湖北省十堰市部分普通高中2023-2024学年高二上学期期中物理试题（A卷）（Word版附解析）

这是一份湖北省十堰市部分普通高中2023-2024学年高二上学期期中物理试题（A卷）（Word版附解析），共17页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。

试卷满分：100分
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、选择题：本题共10题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题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。
1. 关于物理学史，下列说法中错误的是（ ）
A. 元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的
B. 库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
C. 麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在
D. 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念
【答案】B
【解析】
【详解】A．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，A正确；
B．法拉利提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，并非库仑，B错误；
C．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，C正确；
D．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念，D正确；
本题选择错误的，故选B。
2. 在闭合的铁芯上绕一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路，如图所示，假设线圈产生磁感线全部集中在铁芯内．a、b、c为三个闭合的金属圆环，位置如图所示．当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时，磁通量发生变化的圆环是（）
A. a、b、c三环
B. a、b两环
C. b、c两环
D. a、c两环
【答案】B
【解析】
【详解】据题意，线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，根据安培定则判断可知，穿过a的磁感线向左，穿过b的磁感线向上，当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时，通过线圈的电流变化，线圈a、b中磁通量变化；而向左和向右穿过c的磁感线条数相等，完全抵消，总的磁通量为零，不发生变化。
故选B。
3. 如图所示，在“研究影响平行板电容器电容的因素”实验中，极板所带电荷量保持不变。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ，下列说法正确的是（ ）
A. 保持d不变，减小S，则θ变小B. 保持d不变，减小S，则θ不变
C. 保持S不变，增大d，则θ变大D. 保持S不变，增大d，则θ变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．根据电容的决定式
保持d不变，减小S，电容减小，再根据
因电量Q的不变，知U增大，所以θ变大。故AB错误；
CD．根据电容的决定式
保持S不变，增大d，电容C减小，再根据
知U增大，所以θ变大。故C正确，D错误。
故选C。
4. 如图所示为匀强电场的电场强度随时间变化的图象．当时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是

A. 带电粒子将始终向同一个方向运动
B. 内，电场力做的总功为零
C. 末带电粒子回到原出发点
D. 内，电场力做的总功为零
【答案】D
【解析】
【详解】AC．因内粒子向正方向运动的加速度
在内粒子运动的加速度
则在时刻速度减为零，然后反向运动画出带电粒子速度随时间变化的图象如图所示

