安徽省六安第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（Word版附解析）

这是一份安徽省六安第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（Word版附解析），共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
时间：75分钟 分值：100分
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. 下列说法正确的是（ ）
A. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布情况只与温度有关
B. 均匀变化的磁场周围一定存在着变化的电场
C. 麦克斯书预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
D. 电源电动势E的大小，与非静电力做功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比
【答案】A
【解析】
【详解】A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布情况只与温度有关，故A正确；
B．均匀变化的磁场周围一定存在着恒定的电场，故B错误；
C．麦克斯书预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故C错误；
D．电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量，与非静电力做功W的大小以及移送电荷量q的大小无关，故D错误。
故选A。
2. 如图所示，用直流电动机提升重物，电动机线圈的电阻为1Ω，重物的质量。电源内阻为1Ω，不计电动机转子转动时的摩擦，当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流。重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 电动机总功率为100WB. 电动机两端的电压为25V
C. 电源的电动势为33VD. 电动机将电能转化为机械能的效率约为68%
【答案】C
【解析】
【详解】A．电动机的输入功率等于提升重物功率和电动机线圈的内阻消耗功率之和，则有
P=mgv+ I2rM
代入数据解得
P=116W
故A错误；
B．根据电功率的公式P=UI，解得
U=29V
故B错误；
C．电动机的输入功率等于电源的输出功率为
P=EI-I2r
解得
E=33V
故C正确；
D．电动机的效率为
故D错误；
故选C。
3. 在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量大小分别用、、和表示。下列说法正确的是（ ）
A. U1变大，U3变大B. 不变，变大
C. 变大，不变D. 不变，不变
【答案】C
【解析】
【详解】A. 当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时变大，根据“串反并同”可知，U1变小，U3变大，故A错误；
B. 根据欧姆定律得知
故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，、均不变，故B错误；
C．由
当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时变大，根据闭合电路欧姆定律得
则有
不变，故C正确；
D.由
变大，根据闭合电路欧姆定律得
则有
不变，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，三条长直导线都通有垂直于纸面向外的电流且与A点的距离相等，电流大小满足。已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度，I3在A点产生的磁感应强度为，则三条长直导线在A点产生的总磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设三条导线到A点的距离均为r，则由题意可得三条导线在A点产生的磁感应强度大小分别为
，，
又有
且I3在A点产生的磁感应强度为，则可得
，，
方向如图
则可得三条长直导线在A点产生的总磁感应强度大小为
故选B。
5. 下列各图所描述的物理情境，正确的是（ ）

A. 图甲中线圈垂直于匀强磁场方向在磁场中向右平移时，线圈中有感应电流
B. 图乙中条形磁体附近的金属框从A位置向B位置运动过程中，穿过金属框的磁通量先减小后增大
C. 图丙中矩形线圈绕与匀强磁场平行的水平轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量的变化量不为零
D. 图丁中开关S闭合瞬间，线圈N中没有感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中线圈垂直于匀强磁场方向在磁场中向右平移时，线圈中的磁通量没有变化，没有感应电流，故A错误；
B．图乙中条形磁体附近的金属框从A位置向B位置运动过程中，穿过金属框的磁通量先减小后增大，故B正确；
C．图丙中矩形线圈绕与匀强磁场平行的水平轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量的变化量一直为零，故C错误；
D．图丁中开关S闭合瞬间，穿过线圈N的磁通量瞬间增大，N中有感应电流，故D错误；
故选B。
6. 用高压水枪清洗汽车的照片如图所示。设水枪喷出的水柱截面为圆形，直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后反方向的速度为，高压水枪的质量为M，手持高压水枪操作，已知水的密度为。下列说法不正确的是（ ）

