2023~2024学年云南省昆明市西山区高二(上)1月期末物理试卷(解析版)

这是一份2023~2024学年云南省昆明市西山区高二(上)1月期末物理试卷(解析版)，共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（本题共8小题，每题3分，共24分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）
1. 某同学探究“感应电流产生的条件”的实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 条形磁体静止在线圈中，电流计的指针会偏转
B. 条形磁体S极迅速插入线圈，电流计的指针不会偏转
C. 条形磁体N极迅速抽出线圈，电流计的指针不会偏转
D. 条形磁体的N极或S极迅速插入或抽出线圈，电流计的指针都会偏转
【答案】D
【解析】A．条形磁体静止在线圈中，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，指针不会偏转，故A错误；
BC．无论磁体迅速插入线圈还是迅速抽出线圈，穿过线圈的磁通量都是会发生改变，会产生感应电流，所以灵敏电流计指针都会偏转，故BC错误；
D．条形磁体的N极或S极迅速插入或抽出线圈，穿过线圈的磁通量都是会发生改变，会产生感应电流，所以灵敏电流计指针都会偏转，故D正确。
故选D。
2. 真空中两个相同的金属小球A、B所带电荷量为+3q、+q（q>0），分别放置在两处时，两球之间的静电力为F。现将两球接触后再放回原处，小球均可看作点电荷，则A、B之间的静电力变为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】两球之间的静电力
将两球接触后，分别带
再放回原处，则A、B之间的静电力变为
故选A。
3. 如图所示，正点电荷Q位于x轴坐标原点O处，下列说法正确的是（ ）
A. 处的电势小于处的电势
B. 与处的电场强度方向相反
C. 处的电场强度小于处的电场强度
D. 正点电荷q在处的电势能小于在处的电势能
【答案】B
【解析】A．由于点电荷带正电，可知离点电荷越近，电势越高，则处电势大于处的电势，故A错误；
B．正点电荷Q产生的电场方向由正点电荷出发指向无穷远，与处的电场强度方向相反，故B正确；
C．根据点电荷场强公式
可知离点电荷越近，场强越大，则处的电场强度大于处的电场强度，故C错误；
D．由于点电荷带正电，可知离点电荷越近，电势越高，则处的电势大于处的电势，根据
由于带正电，则正点电荷在处的电势能大于在处的电势能，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，一对等量同种正点电荷固定于正方形ABCD的两个顶点A、B上。M、N分别是AC、CD的中点，下列说法正确的是（ ）
A. N点的电场强度方向平行于AB
B. C、D两点电场强度的大小不同
C. 同一点电荷在M、N两点的电势能相同
D. 将一带正电的点电荷从M点移到C点，静电力做正功
【答案】D
【解析】A．根据场强的叠加法则可知，N点的电场强度方向垂直于AB，故A错误；
B．根据场强的叠加法则可知，C、D两点电场强度的大小相同，故B错误；
C．M、N两点距B点距离相同，M点离A点近，N点离A点远，M、N两点电势不同，同一点电荷在M、N两点的电势能不相同，故C错误；
D．AB两点为正电荷，将一带正电的点电荷从M点移到C点，静电力做正功，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个质量为m、电荷量为q的小球。现加一匀强电场，小球平衡时绝缘细线与竖直方向的夹角为。若电场的方向与细线垂直，则电场强度的大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】小球保持静止时受到重力、电场力和细线的拉力，若电场的方向与细线垂直，根据平衡条件电场力方向必然垂直细绳向上，有
解得
故选B。
6. 电动自行车是人们生活中重要的交通工具，下表是某品牌电动自行车上的铭牌参数，若不计电动自行车自身机械损耗，则（ ）
A. 电动机的内电阻为4Ω
B. 电动机工作时只将电能转化为机械能
C. 电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率为350W
D. 电动机在额定电压下正常工作时因发热消耗的电功率为226W
【答案】D
【解析】C．电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率即输入功率
P入 = UI = 48 × 12W = 576W
故C错误；
D．由于
解得因发热消耗的电功率为
故D正确；
A．根据
解得
r = 1.6Ω
故A错误；
B．该电动机正常工作时，一部分电能转化为焦耳热而消耗掉，故B错误。
故选D。
7. 1820年，物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两通电直导线相互绝缘且垂直放置，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根长直导线中通有电流I，在距离导线d处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，则图中与两导线距离均为2d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（ ）
A. 2B、0B. 0、2B
C. 0、BD. B、0
【答案】C
【解析】由安培定则可知，通电导线在M点处产生的磁感应强度为零，在N点处产生的磁感应强度为B′
如图
根据矢量叠加可得
