四川省成都市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案）VIP

四川省成都市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、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．下列物理定律中，体现了闭合电路欧姆定律实质的是A．能量守恒定律 B．库仑定律C．电荷守恒定律 D．牛顿第二定律2．下列关于波的说法正确的是A．介质中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直B．当波浪冲击力的频率接近船的固有频率时，可能使航行的轮船发生共振而倾覆C．利用波的衍射可测定人造卫星位置的变化情况D．变化的电场一定产生变化的磁场，形成电磁场，发出电磁波3．如图，两长直导线Р和Q垂直于纸面固定放置，两者中垂线上的a、b两点关于O点对称。在导线Р和Q中通有大小相等、方向相反且垂直于纸面的电流Ⅰ时，a点的磁感应强度大小为B0。则b点的磁感应强度A．大小为2B0，方向与a点相反 B．大小为2B0，方向与a点相同C．大小为B0，方向与a点相反 D．大小为B0，方向与a点相同4．一列简谐横波沿x轴负方向传播，波长为a，周期为T。t=0时刻的波形图如图甲所示，a、b、c、d是波传播方向上的四个质点。图乙为某质点的振动图像。下列说.法正确的是A．t=0时刻，质点a的速度比质点b的速度大B．t=0时刻，质点c的加速度比质点d的加速度小C．图乙可以表示质点b的振动图像D．图乙可以表示质点d的振动图像5．华为Mate60pro智能手机实现了超可靠玄武架构、全焦段超清影像、卫星通话等独特功能，深受国内外人民喜爱。其说明书的部分参数内容如下表所示，关于该手机，下列说法正确的是手机类型智能手机、5G手机屏幕分辨率2720×1260像素电池容量5.000mA·h充电功率88W待机时间约30天A．给手机充电时，手机的电池将其它形式的能量转化为电能B．放电时电池可输出的最大电荷量为1.8×104CC．正常待机状态时的平均电流约为70mAD．手机的电池没电后，用11V的电压给手机充电，充满电需要2小时6．如图，电源的电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻且R0=r，电表均为理想电表。闭合开关S后，在滑动变阻器R的滑片Р由最左端a向最右端b移动的过程中A．电流表和电压表示数均逐渐增大B．电压表与电流表示数的比值UIC．电压表与电流表示数改变量的绝对值|ΔUD．电源的输出功率逐渐减小7．如图，电荷量分别为Q1、Q2的小球B、C固定于相距为d的绝缘水平面上。另有一个质量为m、电荷量为q的小球A悬浮静止于空中，此时小球A、B的距离为当32d，小球A、C的距离为12d。已知重力加速度大小为g，静电力常量为k，三个小球均可视为点电荷。下列说法正确的是A．Q1与Q2为异种电荷B．带电小球A所在点的电场强度方向一定竖直向上C．QD．Q8．静电除尘是工业生产中处理烟尘的重要方法。除尘装置由金属管A和悬挂在管中心的金属导线B组成，如图甲所示。工作时，使中心的金属导线.B带负电，金属管A接地，A、B之间产生如图乙(俯视图)所示的电场，圆内实线为未标方向的电场线。金属导线B附近的气体分子被强电场电离，形成电子和正离子，电子在向正极A运动的过程中，使烟尘中的颗粒带上负电。这些带电颗粒在静电力作用下被吸附到正极A上，最后在重力作用下落入下方的漏斗中。经过这样的除尘处理，原本饱含烟尘的气体就可能达到排放标准，满足环保要求。图乙中ab=bc；c、d在同一圆上。下列说法正确的是A．图乙中c点和d点的电场强度相同B．带上负电的颗粒在a点所受的电场力大于在c点所受的电场力C．一电子从c点运动到a点的过程中，其电势能增大D．电势差关系：U二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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．关于物理学家的成就，下列说法正确的是A．法拉第提炼出“场”的科学创新思想，并引入了电场线B．焦耳第一次提出了能量守恒定律C．奥斯特发现了电流的磁效应，安培利用对称性思想提出了磁能生电D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在10．近年来，人工智能机器人逐渐走入我们的生活。如图，某科技小组在研究扫地机器人内部直流电动机的性能时，发现当电动机两端的电压为U1、通过的电流为Ⅰ1时，电动机没有转动；当电动机两端的电压为U2、通过的电流为I2时，电动机正常转动。关于这台电动机的电阻和正常工作时的输出功率，下列说法正确的是A．电动机的电阻为r=B．电动机的电阻为r=C．正常工作时的输出功率为PD．正常工作时的输出功率为P11．