图线与时间轴所围“面积”表示位移，可见带电粒子不是只向一个方向运动，4s末带电粒子不能回到原出发点，故AC错误
B．2s末速度不为，可见0~2s内电场力做的功不等于，故B错误
D．2.5s末和4s末，速度的大小、方向都相同，则内，动能变化为零，电场力做功等于，故D正确。
故选D。
5. 一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36V、10A·h”字样，假设工作时电源（不计内阻）的输出电压恒为36V，额定输出功率为180W，由于电动机发热造成损耗（其他损耗不计），电动自行车的效率为80％，则下列说法正确的是（ ）
A. 额定工作电流为10A
B. 电池充满电后总电量为3.6×103C
C. 自行车电动机的内阻为7.2Ω
D. 自行车保持额定功率行驶的最长时间是2h
【答案】D
【解析】
【详解】A．由可知，额定电流
A错误；
B．动力电源充满电后总电量
B错误；
C．电动自行车的热功率
则由和可得
C错误；
D．根据电池容量和得
D正确。
故选D。
6. 一只小鸟从上往下落在细树枝上，随树枝做小幅度上下振动（可视为竖直方向的简谐运动），某时刻开始计时，其振动位移x随时间t变化规律（振动图像）如图所示。取竖直向上为正方向，已知小鸟只在重力和树枝对小鸟作用力的作用下运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 在时刻，小鸟速度最小
B. 在和时刻，树枝对小鸟作用力大小一样
C. 在0到时间内，树枝对小鸟作用力一定是越来越小
D. 在到时间内，树枝对小鸟作用力一定是越来越大
【答案】D
【解析】
【详解】A．由振动图像可知，在时刻，小鸟处于平衡位置且向下振动，则小鸟的速度达到最大，方向竖直向下，故A错误；
B．在和时刻，小鸟的加速度大小相等，时刻的加速度方向向下，根据牛顿第二定律有
解得
时刻加速度方向向上，根据牛顿第二定律有
解得
故在和时刻，树枝对小鸟作用力大小不一样，故B错误；
C．在0到时间内，小鸟加速度越来越大，加速度方向向下，根据牛顿第二定律有
解得
若小鸟在时刻的最大加速度小于重力加速度，可知随着小鸟加速度的增大，树枝对小鸟作用力越来越小，若小鸟在时刻的最大加速度大于重力加速度，可知随着小鸟加速度的增大，树枝对小鸟作用力先逐渐减小到零，再反向逐渐增大，故C错误；
D．在到时间内，小鸟的加速度越来越大，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有
解得
可知随着小鸟加速度的增大，树枝对小鸟作用力一定是越来越大，故D正确。
故选D。
7. 真空中的某装置如图所示，现有质子（）、氘核（）和粒子（）都从O点由静止释放，经过相同加速电场和偏转电场，射出后都打在同一个与垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点（三种粒子重力均不计）。下列说法正确的是（ ）
A. 三种粒子在偏转电场中运动时间相同
B. 三种粒子射出偏转电场时的速度方向相同
C. 在荧光屏上将出现3个亮点
D. 三种粒子射出偏转电场时的动能相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．粒子在加速电场中，根据动能定理
解得，进入电场的初速度
质子和氘核比荷不同，进入电场初速度不同，进入电场后，在电场中运动时间
则在偏转电场中运动时间不同，故A错误；
B．粒子在偏转电场中的加速度
射出偏转电场时的速度偏转角
则三种粒子射出偏转电场时的速度方向相同，故B正确；
C．三种粒子射出偏转电场时的速度方向相同，且射出电场时，沿电场方向位移
也相同，射出电场后均做直线运动，则在荧光屏上将只出现1个亮点，故C错误；
D．在加速电场和偏转电场的全过程，根据动能定理
因为y与电荷量和质量均没有关系，则射出偏转电场时的动能与电荷量有关，则三种粒子射出偏转电场时的动能不相等，故D错误。
故选B。
8. 一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示。图乙表示该波传播的介质中处的质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 波沿轴负方向传播
B. 波传播的速度大小为
C. 该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象
D. 时，质点在平衡位置
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图乙可知，质点a在时刻向y轴正方向振动，由图甲根据同侧法可知，该简谐横波沿x轴负方向传播，故A正确；
B．由图甲可知，该波的波长
由图乙可知，该波的周期
波传播的速度大小为
故B错误；
C．由图甲可知，该波的波长
则该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象，故C正确；
D．由A分析可知，质点b在，在平衡位置向下振动，由图乙可知，周期
在时，经过了
则质点b到达负的最大位移处，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，平行金属板中带电质点P原处与静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向a端移动时，则（ ）
A. 电压表读数减小B. 电流表读数减小
C. 质点P将向上运动D. 上消耗的功率逐渐增大
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再与R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当R4滑片向a移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，路端电压增大；电路中总电流减小，则R1两端的电压减小，又路端电压增大，则并联部分的电压增大，据欧姆定律可知流过R3的电流增大；电路中总电流减小，流过R3的电流增大，则流过R2的电流减小，电流表示数减小；流过R2的电流减小，R2的电压减小，又并联部分的电压增大，则R4电压增大，电压表读数增大；故A错误，B正确；
C.因电容器两端电压增大，板间场强增大，质点受到的向上电场力增大，质点P将向上运动，故C正确；
D.因R3两端的电压增大，由P=可知，R3上消耗的功率增大，故D正确．
10. 在水平方向的匀强电场中竖直向上抛出一个质量为m，电荷量为q的小球，当小球运动到最高点时动能与重力势能（以水平面为零势能面）之比为16：9，当小球落回水平面时与抛出点距离为d。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 重力与电场力大小之比为3：4
B. 小球上升最大高度为
C. 小球在最高点的速度为
D. 小球在运动过程中最小速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．设小球是最高点速度为，刚抛出时的速度大小为，由题
又因为
所以
又因为经过相同的时间，于是水平方向加速度和竖直方向加速度大小之比也是，则重力与电场力大小之比为3：4，A正确；
B．上升到最高点的过程中，水平方向的位移大小为，所以竖直方向的高度为
B错误；
C．在y方向有
因此
C正确；
D．小球所受到的合力与水平方向成θ = 37°，所以最小速度为
D错误。
故选AC。
二、实验题：本题共2个小题，共16分。
11. “春耕”学习小组利用单摆测量重力加速度的实验装置如图甲所示。

（1）学习小组的同学用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图乙所示，则摆球的直径______cm。

