云南省昆明市西山区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PAGEPAGE12023~2024学年高二年级上学期期末考试物理试题卷一、单项选择题（本题共8小题，每题3分，共24分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）1.某同学探究“感应电流产生的条件”的实验装置如图所示，下列说法正确的是（）A.条形磁体静止在线圈中，电流计的指针会偏转B.条形磁体S极迅速插入线圈，电流计的指针不会偏转C.条形磁体N极迅速抽出线圈，电流计的指针不会偏转D.条形磁体的N极或S极迅速插入或抽出线圈，电流计的指针都会偏转【答案】D【解析】A．条形磁体静止在线圈中，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，指针不会偏转，故A错误；BC．无论磁体迅速插入线圈还是迅速抽出线圈，穿过线圈的磁通量都是会发生改变，会产生感应电流，所以灵敏电流计指针都会偏转，故BC错误；D．条形磁体的N极或S极迅速插入或抽出线圈，穿过线圈的磁通量都是会发生改变，会产生感应电流，所以灵敏电流计指针都会偏转，故D正确。故选D。2.真空中两个相同的金属小球A、B所带电荷量为+3q、+q（q>0），分别放置在两处时，两球之间的静电力为F。现将两球接触后再放回原处，小球均可看作点电荷，则A、B之间的静电力变为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】两球之间的静电力将两球接触后，分别带再放回原处，则A、B之间的静电力变为故选A。3.如图所示，正点电荷Q位于x轴坐标原点O处，下列说法正确的是（）A.处的电势小于处的电势B.与处的电场强度方向相反C.处的电场强度小于处的电场强度D.正点电荷q在处的电势能小于在处的电势能【答案】B【解析】A．由于点电荷带正电，可知离点电荷越近，电势越高，则处电势大于处的电势，故A错误；B．正点电荷Q产生的电场方向由正点电荷出发指向无穷远，与处的电场强度方向相反，故B正确；C．根据点电荷场强公式可知离点电荷越近，场强越大，则处的电场强度大于处的电场强度，故C错误；D．由于点电荷带正电，可知离点电荷越近，电势越高，则处的电势大于处的电势，根据由于带正电，则正点电荷在处的电势能大于在处的电势能，故D错误。故选B。4.如图所示，一对等量同种正点电荷固定于正方形ABCD的两个顶点A、B上。M、N分别是AC、CD的中点，下列说法正确的是（）A.N点的电场强度方向平行于ABB.C、D两点电场强度的大小不同C.同一点电荷在M、N两点的电势能相同D.将一带正电的点电荷从M点移到C点，静电力做正功【答案】D【解析】A．根据场强的叠加法则可知，N点的电场强度方向垂直于AB，故A错误；B．根据场强的叠加法则可知，C、D两点电场强度的大小相同，故B错误；C．M、N两点距B点距离相同，M点离A点近，N点离A点远，M、N两点电势不同，同一点电荷在M、N两点的电势能不相同，故C错误；D．AB两点为正电荷，将一带正电的点电荷从M点移到C点，静电力做正功，故D正确。故选D。5.如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个质量为m、电荷量为q的小球。现加一匀强电场，小球平衡时绝缘细线与竖直方向的夹角为。若电场的方向与细线垂直，则电场强度的大小为（  ）A. B.C. D.【答案】B【解析】小球保持静止时受到重力、电场力和细线的拉力，若电场的方向与细线垂直，根据平衡条件电场力方向必然垂直细绳向上，有解得故选B。6.电动自行车是人们生活中重要的交通工具，下表是某品牌电动自行车上的铭牌参数，若不计电动自行车自身机械损耗，则（）自重40kg额定电压48V载重75kg额定电流12A最大行驶速度20km/h额定输出功率350WA.电动机的内电阻为4ΩB.电动机工作时只将电能转化为机械能C.电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率为350WD.电动机在额定电压下正常工作时因发热消耗的电功率为226W【答案】D【解析】C．电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率即输入功率P入