如图，在一柱形区域内有匀强电场，该区域的横截面是以О为圆心、半径为R的圆，AB为圆的直径。质量为m、电荷量为e的电子在纸面内从A点先后以不同大小的速度进入电场，速度方向与电场强度方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的电子，从圆周上的C点以速率v0A．电场强度的方向沿AC连线由A指向CB．电场强度的大小为E=C．电子进入电场的速率为v1D．电子进入电场的速率为v2三、实验探究题：本题共2小题，共15分。12．在实验室我们通过如图所示的实验装置来探究电路中产生感应电流的条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S1连接到电源上，构成直流电路，线圈B、开关S2和电流表串联构成回路，线圈A放在线圈B内。实验步骤如下：（1）断开开关S2，闭合开关S1的瞬间，发现电流表的指针(填“偏转”或“不偏转”)。（2）闭合开关S2，闭合开关S1，匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，发现电流表的指针(填“偏转”或“不偏转”)。（3）以上实验表明：产生感应电流的条件是。13．实验室提供器材如下：电池组(电动势为E=3V，内阻为r=1Ω)；多用电表(可测电压、电流和电阻)；电流表A1(量程为0~500mA，内阻约为0.5Ω)；电流表A2(量程为0~3mA，内阻未知)；电阻箱R(阻值范围为0~9999.92；滑动变阻器R′(阻值范围为0～10Ω)；开关一个，导线若干。为研究一额定电压为2.5V、额定功率为1.0W的小灯泡的伏安特性，某同学利用上述器材进行了以下实验：（1）用多用电表的欧姆挡测定电流表A2的内阻。若将选择倍率的旋钮拨至“×1Ω”挡，测量时指针如图甲所示，则电流表A2的内阻为rA2=（2）将电流表A，改装成量程为0~3V的电压表，具体操作为：将电阻箱R与电流表A，串联，调节电阻箱R使其阻值为Ω。（3）该同学设计了如图乙、丙所示的两种电路，(填“图乙”或“图丙”)所示电路实验误差相对较小。（4）根据所选电路，利用测得的多组数据，在如图丁所示的小灯泡的I2-I1坐标图中确定出多个数据点的位置〈图中横轴Ⅰ1为电流表A1的示数值，可直接反映通过小灯泡的电流，纵轴I2为电流表A2的示数值，可间接反映小灯泡两端的电压)。①在图丁中作出小灯泡的I2-I1图线；②由图线可知，随着小灯泡两端的电压增大，小灯泡的电阻(填“增大”“减小”或“不变”)。四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当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。14．如图所示电路中，电源的电动势为E=12V，内阻为r=1Ω，定值电阻R1=6Ω。电容器极板水平且两极板之间的距离为d=2cm，极板中间有一质量为m=3×10-3kg、电荷量为q=+1×10-4C的小球。当滑动变阻器R2接入电路的阻值为RL时，小球恰好处于静止状态，重力加速度大小取g=10m/s2。求：（1）此时电阻R1两端的电压U1：（2）此时滑动变阻器R2接入电路的阻值RL。15．如图，O点为简谐横波的波源，振幅为10cm的波从О点分别沿x轴正方向和负方向传播，Oa=3m，Ob=6m。t=0时刻，波源О由平衡位置开始竖直向上振动，t1=3s时，质点a刚好开始振动，t2=7s时，质点b第一次到达波峰。求：（1）波在介质中传播的速度和波长；（2）以波传播到质点a时为计时起点，写出波源О的振动方程；（3）质点b在0~t3=10s内通过的路程并在图中画出波在t3=10s时的波形图。16．如图，在直角坐标系xOy的第一象限内有一方向竖直向上的匀强电场E1；第四象限内(含y轴)有一方向水平向右、电场强度大小为E2=1000NC的匀强电场；第二、三象限内(不含y轴〉有一方向水平向左、电场强度大小为E3=1000N/C的匀强电场。一质量为m=0.1kg、电荷量为q=+1.0×10-3C的小球从坐标为(0，1)的A点以初速度v0=2m/s沿x轴正方向进入第一象限，恰好从坐标为(2，0)的B点沿半圆形光滑绝缘轨道的切线方向进入第四象限，半圆形轨道的直径为图中BC线段，C点位于y轴负半轴上。过C点后小球即刻进入第二、三象限内足够长的粗糙绝缘斜面直轨道，斜面直轨道与半圆形轨道相切于C点，小球与斜面直轨道间的动摩擦因数为μ=210（1）小球到达B点时的速度和第一象限内匀强电场的电场强度大小E1；（2）小球到达C点时对半圆形轨道的压力大小(结果可用根号表示)；（3）小球在斜面直轨道上运动的路程。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】电源把其它形式的能量转化为电能的功率，等于电源的输出功率与电源内电路的热功率之和，闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现。