故选C。
8. 科普节活动中，某兴趣小组利用饮料瓶制作的“水火箭”如图所示，瓶中装有一定量的水，其发射原理是通过打气使瓶内空气压强增大，当橡皮塞与瓶口脱离时，瓶内水向后喷出。静置于地面上的质量为M（含水）的“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为m的水以相对地面为v0的速度竖直向下喷出。重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A. 水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒
B. 火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
C. 发射后，火箭在空中飞行的时间为
D. 火箭上升的最大高度为
【答案】CD
【解析】A．水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，故A错误；
B．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，故B错误；
C．由题意可得，由动量守恒定理可得
解得火箭获得的速度为
火箭在空中飞行时间为
故C正确；
D．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，由题意有
解得火箭上升的最大高度为
故D正确。
故选CD。
二、多项选择题（本题共4小题，每题4分，共16分。在每题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对得4分，选不全得2分，有错选得0分）
9. 在如图所示的电路中，定值电阻分别为R1=4Ω、R2=6Ω、R3=3Ω、R4=6Ω，现在M、N两点间加上稳恒电压，下列说法正确的是（ ）
A. M、N间的总电阻为
B. R1和R4两端的电压比为2:3
C. 流过R2和R3的电流比为1:2
D. R2和R3并联部分的电阻大于R3
【答案】BC
【解析】AD．和并联的电阻值为
则M、N间的总电阻为
故AD错误；
B．和串联，流过两电阻的电流相等，则电压与电阻值成正比，即和两端的电压之比为
故B正确；
C．和并联，两端的电压相等，流过两电阻的电流与电阻成反比，即流过和的电流之比为
故C正确。
故选BC。
10. 如图所示，匀强电场中有三点A、B、C，其电势分别为2V、2V、6V，A、C间的距离为2cm，∠BAC=30°，下列说法正确的是（ ）
A. 电场的方向垂直于ABB. 电场的方向垂直于BC
C. 电场强度的大小为400V/mD. 电场强度的大小为200V/m
【答案】AC
【解析】AB．匀强电场中A、B两点电势相等，则为AB为匀强电场中的等势线，电场线与等势线垂直，电场的方向垂直于AB。故A正确，B错误；
CD．C、B两点间的电势差
电场的方向垂直于AB，且电场线从电势高的点指向电势低的点，即电场方向沿CB方向，故电场强度大小
故C正确，D错误。
故选AC。
11. 如图所示，水平放置的平行板电容器充电后保持与电源连接，上极板带正电，下极板接地，一带电油滴静止于板间P点。现将电容器的下极板向下移动一小段距离，下列说法正确的是（ ）
A. 板间电场强度减小B. 电容器的电容减小
C. 油滴将向上运动D. P点的电势减小
【答案】AB
【解析】A．水平放置的平行板电容器充电后保持与电源连接，则电压不变，将电容器的下极板向下移动一小段距离，板间间距增大，根据可知，板间电场强度减小，故A正确；
B．根据电容的决定式，将电容器的下极板向下移动一小段距离，板间间距增大，则电容器的电容减小，故B正确；
C．下极板向下移动之前，竖直向下的重力与竖直向上的电场力平衡，将电容器的下极板向下移动一小段距离，板间电场强度减小，则向上的电场力减小，则油滴将向下运动，故C错误；
D．下极板向下移动后，P点与上极板间距不变，而电场强度减小，则P点与上极板间的电势差减小，而上极板电势不变，则P点的电势增大，故D错误。
故选AB。
12. 某物理课上老师做的一个趣味实验如图所示，将一质量为m1的排球A和一质量为m2的篮球B竖直重叠放置，两球球心在同一竖直线上。现让它们在距水平地面高h处由静止释放，落地后篮球瞬间静止于水平面，而排球被高高弹起，设排球碰后能上升的最大高度为H。所有的碰撞都是弹性正碰，碰撞时间极短均为，且碰撞前后两球都在竖直方向运动，不计空气阻力，两球均可视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 排球与篮球的质量关系为
B. 排球碰后能上升的最大高度为
C. 水平地面对篮球平均作用力的冲量大小为
D. 篮球对排球平均作用力的冲量大小约为
【答案】AC
【解析】AB．两球在水平地面高h处由静止释放，落地前瞬间的速度大小均为
篮球与地面发生碰后的速度大小仍为，方向向上；根据题意可知，篮球与排球碰撞后，篮球的速度为0；篮球与排球碰撞过程，根据动量守恒和机械能守恒可得
联立可得
，
则排球碰后能上升的最大高度为
故A正确，B错误；
C．篮球与地面发生碰撞过程，对篮球根据动量定理可得
可得水平地面对篮球平均作用力的冲量大小为
故C正确；
D．篮球与排球碰撞过程，对排球根据动量定理可得
可得篮球对排球平均作用力的冲量大小为
故D错误。
故选AC。
三、实验题（本题共3小题。第13题6分，第14题8分，第15题10分，共24分）
13. 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。

（1）实验前需要调节气垫导轨水平：取走滑块B，将滑块A置于光电门1的左侧，向右轻推一下滑块A，其通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，则应将气垫导轨____________（选填“左”或“右”）端适当垫高，直至滑块A通过两光电门的时间相等。