=

UI

=

48×12W

=

576W故C错误；D．由于解得因发热消耗的电功率为故D正确；A．根据解得r

=

1.6Ω故A错误；B．该电动机正常工作时，一部分电能转化为焦耳热而消耗掉，故B错误。故选D。7.1820年，物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两通电直导线相互绝缘且垂直放置，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根长直导线中通有电流I，在距离导线d处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，则图中与两导线距离均为2d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（）A.2B、0 B.0、2BC.0、B D.B、0【答案】C【解析】由安培定则可知，通电导线在M点处产生的磁感应强度为零，在N点处产生的磁感应强度为B′如图根据矢量叠加可得故选C。8.科普节活动中，某兴趣小组利用饮料瓶制作的“水火箭”如图所示，瓶中装有一定量的水，其发射原理是通过打气使瓶内空气压强增大，当橡皮塞与瓶口脱离时，瓶内水向后喷出。静置于地面上的质量为M（含水）的“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为m的水以相对地面为v0的速度竖直向下喷出。重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（）A.水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒B.火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力C.发射后，火箭在空中飞行的时间为D.火箭上升的最大高度为【答案】CD【解析】A．水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，故A错误；B．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，故B错误；C．由题意可得，由动量守恒定理可得解得火箭获得的速度为火箭在空中飞行时间为故C正确；D．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，由题意有解得火箭上升的最大高度为故D正确。故选CD。二、多项选择题（本题共4小题，每题4分，共16分。在每题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对得4分，选不全得2分，有错选得0分）9.在如图所示的电路中，定值电阻分别为R1=4Ω、R2=6Ω、R3=3Ω、R4=6Ω，现在M、N两点间加上稳恒电压，下列说法正确的是（）A.M、N间的总电阻为B.R1和R4两端的电压比为2:3C.流过R2和R3的电流比为1:2D.R2和R3并联部分的电阻大于R3【答案】BC【解析】AD．和并联的电阻值为则M、N间的总电阻为故AD错误；B．和串联，流过两电阻的电流相等，则电压与电阻值成正比，即和两端的电压之比为故B正确；C．和并联，两端的电压相等，流过两电阻的电流与电阻成反比，即流过和的电流之比为故C正确。故选BC。10.如图所示，匀强电场中有三点A、B、C，其电势分别为2V、2V、6V，A、C间的距离为2cm，∠BAC=30°，下列说法正确的是（）A.电场的方向垂直于AB B.电场的方向垂直于BCC.电场强度的大小为400V/m D.电场强度的大小为200V/m【答案】AC【解析】AB．匀强电场中A、B两点电势相等，则为AB为匀强电场中的等势线，电场线与等势线垂直，电场的方向垂直于AB。故A正确，B错误；CD．C、B两点间的电势差电场的方向垂直于AB，且电场线从电势高的点指向电势低的点，即电场方向沿CB方向，故电场强度大小故C正确，D错误。故选AC。11.如图所示，水平放置的平行板电容器充电后保持与电源连接，上极板带正电，下极板接地，一带电油滴静止于板间P点。现将电容器的下极板向下移动一小段距离，下列说法正确的是（）A.板间电场强度减小 B.电容器的电容减小C.油滴将向上运动 D.P点的电势减小【答案】AB【解析】A．水平放置的平行板电容器充电后保持与电源连接，则电压不变，将电容器的下极板向下移动一小段距离，板间间距增大，根据可知，板间电场强度减小，故A正确；B．根据电容的决定式，将电容器的下极板向下移动一小段距离，板间间距增大，则电容器的电容减小，故B正确；C．下极板向下移动之前，竖直向下的重力与竖直向上的电场力平衡，将电容器的下极板向下移动一小段距离，板间电场强度减小，则向上的电场力减小，则油滴将向下运动，故C错误；D．下极板向下移动后，P点与上极板间距不变，而电场强度减小，则P点与上极板间的电势差减小，而上极板电势不变，则P点的电势增大，故D错误。故选AB。12.某物理课上老师做的一个趣味实验如图所示，将一质量为m1的排球A和一质量为m2的篮球B竖直重叠放置，两球球心在同一竖直线上。现让它们在距水平地面高h处由静止释放，落地后篮球瞬间静止于水平面，而排球被高高弹起，设排球碰后能上升的最大高度为H。所有的碰撞都是弹性正碰，碰撞时间极短均为，且碰撞前后两球都在竖直方向运动，不计空气阻力，两球均可视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.排球与篮球的质量关系为B.排球碰后能上升的最大高度为C.水平地面对篮球平均作用力的冲量大小为D.篮球对排球平均作用力的冲量大小约为【答案】AC【解析】AB．两球在水平地面高h处由静止释放，落地前瞬间的速度大小均为篮球与地面发生碰后的速度大小仍为，方向向上；根据题意可知，篮球与排球碰撞后，篮球的速度为0；篮球与排球碰撞过程，根据动量守恒和机械能守恒可得联立可得，则排球碰后能上升的最大高度为故A正确，B错误；C．篮球与地面发生碰撞过程，对篮球根据动量定理可得可得水平地面对篮球平均作用力的冲量大小为故C正确；D．篮球与排球碰撞过程，对排球根据动量定理可得可得篮球对排球平均作用力的冲量大小为故D错误。