四川省宜宾市第四中学2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理 Word版含解析.docx

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宜宾四中高2022级高二上学期期末考试物理试题第一部分选择题（共48分）一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）1.下列说法正确的是（　　）A.带电小球都能看成点电荷B.元电荷的电量就是1CC.电磁波可以传递信息D.能量是守恒的，所以我们无需节能【答案】C【解析】【详解】A．只有当带电小球之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电小球的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电小球才能看成点电荷，故A错误；B．元电荷的电量是1.60×10-19C，故B错误；C．电磁波可以传递信息，故C正确；D．能量守恒的，但能源不是守恒的，我们应当节约能源，而不是节约能量，故D错误。故选C。2.如图所示，矩形线框平面与匀强磁场方向垂直，此时线框的磁通量为Φ；若磁场方向改为与线框平面平行。则线框的磁通量（　　）A.仍为ΦB.变为0C.变为原来的2倍D.变为原来的一半【答案】B【解析】【详解】当磁场方向平行于线框平面时，线框的磁通量为0。 故选B。3.一款儿童电动汽车的部分参数如图所示，则下列说法正确的是（　　）适用年龄　6个月～3岁家长遥控　3～4岁可自驾核定载重　25kg电源规格　12V　4.5Ah充电器　12V　1000mA电　　机　RS390－12V　2AA.电源规格中的4.5Ah，Ah是能量的单位B.电机的输出功率小于24WC.电机线圈的电阻为6ΩD.行驶过程中电机突发故障，被卡住无法转动，此时通过电机电流为2A【答案】B【解析】【详解】A．A·h是电流与时间的乘积的单位，是电荷量的单位，故A错误；B．电机的输入功率P＝UI＝12×2W＝24W可知电机的输出功率一定小于24W，故B正确；C．电机是非纯电阻，只知道电机的额定电压与额定电流，不能由欧姆定律求出电机线圈的电阻，故C错误；D．知道电机的额定电压，不知道电机线圈的电阻，所以若电机突发故障，被卡住无法转动，不能求出通过电机的电流，故D错误。故选B。4.已知一只表头的量程为0~100mA，内阻Rg=100Ω。现将表头改装成电流、电压两用的电表，如图所示，已知R1=200Ω，R2=1kΩ，则下列说法正确的是（　　）A.用oa两端时是电压表，最大测量值为110V B.用ob两端时是电压表，最大测量值为160VC.用oa两端时是电流表，最大测量值为200mAD.用ob两端时是电流表，最大测量值为200mA【答案】B【解析】【详解】AC．由电路图可知，用oa两端时是电流表，有故AC错误；BD．由电路图可知，用ob两端时是电压表，有故B正确；D错误。故选B。5.某种除颤器的简化电路，由低压直流电源经过电压变换器变成高压电，然后整流成几千伏的直流高压电，对电容器充电，如图甲所示。除颤时，经过电感等元件将脉冲电流（如图乙所示）作用于心脏，实施电击治疗，使心脏恢复窦性心律。某次除颤过程中将电容为的电容器充电至，电容器在时间内放电至两极板间的电压为0。其他条件不变时，下列说法正确的是（　　）A.线圈的自感系数L越大，放电脉冲电流的峰值越小B.线圈的自感系数L越小，放电脉冲电流的放电时间越长C.电容器的电容C越小，电容器的放电时间越长D.在该次除颤过程中，流经人体的电荷量约为【答案】A 【解析】【详解】A．线圈的自感系数L越大，阻碍电流的感抗越大，则放电电流越小，放电脉冲电流的峰值也越小，故A正确；BC．振荡电路的振荡的振荡周期为电容器在时间内放电至两极板间的电压为0，即则线圈的自感系数L越大，放电脉冲电流的放电时间越长；电容器的电容C越大，放电脉冲电流的放电时间越长，故BC错误；D．电容为的电容器充电至，则电容器储存的电量为故在该次除颤过程中，流经人体的电荷量约为，故D错误；故选A。6.图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（　　）A.两线圈产生的电动势的有效值相等B.两线圈产生的交变电流频率相等C.两线圈产生的电动势同时达到最大值D.两电阻消耗的电功率相等【答案】B【解析】【详解】AD．根据 可得两线圈中磁通量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等；根据可知，两电阻的电功率也不相等，选项AD错误；B．因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，选项B正确；C．当磁铁的磁极到达一线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量最小，感应电动势最大，可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，选项C错误。故选B。7.竖直平面内有轻绳1、2、3连接如图所示。绳1水平，绳2与水平方向成角，绳3的下端连接一质量为m的导体棒1，在结点O正下方距离处固定一导体棒2，两导体棒均垂直于纸面放置。现将导体棒1中通入向里的电流I0，导体棒2中通入向外且缓慢增大的电流I。当增大到某个值时，给导体棒1以向右的轻微扰动，可观察到它缓慢上升到绳1所处的水平线上。绳3的长度为d，两导体棒长度均为l，重力加速度为g。导体棒2以外距离为x处的磁感应强度大小为，下列说法正确的是（　　）A.应在时给导体棒1以轻微的扰动B.绳1中拉力的最大值为C.绳2中拉力的最小值为D.导体棒2中电流的最大值为【答案】B【解析】【详解】A．对导体棒1进行受力分析如图，此三个力组成的封闭三角形与相似，所以 所以，恒有初始时，应有联立解得所以应在时给导体棒1微小扰动，A错误；B．对结点进行分析，绳1和绳2中拉力和的合力大小恒为，导体棒运动过程中和的合力将从竖直方向逆时针转到水平方向，由图示可知先增大后减小，当与绳2垂直时最大，最大值为B正确；C．一直减小，直至导体棒1运动至绳1所在的水平线上时最小最小值为零，C错误；D．由上述分析可知由几何关系可知，导体棒1运动至绳1所在的水平线上时有最大值为，所以且此时 所以电流最大值D错误。