福建省福州市福清市高中联合体2023-2024学年高二上学期期末联考物理试题（解析版）

2023-2024学年第一学期高二年期末质量检测物理学科试卷（全卷共8页，16小题，完卷时间75分钟，满分100分）友情提醒：所有答案都必须填写在答题卡相应的位置上第Ⅰ卷（选择题共40分）一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）1.如图所示这款滑板车在滑行时，车轮会发光，拆开车轮，车轮里没有装电源，里面有3块磁铁，包围一线圈，线圈连着发光二极管，轮子一转，二极管就亮。发光轮的工作原理与下面中那个实验的原理相同（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】发光轮的工作原理是电磁感应。A．此图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在着磁场，故A不符合题意；B．闭合开关后，电磁铁产生磁性，对小磁针产生力的作用，利用的电流的磁效应，故B不符合题意；C．该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，利用此原理可制作电动机，故C不符合题意；D．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，利用的原理是电磁感应，故D符合题意。故选D。2.下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，（B表示磁场“⊗”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向里，“⊙”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向外）其中正确的是()A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】A．由于电流的方向竖直向上，根据安培定则知，磁场方向应该右边垂直纸面向里，左边垂直纸面向外，故A错误；B．直线电流的方向竖直向上，根据安培定则知，直线电流在平面的磁场方向（从上向下看）逆时针方向，故B错误；C．根据安培定则，螺线管内部的磁场方向向右，故C错误；D．从上往下看，线框的电流方向为逆时针方向，根据安培定则知，线框内磁场的方向向上，故D正确。故选D。3.如图所示为不等量的异种点电荷电场线的分布情况，两点电荷的电荷量相差越大，电荷附近电场线的疏密差别也越大。图中的虚线是两点电荷连线的中垂线，a、b是中垂线上的两点，根据电场线分布图判断，下列说法正确的是（）A.同一电子在a、b两点所受的库仑力的大小关系为B.a、b两点电场强度方向均平行于点电荷连线向左C.a、b两点的电势相等D.正试探电荷在a点的电势能大于其在b点的电势能【答案】D【解析】【详解】A．从题图中可以看出，a点处电场线比b点处电场线密，因此a点的电场强度比b点的电场强度大，则同一电子在a、b两点所受的库仑力的大小关系为Fa>Fb，故A错误；B．在不等量异种电荷形成的电场中，a、b两点的电场强度方向均斜向左上方，与点电荷连线不平行，B错误；CD．将正试探电荷由a点沿直线移到b点过程中，电场力方向斜向左上方，电场力对试探电荷做正功，其电势能减小，则正试探电荷在a点的电势能大于其在b点的电势能，a点电势高于b点电势，C错误，D正确。故选D。4.如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带负电的尘埃（不计重力）仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量的变化，则以下说法正确的是（）A.A点电势高于B点电势B.尘埃在A点的加速度大于在B点的C.尘埃在移过程中做匀变速运动D.尘埃在迁移过程中电势能先减小后增大【答案】B【解析】【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，可知B点电势高于A点电势，故A错误；B．A点的电场线较B点密集，可知A点的场强较大，则尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度，故B正确；C．尘埃在迁移过程中受电场力不断变化，则做非匀变速运动，故C错误；D．尘埃在迁移过程中电场力先做负功，后做正功，则电势能先增大后减小，故D错误。故选B二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分，全部选对得6分，选不全得3分，有选错或不答得0分。）5.我国是最早在航海中使用指南针国家，指南针能指向南北是因为地磁场的存在。关于地球的磁场，下面说法正确的是（）A.地球上不同地点地磁场的强弱是不同的B.地球磁场的南极就在地理的南极附近C.