故答案为：A。

【分析】闭合电路的欧姆定律实质是能量之间的相互转换，具体体现是电源的总功率等于各部分功率之和。2．【答案】B【解析】【解答】A、介质中质点的振动方向一定与横波的传播方向垂直，与纵波的传播方向平行，故A错误；

B、波浪冲击力使船做受迫振动，当波浪冲击力的频率接近船的固有频率时，可能使航行的轮船发生共振而倾覆，故B正确；

C、利用波的多普勒效应可测定人造卫星位置的变化情况，故C错误；

D、均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，不能形成电磁场，更不能发出电磁波，故D错误。

故答案为：B。

【分析】介质中质点的振动方向一定与横波的传播方向垂直，与纵波的传播方向平行。当驱动频率与固有频率接近时，物体会发生共振，振幅变大。恒定的磁场不能产生电场，恒定的电场也不能产生磁场。均匀变化的磁场只能产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场。非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，非均匀变化的电场才能产生变化的磁场。3．【答案】D【解析】【解答】根据题意，由对称性可知，导线Р和Q各自在a点、b点产生的磁感应强度大小相等，由安培定则可知，磁感应强度方向如图所示

由磁场的叠加原理可得，导线P、Q中的电流在a点、b点产生的磁感应强度大小相等，方向相同。

故答案为：D。

【分析】根据右手定则确定各导线在a、b两处产生的磁场方向，与导线距离相等的位置的磁感应强度大小相等。再根据矢量合成法则进行求解。4．【答案】C【解析】【解答】A、t=0时刻，质点a在波谷，速度为零，质点b在平衡位置，速度最大，故A错误；

B、t=0时刻，质点c在波峰，加速度最大，质点d在平衡位置，加速度为零，故B错误；

CD、根据“上下坡法”或“同侧法”可以判断，t=0时刻，质点b在平衡位置且向上振动，故C正确，D错误。

故答案为：C。

【分析】质点在平衡位置速度最大，加速度为零，在振幅最大处速度为零，加速度最大。根据“上下坡法”或“同侧法”结合波形图判断质点在该时刻的振动方向。5．【答案】B【解析】【解答】A、给手机充电时，手机的电池将电能转化为其它形式的能量，故A错误；

B、放电时电池可输出的最大电荷量q=5000×故B正确；

C、正常待机状态时的平均电流I=故C错误；

D、用11V的电压给手机充电，充满有Pt=qU解得t=故D错误。

故答案为：B。

【分析】充电时，时将电能转化为其他形式的能量。理解参数内容的具体意义，再根据电流的定义式及电功和电功率的关系进行解答。6．【答案】B【解析】【解答】A、根据闭合电路欧姆定律有I=在滑片P由最左端a向最右端b移动的过程中，R减小，则Ⅰ增大，电流表示数逐渐增大。由U=E-Ir可知，当Ⅰ增大时，路端电压U减小，则电压表示数逐渐减小，故A错误；

B、电压表与电流表示数的比值U可知R减小，电压表与电流表示数的比值逐渐减小，故B正确；

C、由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知，电压表与电流表示数改变量比值的绝对值∆U可知R减小，电压表与电流表示数改变量比值的绝对值不变，故C错误；

D、因R0=r，开始时R+R0>r，根据P=UI=可知R减小，电源的输出功率逐渐增大，故D错误。

故答案为：B。

【分析】确定电路中总电阻的变化情况，在根据串并联规律及欧姆定律确定各部分元件电流、电压的变化情况。对于变化量比值问题，可推导得出该电压与电流的关系式，在进行判断。当电源内阻和外电路总电阻相同时，电源的输出功率最大。7．【答案】C【解析】【解答】A、小球A悬浮静止于空中，因此小球B对A的排斥力与小球C对A的排斥力的合力一定与小球A所受的重力等大反向，故三个小球均带同种电荷，故A错误；

B、小球A受到的电场力一定竖直向上，但不知小球A所带电荷的电性，故无法判定其所在点的电场强度方向，故B错误；

CD、由三角形的边角关系可知∠ABC=30°，∠ACB=60°，根据库仑定律和平衡条件，可得kQ1解得Q1=3Q故D错误，C正确。

故答案为：C。

【分析】根据平衡条件确定B、C处电荷对A处电荷的作用力方向以及电荷之间的电性关系，正电荷所受电场力方向与场强方向相同，负电荷所受电场力方向与场强方向相反。再根据力的合成与分解结合库仑定律进行解答。8．【答案】D【解析】【解答】A、c点和d点的电场强度大小相同，方向不同，故A错误；

