四川省叙永第一中学校2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题 Word版含解析.docx

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叙永一中高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.下列说法正确的是（）A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向C.正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大D.升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率【答案】B【解析】【详解】A．恒定磁场对速度不平行于磁感线的运动电荷才有力的作用，A错误；B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向，B正确；C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流为0，C错误；D．根据变压器的原理可知，副线圈中磁通量的变化率小于或等于原线圈中磁通量的变化率，D错误。故选B。3.图示电路中有a、b、c三根电阻丝，关于三根电阻丝的电阻值，有（　　） A.长度最大的电阻丝b的阻值最大B.横截面积最大的电阻丝c的阻值最大C.若三根电阻丝的材料相同，则它们的阻值也相同D.若三根电阻丝的材料相同，则长度最大、横截面积最小的电阻丝b的阻值最大【答案】D【解析】【详解】由电阻定律可知，在外界环境因素相同的条件下，导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关，且电阻与导体长度成正比，与横截面积成反比，即若三根电阻丝的材料相同，则长度最大、横截面积最小的电阻丝b的阻值最大。故选D。4.如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　）A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同【答案】C【解析】【详解】A．由安培定则和磁场叠加原理可判断出O点处的磁感应强度方向向下，一定不为零，A错误；B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，B错误；C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，C正确；D．a、c两点处磁感应强度的方向相同，D错误。故选C。 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.如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10A；电动机启动时电流表的示数为58A。已知电源的电动势为12.5V，内阻为，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。则（　　）A.车灯的电阻为B.电动机的内阻为C.打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为480WD.打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为60%【答案】C【解析】【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，车灯的电阻为A错误；B．电动机启动时，电路外电压为流过车灯电流为流过电动机电流为由于电动机启动时会产生反向电动势，可知电动机的内阻应满足B错误；C．打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为 C正确；D．打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为D错误；故选C。7.空间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面，线段是屏与纸面的交线，长度为，其左侧有一粒子源S，可沿纸面内各个方向不断发射质量为m、电荷量为q、速率相同的粒子；，P为垂足，如图所示，已知，若上所有的点都能被粒子从其右侧直接打中，则粒子的速率至少为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】粒子要打中的右侧所有位置，最容易的方式为粒子从飞出，绕过距离最近的点，从右侧打中最下端的点，粒子运动的轨迹如图所示为轨迹圆的弦长，为中点，，；粒子运动的半径为，根据几何关系可知四边形为平行四边形，则 解得粒子在匀强磁场中匀速圆周运动，洛伦兹力完全提供向心力，根据牛顿第二定律可知解得粒子的最小速率为故选C。8.如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是（　　）A.线圈通过磁场区域的过程中，线圈中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向B.