广东省梅州市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题【含答案解析】

广东省梅州市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题本试卷共6页，共15小题，满分100分，考试用时75分钟。注意事项∶1.答题前，考生务必用黑色字迹签宇笔在答题卡上填写姓名、考号和座位号，再用2B铅笔将与考号和座位号对应的信息点涂黑。2.答题卡上第一部分必须用铅笔作答，将选中项涂满涂黑，黑度以遮住框内字母为准，修改时用橡皮擦除干净。第二部分必须用黑色字迹的签字笔按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，未在对应的答题区域内作答或超出答题区域作答的均无效。3.考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效。一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，选对的得4分，选错或不选的得0分）1.下列说法与物理学史不相符的是（）A.法拉第首先提出场的概念B.安培最早提出“分子电流”假说C.麦克斯韦首先提出电磁波的存在D.伏特首先研究得出电流与电压、电阻三者之间的关系【答案】D【解析】【详解】A．法拉第首先提出了场的思想，建立了电场的概念，故A正确；B．安培最早提出“分子电流”假说，即在物质内部存在着一种环形电流，它的两侧相当于两个磁极，故B正确；C．麦克斯韦首先提出电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C正确；D．欧姆首先研究得出电流与电压、电阻三者之间的关系，故D错误。本题选不相符的，故选D。2.某遥控竞速赛车的电动机为直流电动机，其额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在输出电压为U的直流电源的两极间，则该电动机的输出功率为（）A.UI B.I2R C. D.【答案】D【解析】【详解】电动机的输入功率为电动机消耗的热功率为则该电动机的输出功率为故选D。3.如图所示，某一实验小组把一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、乙两位同学手持线圈的两边使线圈处于竖直静止状态，甲、乙沿东西方向站立。其他同学观察电流计指针偏转情况。下列线圈的运动过程能使电流计指针发生偏转的是（）A.线圈静止不动B.线圈水平向左平移C.线圈水平向右平移D.线圈由竖直放置转为水平放置【答案】D【解析】【详解】ABC．线圈静止不动、线圈水平向左、向右平移，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，则电流计指针不偏转，故ABC错误；D．线圈由竖直放置转为水平放置，穿过线圈的磁通量改变，产生感应电流，电流计指针偏转，故D正确。故选D。4.如图所示，一实验小组进行“鸡蛋接地球”实验，把一质量为的鸡蛋用海绵紧紧包裹，使其从的高处自由落下，与水平而发生一次碰撞后速度减为0，碰撞时间为，碰撞过程视为匀减速直线运动，不考思物体和地而的形变，忽略空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是（）A.物体做自由下落运动的时间为B.物体在自由下落过程中重力冲量大小为C.匀减速直线运动过程中海棉对物体的平均作用力大小为D.物体做匀减速直线运动过程的动量变化量方向竖直向下【答案】C【解析】【详解】AB．根据题意，由可得，物体做自由下落运动的时间为物体在自由下落过程中重力的冲量大小为故AB错误；CD．根据题意，由公式可得，鸡蛋落地瞬间的速度为碰撞过程视为匀减速直线运动，可得，碰撞过程的加速度大小为由牛顿第二定律有解得取向下为正方向，物体做匀减速直线运动过程的动量变化量为可知，动量变化量方向与正方向相反，即竖直向上，故C正确，D错误。故选C。5.如图甲所示，某同学利用玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成，该同学让一细束复色光从点射入水晶球，最后分成两束单色光从水晶球射出，光路图如图乙所示，下列说法正确的是（）A.光的频率比光的频率高B.彩虹的形成是光的干涉现象C.在“水晶球”中，光的传播速度比光的大D.遇到同样的障碍物，光比光更容易发生明显的衍射现象【答案】A【解析】【详解】A．