贵州省黔西南州2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案）

贵州省黔西南州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、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．关于静电场，下列说法正确的是（）A．静电场的电场线一定是闭合的B．电子伏特（eV）是电功率的单位，但不是国际单位C．处于静电平衡的导体，内部场强处处相等，电势也处处相等D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最慢的方向2．关于磁感线，下列说法正确的是（）A．磁感线是客观存在的曲线B．磁感线总是由N极出发指向S极C．磁感线是不闭合的曲线D．磁感线的疏密可以形象地反映磁感应强度的大小3．中国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”与“天宫二号”空间实验室在距地面约393km高度的轨道上顺利完成自动交会对接后绕地球做匀速圆周运动。则（）A．运行线速度大于7B．运行周期大于24hC．运行角速度大于同步地球卫星角速度D．运行加速度小于同步地球卫星加速度4．如图所示，纸面内竖直向上的长直绝缘导线通有向上的电流，导线左右有a、b两点，它们相对于导线对称，则（）A．a、b两点磁感应强度大小相等、方向相同B．a、b两点磁感应强度大小相等、方向相反C．a点磁感应强度方向垂直纸面向外D．b点磁感应强度方向垂直纸面向里5．质量为0.5kg的章鱼在水中静止，突然将体内的0.1kg的水以2m/s的速度向前喷出，不计章鱼受到的阻力，则章鱼后退的速度大小为（）A．4m/s B．2m/s C．0.5m/s D．0.4m/s6．如图所示的电路图，已知电动机内电阻r=1Ω，定值电阻R=9Ω，直流电压U=180V（内阻不计），理想电压表示数UVA．650W B．675W C．800W D．900W7．在匀强电场中有一直角三角形ABC，∠ABC=30°，AB=20cm。已知电场线的方向平行于三角形ABC所在的平面，将电荷其q=6×10A．1000V/m B．2000V/m C．8．一颗质量m=50g的子弹以500m/s的速度经时间A．5×103N B．5×104N9．如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源的电动势为E、内阻为r，R2、RA．电压表的示数变大 B．电阻R4C．电流表的示数变大 D．通过R110．如图所示，充电后与电源断开的平行板电容器水平放置，电容器之间有一带正电的油滴处于静止状态。下列操作中能使该油滴始终保持静止状态的是（）A．将上板向左平移一小段距离 B．将下板向左平移一小段距离C．将上板向下平移一小段距离 D．将下板向下平移一小段距离11．如图所示的图线分别是甲、乙两球从同一地点、沿同一直线运动的v−t图像，根据图线可以判断（）A．两球在t=2s时速率相等B．图线的交点表示甲、乙相遇C．两球在t=8s时都回到出发地D．甲球的总路程是乙球的总路程的2倍12．劳伦斯曾设计出回旋加速器，其工作原理示意图如图所示。设置于真空中的D形金属盒底面半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略。磁感应强度大小为B的匀强磁场与盒底面垂直，加速电压为U。若A处粒子源产生的无初速度的质子质量为m、带电荷量为+q，质子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（）A．狭缝间应加高频交流电B．所加交流电的周期应为质子圆周运动周期的一半C．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比D．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关二、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分）13．测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图1所示的装置，图中长木板水平固定．（1）实验过程中，电火花计时器应接在（选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮高度，使．（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=．（3）如图2为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=1.21cm，x2=2.32cm，x5=5.68cm，x6=6.81cm．则木块加速度大小a=m/s2（保留三位有效数字）．14．某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。备选器材如下：A.量程为60mA、内阻约为5Ω的电流表B.量程为0.6A、内阻约为C.量程为6V、内阻约为1kΩ的电压表D.最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器RE.最大阻值为500Ω。最大允许电流为1A的滑动变阻器RF.定值电阻R=500ΩG.电动势E=6V、内阻很小的直流电源H.开关一个，导线若干I.多用表，螺旋测微器，刻度尺（1）如图甲所示，先用多用表“×10Ω”挡粗测其电阻为Ω，然后用螺旋测微器测其直径，如图乙所示，则螺旋测微器的示数D=mm。（2）采用图丙所示电路尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用（填“A”或“B”），滑动变阻器应选用（填“D”或“E”）。（3）电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为L，则其电阻率的表达式为ρ=（均用题中物理量的字母表示）。三、计算题（本题共3小题，共34分。作答时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）15．如图所示，光滑导轨与水平面成θ角，导轨宽为L，匀强磁场磁感应强度为B，金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I时，金属杆恰好能静止，已知重力加速度为g，求竖直向上的磁感应强度B的大小。16．如图所示，光滑的竖直圆轨道与粗糙的水平地面AB相切于B点，质量m=5kg的小物块（视为质点）静止在A处。作用在小物块上的恒力F=40N且与水平方向的夹角θ=53°，使小物块从A点由静止开始沿水平地面做匀加速直线运动，运动到B点时撤去恒力F，小物块从B点无阻碍进入圆轨道恰好做圆周运动。已知小物块与地面之间的动摩擦因数μ=0.5，（1）小物块经过B点时的速度vB（2）圆轨道的半径R。17．如图所示，在Ⅰ区有水平向左的匀强电场，在Ⅱ区有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电场在水平方向的宽度为L。在MN边界上O点沿ON方向竖直向上射出速率为v0、质量为m、带电量为+q的某种粒子，粒子进入磁场时速度方向与边界ST成θ=60∘（1）Ⅰ区里匀强电场的场强大小E；（2）Ⅱ区里磁场在水平方向上的最小宽度x。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A．静电场的电场线不是闭合的，A不符合题意；B．电子伏特（eV）是电功的单位，B不符合题意；C．处于静电平衡的导体，内部场强处处相等，电势也处处相等，C符合题意；D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】电场线是不闭合的曲线；静电平衡的导体，内部场强处处相等；沿着电场线的方向电势变化的最快。2．【答案】D【解析】【解答】A．磁感线是为了描述磁场强弱的分布，人为想象出来的，所以不是客观存在的曲线，所以A不符合题意；B．磁感线在磁铁外部由N极出发指向S极，磁铁内部由S极出发指向N极，所以B不符合题意；C．磁感线是闭合的曲线，所以C不符合题意；D．磁感线的疏密可以形象地反映磁感应强度的大小。磁感线密的地方，磁场强；磁感线疏的地方，磁场弱。所以D符合题意。故答案为：D。