（2）测得挡光片的宽度d，滑块A的总质量m1，滑块B的总质量m2，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为，则滑块A通过光电门1的速度大小为__________，A与B碰撞后A再次通过光电门1的时间为，滑块B通过光电门2的时间为。
（3）若滑块A和B组成的系统在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为____________________（用测量量表示）。
【答案】（1）左 （2） （3）
【解析】（1）[1]滑块A通过光电门2的时间变长，说明速度减小，右端过高，因此应将左端适当垫高，故填左；
（2）[2]滑块A通过光电门1的速度等于挡光片的宽度d通过光电门1的平均速度，得
故填；
（3）[3]取向右方向为正，根据动量守恒定律
整理得
故填。
14. 一简单欧姆表的原理如图（1）所示。
（1）图中与接线柱A相连的表笔颜色是_____________（选填“红”或“黑”）表笔。
（2）使用该欧姆表测量定值电阻R1的阻值时，选择开关旋转到“×10”档位，测量时指针的位置如图（2）所示，则定值电阻R1的阻值为__________Ω。
（3）测量完R1后，需要继续测量一个阻值大约是2kΩ的电阻R2，在用红黑表笔接触R2前，下列操作步骤正确且合理的顺序为_______________。
A.用螺丝刀调节表盘下中间部位指针定位螺丝，使表针指向“0”；
B.将红表笔和黑表笔接触；
C.把选择开关旋转到“×1”位置；
D.把选择开关旋转到“×100”位置；
E.调节欧姆表调零旋钮使表针指向欧姆零点。
（4）在图（1）中，若，测量定值电阻R3的阻值时，指针位于表盘的正中央，则定值电阻R3的阻值为___________Ω。
【答案】（1）黑 （2）110 （3）DBE （4）150
【解析】（1）[1] 无论用多用电表进行何种操作测量，电流都应该是从黑表笔流出由红表笔流入多用电表，即“红进黑出”，由于A与内置电源正极相连，因此与接线柱A相连的表笔颜色是黑色；
（2）[2]根据指针示数可知，读数为
（3）[3]测量大电阻时，应先把选择开关旋转到“×100”位置（较大档位），再将红表笔和黑表笔接触，最后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，由于前面已经测量完R1，此时不再需要进行机械调零，正确顺序应为DBE；
（4）[4] 测量定值电阻R3的阻值时，指针位于表盘的正中央，说明表头半偏，说明电流是直接将AB短接的一半，因此内电阻等于外电阻，即定值电阻R3的阻值为150Ω。
15. 在“导体电阻率的测量”实验中，某实验小组利用如图（1）所示的电路测量电阻丝Rx（阻值约为10Ω）的电阻，可供选择的器材有：
电池组E（电动势约为3V，内阻约为1Ω）
电流表A1（量程0~3A，内阻约为0.5Ω）
电流表A2（量程0~0.3A，内阻约为1Ω）
电压表V1（量程0~20V，内阻约为60kΩ）
电压表V2（量程0~1V，内阻为3kΩ）
定值电阻R1=6kΩ
定值电阻R2=30kΩ
滑动变阻器R（0~20Ω）
开关一个，导线若干
（1）实验中电流表应选____________，电压表应选____________，定值电阻应选____________；
（2）按照图（1）所示实验的原理图，完成图（2）中的实物连线；（ ）
（3）使用螺旋测微器测量金属丝的直径如图（3）所示，则直径为____________mm；
（4）实验小组测得金属丝电阻为9Ω，长度为30.01cm，利用所测数据可求得金属丝电阻率为____________（保留两位有效数字）。
【答案】（1）A2 V2 R1 （2） （3）1.213##1.214##1.215 （4）
【解析】（1）[1]电路最大电流约为
应选电流表A2。
[2]电压表V1的量程太大；电压表V2的量程太小，但可以进行改装，故电压表应选V2。
[3]定值电阻应选，改装后的电压表的量程为
（2）[4]实物连线，如图
（3）[5]金属丝的直径为
（4）[6]由，解得金属丝电阻率为
四、计算题（本题共4小题。第16题6分，第17题8分，第18题10分，第19题12分，共36分）
16. 如图所示，质量m=0.5kg的小球在光滑的水平地面上以v1=1m/s的速度运动，某时刻用锤子沿小球运动的方向击打小球，击打时的平均作用力F=5N，击打后小球的速度v2=2m/s，求

（1）击打前后小球动量变化量的大小；
（2）锤子击打小球所用的时间t。
【答案】（1）0.5kg·m/s；（2）0.1s
【解析】（1）取小球运动方向为正，小球动量变化量大小
（2）根据动量定理
锤子击打小球所用的时间
17. 如图所示，电源的电动势E为3V，内阻r为1Ω，定值电阻R1为1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为4Ω，求：
（1）滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时，R1两端的电压；
（2）滑动变阻器R2接入电路的电阻为1Ω时，通电1min电阻R1上产生的热量。
【答案】（1）1.5V；（2）60J
【解析】（1）滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时，根据闭合电路欧姆定律有
此时R1两端的电压
解得
（2）滑动变阻器R2接入电路的电阻为1Ω时
根据闭合电路欧姆定律有
解得
根据焦耳定律有
解得
18. 如图所示，在平面直角坐标系xOy第一象限和第二象限-d