由图可知，在点光的折射角较小，由折射定律可知，光的折射率较大，则光的频率比光的频率高，故A正确；B．彩虹的形成是光的折射现象，故B错误；C．由可知，由于光的折射率较大，则在“水晶球”中，光的传播速度比光的小，故C错误；D．由于光的频率比光的频率高，则光的波长比光的波长短，遇到同样的障碍物，光比光更容易发生明显的衍射现象，故D错误。故选A。6.下列图中器材对应的物理知识描述正确的是（）A.甲图中，肥皂膜彩色条纹的形成是由于光的折射原理B.乙图中，激光切割金属是利用激光平行度好的特点C.丙图中，雷达测速应用了多普勒效应D.丁图中，光导纤维内窥镜应用了光的折射【答案】C【解析】【详解】A．甲图中，肥皂膜彩色条纹的形成是由于光的干涉原理，故A错误；B．乙图中，激光切割金属是利用激光亮度高、能量大特点，故B错误；C．丙图中，当波源与雷达之间有相对运动时，雷达会感到波的频率发生了变化，根据这个原理来测速，所以雷达测速应用了多普勒效应，故C正确；D．丁图中，光导纤维内窥镜应用了光的全反射，故D错误。故选C。7.如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触点向a端移动时，各灯的亮度变化情况是（）A.A、B、C三灯都变亮B.A、B、C三灯都变暗C.A、C灯变亮，B灯变暗D.A灯变亮，B、C灯变暗【答案】C【解析】【详解】当滑动变阻器的滑动触头向a移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据全电路欧姆定律得知，干路中电流I增大，则A灯变亮。电路中并联部分电压I增大，其他量不变，减小，则灯B变暗通过C灯的电流为I增大，减小，则增大，则灯C变亮，所以A、C灯变亮，B灯变暗。故选C。二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中至少有两个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）8.半导体指纹传感器，多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别，如图所示。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器，使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。指纹采集过程中，下列说法正确的是（）A.指纹的凹点处与小极板距离远，电容大B.指纹的凸点处与小极板距离近，电容大C.手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离增大，电容器带电量增大D.手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量增大【答案】BD【解析】【详解】A．由电容定义式可知，指纹的凹点处与小极板距离远，d大，电容小，A错误；B．由电容定义式可知，指纹的凸点处与小极板距离近，d小，电容大，B正确；CD．手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容增大，由可知，电容器带电量增大，D正确，C错误。故选BD。9.如图甲所示，市面上有一种有趣的磁悬浮玩具，接通电源后，磁性玩偶会稳定地漂浮起来。其内部构造如图乙所示，其中滑动变阻器的阻值可改变，则下列说法正确的是（）A.端应接电源正极B.软铁内的磁感线方向朝向上方C.端应接电源正极D.滑动变阻器的滑片向上滑动，玩偶的高度会下降【答案】AB【解析】【详解】AC．根据题意可知，通电线圈的上方为极，由安培定则可知，电流由线圈下端流入，上端流出，则端应接电源正极，故A正确，C错误；B．软铁内部磁场由，则软铁内的磁感线方向朝向上方，故B正确；D．若滑动变阻器的滑片向上滑动，可变电阻的电阻值调小，则线圈中的电流增大，玩偶的高度会上升，故D错误。故选AB。10.如图甲所示，一列简谐横波在均匀介质中沿直线向右传播，选取平衡位置在同一直线上的7个质点，相邻两质点间的距离均为，时该波传播到质点1，且质点1向下运动，时刻该波第一次出现如图乙所示的波形，则下列说法正确的是（）A.该波的波长为B.时刻质点2向上运动C.该波的波速为D.时刻质点5的速度为0【答案】ABC【解析】【详解】A．由图乙可知解得故A正确；B．由图乙，根据同侧法可知，时刻质点2向上运动，故B正确；C．由图乙可知，时质点1振动，则有解得该波的波速为故C正确；D．