2023-2024年河南省驻马店市高二上学期期末考试物理试题（解析版）

驻马店市2022-2023学年度第一学期期终考试高二物理试题注意：本试卷共三大题，18个小题。本场考试时间90分钟，卷面满分110分。第Ⅰ卷（选择题48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一个选项正确；9~12题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，选错或不答的得0分）1.小明家新买一台电视机，他看到的电视机铭牌如图所示，其中“额定电压：220V~”指的是交流电压的（）A.有效值 B.瞬时值 C.平均值 D.最大值【答案】A【解析】【详解】用电器上所标的电压值与电流值均为有效值，电视机铭牌上所标的“额定电压220V”指的是交流电压的有效值。故选A。2.无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，是通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用磁场传递能量。如图所示。假设基座线圈和受电线圈组成的是一个理想变压器，已知基座线圈的匝数为4400匝，受电线圈的匝数为100匝，充电基座接上220V、50Hz家用交流电，则受电线圈的输出电压为（）A.9680V，50Hz B.5V，1.25HzC.9680V，2200Hz D.5V，50Hz【答案】D【解析】【详解】由理想变压器原、副线圈的电压与匝数关系公式，可得受电线圈的输出电压为变压器工作时不改变交流电的频率，因此受电线圈的输出电压的频率仍为50Hz，ABC错误，D正确。故选D。3.如图所示，驻马店某高中的一实验小组把边长约5m的正方形多匝线圈和一个灵敏电流计组成闭合回路，用来研究线圈在地磁场中的电磁感应现象。甲、乙、丙、丁四位同学手持线圈的四个顶角使线圈处于水平静止状态，其中甲、乙沿南北方向站立，甲、丁沿东西方向站立。其他同学观察电流计指针偏转情况。你认为下列线圈的运动过程能使电流计指针发生偏转的是（）A.线圈水平向北平移B.线圈竖直向上平移C.甲、丁不动，乙、丙迅速向上抬高线圈D.线圈水平向东平移【答案】C【解析】【详解】ABD．移动线圈，线圈中的磁通量不发生变化，没有感应电流，故ABD错误；C．甲、丁不动，乙、丙迅速向上抬高线圈，线圈中的磁通量发生变化，产生感应电流，电流计指针发生偏转，故C正确。故选C。4.我国特高压输电技术在世界上处于领先地位。特高压输电是指直流电压在800kV以上或交流电压在1000kV以上进行的电能输送，特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。假若采用550kV超高压从A处向B处输电，输电线上损耗的电功率为，在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为，不考虑其他因素的影响，则（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】设输送的电功率为，输电线上的总电阻为，则550kV输电线上损耗的电功率为改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率为二者比较，计算得出C正确。故选C。5.如图所示，水平、光滑导轨宽为L，质量为m的导体棒MN垂直于导轨静止放在导轨上。整个装置处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B、方向与轨道平面成θ角斜向上方且垂直于导体棒。已知电源电动势为E、内阻为r，导体棒接入电路中的电阻为R，导轨电阻不计。则开关闭合后，导体棒开始运动时的加速度大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】详解】由闭合电路欧姆定律可得导体棒受到的安培力为水平方向由牛顿第二定律可得联立求得故选B。6.使用多用电表测量电路中一电阻的阻值时，下列说法不一定正确的是（）A.应该把该电阻与电路断开B.每次调换欧姆挡后必须进行欧姆调零C.选择的欧姆挡应使测量时指针落在刻度盘中间区域D.指针在电阻刻度线上的读数即为被测电阻的测量值【答案】D【解析】【详解】A．测量电路中的电阻时，为保证安全，必须将待测电阻与电源断开，A正确，不符合题意；B．用同一挡位测量阻值不同的电阻时不必重新调零，换挡后要重新进行欧姆调零，B正确，不符合题意；C．选择欧姆挡测电阻时，指针指向中间位置时测量的误差小，因此应使测量时指针落在刻度盘中间区域，C正确，不符合题意；D．指针在电阻刻度线上的读数乘以对应的倍率为被测电阻的测量值，D不一定正确，符合题意。故选D。7.如图所示，A、B两个点电荷分别带＋Q和-Q的电荷，OO'是靠近B电荷A、B连线的垂线，OO'上有M、N两点。