广东省广州奥林匹克中学2022-2023学年高二上学期末考物理试题(含答案)

这是一份广东省广州奥林匹克中学2022-2023学年高二上学期末考物理试题(含答案)，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022学年第一学期广州奥林匹克中学期末考试(A卷)高二物理（本卷满分100分，考试时间75分钟）一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1．木块A和B用一只轻弹簧连接起来放在光滑水平面上，A紧靠墙壁，在B上施加向左水平力使弹簧压缩，如图所示。当撤去外力后，下列说法中正确的是（  ）A．弹簧和A、B组成的系统的机械能守恒、动量守恒B．弹簧和A、B组成的系统的机械能守恒、动量不守恒C．弹簧和A、B组成的系统的机械能不守恒、动量守恒D．弹簧和A、B组成的系统的机械能不守恒、动量不守恒2．为了解释地球的磁性，安培假设地磁场是由环形电流引起的，则该环形电流的方向是（　　）A．   B．   C．   D．3．一个质点以O点为平衡位置，在A、B间做简谐运动，如图甲所示，它的振动图像如图乙所示，设向右为正方向，下列说法正确的是（　　）A．该质点的振动方程为B．0.2s末质点的速度方向向右C．0.2～0.3s质点做加速运动D．0.7s时质点的位置在O与B之间4．如图所示，将带正电的试探电荷沿着等量异种点电荷连线的中垂线从A点移动到B点，再沿连线从B点移动到C点。在此过程中，下列说法中正确的是（　　）A．试探电荷所受的静电力先变大后变小B．试探电荷所经过各点处的电势先不变后变低C．试探电荷的电势能先不变后增大D．若试探电荷全过程做匀速运动，则对试探电荷所加的外力为恒力5．如图是测定液面高度h的电容传感器原理图。取金属芯线与导电液体为电容器的两极，电脑与传感器连接，当液面高度h增大时，电脑显示电容器的电容C也增大。则h增大导致C增大的原因是，电容器（    ）A．两极带电量增大 B．两极的间距增大C．两极的正对面积增大 D．两极间的介电常数增大6．理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为，它与电热丝电阻值串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U，电流为I、消耗的功率为P，则下列关系式中正确的是（　　）A． B． C． D．7．如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为。在导体两端加上恒定电压，已知5s内有个自由电子通过导线a的横截面。电子的电量为。则（　　）A．二者电阻之比为B．流经导线b的电流为0.16AC．5s内有个自由电子通过导线b的横截面D．自由电子在导线a和b中移动的速率之比为8．如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度（　　）A．大小为，方向竖直向上 B．大小为，方向竖直向下C．大小为，方向竖直向上 D．大小为，方向竖直向下二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．在静电场中，将一电子由a点移到b点，电场力做功5eV，则以下结论正确的是（　　）A．电子的电势能减少了5eVB．电场强度的方向一定是由b到aC．a、b两点间的电势差是5VD．因零电势点未确定，故不能确定a、b两点的电势10．如图所示，U形金属导轨水平放置，其上放有一根金属导体棒ab，有一匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为。在下列各过程中，一定能在轨道回路中产生感应电流的是（　　）A．金属导体棒ab不动，只增大磁场的磁感应强度B．金属导体棒ab不动，保持磁场的磁感应强度大小不变，角减小C．磁场的磁感应强度不变，金属导体棒ab垂直导轨向上运动D．磁场的磁感应强度不变，金属导体棒ab沿导轨向右运动11．在如图所示的电路中，R1、R2为滑动变阻器，R3为定值电阻，A、B为两水平放置的平行金属板。一质量为m的带电微粒由平行金属板最左端正中央的M点以水平向右的初速度v0射入平行金属板，微粒沿图中所示的轨迹落在金属板B上的N点。微粒的重力可忽略不计。下列说法正确的是（　　）A．微粒带负电B．如果仅将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动，R3消耗的功率减小C．如果仅将滑动变阻器R2的滑动触头向右移动，微粒可能从金属板的右侧离开D．