A. 水柱对汽车的平均冲力为
B. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为
C. 高压水枪喷出水柱直径D减半时，水柱对汽车的压强不变
D. 当高压水枪喷口的出水速度变为原来2倍时，平均冲力加倍
【答案】D
【解析】
【详解】AB．高压水枪单位时间喷出的水的质量为
规定水流的速度方向为正方向，由动量定理得
解得
故AB正确；
C．水柱对汽车的压强为
高压水枪喷出水柱直径D减半时，水柱对汽车的压强不变，故C正确；
D．根据
当高压水枪喷口的出水速度变为原来2倍时，平均冲力变为4倍，故D错误。
本题选错误的，故选D。
7. 如图（a）所示，纳米薄膜制备装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，加在极板A、B间的电压周期性变化，其正向电压为，反向电压为，电压变化的周期为，如图（b）所示。在时，极板B附近有质量为m、电荷量为e的一个电子，在电场作用下由静止开始运动，不计电子的重力作用。电子在时恰好碰到极板A，则两极板间的距离（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】电子在时间内做匀加速运动有
在时间内做匀减速运动有
初速度的大小
电子在这段时间内的位移大小
时间内电子的位移大小为
第一个周期末电子的速度大小为
电子运动的图像如图所示
n个周期内电子的位移为
将代入上式可得两极板间的距离为
故选A。
二、多项选择题（共题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的4个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分。）
8. 如图所示为两电源的U­I图像，则下列说法正确的是（ ）
A. 电源①的电动势和内阻均比电源②大
B. 当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C. 当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
D. 不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得
当I=0时，U=E，即图线与纵坐标轴的交点数值上等于电源的电动势大小，图线的斜率大小等于电源的内阻，由图看出，电源①的电动势和内阻均比电源②大。故A正确；
BD．过原点O作出一条倾斜的直线，该直线与图线①、②的交点就表示该电阻与两电源连接时的工作状态
由图看出，直线与图线①交点的纵、横坐标的乘积大于直线与图线②交点的两坐标的乘积，说明不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B错误，D正确；
C．电源的效率可表示为
当外接同样的电阻时，由于内阻r不等，电源的效率不可能相等，电源②的效率总大于电源①的效率，故C错误。
故选AD。
9. 如图所示为真空中的实验装置，平行金属板A、B之间的加速电压为，C、D之间的偏转电压为，P为荧光屏。现有氕核、氚核和粒子三种粒子分别在A板附近由静止开始加速，最后均打在荧光屏上。已知氕核、氚核和粒子，则氕核、氚核和粒子三种粒子（ ）
A. 从开始到荧光屏所经历时间之比为
B. 从开始到荧光屏所经历时间之比为
C. 打在荧光屏时动量大小之比为
D. 打在荧光屏时的动能之比为2∶1∶1
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．粒子在AB间加速的过程中，根据动能定理可得
解得
氕核、氚核和粒子的比荷之比为
则三种粒子通过加速之后或得的速度之比为
设AB间距离为d，B板与荧光屏的距离为s，粒子在AB间运动时，有
粒子从B板到荧光屏，水平方向上做匀速直线运动，则有
从开始到荧光屏所经历的时间为
即所用时间与速度成反比，所以三种粒子的时间之比为
故A错误、B正确；
C．设CD板之间的距离为，长度为，粒子在穿过时的加速度为
粒子在数值方向上获得的动量为
则打在荧光屏时的动量大小为
即动量之比正比于，代入电荷及质量可得
故C正确；
D．根据可得
故D错误。
故选BC。
10. 我国规定摩托车、电动车、自行车骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。小明在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为5.0kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从1.80m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.03m时，物体的速度减为0，如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A. 物体做自由下落运动的时间为0.8s
B. 物体在自由下落过程中重力的冲量大小为30N·s
C. 物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为30kg·m/s，方向竖直向上
D. 匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为3050N
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．根据自由落体运动可得
解得
故A错误；
B．物体在自由下落过程中重力的冲量大小为
故B正确；
C．物体落地的速度为
物体做匀减速直线过程中动量变化量为
故物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为30kg·m/s，方向竖直向上，C正确；
D．物体做匀减速运动的平均速度为
可得物体做匀减速运动所经历的时间为
根据动量定理可得
可得
解得
故匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为3050N，方向为竖直向上；故D正确；
故选BCD。
三、实验题（共2小题，每个空2分，共计20分。请按要求作答。）
11. 某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。

（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲、乙所示，长度为_________cm，直径为_________cm；
（2）按图丙连接电路后，实验操作如下：
①将滑动变阻器的滑片置于_________（填“左”或“右”）端处；将S2拨向接点1，闭合S1调节R1，使电流示数为I0；
②将电阻箱的阻值调至最大，S2拨向接点2；保持，调节，使电流表示数仍为I0，此时阻值为1000Ω；
（3）由此可知，圆柱体的电阻为_________Ω。
（4）根据以上数据可以算出该圆柱体的电阻率，请估算。以下选项最接近计算结果的是_________。
A.0.1Ω·m B.1Ω·m C.100Ω·m
【答案】 ①. 5.01 ②. 0.8470 ③. 右 ④. 1000 ⑤. B
【解析】
【详解】（1）[1][2]游标卡尺的精度为0.1mm，所以L＝(50＋1×0.1)mm＝5.01cm，螺旋测微器的读数为d＝(8＋47.0×0.01)mm＝0.8470cm
（2）①[3]为了保护电流表，在接通电路之前，要使电路中的总电阻尽可能大，然后慢慢减小电路中的电阻，所以闭合开关前应把滑动变阻器的滑片置于右端处。
（3）[4]将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示
当S2拨向2时，其等效电路图如图乙所示