【分析】磁感线是为了描述磁场强弱的分布，人为想象出来的；磁感线在磁铁外部由N极出发指向S极，磁铁内部由S极出发指向N极，从而使磁感线形成闭合的曲线；磁感线的疏密可以形象地反映磁感应强度的大小，磁感线密的地方，磁场强；磁感线疏的地方，磁场弱。3．【答案】C【解析】【解答】A.7.9km/s为第一宇宙速度，是围绕地球做匀速圆周运动的物体的最大速度，所以“天舟一号”与“天宫二号”的运行线速度一定小于7.9km/s，A不符合题意；

BC.根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，可得G可得T=2πr3因为空间实验室的运行轨道半径小于高轨道的同步卫星轨道半径，所以空间实验室的运行周期小于地球同步卫星的运行周期24h，角速度大于同步地球卫星角速度，B不符合题意，C符合题意；

D.根据牛顿第二定律G可得卫星加速度a=可知空间实验室运行加速度大于同步地球卫星加速度，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据第一宇宙速度的物理意义分析；根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，推导卫星周期和角速度的表达式，结合空间实验室的运行轨道半径与高轨道的同步卫星轨道半径的关系，得到周期和角速度的大小关系；由牛顿第二定律推导卫星做圆周运动时向心加速度的表达式，分析空间实验室和同步地球卫星的向心加速度的大小关系。4．【答案】B【解析】【解答】CD.根据右手螺旋定则可知a点磁感应强度方向垂直纸面向里，b点磁感应强度方向垂直纸面向外，CD不符合题意；

AB.a、b两点相对于导线对称，所以a、b两点磁感应强度大小相等、方向相反，A不符合题意，B符合题意。

故答案为：B。

【分析】由右手螺旋定则判断通电直导线的磁场，根据磁场的对称性，分析a、b两点磁场的大小关系。5．【答案】C【解析】【解答】以章鱼喷水的方向为正方向，根据动量守恒定律可得0=m可解得章鱼后退的速度大小为vC符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据反冲原理，由动量守恒定律列式求解。6．【答案】A【解析】【解答】定值电阻两端的电压为U通过定值电阻的电流I=电动机机械功率为P=IA符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

【分析】电动机为非纯电阻电路，电动机的机械功率等于电动机输入的总功率与电动机内阻的热功率之差，由欧姆定律求出通过定值电阻的电流，再由电功率的公式求解功率。7．【答案】B【解析】【解答】由题可知，将电荷其q=6×10-9C的正电荷从A移到B电场力做功W1U可得q解得U由此可知，BC为此匀强电场的一条等势线，根据电场线与等势面处处垂直，可知电场线沿C指向A，由匀强电场的电场强度与电势差的公式可得E=B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据电场力做功求出AB和AC之间的电势差，得出等势面，再由电场线与等势面处处垂直，得出电场方向，再由匀强电场的电场强度与电势差的公式E=U8．【答案】D【解析】【解答】以子弹初速度方向为正方向，根据动量定理可得-F·∆t=0-mv代入数据可得子弹对墙壁的平均作用力F=2.5×D符合题意，ABC不符合题意。

