云南省大理白族自治州2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1大理州2023-2024学年上学期教学质量监测高二物理（全卷四个大题，共18个小题，共6页；满分100分，考试用时90分钟）注意事项：1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号等在答题卡上填写清楚，并认真核准条形码上的相关信息，在规定的位置贴好条形码。2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上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。在试题卷上作答无效。3.非选择题用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。第Ⅰ卷（选择题，共48分）一、单项选择题（本大题共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.如图所示，a、b、c为一负点电荷周围电场中一条电场线上的三个点，电场线方向如图。a、b、c三点的电场强度分别为、、，下列关系式正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】由电场线的方向可知a离负电荷最远，由点电荷场强公式，可知故C正确，ABD错误。故选C。2.如图甲所示为杭州亚运会上用电子机器狗运送铁饼的情景，用电子机器狗运送铁饼既安全又方便快捷。某次运送时机器狗（可视为质点）沿直线运动，其速度v随时间t变化的图像如图乙所示，则此次运送机器狗的位移大小为（）A.80m B.72m C.64m D.56m【答案】C【解析】图像下与坐标轴围成的面积表示位移故选C。3.关于平行板电容器的电容，下列说法正确的是（）A.电容器带电量越大，其电容越大B.两极板间的电压越大，其电容越大C.两极板间距离越大，其电容越大D.两极板正对面积越大，其电容越大【答案】D【解析】AB．电容器的电容与其带电量和两极板间的电压无关，故AB错误；CD．根据可知板间距离越大，电容越小，正对面积越大，电容越大，故C错误，故D正确。4.在如图所示的电路中，电源电动势为E，当开关S闭合后，理想电压表示数为，则外电阻R与电源内阻r的比值为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】据题意可知外电阻R两端电压为内阻上的电压可得故选B5.如图所示，矩形金属线框位于匀强磁场中，线框平面与磁感线平行，ab为其水平对称轴，cd为其竖直对称轴，下列方法能在线框中产生感应电流的是（）A.使线框向右平动 B.使线框向下平动C.使线框以ab为轴转动 D.使线框以cd为轴转动【答案】D【解析】ABC．使线框向右平动、使线框向下平动、使线框以ab为轴转动，线框中的磁通量均保持不变，均不会产生感应电流，故ABC错误；D．使线框以cd为轴转动，线框中的磁通量发生变化，会产生感应电流，故D正确。故选D。6.如图所示，一个用某合金材料制成的长方体形导体长为a、宽为b、高为c，将其左右两个对立面接入电路中（电路其余部分没有画出），测得其电阻为R，则该合金材料的电阻率为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根据电阻定律其中，解得故选C。7.如图所示，质量为M的木板静止在粗糙水平地面上，质量为m的滑块叠放在木板上，用力F将滑块从木板左端匀加速拉到右端，此过程中木板保持静止状态。若滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板与地面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则滑块在木板上向右滑动过程中，地面对木板的摩擦力大小为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】对滑块进行分析，滑块相对于木板向右运动，木板对滑块向左的滑动摩擦力大小为根据牛顿第三定律可知，滑块对木板的摩擦力大小也为，方向向右，由于木板处于静止状态，根据平衡条件可知，地面对其摩擦力大小与滑块对木板的摩擦力大小相等，即有故选A。8.如图所示，边长为L的等边三角形ABC三个顶点处分别放有电荷量为+q、-q、-q的点电荷，静电力常量为k，则三角形中心O处的电场强度大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】三个点电荷在O点产生的电场强度大小为其中可得方向分别如下图所示，据矢量合成法则可得O点的合场强大小故选B。