线圈通过磁场区域的过程中，线圈中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向C.该拉力的方向与线圈运动速度的方向相同D.该拉力的方向水平向右【答案】BD【解析】【详解】AB．线圈进入磁场过程中，垂直于纸面向里的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中电流为逆时针方向；线圈离开磁场的过程中垂直于纸面向里的磁通量变小，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向里，根据安培定则可知线圈中的电流为顺时针方向，综上所述，线圈通过磁场区域的过程中，线圈中的感应电流先逆时针，后顺时针，故A错误；B正确；CD．线圈切割磁感线的有效长度示意图如图 结合楞次定律阻碍相对运动的推论，根据左手定则可知安培力始终水平向左，则该拉力的方向水平向右，故C错误，D正确。故选BD。9.如图甲所示，电源电动势为E＝5V、内阻为r＝20Ω，A、B是两个完全相同的小灯泡，小灯泡A的伏安特性曲线如图乙所示，则下列说法正确的是（）A.小灯泡的电阻随着电压的增大而减小B.电键S闭合后，灯泡A的电阻会减小C.电键S闭合后，灯泡A消耗的功率会增加D.电键S闭合后，电源的效率会减小【答案】BD【解析】【详解】A．图乙是小灯泡的伏安特性曲线，各点与O点的连线代表的是，随着所加电压的增加，R越来越大，选项A错误；BC．电键断开时，设通过灯泡A的电流和灯泡两端的电压为、U，则解得在图乙中画出电源的路端电压随电流变化的图线1，交点坐标（180mA，1.3V），此时灯泡的电阻和功率为 同理电键闭合后，设通过一个灯泡的电流和灯泡两端的电压为、U，由解得在图乙中画出电源的路端电压随电流变化的图线2，交点坐标（110mA，0.5V），此时灯泡的电阻和功率为故电键S闭合后，灯泡A的电阻减小，消耗的功率减小，B正确,C错误；D．电源的效率U减小，E不变，效率也减小，D正确；故选BD。10.为了保证乘客的安全，通常情况下在进入火车站前应对旅客携带的物品安检，安检时将物品无初速度地放到沿水平方向向右传送的运输带一端，已知运输带以恒定的速度匀速传动，如图甲所示，整个过程中物品的速度随时间的变化规律如图乙所示。物品可视为质点，且质量为，运输带两端相距，经测量该物品在运输带上留下了一条长为的划痕，重力加速度g取。则下列说法正确的是（　　） A.整个过程中，物品始终受到向右的摩擦力B.物品与运输带间的动摩擦因数为0.25C.运输带对物品摩擦力的冲量大小为D.整个过程因传送该物品多消耗的电能为【答案】BC【解析】【详解】A．由图乙可知，物品在内做匀加速直线运动，则运输带对物品的摩擦力为滑动摩擦力，方向沿运输带水平向右；末物品与运输带具有相同的速度，则的时间内物品所受的摩擦力为零，故A错误；B．在内物品加速的位移为物品匀速的位移为在内运输带的位移为又由以上可解得则物品加速时的加速度大小为由牛顿第二定律得代入数据解得 故B正确；C．物体在运输带上加速时受摩擦力的作用，匀速时不受摩擦力，则运输带对物品摩擦力的冲量为故C正确；D．由能量守恒定律得因传送物品多消耗的电能为故D错误。故选BC。11.如图所示为两条平行的光滑绝缘导轨，左侧与电源相连，其中两导轨的水平部分与半圆部分相切于C、E两点。现将一导体棒垂直导轨放置，外加匀强磁场，磁场方向垂直于导体棒，与导轨平面的夹角斜向左上方。开始时导体棒静止于图中A点，当电建S闭合后，导体棒由静止开始运动，运动过程中导体棒始终与接触的两条导轨垂直，并恰能到达导轨半圆部分最高点D点。已知两导轨的间距，半圆部分的轨道半径，磁场的磁感应强度大小，导体棒中的电流，导体棒的质量，重力加速度g取10。则下列说法正确的是（）A.导体棒在A点的加速度大小为10B.导体棒在D点的速度大小为m/sC.A、C两点间距离为mD.导体棒离开轨道后将做平抛运动，并落在A点左侧【答案】BC【解析】【详解】A．由左手定则判断导体棒受到斜向右上的安培力，根据 求得A错误；B．D点时解得m/sB正确；B．对导体棒，从A到D，将安培力分解到竖直方向和水平方向来处理它的功，应用动能定理求得C正确；D．导体棒离开轨道后不再受安培力作用，将做平抛运动，代入数据可得所以导体棒将落A点右侧。D错误。故选BC。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.导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测量其电阻率，设计了如图（a ）所示的电路图，实验步骤如下：a．测得样品截面的边长a=0.20cm；b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动；c．将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L；d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数I=0.40A，读出相应的电压表示数U，断开开关S；e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U—L图像如图（b）所示，得到直线的斜率k。