如果仅将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动，微粒将落在金属板B上的N点的左侧12．碰碰车是大人和小孩都喜欢的娱乐活动，游乐场上，大人和小孩各驾着一辆碰碰车正对迎面相撞，碰撞前后两人的位移−时间图像如图所示，已知小孩的质量为30kg，大人的质量为60kg，碰碰车质量相同，碰撞时间极短。下列说法正确的是（　　）A．碰前大人的速度大小为 2m/sB．碰撞前后大人的运动方向保持不变C．碰碰车的质量为 30kgD．碰撞过程中小孩和其驾驶的碰碰车受到的总冲量大小为60N·s三、非选择题：共44分。13．（5分）某同学在做“用单摆测量重力加速度的大小”实验时，用游标卡尺测量小球直径，读数如图甲所示。某次测得摆线长为99.51cm。（1）游标卡尺的读数为______mm；该次测量单摆的摆长l为______cm；（2）该同学根据多次测量数据作出l-T2图线（如图乙所示），根据图线求出重力加速g=______m/s2（保留3位有效数字）。（3）实验时某同学测得的 g 值偏大，其可能的原因是______。A．摆球的质量太大B．测摆长时，仅测了线长，未加小球半径C．测周期时，把n次全振动误记为（n+1）次D．摆球上端未固定牢固，振动中出现松动（摆长变长）14．（6分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题。 图甲       图乙      图丙（1）使用多用电表测电阻时，测量步骤如下：①调节图甲所示旋钮______（选填“K”、“T”、“S”），使指针______；②将选择开关旋转到“Ω”挡的×10挡，并进行正确操作，接入待测电阻进行测量时发现指针指在图乙中的a位置，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡______挡（选填“”或“”）；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指在图乙中的b位置，则待测电阻为______Ω；③测量完毕，将选择开关旋转到______位置；（2）图丙是该多用电表欧姆挡内部电路示意图，选择“”挡测量某二极管的阻值，指针指在图乙中的c位置，则与A表笔相连的是二极管的______（选填“正极”或“负极”）。15．（6分）电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。（1）用刻度尺测其长度，用螺旋测微器测量其横截面直径，示数如图甲所示，可知其直径为_______mm。（2）用多用电表粗测其电阻约为。为了减小实验误差，需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻，要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V1（量程3V，内阻约为）B．电流表A（量程0.6A，内阻约为1Ω）C．滑动变阻器R（阻值范围，2.0A）D．直流电源E（电动势为3V）E．开关F．导线若干则该实验电路应选择如图丙电路中的________。（3）实验测出圆柱体的电阻为R，圆柱体横截面的直径为D，长度为L，则圆柱体电阻率为 ________。（用D、L、R表示，单位均已为国际单位）16．（8分）如图所示，质量为的四分之一光滑圆槽位于光滑的水平面上，圆槽与水平面相切于点。质量为的小球从点以初速度沿水平面向右运动。若圆槽固定，小球恰能运动到圆槽的点。重力加速度为，不计空气阻力。求：（1）圆槽的半径；（2）若圆槽不固定，小球上升的最大高度。17．（9分）如图，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后，沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场DCNQ，电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧所在处场强大小为E0，方向如图所示，圆弧所对的圆心在CN边界的O点，且PO＝QN＝R，NO=；离子质量为m、电荷量为q，离子重力不计。试确定（1）离子经过加速电场刚进入静电分析器时的速度；（2）若离子在静电分析器中运动的轨迹为一圆弧，如图，则此圆弧的半径R为多大？（3）若离子进入匀强电场后，粒子恰好打在Q点，确定此匀强电场的场强E。18．（10分）如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为m1＝3.0kg的长木板A，A的左端放着一个质量为m2＝1.0kg的小物块B（可视为质点），两者处于静止状态，小物块与木板之间的动摩擦因数=0.30，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。在木板A的左端正上方有一固定点O，用长为R＝3.6m的不可伸长的轻绳将质量为m3＝2.0kg的小球C悬于点O。现将轻绳拉直使轻绳与水平方向成=30°（如图所示），由静止释放小球。此后小球C与B恰好发生弹性碰撞，碰撞过程时间极短。空气阻力不计，取g＝10m/s2。求：（1）小球C运动到最低点时（与B碰撞前瞬间）的速度大小；（2）小球C与B相碰后，B的速度大小；（3）木板长度L至少为多大时小物块B才不会滑出木板？