赤道附近的地磁场方向与地面基本平行D.地球北极附近的地磁场方向近似为垂直地面向上【答案】AC【解析】【详解】A．地球是一个巨大的磁体，周围存在磁场；不同的位置的磁感应强度的大小与方向都不同，故A正确；B．地磁南北极和地理南北极不完全重合，地磁的北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近，故B错误；C．根据地球的磁场的特点可知，赤道附近的地磁场方向近似与地面平行，故C正确；D．地球的磁场分布可近似看成一个较大的条形磁铁，在地球的外部磁感线从地球的地理南极回到地理的北极，由于地磁南极在地理的北极附近，所以地球北极附近的地磁场方向近似为垂直地面向下，故D错误。故选AC。6.人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（）A.A点电势高于B点电势B.钠离子的电势能增大C.钠离子的加速度不变D.若膜电位不变，当d越大时，钠离子进入细胞内的速度越大【答案】AC【解析】【详解】A．因为钠离子带正电，其仅在电场力作用下从图中的点运动到点，说明电场力的方向沿指向，电场线由指向，所以点电势高于点电势，故A正确；B．因为电场力对钠离子做正功，所以其电势能减少，故B错误；C．因为膜内的电场可看作匀强电场，根据钠离子的加速度不变，故C正确；D．根据动能定理可知钠离子进入细胞内的速度与距离大小无关，又因为膜电位不变，则钠离子进入细胞内的速度大小不变，故D错误。故选AC。7.2021年国庆后，华为青年才俊“稚晖君”设计制造机器人缝纫葡萄的视频风靡全网，在他身上体现了新时代中国风华正茂的青少年们自信专注向上的风采。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为，额定电流为，线圈电阻为，将它接在电动势为，内阻为的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（）A.电动机消耗的电功率为 B.电源的输出功率为C.电源的效率为 D.电动机消耗的总功率为【答案】AC【解析】【详解】AD．电动机恰好能正常工作，则通过电动机的电流等于额定电流，因此电动机消耗的电功率为选项A正确，D错误；B．电动机不是纯电阻电路，则电源的输出功率为故B错误；C．电源的效率为故C正确；故选AC。8.某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E-x关系如图所示，ON=OP，OA=OB。取O点的电势为零，则（）A.A点电势低于B点电势B.从N点到O点，电势一直减小C.电子从N点移到O点和从O点移到P点的过程中，电场力做功相等D.电子从N点移到P点的过程中，电势能减小【答案】BC【解析】【详解】A．由于场强为正值则电场强度E的方向为x轴正方向，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以A点电势高于B点的电势，故A错误；B．由上知从N到O的过程中，电势一直减小，故B正确；C．由图像可知，图形的面积表示电势差，则有再根据可知，则电子从N移到O和从O移到P的过程中，电场力做功相等，故C正确；D．电子从N移到P的过程中，电场力一直做负功，电势能逐渐增大，故D错误。故选BC。第Ⅱ卷（非选择题，共60分）三、非选择题（本大题8小题，共60分）9.两个电阻与按如图所示连接，若干路电流为I=1.2A，则流过电阻的电流________A，电阻两端电压________V。【答案】①.0.4②.8【解析】【详解】[1][2]因为R1、R2并联，所以根据可得通过的电流之比由并联电路的电流特点可得I1+I2=I联立解得I1=0.4A，I2=0.8A电阻两端电压10.在垂直纸面向里的有界匀强磁场B=1.0T中，一个宽d=0.5m、高h=0.8m的单匝矩形闭合导体用轻质细线悬挂在天花板上，矩形导体的在磁场内，在磁场外，如图所示，则穿过闭合导体的磁通量Φ=______Wb；若闭合导体绕细线旋转180°，则穿过闭合导体的磁通量变化量的大小为______Wb。【答案】①.0.3②.0.6【解析】【详解】[1]穿过闭合导体的磁通量为解得[2]绕细线旋转180°后，穿过闭合导体的磁通量为穿过闭合导体的磁通量变化量的大小为11.实验小组的同学为测量某一圆柱体导体材料的电阻率，用螺旋测微器和游标卡尺测其直径和长度。图1所示的螺旋测微器的读数为___________mm；图2所示的游标卡尺的读数为___________cm。【答案】①.4.540②.1.050【解析】【详解】[1]螺旋测微器读数是固定刻度读数（0.5mm的整数倍）加可动刻度读数（0.5mm以下的小数），图中读数为[2]游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上游标尺的读数（mm的小数位），由图可读出为12.