B、根据电场线的疏密可知，a点的电场强度小于c点的电场强度，带上负电的颗粒在a点所受的电场力小于在c点所受的电场力，故B错误；

C、电子从c点运动到a点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故C错误；

D、由U=Ed可知，ab间任意一点的电场强度都小于bc间任意一点的电场强度，因ab=bc所以U故D正确。

故答案为：D。

【分析】根据题意确定AB两处电势的高低情况，根据沿电场线方向电势逐渐降低确定电场线的方向，电场线的疏密表示电场强度的大小。电场力做正功，电势能减小。9．【答案】A,D【解析】【解答】A、法拉第提炼出“场”的科学创新思想，并引入了电场线，故A正确；

B、焦耳第一次提出了热功当量，故B错误；

C、奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第利用对称性思想提出了磁能生电，故C错误；

D、麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D正确。

故答案为：AD。

【分析】熟悉掌握各类物理学史，熟悉各科学家的物理成就及其成就的价值与具体内容。10．【答案】A,C【解析】【解答】AB、电动机没有转动，可以视为纯电阻，电阻r=故A正确，B错误；

CD、由电动机正常工作时，输出功率P故C正确，D错误。

故答案为：AC。

【分析】电动机不转动时，相当于纯电阻电路。电动机正常工作时，电动机的总功率等于电动机的输出功率与热功率之和。11．【答案】B,C【解析】【解答】A、电子初速度为零，从C点离开电场，故电场强度方向与AC平行，由C指向A，故A错误；

B、由几何关系和电场强度的定义可知AC=R，F=eE由动能定理有F⋅AC=得E=故B正确；

C、如图

电子从A点运动到B点做类平抛运动，由几何关系可知AC⊥BC，由牛顿第二定律和运动学公式有BC=2Rsin60°=v1解得v故C正确；

D、作与BC平行的直线与圆相切于D点，与AC的延长线交于Р点，则从圆周上的D点离开的电子电场力做功最多，动能增量最大。电子从A点运动到D点做类平抛运动，在AC方向做加速度为a的匀加速直线运动，运动的距离等于AP；在垂直于AC的方向做匀速直线运动，运动的距离等于DP。由几何关系可知∠PAD=30°。由牛顿第二定律和运动学公式有DP=32R=v解得v故D错误。

故答案为：BC。

【分析】负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反。确定电子从A到C的受力情况及运动情况，再根据匀变速运动规律及牛顿第二定律结合几何关系进行解答。当初速度与力垂直，且力为恒力时，电子做类平抛运动，根据类平抛运动规律进行解答即可。12．【答案】（1）不偏转（2）偏转（3）合回路的磁通量发生变化【解析】【解答】（1）线圈B回路未闭合，没有感应电流，电流表的指针不偏转。

（2）线圈B回路闭合，移动滑动变阻器的滑片时，线圈A的电流变化，产生的磁场变化，穿过线圈B的磁通量变化，线圈B回路产生感应电流，电流表的指针偏转。

（3）同时满足回路闭合和回路中的磁通量要发生变化才能产生感应电流，即产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化。

【分析】产生感应电流条件为：回路闭合和回路中的磁通量发生变化，即产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化。13．【答案】（1）15（2）985（3）图丙（4）；增大【解析】【解答】（1）由图甲可读出电流表A的内阻为r（2）串联电阻的阻值R（3）因R小灯泡是小电阻，采用外接法，故图丙所示电路实验误差相对较小。

（4）根据坐标系内描出的点作出图线如答图所示。

根据R可得II2-I14．【答案】（1）解：小球恰好处于静止状态，由平衡条件有mg=qEU1=Ed解得U1=6V；（2）解：由部分电路欧姆定律有I=由闭合电路欧姆定律有E=解得RL=5Ω。【解析】【分析】（1）电容器两端的电压等于与其并联支路两端的电压。对电容中小球进行受力分析，根据平衡条件确定两极板间的电势差，继而得出R1两端的电压；

（2）根据欧姆定律确定通过电路的电流，再根据闭合电路的欧姆定律进行解答。15．【答案】（1）解：t1=3s时，质点a刚好开始振动，由解得v=1m/st2=7s时，质点b第一次到达波峰，由解得T=4s，由λ=vT解得λ=4m（2）解：以波传播到质点a时为计时起点，波源О位于负最大位移处ω=振幅为A=10cm波源O的振动