参考答案：1．B【解析】木块A离开墙壁前，弹簧和B组成的系统内只有弹力做功，没有其他外力做功，系统的机械能守恒，而木块A受到墙壁对它的弹力作用，所以A、B组成的系统动量不守恒，木块A离开墙壁后，系统内只有弹力做功，没有其他力做功，且系统所受的合外力为零，故系统的机械能和动量均守恒。综上所述，当撤去外力后，弹簧和A、B组成的系统的机械能守恒、动量不守恒。故选B。2．D【解析】已知地磁北极在地理南极附近，在地球内部磁场方向是磁南极到磁北极，根据安培定则可知该环形电流为自东向西。故选D。3．D【解析】A．由图乙得质点振动的振幅为0.05m，周期T=0.8s故故该质点的振动方程为x=0.05sin（2.5πt+θ）（m）且当时，，代入可得故该质点的振动方程为故A错误；B．根据振动图象得0.2s末质点经过平衡位置向负的最大位移振动，所以此时速度方向从O指向A，方向向左，故B错误；C．0.2～0.3s质点由平衡位置向负的最大位移振动，此过程速度的方向与所受力的方向相反，故质点在做减速运动，故C错误；D．0.7s质点在平衡位置和正的最大位移处之间，所以在O与B之间，故D正确。故选D。4．C【解析】A．根据等量异种点电荷电场的电场线的分布，可知在移动试探电荷的路径上，电场线的分布逐渐变密集，即电场强度逐渐变大，则静电力逐渐变大，A错误；B．根据等量异种点电荷电场的等势线的分布，可知在移动试探电荷的路径上，电势先不变，后增大，B错误；C．试探电荷带正电，根据上述可知，在移动试探电荷的路径上，静电力先不做功，后做负功，则试探电荷的电势能先不变后增大，C正确；D．若试探电荷全过程做匀速运动，则外力与静电力平衡，根据上述可知，外力逐渐变大，D错误。故选C。5．C【解析】根据当液面升高时，两极板正对面积增大，电容增大。故选C。6．A【解析】电吹风机消耗的电功率P是总功率，总功率的大小应该是用P=IU来计算，所以总功率P=IU，故A正确；C错误；线圈为非纯电阻电路，两端的电压大于电热丝两端的电压；故B错误；电吹风机中发热的功率要用来计算，所以总的发热功率为，吹风机的总功率P=IU要大于发热部分的功率，故D错误．故选A．7．B【解析】A．根据电阻定律有，解得A错误；B．由于5s内有个自由电子通过导线a的横截面，根据电流的定义式有根据图形可知，金属导线a、b串联，即流经导线b的电流为0.16A，B正确；C．根据上述可知，5s内有个自由电子通过导线b的横截面，C错误；D．由于材料相同，则单位体积内的自由电子数目相同，根据电流的微观定义式有解得D错误。故选B。8．D【解析】四个电荷的电荷量相等，两对对角线的电荷都是一对等量异种点电荷，在交点处的电场强度的方向指向负电荷，且大小相等，如图则合场强的方向竖直向下，由点电荷场强公式可得，任意一对等量异种点电荷的合场强为则正方形两条对角线交点处的电场强度为方向竖直向下。故选D。9．AD【解析】A．将一电子由a点移到b点，电场力做功5eV，电场力做正功，电势能减小，则电势能减小5eV，故A正确；B．由于不确定电子的运动轨迹是否与电场线重合，因此电场强度的方向不一定是由b到a，故B错误；C．由于则故C错误；D．由于电势是相对的，因此电势的高低与零电势的选取有关，因此零电势点未确定，不能确定a、b两点的电势，故D正确。故选AD。10．ABD【解析】A．导体棒ab不动，只增大磁场的磁感应强度，则穿过闭合回路的磁通量增加，回路中有感应电流产生，选项A正确；B．导体棒ab不动，保持磁场的磁感应强度大小不变，角减小，则穿过闭合回路的磁通量增加，回路中有感应电流产生，选项B正确；C．磁场的磁感应强度不变，金属导体棒ab垂直导轨向上运动，则导体棒与导轨断开，不能产生感应电流，选项C错误；D．磁场的磁感应强度不变，金属导体棒ab沿导轨向右运动，则穿过闭合回路的磁通量增加，回路中有感应电流产生，选项D正确；故选ABD。11．AD【解析】A．由题图可知A板的电势低于B板的电势，两板间电场方向向上，而微粒在电场中向下偏转，所受的电场力方向向下，可知该微粒带负电，故A正确；B．