某同学在“练习使用多用电表”实验中，用多用电表测量某一电学元件的阻值。（1）在使用前发现电表指针位置如图甲所示，该同学应该调节哪个位置______（选填“S”“K”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线；（2）欧姆表欧姆调零后，用“×100”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极大，为了把电阻测得更准一些，应换用______挡（填“×10”或“×1k”），重新调零后再测量；（3）将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，则该电阻的阻值为______Ω。【答案】①.S②.×10③.160【解析】【详解】（1）[1]在使用前发现电表指针位置如图甲所示，指针已有偏转，应调节电表的机械调零钮S，使指针对准电流的“0”刻线。（2）[2]当欧姆调零后，用“×100”挡测量某个电阻的阻值，发现指针的偏角很大，说明电阻测量值太小。应选用更小的倍率即“×10”挡来测量电阻。（3）[3]电表读数如图乙所示，被测电阻阻值为16.0×10Ω=160Ω13.某实验兴趣小组要测某品牌电池的电动势和内阻，考虑到电压表和电流表的影响，设计了如图甲所示的电路，其中“S”为单刀双掷开关，为定值电阻，其阻值大小为0.5。（1）实验过程中，若某次电压表的示数如图乙所示，则该示数为______V；（2）在单刀双掷开关选择正确接法后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表U和电流表I的示数，作出U-I图像如图丙所示，则电池的电动势E=______V，电池的内阻r=______（结果均保留三位有效数字）。（3）若要同时测量该电池的电动势和内阻，则单刀双掷开关S应______（填“接1”或“接2”）测量更合适。【答案】①.2.40②.2.94③.0.969④.2【解析】【详解】（1）[1]电压表量程是3.0V，最小分度是0.1V，由图示可读出电压示数为2.40V。为了让电流由最小值开始调节，滑动变阻器的滑片开始时应滑到最左端。（2）[2]根据闭合电路欧姆定律可知由图可知，电源的电动势[3]图像的斜率的绝对值表示内电阻与定值电阻之和，故解得（3）[4]了减小实验测量误差，电流表应对电源外接，单刀双掷开关S应2。14.据报道，我国每年心源性猝死案例高达55万，而心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是20μF，充电至最大电压8kV，并可以在4ms时间内完成放电。求：（1）电容器充电至最大电压的带电量；（2）放电时的平均电流；（3）放电完成后，电容器电容多大。【答案】（1）0.16C；（2）40A；（3）20μF【解析】【详解】（1）根据电容的定义式，可得（2）电容器放电过程的平均电流强度大小为（3）电容器的电容与电容器的带电荷量无关，所以当电容器放完电后，其电容保持不变，仍然是20μF。15.用一长1m的轻质柔软绝缘细线，拴一质量为2kg、电荷量为的小球，细线的上端固定于O点，现加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与铅垂线成37°（g取，sin37°=0.6，cos37°=0.8），则：（1）小球带什么电；（2）匀强电场的场强多大；（3）平衡时细线的拉力为多大；（4）若施加外力把小球从A点移到左边B点，此时细线与铅垂线成53°，求电场力对小球做了多少功，小球的电势能改变量。【答案】（1）正电；（2）；（3）25N；（4）-21J，电势能增加了【解析】【详解】（1）小球受重力、电场力、拉力而平衡，受力情况如图所示由于小球受到的电场力方向与场强方向相同，故小球带正电。（2）根据平衡条件可得解得（3）根据平衡条件可得细线拉力为解得（4）把小球从A点水平移到B点，电场力做负功，电势能增大，电势能的改变量为由几何关系可得解得故电场力对小球做了-21J的功，电势能增加了。16.在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制带电粒子的运动。如图所示，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从靠近加速器正极板M中心处由静止释放，并从负极板N上的小孔射出；接着该粒子沿水平放置的两平行金属板P、Q间中线水平向右射入两板间，恰好从金属板Q边缘的A点飞出电场。已知加速器两极板间的电势差为，金属板P、Q的长度是板间距离的1倍，不计粒子的重力。求：（1）粒子射出极板N的速度大小。（2）金属板P、Q间的电势差U。（3）粒子到达A点时速度v的大小和方向。（4）仅改变大小，粒子从金属板P、Q间飞出电场时沿电场方向的位移是之前的二分之一，求