2023~2024学年广西南宁市高二(上)期末物理试卷(解析版)

这是一份2023~2024学年广西南宁市高二(上)期末物理试卷(解析版)，共14页。
考生作答时，请将答案写在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。考试结束后，将答题卡上交。
一、单项选择题，本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 发电的基本原理之一是电磁感应，发现电磁感应现象的科学家是（ ）
A. 安培B. 赫兹
C. 法拉第D. 麦克斯韦
【答案】C
【解析】发现电磁感应现象的科学家是法拉第。
故选C。
2. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是（ ）
A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B. 地球表面任意位置地磁场方向都与地面平行
C. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
D. 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
【答案】B
【解析】A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，故A正确；
B．只有赤道表面的地磁场方向与地面平行，故B错误；
C．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故C正确；
D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用，故D正确。
本题选错误的，故选B。
3. 如图各电场中，、两点场强相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A．电场强度是矢量，电场线疏密表示电场强度大小，方向沿该点的切线方向，图中，A、B两点电场强度大小相同，方向不同，故电场强度不同，A错误；
B．电场中A点电场强度大于B点电场强度，B错误；
C．图为匀强电场，电场中A、B两点电场强度大小相同，方向相同，C正确；
D．图中， A、B两点电场强度大小不相同，方向也不同，D错误。
故选C。
4. 如图，火圆导线环A中通有电流，方向如图所示。另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。则关于B圆的磁通量说法正确的是（ ）
A. 磁通量大小为零B. 磁通量穿入纸面
C. 磁通量穿出纸面D. 条件不足，无法判别
【答案】B
【解析】由安培定则可知在A环内的磁场方向垂直于纸面向里，A环外部的磁场方向垂直于纸面向外。磁感线是一组闭合的曲线，对于环形电流A的磁场中的磁感线均从环内进去，从环外出来，显然环内的磁感线的密度大于环外磁感线的密度，当B圆中有一半在A内，一半在A外，对于B圆，进去的磁感线多于出来的磁感线，所以磁通量不为零，且是穿入纸面。
故选B。
5. 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（ ）
A. θ增大，E增大
B. θ增大，Ep不变
C .θ减小，Ep不变
D. θ减小，E增大
【答案】C
【解析】若保持下极板不动，将上极板向下平移一小段距离，则根据
可知，C变大，Q一定，则根据
可知，U减小，则静电计指针偏角θ减小；根据
联立可得
可知Q一定时，E不变；根据
可知P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，下极板接地，电势始终为零，故P点的电势不变，则Ep不变。
故选C。
6. 如图所示是一个电路的一部分，其中，，，，，那么电流表测得电流为（ ）
A. ，向右B. ，向左
C. ，向左D. ，向右。
【答案】C
【解析】由可得，R1和R2两端的电压分别为：
U1=I1R1=0.20A×5Ω=1V
U2=I2R2=0.10A×1Ω=0.1V
R1左端与R2的左端电位相等，U1＞U2，则R2右端的电位高于R1右端的电位，
R3两端的电压
U3=U1-U2=1V-0.1V=0.9V
通过R3的电流
R3下端电位高，上端电位低，电流方向由下向上，设电流表的示数为IA，对于电流表左端的节点，流入节点的电流等于流出节点的电流，即
IA+I2=I3
电流表的示数
IA=I3-I2=0.3A-0.1A=0.2A
方向向左。
故选C。
7. 如图，绝缘细线的一端固定在O点，另一端系一带正电的小球。小球处在水平方向的匀强电场中仅受重力、电场力、绳子拉力的作用，在竖直平面内做圆周运动。已知小球所受的电场力大小等于重力大小，则有关小球在a、b、c、d四点的描述正确的是（ ）
A. 在最高点a处的机械能最大
B. 在最低点c处的机械能最大
C. 在水平直径右端b处的机械能最大
D. 在水平直径左端d处的机械能最大
【答案】C
【解析】小球在运动过程中，受重力、绳子拉力、水平向右的电场力，由于绳子的拉力不做功，只有重力和电场力做功，根据
可得小球在运动过程中，机械能最大位置就是电场力做正功最多的位置，由图可知，在水平直径右端b处的机械能最大。
故选C。
二、多项选择题，本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下列有关黑体和黑体辐射的说法中正确的是（ ）
A. 黑体的热辐射实际上是电磁辐射
B. 能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫做黑体
C. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与它的温度、材料的种类及表面状况有关
D. 黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波（包括可见光和不可见光）
【答案】ABD
【解析】A．黑体的热辐射实际上是电磁辐射，故A正确；
B．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫做黑体，故B正确；
C．黑体辐射电磁波强度按波长的分布只与它的温度有关，故C错误；
D．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度升高，可以辐射出任何频率的电磁波，故D正确。
故选ABD。
9. 如图，电路中电源的电动势为E，内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），V为理想电压表，、为定值电阻，为光敏电阻。已知光敏电阻的阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，若将照射的光强度减弱，则（ ）
A. 电压表的示数变大B. 小灯泡消耗的功率变小
C. 通过的电流变大D. 电源两端的电压变小
【答案】BC
【解析】ACD．若将照射R3的光的强度减弱，光敏电阻的阻值变大，根据串反并同规律，则电压表示数变小，通过R2的电流变大，电源的电流变小，根据
可知电源两端的电压变大，故AD错误，C正确；
B．若将照射R3的光的强度减弱，光敏电阻的阻值增大，根据串反并同规律，灯泡的电流变小，灯泡消耗的功率变小，B正确。
故选BC。
10. 如图，在绝缘水平面上固定着一个光滑绝缘的圆形槽，在一条过圆形槽直径的直线上有O、A、B三点，其中O点为圆形槽圆心，A点固定电荷最为Q的正电荷，B点固定一个未知电荷，，且圆形槽圆周上各点电势相等。一个可视为质点的质量为m，电荷量为的带电小球在槽中运动，已知在图中所示C点位置带电小球受到的电场力指向圆心。根据题干和图示信息可知（ ）
A. B点处电荷带负电B. B点处电荷的电荷量为
C. B点处电荷的电荷量为D. 小球在槽内做的是匀速圆周运动
【答案】AD
【解析】ABC．小球在C点所受的电场力方向沿CO，且指向O点，A对小球吸引，则B对小球排斥，所以B点处电荷带负电
由
∠ABC=∠ACB=30°
知
∠ACO=30°，，
由相似三角形可得
即
解得
故A正确， BC错误；
D．圆周上各点电势相等，小球在运动过程中电势能不变，根据能量守恒得知，小球的动能不变，小球做匀速圆周运动，故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 试用笔画线代替导线连好探究感应电流产生的电路图。
【答案】
【解析】滑动变阻器滑片移动，使原线圈A电流变化，从而使副线圈产生感应电流，故连接的实验电路图如图所示
12. 某研究小组要测量电压表的内阻，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，现提供如下器材：
A.电压表：量程，内阻待测（约）
B.电压表：量程，内阻
C.电流表：量程，内阻
D.滑动变阻器：总电阻约
E.电源（E）：电动势，内阻很小
F.电键（S）、导线若干
（1）请从所给器材中选出适当的器材，设计电略，在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的符号。___________
（2）根据所设计的电路图，写出待测电压表的内阻的表达式，即___________，式中各符号的意义：___________。
【答案】（1） （2） U1和U2分别表示和的示数，r2是电压表的内阻
【解析】（1）[1]待测电压表量程小于电源电压，故滑动变阻器采用分压式接法，通过电压表电流较小，为尽可能提高测量精确度，不易采用电流表与之串联。又因为电压表内阻已知可当作电流表进行使用，故把和串联，所以实验电路图如图所示
（2）[2][3]两电压表串联，通过电流表的电流相等，则
解得
式中各符号的意义：其中U1和U2分别表示和的示数，r2是电压表的内阻。
13. 在图示的电路中，若R1=4Ω，R3=6Ω，电池内阻r=0.6Ω，则电源总功率为40W，输出功率为37.6W，求电源电动势和电阻R2。
【答案】E=20V，R2=7Ω
【解析】由题意可知：电源内电路发热功率
代入数据解得：电路电流强度
I=2A
电源总功率
代入数据解得：电源电动势
E=20V
据闭合电路欧姆定律得
代入数据解得
R2=7Ω
14. 如图所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g。