故选AC。三、实验题（本题共3小题。第13题6分，第14题8分，第15题10分，共24分）13.某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。（1）实验前需要调节气垫导轨水平：取走滑块B，将滑块A置于光电门1的左侧，向右轻推一下滑块A，其通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，则应将气垫导轨____________（选填“左”或“右”）端适当垫高，直至滑块A通过两光电门的时间相等。（2）测得挡光片的宽度d，滑块A的总质量m1，滑块B的总质量m2，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为，则滑块A通过光电门1的速度大小为__________，A与B碰撞后A再次通过光电门1的时间为，滑块B通过光电门2的时间为。（3）若滑块A和B组成的系统在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为____________________（用测量量表示）。【答案】（1）左（2）（3）【解析】（1）[1]滑块A通过光电门2的时间变长，说明速度减小，右端过高，因此应将左端适当垫高，故填左；（2）[2]滑块A通过光电门1的速度等于挡光片的宽度d通过光电门1的平均速度，得故填；（3）[3]取向右方向为正，根据动量守恒定律整理得故填。14.一简单欧姆表的原理如图（1）所示。（1）图中与接线柱A相连的表笔颜色是_____________（选填“红”或“黑”）表笔。（2）使用该欧姆表测量定值电阻R1的阻值时，选择开关旋转到“×10”档位，测量时指针的位置如图（2）所示，则定值电阻R1的阻值为__________Ω。（3）测量完R1后，需要继续测量一个阻值大约是2kΩ的电阻R2，在用红黑表笔接触R2前，下列操作步骤正确且合理的顺序为_______________。A.用螺丝刀调节表盘下中间部位指针定位螺丝，使表针指向“0”；B.将红表笔和黑表笔接触；C.把选择开关旋转到“×1”位置；D.把选择开关旋转到“×100”位置；E.调节欧姆表调零旋钮使表针指向欧姆零点。（4）在图（1）中，若，测量定值电阻R3的阻值时，指针位于表盘的正中央，则定值电阻R3的阻值为___________Ω。【答案】（1）黑（2）110（3）DBE（4）150【解析】（1）[1]无论用多用电表进行何种操作测量，电流都应该是从黑表笔流出由红表笔流入多用电表，即“红进黑出”，由于A与内置电源正极相连，因此与接线柱A相连的表笔颜色是黑色；（2）[2]根据指针示数可知，读数为（3）[3]测量大电阻时，应先把选择开关旋转到“×100”位置（较大档位），再将红表笔和黑表笔接触，最后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，由于前面已经测量完R1，此时不再需要进行机械调零，正确顺序应为DBE；（4）[4]测量定值电阻R3的阻值时，指针位于表盘的正中央，说明表头半偏，说明电流是直接将AB短接的一半，因此内电阻等于外电阻，即定值电阻R3的阻值为150Ω。15.在“导体电阻率的测量”实验中，某实验小组利用如图（1）所示的电路测量电阻丝Rx（阻值约为10Ω）的电阻，可供选择的器材有：电池组E（电动势约为3V，内阻约为1Ω）电流表A1（量程0~3A，内阻约为0.5Ω）电流表A2（量程0~0.3A，内阻约为1Ω）电压表V1（量程0~20V，内阻约为60kΩ）电压表V2（量程0~1V，内阻为3kΩ）定值电阻R1=6kΩ定值电阻R2=30kΩ滑动变阻器R（0~20Ω）开关一个，导线若干（1）实验中电流表应选____________，电压表应选____________，定值电阻应选____________；（2）按照图（1）所示实验的原理图，完成图（2）中的实物连线；（）（3）使用螺旋测微器测量金属丝的直径如图（3）所示，则直径为____________mm；（4）实验小组测得金属丝电阻为9Ω，长度为30.01cm，利用所测数据可求得金属丝电阻率为____________（保留两位有效数字）。【答案】（1）A2V2R1（2）（3）1.213##1.214##1.215（4）【解析】（1）[1]电路最大电流约为应选电流表A2。[2]电压表V1的量程太大；电压表V2的量程太小，但可以进行改装，故电压表应选V2。[3]定值电阻应选，改装后的电压表的量程为（2）[4]实物连线，如图（3）[5]金属丝的直径为（4）[6]由，解得金属丝电阻率为四、计算题（本题共4小题。第16题6分，第17题8分，第18题10分，第19题12分，共36分）16.如图所示，质量m=0.5kg的小球在光滑的水平地面上以v1=1m/s的速度运动，某时刻用锤子沿小球运动的方向击打小球，击打时的平均作用力F=5N，击打后小球的速度v2=2m/s，求（1）击打前后小球动量变化量的大小；（2）锤子击打小球所用的时间t。【答案】（1）0.5kg·m/s；（2）0.1s【解析】（1）取小球运动方向为正，小球动量变化量大小（2）根据动量定理锤子击打小球所用的时间17.如图所示，电源的电动势E为3V，内阻r为1Ω，定值电阻R1为1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为4Ω，求：（1）滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时，R1两端的电压；（2）滑动变阻器R2接入电路的电阻为1Ω时，通电1min电阻R1上产生的热量。【答案】（1）1.5V；（2）60J【解析】（1）滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时，根据闭合电路欧姆定律有此时R1两端的电压解得（2）滑动变阻器R2接入电路的电阻为1Ω时根据闭合电路欧姆定律有解得根据焦耳定律有解得18.如图所示，在平面直角坐标系xOy第一象限和第二象限-d<x<0区域内有电场强度均为E、方向分别沿x负方向和y负方向的匀强电场，将一电荷量为q（q>0）、质量为m的粒子由第一象限的S（d，d）点静止释放，不计粒