云南省大理白族自治州2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题

这是一份云南省大理白族自治州2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题，共11页。试卷主要包含了物理等内容，欢迎下载使用。

高二 物理
（全卷四个大题，共18个小题，共6页；满分100分，考试用时90分钟）
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号等在答题卡上填写清楚，并认真核准条形码上的相关信息，在规定的位置贴好条形码。
2.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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.非选择题用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、单项选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.如图1所示，a、b、c为一负点电荷周围电场中一条电场线上的三个点，电场线方向如图。a、b、c三点的电场强度分别为、、，下列关系式正确的是（ ）
图1
A.B.
C.D.
2.如图2甲所示为杭州亚运会上用电子机器狗运送铁饼的情景，用电子机器狗运送铁饼既安全又方便快捷。某次运送时机器狗（可视为质点）沿直线运动，其速度v随时间t变化的图像如图乙所示，则此次运送机器狗的位移大小为（ ）
图2
A.80mB.72mC.64mD.56m
3.关于平行板电容器的电容，下列说法正确的是（ ）
A.电容器带电量越大，其电容越大
B.两极板间的电压越大，其电容越大
C.两极板间距离越大，其电容越大更多优质资源可进入 D.两极板正对面积越大，其电容越大
4.在如图3所示的电路中，电源电动势为E，当开关S闭合后，理想电压表示数为，则外电阻R与电源内阻r的比值为（ ）
图3
A.B.C.D.
5.如图4所示，矩形金属线框位于匀强磁场中，线框平面与磁感线平行，ab为其水平对称轴，cd为其竖直对称轴，下列方法能在线框中产生感应电流的是（ ）
图4
A.使线框向右平动B.使线框向下平动
C.使线框以ab为轴转动D.使线框以cd为轴转动
6.如图5所示，一个用某合金材料制成的长方体形导体长为a、宽为b、高为c，将其左右两个对立面接入电路中（电路其余部分没有画出），测得其电阻为R，则该合金材料的电阻率为（ ）
图5
A.B.C.D.
7.如图6所示，质量为M的木板静止在粗糙水平地面上，质量为m的滑块叠放在木板上，用力F将滑块从木板左端匀加速拉到右端，此过程中木板保持静止状态。若滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板与地面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则滑块在木板上向右滑动过程中，地面对木板的摩擦力大小为（ ）
图6
A.B.C.D.
8.如图7所示，边长为L的等边三角形ABC三个顶点处分别放有电荷量为+q、-q、-q的点电荷，静电力常量为k，则三角形中心O处的电场强度大（ ）
图7
A.B.C.D.
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
9.下列各图中已标出电流及电流磁场的方向，其中正确的是（ ）
A.B.C.D.
10.如图8所示是电热水器工作电路简化图，S是温控开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使热水器处于保温状态；是热水器加热管电阻，R是与加热管串联的电阻。该热水器加热时功率为1100W，保温时功率为44W，不考虑、R的电阻受温度变化的影响，电源电压恒为220V。下列说法正确的是（ ）
图8
A.S断开时为加热状态B.S接通时为加热状态
C.D.