由图乙可知，时刻质点5在平衡位置向下运动，速度最大，故D错误。故选ABC。三、实验题（本大题共2小题，共16分）11.一学生小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。（1）下列关于实验中选用的实验器材，正确的是______A.长度约为的不可伸长细绳B.长度约为的不可伸长细绳C.球心开有小孔的金属小球D.球心开有小孔的木质小球（2）用游标卡尺测摆球的直径如图乙所示，摆球的直径______。（3）某次实验中，所用单摆的摆线长度为，摆球的直径为，该次实验中测得此单摆的周期为，该小组测得的重力加速度大小为______。（用表示）【答案】①.AC##CA②.13.4③.【解析】【详解】（1）[1]AB．为减小实验误差，应选用长约1m的不可伸长细绳，故A正确，B错误；CD．为减小空气阻力的影响应选择质量大而体积小的球做摆球，即用球心开有小孔的金属小球，故C正确，D错误。故选AC（2）[2]由图乙可知，摆球的直径（3）[3]由题意可知，摆长为，由单摆周期公式有整理可得12.某实验小组用电流表和电阻箱测量水果电池的电动势和内阻。实验器材如下：A.电流表G：满偏电流，内阻B.电阻箱：最大阻值为C.待测水果电池：电动势约为，内阻约为D.导线开关若干（1）该实验小组先用多用电表粗测水果电池的内阻，以下有些操作步骤是必需的，请选择正确的操作步骤______A.把选择开关旋转到“”位置B.把选择开关旋转到“”位置C.将红表笔和黑表笔短接D.调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点（2）多用电表粗测水果电池的内阻示数如图乙所示，则内阻______（3）请在图乙所示电路的虚线框中添上电流表和电阻箱，电流表的符号为G，电阻箱的符号为，将测水果电池电动势和内阻的电路图补充完整______；（4）正确连接电路后闭合开关，调节电阻箱的阻值，得到多组电流表G的示数，根据实验数据作出图像，如图丙所示，图像的斜率为，根据图像，求出水果电池的电动势______，内阻______。（用表示）【答案】①.BCD②.1000③.④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]由题意可知，待测水果电池内阻约为，则需将选择开关旋转到“”位置，然后将红黑表笔短接，进行欧姆调零。故选BCD。（2）[2]由图乙可知，内阻为（3）[3]根据题意，测水果电池电动势和内阻的电路图补充完整，如图所示（4）[4][5]由闭合回路欧姆定律有整理可得结合图像可得，解得，四、计算题（本大题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.如图所示，某兴趣小组为了再现密立根油滴实验，实验中调节两板间电压，使两板间的场强大小为，观测到一电量为的带电油滴悬浮静止在电场之中，板间距离为，重力加速度为。求（1）若上极板带正电，试判断该带电油滴带何种电荷；（2）两板间的电压为多少；（3）该带电油滴的质量为多少。【答案】（1）带负电；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据题意可知，带电油滴静止，电场力竖直向上，上极板带正电，场强向下，油滴受到的电场力方向与场强方向相反，说明油滴带负电。（2）根据电场强度与电势差的关系可得，两板间的电压为（3）根据题意，由平衡条件有解得14.示波器能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器部分结构如图所示，金属丝发射出来的电子（速度可忽略）被加速后从金属板的小孔穿出，从极板正中央垂直射入偏转场偏转后射出电场。已知加速电压为U1，两板间电压为U2，板间距为d，板长为L，电子的电荷量为e、质量为m。求：（1）电子进入偏转场时的速度v0的大小；（2）若L=d=8cm，U1=200V，U2=400V。求电子离开偏转场时偏离原入射方向的侧移距离y的大小。【答案】（1）；（2）4cm【解析】【详解】（1）由动能定理得解得（2）水平方向上竖直方向上又联立解得15.汽车加速度过大可能会导致车厢内货物滑动，造成安全隐患。如图所示，在货车车厢上，分别用绳固定着两个质量均为的正方体木箱，两木箱间距离、甲木箱与车厢前壁间距离均为，货车以的速度在平直路面行驶。某时刻，司机发现前方有交通事故，以的加速度匀减速刹车，在刹车瞬间，乙箱的固定绳绷断，随后甲、乙两木箱发生碰撞并黏连在一起，在碰撞瞬间甲箱的固定绳也绷断。已知