（1）判断小球带何种电荷。
（2）求电场强度E。
（3）若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v。
【答案】（1）小球带负电；（2） ；（3） ，方向与竖直方向成角
【解析】（1）小球静止即受力平衡，根据重力竖直向下，绳子拉力斜向右上方判断，电场力方向水平向左，即电场力方向与电场方向相反，所以该粒子带负电。
（2）小球受力分析图如下

有几何关系可得
即
方向水平向右
（3）根据上面的受力分析，线断后小球在重力和电场力的作用下做匀加速运动，合力
因此加速度
那么经过时间后的速度
方向与竖直方向成角。
15. 如图，在方向竖直向上、大小为的匀强电场中，固定一个光滑绝缘圆环，圆环在竖直平面内，圆心为O、半径为。绝缘圆环穿有A、B两个可视为质点的小球，两小球间通过一根绝缘轻杆相连。现将两小球和轻杆从圆环上的图示位置出静止释放，释放时A与圆心O等高，B在圆心O的正下方，释放后两小球沿逆时针方向转动。已知A带的电荷量为，B不带电，两小球质量分别为、，重力加速度大小为，则：
（1）通过计算判断，小球A能否到达圆环的最高点C；
（2）求小球A的最大速度值；
（3）求小球A从图示位置逆时针转动的过程中，其电势能变化的最大值。
【答案】（1）不能；（2）；（3）
【解析】（1）设A、B在转动过程中，轻杆对A、B做的功分别为、，则：
设A、B到达圆环最高点的动能分别为、，
对A用动能定理
对B用动能定理
联立解得
上式表明：A在圆环最高点时，系统动能为负值，故A不能到达圆环最高点。
（2）设B转过角时，A、B的速度大小分别为、，因A、B做圆周运动的半径和角速度均相同，故。
对A动能定理
对B动能定理
联立解得
由上式解得，当时，A、B的最大速度均为
（3）A、B从图示位置逆时针转动过程中，当两球速度为0时，电场力做功最多，电势能减少最多，当
解得
或（舍去）
故A的电势能减少