11.在如图9所示的电路中，电源内阻不能忽略，开关K闭合，下列方法能使电容器带电量增大的是（ ）
图9
A.增大电阻B.增大电阻
C.减小电阻D.断开开关K
12.如图10甲所示，质量为m、带电量为＋q的小球（可视为质点）用绝缘轻绳悬挂于O点，现在该空间加上一水平向右的匀强电场，小球从静止开始运动，从此开始的一段时间内，绳子拉力大小随绳子相对初始位置转过的角度θ变化的曲线如图乙所示。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
图10
A.匀强电场的场强大小为
B.小球运动到最高点时机械能最大
C.θ的最大值为
D.小球运动过程中，轻绳拉力的最大值为4mg
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、填空、实验题（本大题共2小题，共14分）
13.（6分）某同学用如图11甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
图11
（1）除了图中所示器材外，还需要的器材有________。
A.刻度尺B.秒表
C.交流电源D.直流电源
（2）某次实验时得到一条纸带如图乙所示，重锤（质量为m）开始下落时打点计时器打下的点为O，中间有一段点迹不清晰，后一段较清晰，在清晰的一段上连续选出A、B、C、D四个计时点，测得它们到O点的距离分别为、、、，打点计时器打点周期为T，当地重力加速度为g，则打C点时重锤的动能为________，O到C这一段上垂锤重力势能的减少量为________。
14.（8分）在测量一电源（由两节干电池串联组成）的电动势和内阻的实验中：
图12
（1）实验室提供的器材有：
A.电流表（0～10mA）
B.电流表（0～0.6A）
C.电压表（0～3V）
D.电压表（0～6V）
E.滑动变阻器（0～1000Ω）
F.滑动变阻器（0～20Ω）
该同学用如图12甲所示的电路进行实验，若电源的内阻约为几欧，上述器材中，电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________。（填器材前面的字母）
（2）请在乙图中用笔画线代替导线完成实物连线。
（3）实验中改变滑动变阻器阻值，得到多组电压表的示数U及对应的电流表示数I，作出U-I图像如图丙所示，则可得电源的电动势为E＝________V，内阻r＝________Ω。
（4）考虑电表内阻的影响，该实验测得的电源电动势与真实值比较将________（填“偏大”“偏小”或“相等”），测得的电源内阻与真实值比较将________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
四、计算题（本大题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15.（8分）如图13所示，位于竖直面内的轨道ABCD的BC段水平，AB段和CD段与BC段平滑连接，CD段是半径为R的半圆轨道，BC长度为2R，除BC段外，轨道其余部分均光滑。将质量为m、可视为质点的小滑块从AB段距离BC平面高度差为h处由静止释放，若h＝R，滑块滑到C点时速度恰好为零未能进入CD段，重力加速度为g。求：
图13
（1）滑块与BC段之间的动摩擦因数；
（2）h为多高时滑块恰好能通过半圆轨道的最高点D？
16.（8分）如图14所示，位于竖直平面内的正方形电场区域abcd的ab边沿竖直方向，边长为L，该区域以竖直对称轴为界分为左右两半，左边有竖直向上的匀强电场，右边有竖直向下的匀强电场，两区域电场强度大小相等。质量为m、带电量为＋q的带电小球（可视为质点）以某一初速度从ab边中点水平向右射入电场，小球在左边电场中做匀速直线运动，进入右侧电场偏转后恰好从c点射出电场，重力加速度为g。求：
图14
（1）电场强度的大小；
（2）小球进入电场时的速度大小。
17.（10分）一跳伞运动员进行跳伞训练，运动员及其装备总质量为m，t＝0时刻从悬停在水平地面上方的直升机上跳下，由静止开始竖直下落，t＝4s时刻开启降落伞，开启降落伞前后阻力f的大小随时间t变化的图像如图15所示，运动员速度减为零时恰好到达地面。取，运动员及其装备可视为质点。求：
图15
（1）运动员从飞机上跳下到落地的总时间；
（2）直升机距离地面的高度。
18.（12分）如图16所示，xOy为竖直平面内的直角坐标系，该空间存在平行xOy平面但方向未知的匀强电场，将一质量为m、带电量为＋q的小球从O点抛出，抛出的初速度大小均为，抛出的方向可沿xOy平面内的任意方向。将小球沿某一方向抛出后，一段时间后小球通过点时速度大小为；若将小球向另一方向抛出，一段时间后小球通过点时速度大小为。求：
图16
（1）O、A两点间的电势差及O、B两点间的电势差；