故答案为：D。

【分析】由动能定理分析射入墙壁的过程，求出子弹对墙壁的平均作用力。9．【答案】A,B【解析】【解答】ABC.当滑动变阻器R1P可知电阻R4的功率减小，AB符合题意，C不符合题意；

U可知U并变大，则流过R2、R3支路的电流II减小，D不符合题意。

故答案为：AB。

【分析】根据滑动变阻器R1的电阻变化，由闭合电路欧姆定律分析电路各部分电压和电流的变化情况；由电功率的公式P=I210．【答案】C,D【解析】【解答】因为电容器与电源断开，所以在移动极板的过程中，电容器带电量Q一定，根据C=εS4πkd，C=可得E=AB.将上板向左平移一小段距离或者将下板向左平移一小段距离，则相对面积S减小，E变大，则油滴受电场力变大，则油滴向上运动，AB不符合题意；

CD.将上板向下平移一小段距离或者将下板向下平移一小段距离，则两板间场强E不变，油滴受力平衡仍静止，CD符合题意。

故答案为：CD。

【分析】电容器与电源断开，则移动极板的过程中，电容器带电量不变，根据电容的定义式、决定式和电场强度与电势差的关系，分析极板间电场强度的变化，从而得到电场力的变化，再根据重力与电场力的大小关系，分析油滴的运动情况。11．【答案】A,C【解析】【解答】A.由图可知，在t=2s时，甲的速度为20m/s，乙的速度为-20m/s，而负号表示方向，故两者的速度大小相等，即速率相等，A符合题意；

B.根据v-t图像与t轴围成面积表示位移可知，图线的交点时刻两球位移不相等，而两球从同一地点出发，所以在交点时刻两球没有相遇，B不符合题意；

C.根据v-t图像与t轴围成面积表示位移可知，甲、乙物体8s内的总总位移均为零，说明两物体在t=8s时都回到了出发地，C符合题意；

D.甲球的总路程s乙球的总路程s可知甲球的总路程是乙球的总路程的83倍，D不符合题意。

故答案为：AC。

12．【答案】A,D【解析】【解答】AB.根据回旋加速器原理可知，为了使得粒子每次经过狭缝处时都能被加速，则狭缝间应加高频交流电，且所加交流电的周期应等于质子做圆周运动的周期，A符合题意，B不符合题意；

CD.质子离开回旋加速器时，粒子的回旋半径等于D型盒半径，满足q得v则粒子获得的最大动能E可知质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】回旋加速器使用的是高频交流电源，所加交流电的周期应等于粒子做圆周运动的周期；质子离开回旋加速器时，粒子的回旋半径等于D型盒半径，根据洛伦兹力充当向心力，求出粒子离开加速器获得的速度，再由动能的定义式求出粒子获得的最大动能，分析加速电压对最大动能的影响。13．【答案】（1）交流；细线与长木板平行（2）mg−（3）1.12【解析】【解答】（1）实验过程中，电火花计时器应接在交流电源上。调整定滑轮高度，使细线与长木板平行；

（2）对木块、砝码盘和砝码整体，由牛顿第二定律得mg-μMg=解得μ=（3）因为相邻两计数点间还有4个打点未画出，所以相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s，根据匀变速直线运动的位移差公式∆x=ata=【分析】（1）根据计时器的使用要求选择电源；调整定滑轮高度，使细线与长木板平行；（2）分析木块、砝码盘和砝码整体受力，由牛顿第二定律求解木块与长木板间动摩擦因数；（3）根据匀变速直线运动的位移差公式∆x=at14．【答案】（1）110；0.730（2）A；D（3）Uπ【解析】【解答】（1）图甲中多用电表的表盘刻度为11.0，多用电表选用的是×10倍率，故该金属丝的电阻约为11.0×10Ω=110Ω螺旋测微器的精确度为0.01mm，图中螺旋测微器主尺读数为0.5mm，可动尺读数为23.0×0.01mm=0.230mm，可得该金属丝的直径D=0.5mm+0.230mm=0.730mm（2）由所给仪器可知，电压表量程为6V，电阻丝电阻约110Ω，最大电流为I故电流表应选择A，因为滑动变阻器选择分压式接法，为了便于调节，滑动变阻器应选择最大阻