如果将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动，滑动变阻器R1接入电路中的电阻减小，电路中电流增大，由可知，R3消耗的功率增大，故B错误；C．电路稳定时没有电流流过R2，改变R2的阻值，不改变A、B间的电压，两板间电场强度不变，微粒所受的电场力不变，所以微粒的运动情况不变，仍落在N点，故C错误；D．设平行金属板A、B间的电压为U，微粒在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，则竖直方向有水平方向有联立得如果将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动，滑动变阻器R1接入电路中的电阻减小，电路中电流增大，R1两端的电压增大，A、B间的电压U增大，故微粒落在金属板B上时运动的水平距离x减小，所以微粒落在金属板B上N点的左侧，故D正确；故选AD。12．BC【解析】AC．由图可知，碰前瞬间小孩的速度为，大人的速度为，碰后两人的共同速度为，设碰碰车的质量为，由动量守恒定律有解得故A错误、C正确；B．图像的斜率表示速度，斜率的正负表示速度的方向，由图可知规定了大人初始运动方向为负方向，碰后两车一起向负方向运动，故碰撞前后大人的运动方向保持不变，故B正确；D．设碰碰车的质量为，由动量守恒定律有解得碰前小孩与其驾驶的碰碰车的总动量为碰后总动量为由动量定理可知碰撞过程中小孩和其驾驶的碰碰车受到的总冲量为故其大小为，故D错误；故选AC。13．     9.8     100.00     9.86 C【解析】（1）10分度的游标卡尺的精度为0.1mm，读数为单摆的摆长为悬点到球心的距离，可得（2）根据单摆的周期公式可得故图像的斜率为解得重力加速度为（3）A．根据可知，重力加速度偏大，可能是周期偏小或者摆长偏大，与质量无关，故A错误；B．测摆长时，仅测了线长，未加小球半径，摆长测量值偏小，重力加速偏小，故B错误；C．把n次全振动误记为（n+1）次，导致周期测量值偏小，重力加速度偏大，故C正确；D．摆球上端未固定牢固，振动中出现松摆长变长，摆长测量值偏小，重力加速度偏小，故D错误。故选C。14．     S     正对左则零刻度     ×1     20.0     最大交流电压挡或OFF挡     正极【解析】（1）①电表在测量之前要先进行机械调零，调节图甲所示旋钮S，使指针正对左则零刻度；②欧姆挡选择×10挡指针偏转角度太大，说明电阻较小，要使指针指示数字变大，则应降低倍率，故选择×1挡；指针指在图乙中的b位置对应的电阻为测量完毕，将选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡；（2）选择“”挡测量某二极管的阻值，指针指在图乙中的c位置表示电阻很大，测的是二极管的反向电阻，电流从二极管的负极流入正极流出过A表笔，则A表笔相连的是二极管的正极。15．     0.920      B     【解析】（1）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图甲可知直径为d=0.5mm+42.0×0.01mm=0.920mm（2）要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调，可知滑动变阻器应采用分压接法，由于为了减小误差，电流表应采用外接法，故选B。（3）根据电阻定律得圆柱体截面积为联立可得16．（1）；（2）【解析】（1）若圆槽固定，根据机械能守恒定律有解得（2）若圆槽不固定，设小球上升到最大高度时小球和圆槽共同速度为，系统水平方向动量守恒得同时系统机械能守恒可得联立解得17．（1）；（2）；（3）3E0【解析】（1）离子在加速电场中加速过程，根据动能定理，有：qU＝mv2得v＝（2）离子在静电分析器中做匀速圆周运动，由电场力提供向心力，根据牛顿第二定律，有 qE0＝m联立得R＝（3）离子进入匀强电场后做类平抛运动，则有,沿PN方向＝+＝加速度a＝沿CD方向R＝vt联立解得E＝3E018．（1）6m/s；（2）8m/s；（3）8m【解析】（1）小球C从开始下落到与B碰撞前瞬间，由动能定理得解得（2）小球C与小物块B在碰撞后，小球C速度为v1，小物块B的速度为v2，由动量守恒和机械能守恒得联立解得（3）小物块B在木板A上滑动，小物块B和木板A组成的系统动量守恒，设B滑到木板A最右端时速度大小为v，则小物块B在木板A上滑动的过程中，由小物块B和木板A组成的系统减小的机械能转化为内能，由功能关系得联立以上各式并代入数据，解得