由闭合电路欧姆定律知，当I相同均为I0时，应有
（4）[5]由电阻定律
得
故选B
12. 现有一电池，电动势约为4V，内阻约为1Ω。为了比较准确地测出电池的电动势和内阻，实验室有如下器材：
电压表V（量程为0.5V，内阻约为1kΩ）
滑动变阻器
滑动变阻器
电阻箱
定值电阻R0（阻值为10Ω）
开关S，导线若干。
（1）由于电压表V的量程太小，需将电压表量程扩大为3V，则应测量此电压表的内阻。依据图甲电路进行测量：
①S断开，使滑动变阻器的滑片P处于最左端a，并将电阻箱的阻值调为零；
②闭合S，将滑动变阻器的滑片P由左端缓慢向右滑动，当电压表的读数为满偏值时，滑片P停止滑动；
③保持滑动变阻器的滑片P位置不变，调节电阻箱的阻值使电压表的读数为满偏值的三分之一时，记下电阻箱的阻值，该实验中滑动变阻器应选用_________（填入器材所对应的符号）。从以上步骤测得电压表内阻测量值为_________Ω，与真实值相比_________（填“偏大”，“偏小”或“不变”）。
（2）利用题给的电压表（表盘未改动）串联分压电阻构成量程为3V的电压表后，按照图乙的电路测量电源的电动势E及内阻r，忽略改装后的电压表的分流作用。实验过程中通过改变电阻箱的阻值R得到多组对应电压表的读数值U。由此作的图像如图丙所示，得到图线的截距为b，斜率为3k。则电源电动势的表达式为________；内阻的表达式为_________。（用b、k、表示）
【答案】 ①. ②. 1020 ③. 偏大 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）③[1]滑动变阻器为分压式接法，应选择总阻值较小的滑动变阻器，便于调节，故选滑动变阻器；
[2]电压表的读数为满偏值的三分之一，电压表的内阻为
[3]实验中视为电压不变，实际上，在电阻箱阻值由零增大时，电压增大，所以从以上步骤测得电压表内阻测量值与真实值相比偏大。
（2）[4][5]要将量程为0.5V的电压表改装成3V，则串联的电阻分压为
根据串联电路电压与电阻成正比的关系可知
解得
根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
图线的截距为b，斜率为3k，得
四、解答题（共3小题，满分34分＝11分+11分+12分。）
13. 如图所示，电源电动势、内阻，电阻，电流表为理想电表，电容器的电容。闭合开关S，电路稳定后，求：
（1）电流表的示数；
（2）两端的电压；
（3）S断开后通过的电荷量为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）闭合开关S，电路稳定后，外电路总电阻为
电流表示数为
（2）R3两端的电压等于路端电压为
（3）闭合开关S，电路稳定后，电容器的电压等于R1两端的电压，为
电容器所带的电荷量为
Q=CU1=6×10-6×5C=3×10-5C
若S断开，电容器放电，相当于电源，R2与R3串联后再与R1并联，通过R2、R3的电流与R1的电流之比为
根据
Q=It
可得通过R1与R2电荷量之比
Q1：Q2=I1：I23=2：1
所以通过R1的电荷量为
14. 如图所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子从粒子源无初速度地飘入电压为U的加速电场，经加速后从小孔沿平行金属板A、B的中线射入，并打到B板的中心。已知A、B两极板长为L，间距为d，不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用。
（1）求带电粒子离开加速电场时的速度大小；
（2）求A、B板间电场的电场强度大小；
（3）若保持A、B两极板的电荷量不变，将B板下移适当距离，让同种带电粒子原样射入恰能射出电场，求B板下移的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设粒子离开加速电场时的速度为，由动能定理可得
解得
（2）设A、B板间电场的电场强度大小为，带电粒子在A、B板间电场中做类平抛运动，有
，
联立解得
（3）若保持A、B两极板的电荷量不变，将B板下移适当距离，根据
可知电场强度保持不变；让同种带电粒子原样射入恰能射出电场，则有
解得
故板下移的距离为
15. 真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球速度与竖直方向夹角为，现将该小球从电场中某点以初速度与水平方向成夹角斜向上抛出。重力加速度为g。求运动过程中：
（1）小球受到的电场力的大小；
（2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量：
（3）小球的最小动量的大小及方向。
【答案】（1）；（2）减小了；（3），方向为与水平方向成斜向右上方
【解析】
【详解】（1）由题意可知，合外力和竖直方向夹角为30°，所以电场力大小为
（2）抛出点到最高点，竖直方向
水平方向
故电势能减少了；
（3）方向为电场力与重力合力的反方向。方向先做匀减速直线运动再反向做匀加速直线运动；方向做匀速直线运动。当方向的速度为零时，有最小速度
故