故选B。8.下列关于传感器说法中正确的是（　　）A.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B.电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号C.电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断D.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量【答案】BCD【解析】【详解】A．话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，故A错误；B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应力片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，故B正确；C．电熨斗是利用双金属片温度传感器，控制电路的通断，故C正确；D．光敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻随光照强度的增大而减小，故它能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，选项D正确。故选BCD。9.如图所示电路，是定值电阻，是滑动变阻器，L是小灯泡，C是电容器，电源内阻为。开关S 闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中（　　）A.小灯泡变亮B.电压表示数变小C.电容器所带电荷量增大D.电源的输出功率一定先变大后变小【答案】AB【解析】【详解】在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小A．根据“串反并同”规律，由电路关系可知，小灯泡消耗电功率增加，小灯泡变亮，A正确；B．根据“串反并同”规律，由电路关系可知，电压表示数变小，B正确；C．根据“串反并同”规律，由电路关系可知，电容器两端的电压减小，电容器的电容在该过程中保持不变，根据公式可知，电容器所带电荷量减小，C错误；D．设外电路的总电阻为，则有电源的输出功率为可知，当时电源的输出功率最大，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，即外电路的总电阻减小，因此电源的输出功率有可能先变大后变小，也有可能一直减小，D错误。故选AB。10.如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，电路中，，滑动变阻器的最大阻值为，图中电表均为理想交流电表，a，b间的电压如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A.该交流电的频率为B.滑动变阻器滑片向下滑动时，电压表的示数变大C.滑动变阻器滑片向下滑动时，电流表的示数变大D.滑动变阻器接入电阻最大时，电流表的示数为【答案】ABD【解析】【详解】A．由图乙可知该交流电的周期为频率为A正确；BC．滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电阻变大，滑动变阻器两端电压升高，电压表示数增大，用电电流减小原线圈所在电路电流也减小，电流表示数减小，B正确，C错误；D．由图乙可知a，b间的电压有效值为滑动变阻器接入电阻最大时，电流表的示数为I，由理想变压器电流电压关系可知解得D正确；故选ABD。11.如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平金属导轨M、N的间距L=0.2m，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1×102T。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N 上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒ab(含弹体)的质量m=0.2kg，在导轨M、N间部分的电阻R=0.8Ω，可控电源的内阻r=0.2Ω。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒ab提供的电流恒为I=4×103A，不计空气阻力，导体棒ab由静止加速到4km/s后发射弹体，则（　　）A.导体棒ab所受安培力大小为1.6×105NB.光滑水平导轨长度至少为20mC.该过程系统产生的焦耳热为3.2×106JD.该过程系统消耗总能量为1.76×106J【答案】BD【解析】【详解】A．由安培力公式有F=BIL=8×104N故A错误；B．弹体由静止加速到4km/s，由动能定理知Fx=mv2则轨道长度至少为x==20m故B正确；CD．导体棒ab做匀加速运动，由F=ma，v=at，解得该过程需要时间t=1×10－2s该过程中产生焦耳热Q=I2(R＋r)t=1.6×105J弹体和导体棒ab增加的总动能Ek=mv2=1.6×106J系统消耗总能量E=Ek＋Q=1.76×106J故C错误，D正确。 故选BD。第二部分非选择题（共52分）注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。二、实验题（共14分）12.利用图甲所示电路，测量多用电表内电源的电动势E和电阻“×10”挡内部电路的总电阻R内。使用的器材有：多用电表，毫安表（量程10mA，内阻为45Ω），电阻箱，导线若干。（1）将多用电表挡位调到电阻“×10”挡，红表笔和黑表笔短接，调零；（2）将电阻箱阻值调到最大，再将图甲中多用电表的红表笔和_______（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端；（3）调节电阻箱，记下多组毫安表的示数I和电阻箱相应的阻值R；某次测量时电阻箱的读数如图乙所示，则该读数为_______Ω；（4）某同学将测量的数据记录在如下表格中，请根据实验数据，回答以下问题：1234567R(Ω)10152330374550I(mA)6.816.546.416.216.025.925.71(A-1)147153156161166169175①答题卡的坐标纸上已标出5组数据对应的坐标点，请在答题卡的坐标纸上标出第3、5两组数据对应的坐标点并画出图像；______②根据实验数据可知，多用表内电源的电动势E＝______V，电阻“×10”挡内部电路的总电阻_______Ω。