图1二、多项选择题（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，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）9.下列各图中，已标出电流及电流磁场的方向，其中正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】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，直线电流形成的磁场方向（从上向下看）为逆时针方向，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，磁场的方向向上，故D正确。故选D。10.如图所示是电热水器工作电路简化图，S是温控开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使热水器处于保温状态；是热水器加热管电阻，R是与加热管串联的电阻。该热水器加热时功率为1100W，保温时功率为44W，不考虑、R的电阻受温度变化的影响，电源电压恒为220V。下列说法正确的是（）A.S断开时为加热状态 B.S接通时为加热状态C. D.【答案】BC【解析】AB．S接通时，热水器的功率为S断开时热水器的功率为CD．根据解得故C正确，D错误。故选BC。11.在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，开关K闭合，下列方法能使电容器带电量增大的是（）A增大电阻 B.增大电阻C.减小电阻 D.断开开关K【答案】AD【解析】A．增大电阻时，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源路端电压增大，分到的电压增大，则电容器带电量将增大，故A正确；B．增大电阻时，外电路总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，电阻中电流增大，可知电阻中电流减小，因此电阻两端电压将减小，故B错误；C．减小电阻，外电路总电阻减小，干路电流增大，路端电压减小，电阻中电流减小，通过的电流增大，两端电压增大，分到的电压将减小，则电容器带电量将减小，故C错误；D．断开开关K，等效为外电路总电阻增大，干路电流减小，电源路端电压增大，且电容器两端电压与路端电压相同，因此电容器带电量将增大，故D正确。故选AD。12.如图甲所示，质量为m、带电量为＋q的小球（可视为质点）用绝缘轻绳悬挂于O点，现在该空间加上一水平向右的匀强电场，小球从静止开始运动，从此开始的一段时间内，绳子拉力大小随绳子相对初始位置转过的角度θ变化的曲线如图乙所示。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A.匀强电场的场强大小为B.小球运动到最高点时机械能最大C.θ的最大值为D.小球运动过程中，轻绳拉力的最大值为4mg【答案】ACD【解析】A．由图乙可知，当θ＝60°时绳子拉力最大，此时小球速度最大，可知此时重力与电场力的合力应与速度垂直，而速度沿切线方向，即重力与电场力的合力方向与绳子拉力方向相反，可得如图所示的受力分析由此可得即故A正确；BC．小球运动具有对称性，可知小球运动过程中的最高点为图中位置c，可知θ的最大值为120°，运动过程中小球的电势能和机械能相互转化，当小球运动到绳子水平时其电势能最小，此位置处小球机械能最大，故B错误，C正确；D．由受力分析可知小球重力与电场力的合力大小恒为方向始终平行于ob方向，从a到b，据动能定理可得在b点可得解得故D正确。故选ACD。第Ⅱ卷（非选择题，共52分）三、填空、实验题（本大题共2小题，共14分）13.某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。（1）除了图中所示器材外，还需要的器材有________。A.刻度尺 B.秒表C.交流电源 D.直流电源（2）某次实验时得到一条纸带如图乙所示，重锤（质量为m）开始下落时打点计时器打下的点为O，中间有一段点迹不清晰，后一段较清晰，在清晰的一段上连续选出A、B、C、D四个计时点，测得它们到O点的距离分别为、、、，打点计时器打点周期为T，当地重力加速度为g，则打C点时重锤的动能为________，O到C这一段上垂锤重力势能的减少量为________。【答案】（1）AC##CA（2）【解析】（1）[1]打点计时器使用是交流电源，实验中不需要测量时间，所以不需要秒表，需要测量点迹间的距离，所以需要米尺。故选AC。（2）[2][3]打C点时重锤的速度为打C点时重锤动能为O到C这一段上垂锤重力势能的减少量为14.