现将一个带正电的试探电荷沿OO'从M移到N，在此过程中电场力对试探电荷（）A.做正功 B.做负功C.不做功 D.无法判断做功情况【答案】B【解析】【详解】一个带正电的试探电荷沿OO'从M移到N，电场强度逐渐增大，电场力和运动方向呈钝角，电场力对试探电荷做负功，B正确。故选B。8.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间产生感生电场。如图所示，一个半径为r的光滑、绝缘细圆环水平放置，环上套一带电荷量为＋q的小球，环内存在竖直向上的匀强磁场。已知磁场的磁感应强度随时间均匀增加，其变化率为k。则感生电场对小球的作用力的大小是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】变化磁场在圆环所在位置产生的感应电动势为感生电场对小球的作用力在运动一个圆周时做功求得感生电场对小球的作用力为A正确。故选A。9.下列说法正确的是（）A.电磁波不能在真空中传播 B.红外线可以用来杀菌消毒C.一切物体都在辐射电磁波 D.电磁波的传播速度等于光速【答案】CD【解析】【详解】A．电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播，A错误；B．紫外线可用于杀菌消毒，红外线具有热效应，B错误；C．一切物体都在辐射红外线，红外线是一种电磁波，C正确；D．电磁波在真空中的传播速度相同，与频率无关，大小均等于光速，D正确。故选CD。10.如图所示，在直线边界PQ上方有向里的匀强磁场，两个同种带电粒子先后从PQ上的O点沿与PQ成θ角且垂直于磁场的方向射入磁场中，它们分别从PQ上的M、N两点射出磁场。不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A.粒子一定带负电B.两粒子从磁场中射出时的速度方向一定相同C.两粒子在磁场中的运动时间一定相同D.两粒子在磁场中的运动时间一定不相同【答案】ABC【解析】【详解】A．根据左手定则可知粒子带负电，A正确；B．根据对称性，对于同一直线边界磁场带电粒子以多大角度入射，以多大角度出射，与速度大小无关，两种粒子的入射方向相同，两粒子从磁场中射出时的速度方向一定相同，B正确；CD．对于同一直线边界磁场带电粒子，两种粒子的入射方向相同，转过的圆心角的相等，同种带电粒子在磁场中的运动周期相等，则两粒子在磁场中的运动时间一定相同，C正确，D错误。故选ABC。11.如图所示，在水平桌面上有一边长为l的正方形导线框abcd，四个边的电阻相等。桌面所在的空间存在一个竖直向下、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场。导线框在水平外力作用下从边界处以速度v向右匀速进入磁场区域。已知速度方向垂直于导线框的ab边。在导线框进入磁场的过程中，下列关于a和b两点间的电势差和bc边受到的安培力大小随导线框运动位移x变化图像正确的是（）A B.C. D.【答案】BD【解析】【详解】AB．导线框在以速度v向右匀速进入磁场区域过程中，ab边切割磁感线，相当于电源，电动势a和b两点间的电势差故A错误，B正确；CD．设导线框的总电阻为，导线中的电流设bc边进入磁场部分的长度为，则bc边受到的安培力大小与成正比，随导线框运动位移x变化图像是过原点的倾斜直线。故C错误，D正确。故选BD。12.如图所示，在磁感应强度大小为B、水平向里的匀强磁场中，直线MN既水平又垂直于磁场。整个空间存在有电场强度大小为E、竖直向下的匀强电场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从MN上的a点以大小为v的速度沿MN向右射出，粒子运动的部分轨迹如图中的实线所示，轨迹上的b点在MN上，c点是轨迹的最高点。已知，不计空气阻力和粒子的重力。在粒子从a运动到b的过程中，下列说法正确的是（）A.c点距MN的距离为 B.a、b两点间的距离为C.粒子在c点的速度大小为 D.粒子运动的加速度大小恒定不变【答案】AD【解析】【详解】AD．由题意可知，粒子运动可以分为一个向右的匀速直线运动的分运动，速度大小为则粒子这个分运动所受的洛伦兹力与粒子所受的电场力平衡，则另一个分运动是匀速圆周运动，速度大小为粒子做匀速圆周运动的周期为由，解得半径粒子从a到c是半个周期，c点距MN的距离为故A正确；B．粒子从a到b是做匀速圆周运动的一个周期，分运动匀速圆周运动的位移为零，分运动匀速直线运动的位移大小就是a、b两点间的距离为故B错误；C．粒子在c处的速度为向右的大小为u的速度与大小为的向左的速度的矢量和，粒子在c点的速度大小为故C错误；D．粒子做匀速直线运动的分加速度为零，做匀速圆周运动的分加速度大小不变，两个分运动的加速度的矢量和大小不变，故D正确。故选AD。