度达到最大，之后继续上升，重力大于弹簧弹力，合力向下，小球向上做减速运动，合力逐渐增大，加速度逐渐增大，到达B点后，弹簧弹力减为零，之后小球做竖直上抛，加速度大小一直等于重力加速度，B符合题意，A不符合题意；

CD.小球在离开弹簧前一直增大，弹簧弹力对小球做正功，由功能关系可知，小球的机械能增大，离开弹簧后只有重力做功，机械能保持不变，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：BD。

【分析】分析小球运动过程中的受力，得出小球加速度的变化情况，得到正确的v-t图像；由功能关系分析小球在AB段的运动，得出小球机械能的变化情况，小球离开B点后做竖直上抛运动，机械能守恒。11．【答案】（1）B（2）m（3）m【解析】【解答】（1）（2）实验方案中两小球的初状态静止，弹簧弹开的过程动量守恒，离开玻璃管后做平抛运动，由动量守恒定律可得m根据平抛运动水平方向做匀速运动的规律，求出两小球弹开的速度v=两小球做平抛运动的高度相同，所以平抛运动的时间t相同，可得m即只需要测量小球的质量和小球落地点A、B到管口的水平距离s1、s2，AC不符合题意，B符合题意。

故答案为：B。

（3）根据动能的定义式E可得E【分析】（1）（2）根据动量守恒定律和平抛的运动规律求出该实验要验证的表达式，确定还需要测量的物理量；（3）根据动能的定义式Ek12．【答案】（1）0.900（0.899～0.901均可）（2）（3）0.50；2.60（2.59~2.61均可）（4）kπ【解析】【解答】（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，图甲中螺旋测微器主尺刻度为0.5mm，可动尺读数为40.0×0.01mm=0.400mm，可得该金属丝直径d=0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm（2）结合电路图，实物连线见下图

（3）电流表选择0~0.6A的量程，表盘刻度最小分度为0.02A，可知图中电流表的读数为0.50A，电压表选择0~3VR=根据电阻定律有R=ρ联立可得U=ρ结合U-I图像的斜率可得ρ解得ρ=【分析】（1）根据螺旋测微器读数规则读数；（2）根据电路图连接实物电路；（3）根据电流表和电压表的读数规则读数；（4）根据欧姆定律和电阻定律推导U-I的关系式，再结合U-I图像的斜率求出金属丝的电阻率。13．【答案】（1）解：由质点P的振动图像可知，t=2s时质点P向上运动，结合波形图判断波的传播方向沿x轴正方向．由图可知λ=4mv=（2）解：质点P的振动方程中，ω=振幅A=20cm故y=0.2sinπt(m)[或（3）解：30s内，tP质点的运动路程为s=【解析】【分析】（1）根据P的振动方向判断波的传播方向；由波速公式计算该波的波速；（2）根据图中信息写出P点的位移-时间的函数表达式；（3）由一个周期，质点振动4个振幅的路程，求解30s内质点P运动的路程。1