（2）电场强度的大小和方向；
（3）若将小球沿y轴正方向抛出，小球运动过程中的最小速度。
大理州2023-2024学年上学期教学质量监测
高二物理参考答案
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
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，只有一项是符合题目要求的）
【解析】
3.电容器的电容与其带电量和两极板间的电压无关，故A、B错误。据可知板间距离越大，电容越小，故C错误。正对面积越大，电容越大，故D正确。
4.据题意可知外电阻R两端电压为，内阻上的电压，可得，故B正确。
5.只有D中能在线框中形成磁通量变化，从而产生感应电流，故D正确。
6.，L＝a，S＝bc，解得，故C正确。
7.滑块对木板的摩擦力大小为，木板处于静止状态，地面对其摩擦力大小与滑块对木板的摩擦力大小相等，即，故A正确。
8.三个点电荷在O点产生的电场强度大小为，，可得，方向分别如图1所示，据矢量合成法则可得O点的合场强大小，故B正确。
图1
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
【解析】
9.据右手螺旋定则可得A、D正确。
10.S接通时，热水器的功率为，S断开时热水器的功率为，可见接通时功率更大，所以S接通时为加热状态，S断开时为保温状态，故A错误，故B正确。据题意，解得，故C正确，D错误。
11.增大电阻时，外电路总电阻增大，电源路端电压增大，分到的电压增大，电容器带电量将增大，故A正确。增大电阻时，外电路总电阻增大，电路中总电流减小，电阻中电流增大，可得电阻中电流减小，因此电阻两端电压将减小，故B错误。减小电阻，它分到的电压将减小，电容器带电量将减小，故C错误。断开开关K，外电路总电阻将增大，电源路端电压变大，且电容器两端电压与路端电压相同，因此电容器带电量将增大，故D正确。
12.由图乙可知，当θ＝60°时绳子拉力最大，此时小球速度最大，可知此时重力与电场力的合力应与速度垂直，而速度沿切线方向，即重力与电场力的合力方向与绳子拉力方向相反，可得如图2所示的受力分析。由此可得，即，故A正确。小球运动具有对称性，可知小球运动过程中的最高点为图中位置c，可知θ的最大值为120°，运动过程中小球的电势能和机械能相互转化，当小球运动到绳子水平时其电势能最小，此位置处小球机械能最大，故B错误，C正确。由受力分析可知小球重力与电场力的合力大小恒为，方向始终平行于b方向，从a到b，据动能定理可得，在b点可得，解得，故D正确。
图2
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、填空、实验题（本大题共2小题，共14分）
13.（每空2分，共6分）
（1）AC（全对得2分，选对但不全得1分，有错选得0分）
（2）
14.（每空1分，共8分）
（1）B C F
（2）如图3所示
图3
（3）2.9 2.0
（4）偏小 偏小
四、计算题（本大题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15.（8分）
解：（1）h＝R时，据动能定理可得
①
解得μ＝0.5②
（2）刚好过D点，有③
据动能定理可得④
解得h＝3.5R⑤
评分标准：本题共8分。正确得出②、⑤式各给1分，其余各式各给2分。
16.（8分）
解：（1）小球在左侧区域做匀速直线运动，可得
①
解得②
（2）粒子在右侧电场中做类平抛运动，可得
③
④
⑤
解得⑥
评分标准：本题共8分。正确得出①、⑥式各给2分，其余各式各给1分。
17.（10分）
解：（1）开启降落伞前①
解得
4s末的速度②
解得
开启降落伞后③
④
总时间⑤
解得t＝20s⑥
（2）0～4s内的位移⑦
降落伞打开以后⑧
总位移⑨
解得x＝320m⑩
评分标准：本题共10分。正确得出①～⑩式各给1分。
18.（12分）
解：（1）从O到A，据动能定理可得①
解得②
从O到B，据动能定理可得③
解得④
（2）取OA的中点C，可知B、C为等势点，可得电场强度垂直BC连线斜向下，即与x轴正方向夹角为30°斜向下（如图4甲所示）⑤
取从O到B的过程有⑥
⑦
解得⑧
图4
（3）将重力与电场力合成，可得它们的合力与x轴正方向成60°角斜向下。将初速度沿方向和垂直方向分解，垂直合外力方向的速度即为运动过程中的最小速度，如图乙所示，有
⑨
方向与x轴正方向成30°角斜向上⑩
评分标准：本题共12分。正确得出⑧式给3分，其余各式各给1分。题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
C
D
B
D
C
A
B
题号
9
10
11
12
答案
AD
BC
AD
ACD