第Ⅱ卷非选择题（共62分）二、实验题（本题共2小题，共18分。）13.如图所示，（1）甲图为20分度游标卡尺的情境，其读数是________cm。（2）乙图是螺旋测微器的情境，其读数是________mm。（3）丙图是使用多用表时，选0~100mA直流电流挡情境，其读数是________mA。【答案】①.0.815②.2.970（±0.001均可）③.55【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为8mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为8mm+3×0.05mm=8.15mm所以最终读数为0.815cm；（2）[2]螺旋测微器的固定刻度为2.5mm，可动刻度为47.0×0.01mm=0.470mm，所以最终读数为2.5mm+0.470mm=2.970mm（3）[3]用直流0~100mA挡测量电流,由图示表盘可知,其分度值为2mA，读数为55mA。14.某同学利用如图甲所示的电路测量电源的电动势E和内阻r。图中定值电阻阻值为、电流表的内阻为。操作步骤如下：A.断开开关S，将电阻箱阻值调到最大B.闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表的示数I。C.选适当的坐标系，描点画出图乙，根据图像和其它条件求出电源的电动势E和内阻r请完成下列填空（1）物理量I、E、r、、、R之间的关系式是：________。（2）为了直观地得到I与R的关系，该同学以电阻箱的阻值R为纵轴，则图乙坐标系的纵轴y应取________（填物理量的符号）。（3）图乙中图像横、纵截距分别为a、b。根据（5）选取的y轴，由图乙可求得电源的电动势E＝________，内阻r＝________。（4）本实验________（填“能”或“不能”）消除因电流表内阻带来的系统误差。（5）电阻箱在此实验中起的主要作用是：________。【答案】①.②.③.④.⑤.能⑥.①改变电路中的电阻（或改变电路中的电流）。②实现多次测量。③减少偶然误差【解析】【详解】（1）[1]由闭合电路欧姆定律有（2）[2]从图乙可知图线是一次线性函数关系。所以电阻箱的阻值R为纵轴，坐标系的纵轴y应取，得到的关系式是（3）[3]从（2）得到的函数关系式知得（4）[5]由（2）（3）中分析的实验原理可知，电流表内阻不影响电动势和内阻的测量，能消除因电流表内阻带来的系统误差。（5）[6]电阻箱在此实验中起的主要作用是：①改变电路中的电阻（或改变电路中的电流）。②实现多次测量。③减少偶然误差三、计算题（本题共4小题，共44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15.如图所示，在磁感应强度大小为B＝1T、水平向外的匀强磁场中，把质量为m＝0.2kg、电荷量为q＝0.1C的带负电小球用绝缘细线悬挂在O点，细线长度为L＝1m。现将小球从细线与竖直方向成θ＝37°角时由静止释放，小球在与磁场垂直的竖直面内摆动。不计空气阻力，重力加速度大小g取，sin37°＝0.7，cos37°＝0.8.求：（1）小球第一次运动到最低点时的速率v。（2）小球第一次运动到最低点时细线的拉力大小F。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）在从小球开始运动到第一次运动到最低点过程中，洛伦兹力不做功，由动能定理得求得（2）在最低点对小球分析求得16.如图一质谱仪可以由加速器和磁分析器组成，其装置简化成如图所示。右侧的磁分析器中分布着向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。离子源源源不断的产生离子，离子所带电荷量为q。离子由静止开始在加速器经过恒定电压U加速后，从O点沿即垂直于磁场又垂直于磁场边界的方向进入磁场，最后离子击中磁场边界上的P点，已知OP的距离为d，不计离子重力和离子间的相互作用。求离子的质量m。【答案】【解析】【详解】离子在加速过程中，由动能定理有设离子磁场中运动的半径为R，则求得17.如图所示，平行板电容器的两个极板M、N长均为L，极板间距离为d。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从M的左端沿板方向以速度射入极板间，粒子恰好从N板的右端射出。不计粒子的重力和空气阻力。求：（1）粒子在M、N间运动的时间t。（2）M、N间的电压U。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）粒子在极板运动的过程中，在沿极板方向上有求得（2）设板间的场强为E，粒子的加速度为a，则由牛顿第二定律在垂直于极板方向上解得18.如图所示，足够长光滑导轨与水平面夹角θ，导