（2）学习小组的同学组装好实验装置后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度（小于5°），然后释放摆球，摆球某次通过最低点时开始计时，并从开始计数，然后摆球每完成一次全振动计数加，当该同学计数到40时停止计时，测得的时间记为，测得的单摆的摆长记为，则当地的重力加速度大小______（用表示）。
（3）学习小组的同学改变摆线的长度继续做实验，在绘制单摆的周期的平方—摆长（）图线时，一位同学误将摆线长和小球直径的和记为摆长，则他画出的图线可能为图丙中的______（填“”、“”或“”）。

【答案】 ①. ②. ③. c
【解析】
【详解】（1）[1]由图乙可知，游标为10分度，且第6个小格与主尺对齐，则摆球的直径
（2）[2]根据题意可知，单摆运动的周期为
由单摆周期公式可得，当地的重力加速度大小为
（3）[3]误将摆线长和小球直径的和记为摆长，则有
可知，他画出的图线可能为图丙中的。
12. 某实验小组用图甲所示电路测量电源的电动势和内阻，图中电压表的量程为0~3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。
（1）已知电流计G的满偏电流、内阻，电路中已将它改装成量程为0~600mA的电流表，则________；
（2）通过移动滑动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I，作出如图乙的图像。某次测量时，电压表V的示数如图丙，为________V，通过电源的电流为________mA；
（3）请根据图乙求出电源的电动势E等于________V（结果保留三位有效数字），电源内阻等于________（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 0.15 ②. 2.60 ③. 300 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]根据欧姆定律可知
代入数据解得
（2）[2][3]根据丙图可知，最小刻度为0.1V，则电压表读数为2.60V；根据图乙可知电流计的读数为100mA，通过电阻的电流等于通过电流计电流的2倍，则流过电源电流为300mA；
（3）[4][5]由实验原理得
即
根据图像可知，电源的电动势为
图乙图线斜率的绝对值为
因改装的电流表的内阻为
三、计算题：本题共3个小题，共44分。
13. 如图，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点间做简谐运动，振子位置坐标x随时间t变化的关系式为。求振子从初始位置沿x轴正方向运动，第一次到达M点通过的路程。
【答案】25cm
【解析】
【详解】在初始时刻即t=0，振子的位置为
第一次到达M点时，，代入得
弹簧振子的周期为
故第一次到达M点通过的路程为
14. 如图所示电路中，灯L标有“6 V，3 W”，定值电阻R1＝4 Ω，R2＝10 Ω，电源内阻r＝2 Ω，当滑片P滑到最下端时，电流表读数为1 A，此时灯L恰好正常发光，试求：
(1)滑动变阻器最大值R；
(2)当滑片P滑到最上端时，电流表的读数；
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时，变阻器消耗的功率。
【答案】（1）12Ω；（2）2A；（3）3.84W
【解析】
【详解】（1）灯L的电阻为
RL=Ω=12Ω
当P滑到下端时，R2被短路，灯L与整个变阻器R并联，此时灯正常发光，通过灯L的电流为
IL=A=0.5Ω
通过变阻器R的电流为
IR=IA﹣IL=1A﹣0.5A=0.5A
则
IR=IL
即得滑线变阻器最大值为
R=RL=12Ω
（2）电源电动势
当P滑到上端时，灯L、变阻器R及电阻R2都被短路，此时电流表的读数为
（3）P位于变阻器的中点时，灯L与并联后再与R1串联．
此时
R并=4Ω
总电流为
并联部分的电压为：
U并=I总R并=1.2×4V=4.8V
变阻器上消耗的功率为
PR= =3.84W
15. 如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿偏转电场极板间的中心轴线从O点垂直射入，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，点为荧光屏的中心。已知电子质量m、电荷量e、加速电场电压、偏转电场电压U、极板的长度、板间距离d、极板的末端到荧光屏的距离为且（忽略电子所受重力）。求：
（1）电子射入偏转电场时的初速度；
（2）电子打在荧光屏上的P点到点的距离h；
（3）为确保电子能从偏转电场射出，偏转电压U和加速电压的比值应满足什么要求。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在加速电场中，根据动能定理
解得
（2）在偏转电场中，电子做类平抛运动
在水平方向上有
在竖直方向上有
根据牛顿第二定律
联立以上各式解得
电子射出时竖直方向速度为
得电子打在荧光屏上P点到点的距离为
（3）为确保电子能从偏转电场射出得
即
解得