（结果均保留三位有效数字） 【答案】①.2②.32.2③.④.1.43（1.40~1.46）⑤.155（150~160）【解析】【详解】（2）[1]在欧姆表内部，黑表笔接电源的正极，红表笔接内部电源的负极，所以将电阻箱阻值调到最大，再将图a中多用电表的红表笔和2端相连，黑表笔连接1，使得电流从电流表的“+”接线柱流入；（3）[2]根据电阻箱的读数方法可知，则该读数为3×10Ω+2×1Ω+2×0.1Ω=32.2Ω（4）①[3]描点作图如下②[4][5]根据可得图象的斜率为 解得E=1.43V图象与纵坐标的截距为解得R内=155Ω13.宋同学正在实验室测量一根弹性导电绳的电阻率。如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入图乙所示的电路中。（1）实验中需要用螺旋测微器测量导电绳的直径，某次测量到的示数如图丙所示，则该次测量时导电绳的直径______cm。（2）实验中先闭合开关、，调节滑动变阻器R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数和。然后断开开关，电流表的示数将______（填“变大”、“变小”或“不变”），电压表的示数______（填“变大”、“变小”或“不变”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表的示数为，记下此时电压表的示数U，则此时导电绳的电阻______（用U、和表示）。并记录此时金属夹A、B间的距离L和导电绳的横截面积S。（3）多次拉伸导电绳，重复上面的实验，利用获得的多组数据绘制的 图像如图丁所示，则弹性导电绳的电阻率______（用a、b和c表示）。【答案】①.0.5313②.变小③.变大④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]导电绳的直径5mm+31.30.01mm=5.313mm=0.5313cm。（2）[2][3]然后断开开关S2，电路中总电阻增大，总电流减小，电流表的示数变小；内电压变小，所以外电压变大，即电压表读数变大。[4]根据电路欧姆定律，先闭合开关S1、S2时然后断开开关S2联立解得此时导电绳的电阻（3）[5]根据题意分析则图线的斜率为三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分）14.有一个直流电动机，在它两端施加电压时，电动机不转，测得流过电动机的电流是；若在电动机两端加上的电压，电动机正常工作，工作电流是。求该电动机在内：（1）电源输入给电动机的功率为多少？（2）电动机消耗的电能为多少？（3）电动机线圈产生的热量为多少？（4）电动机有多少电能转化为机械能？【答案】（1）2W；（2）120J；（3）30J；（4）90J【解析】 【详解】（1）电源输入给电动机的功率为（2）电动机消耗的电能为（3）电动机线圈电阻产生的热量为（4）电动机电能转化为机械能为15.电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器，如图甲为电磁炮工作原理示意图，可简化为图乙模型。某电磁炮导轨长10m，两导轨之间的距离为0.5m。导轨间磁场可认为是方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为1.5T，电流方向如图所示。质量为10kg的炮弹受安培力作用从导轨最右端静止开始做匀加速直线运动，到达最左端离开导轨时的速度大小为2.4×103m/s。整个电磁炮固定在水平面上，忽略炮弹与导轨间的摩擦力。求：（1）炮弹在导轨中加速时的加速度大小；（2）导轨中的电流大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设加速度为a得 （2）根据牛顿第二定律得得16.一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为l，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l´，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条状区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行，一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出，不计重力。（1）定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；（2）求该粒子从M点入射时速度的大小；（3）若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。【答案】（1）轨迹如图所示：（2）（3）； 【解析】【详解】（1）粒子运动的轨迹如图所示。（粒子在电场中的轨迹为抛物线，在磁场中为圆弧，上下对称）（2）粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动。设粒子从M点射入时速度的大小为v0，在下侧电场中运动的时间为t，加速度的大小为a；粒子进入磁场的速度大小为v，方向与电场方向的夹角为如图所示，速度沿电场方向的分量为v1，根据牛顿第二定律有式中q和m分别为粒子的电荷量和质量，由运动学公式有粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其运动轨道半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得由几何关系得联立以上公式可得 （3）由运动学公式和题给数据得联立得设粒子由M点运动到N点所用的时间为，则式中T是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期则从M点运动到N点的时间