在测量一电源（由两节干电池串联组成）的电动势和内阻的实验中：（1）实验室提供的器材有：A.电流表（0~10mA）B.电流表（0~0.6A）C.电压表（0~3V）D.电压表（0~6V）E.滑动变阻器（0~1000Ω）F.滑动变阻器（0~20Ω）该同学用如图甲所示的电路进行实验，若电源的内阻约为几欧，上述器材中，电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________。（填器材前面的字母）（2）请在乙图中用笔画线代替导线完成实物连线。_______（3）实验中改变滑动变阻器阻值，得到多组电压表的示数U及对应的电流表示数I，作出U-I图像如图丙所示，则可得电源的电动势为E＝________V，内阻r＝________Ω。（4）考虑电表内阻的影响，该实验测得的电源电动势与真实值比较将________（填“偏大”“偏小”或“相等”），测得的电源内阻与真实值比较将________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。【答案】（1）BCF（2）（3）2.92.0（4）偏小偏小【解析】（1）[1][2][3]干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1Ω，则电流最大值不超过0.6A，电流表选0.6A量程的，即B；而滑动变阻器R2（0-1000Ω）的阻值偏大，因此滑动变阻器应选F（0-20Ω）；电压表选3V量程，即C。（2）[4]根据电路图连接实物图如图（3）[5]由闭合电路欧姆定律有得U-I图像中，图像与纵坐标的交点为电源的电动势，如图所示，故电源的电动势为2.9V；[6]图像的斜率表示电源的内阻，则有（4）[7][8]本实验中由于电压表的分流，使电流测量值小于真实值，而电压表示数是准确的，当电路短路时，电压表的分流可以忽略不计，故短路电流为准确的，则U-I图像应以向左下移动，故图像与纵坐标的交点减小，图像的斜率减小，故电动势与真实值比较偏小，内阻与真实值比较偏小。四、计算题（本大题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15.如图所示，位于竖直面内的轨道ABCD的BC段水平，AB段和CD段与BC段平滑连接，CD段是半径为R的半圆轨道，BC长度为2R，除BC段外，轨道其余部分均光滑。将质量为m、可视为质点的小滑块从AB段距离BC平面高度差为h处由静止释放，若h＝R，滑块滑到C点时速度恰好为零未能进入CD段，重力加速度为g。求：（1）滑块与BC段之间的动摩擦因数；（2）h为多高时滑块恰好能通过半圆轨道的最高点D？【答案】（1）0.5；（2）3.5R【解析】（1）h＝R时，据动能定理可得解得μ＝0.5（2）刚好过D点，有据动能定理可得解得h＝3.5R16.如图所示，位于竖直平面内的正方形电场区域abcd的ab边沿竖直方向，边长为L，该区域以竖直对称轴为界分为左右两半，左边有竖直向上的匀强电场，右边有竖直向下的匀强电场，两区域电场强度大小相等。质量为m、带电量为＋q的带电小球（可视为质点）以某一初速度从ab边中点水平向右射入电场，小球在左边电场中做匀速直线运动，进入右侧电场偏转后恰好从c点射出电场，重力加速度为g。求：（1）电场强度的大小；（2）小球进入电场时速度大小。【答案】（1）；（2）【解析】（1）小球在左侧区域做匀速直线运动，由受力分析可得小球所受电场力与重力等大反向解得（2）粒子进入右侧电场中后,做类平抛运动，水平方向匀速直线竖直方向做匀变速直线运动且竖直方向上，结合牛顿第二定律可得解得17.一跳伞运动员进行跳伞训练，运动员及其装备总质量为m，t＝0时刻从悬停在水平地面上方的直升机上跳下，由静止开始竖直下落，t＝4s时刻开启降落伞，开启降落伞前后阻力f的大小随时间t变化的图像如图所示，运动员速度减为零时恰好到达地面。取，运动员及其装备可视为质点。求：（1）运动员从飞机上跳下到落地的总时间；（2）直升机距离地面的高度。【答案】（1）20s；（2）320m【解析】（1）开启降落伞前，根据牛顿第二定律有解得4s末的速度解得开启降落伞后，根据牛顿第二定律有根据动力学公式总时间解得（2）0~4s内的位移降落伞打开以后总位移解得18.如图所示，xOy为竖直平面内的直角坐标系，该空间存在平行xOy平面但方向未知的匀强电场，将一质量为m、带电量为＋q的小球从O点抛出，抛出的初速度大小均为，抛出的方向可沿xOy平面内的任意方向。将小球沿某一方向抛出后，一段时间后小球通过点时速度大小为；若将小球向另一方向抛出，一段时间后小球通过点时速度大小为。求：（1）O、A两点间的电势差及O、B两点间的电势差；（2）