回答下列问题：（1）L是丙到___________（填“甲”“乙”或“丁”）的距离；（2）写出电阻率的表达式ρ=___________（用k、a、I表示）；（3）根据图像计算出该样品的电阻率ρ=___________Ω∙m（保留两位有效数字）。【答案】①.乙②.③.6.5×10－5【解析】【详解】（1）[1]由于电压表测量的是乙、丙之间的电压，则L是丙到乙的距离。（2）[2]根据电阻定律有再根据欧姆定律有联立有 则（3）[3]根据图像可知k=6.5V/m则根据（2）代入数据有ρ=6.5×10－5Ω∙m13.某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：电压表（量程，内阻很大）；电流表（量程）；电阻箱（阻值）；干电池一节、开关一个和导线若干。（1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线__________。（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图（c）所示，则干电池的电动势为__________V（保留3位有效数字）、内阻为__________（保留2位有效数字）。 （3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为__________（保留2位有效数字）。（4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值__________（填“偏大”或“偏小”）。【答案】①.②.1.58③.0.64④.2.5⑤.偏小【解析】【详解】（1）[1]实物连线如图：（2）[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得由图像可知E=1.58V内阻（3）[4]根据可得由图像可知 解得（4）[5]由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的电池内阻偏小。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，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，此时测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A。求：（1）电动机线圈的电阻；（2）电动机正常工作时的输出功率；（3）在发动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率。【答案】（1）0.5Ω；（2）1.5W；（3）8W【解析】【详解】（1）电动机不转时，电动机电路为纯电阻电路，根据欧姆定律可得线圈的电阻为R==05Ω（2）电动机正常工作时的输入功率为P输入=UI=2.0V×1.0A=2W此时线圈的发热功率为P热=I2R=0.5W则电动机的输出功率为P输出=P输入－P热=2W－0.5W=1.5W（3）当转子被卡住之后，电动机为纯电阻电路，电动机的发热功率为P热′==W=8W15.如图所示，两平行金属导轨间的距离，导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 ，金属导轨电阻不计，取。已知、，求：（1）导体棒受到的安培力和摩擦力；（2）若将磁场方向改为竖直向上，要使导体棒继续保持静止，且不受摩擦力作用，求此时磁场磁感应强度大小。【答案】（1）0.60N，方向沿金属导轨向上，0.36N，方向沿金属导轨向下；（2）0.50T【解析】【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得导体棒受到的安培力方向沿金属导轨向上重力沿斜面向下的分量则摩擦力为方向沿金属导轨向下（2）磁场变为竖直向上，则安培力水平向右，导体棒不受摩擦力作用，则导体棒受重力、支持力和安培力作用，如图则解得 16.如图所示是一个研究带电粒子在磁场中运动的实验仪器原理图。在y轴上坐标为（0，a）的A点上有一电子发射源，能向与y轴正方向左右夹角各在90°范围内均匀发射速度大小为v0的电子。在x轴上BC范围内有电子接收装置，B点的坐标为（，0），在整个空间加上垂直纸面的匀强磁场时，发现从A点垂直于y轴水平向右射出的速度大小为v0的电子恰好在接收装置上的B点上侧被接收。已知元电荷为e，电子质量为m，只考虑电子在纸面内的运动，忽略相对论效应，不计重力。（1）求空间分布的匀强磁场磁感应强度的大小和方向；（2）若从A点向第一象限射出的速度大小为v0的所有电子恰好全部被接收装置上侧接收，试求接收装置BC的长度L；（3）试求从A点射出被BC收集的电子占所有电子的百分比。【答案】（1），方向垂直纸面向里；（2）；（3）66.7%【解析】【详解】（1）根据题意，从A点垂直于y轴水平向右射出的速度大小为v0的电子受到竖直向下的洛伦兹力，根据左手定则可知，磁感应强度的方向垂直纸面向里，打在B点的电子的运动轨迹如图所示根据几何关系有解得 根据洛伦兹力提供向心力有所以（2）若从A点向第一象限射出的速度大小为v0的所有电子恰好全部被接收装置上侧接收，则有电子的运动轨迹如图所示所以BC的长度为（3）当电子恰好能打在BC上时，其轨迹与BC相切，如图所示根据几何关系可得所以从A点射出被BC收集的电子占所有电子的百分比为