2023-2024学年安徽省宣城市高二（下）期末考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年安徽省宣城市高二（下）期末考试物理试卷

一、单选题：本大题共8小题，共32分。

1.在物理学发展的历程中，许多科学家的科学研究为物理学的建立做出了巨大贡献。下列叙述中不正确的

是（）

A.英国物理学家法拉第于1846年指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化

率成正比，并称之为法拉第电磁感应定律

B.牛顿发现了万有引力定律，并进行了“月-地检验”，将万有引力定律推广至自然界所有物体之间

C.美国物理学家密立根最早测定了元电荷e的数值

D.赫兹测出了电磁波在真空中的速度，证实了麦克斯韦电磁场理论

2.2024年，国铁集团将完成CR450样车制造并开展型式试验，预计到2025年将投入使用。CR450高速动车

的实验运行速度将达到450公里/小时，商业运行速度将达到400公里/小时，从而有望一举成为世界上最快

的高速列车。若该高速动车从某时刻起做匀减速直线运动，分别用时3s、2s、1s连续通过三段位移后停

下，则这三段位移之比是（）

A.9:4:1B.27:8:1C.5:3:1D.3:2:1

3.山东招远的黄金博物馆曾发起一项名为“单手抓金砖”的挑战活动。如图甲所示，某参赛者戴着手套，

单手将金砖保持底面水平从桌面上抓起，金砖的横截面为等腰梯形，底角为。，如图乙所示。若金砖的重

量为G,手套与金砖间的动摩擦因数为出想要单手抓起金砖，手套与金砖之间的压力至少为（）

A，2“sin。

2（〃sin。-cos。）（“sin。一cos。）

4.学校运动会上，某同学参加铅球比赛，他将同一铅球从空中同一位置4先后两次抛出，第一次铅球在空

中轨迹如图乙中1所示，第二次铅球在空中轨迹如图乙中2所示，两轨迹的交点为B,已知铅球两次经过B

点时机械能相同，不计空气阻力，不计铅球大小，则关于两次抛出，下列说法正确的是（）

A.两次投出的初速度相同

B.两次铅球落地时重力的瞬时功率相同

C.两次铅球在空中运动过程中重力做功平均功率2更加大

D.两次铅球在最高点机械能2更加大甲乙

5.我国的火星探测器“天问一号”的发射过程采用了椭圆形转移轨道，如图所示为着陆过程变轨简图。着

陆器先在轨道I上运动，经过P点启动变轨发动机然后切换到圆轨道H上运动，经过一段时间后，再次经

过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道III上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，

P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且PQ=2QS=21。除了变轨瞬间，着陆器在轨道上运

行时均处于无动力航行状态。着陆器在轨道I、II、III上经过P点的速度分别为巧、艺、火，下列说法正

确的是（）

A.v1<v2<v3

B.着陆器在轨道III上从P点运动到Q点的过程中速率变小,/9.

\：/@\；

c.着陆器在轨道ni上运动时，经过P点的加速度为等

D.着陆器在轨道n上由p点运动到s点，与着陆器在轨道ni上由p点运动到Q点的时间之比为零

6.如图所示，在半圆所在平面内有一方向与直径4B平行的匀强电场，半圆的半径为0.5爪，C、D为半圆上

的两个点，Z.COD=106%且CD连线与直径平行。将一带电荷量为1C的正点电荷由电场外无穷远处分

别移至人B两点，静电力做功分别为6/、l/o取无穷远处电势为0,下列说法正确的是（）

A.4点的电势为6V

B.匀强电场的方向由a指向B

C.匀强电场电场强度的大小为W/zn

D.C、。两点的电势差为4U

7.今年春晚杂技节目假龙门》为观众带来了一场视觉盛宴。彩排时为确保演员们能够准确掌握发力技

巧，教练组将压力传感器安装在图甲的蹦床上，记录演员对弹性网的压力。图乙是某次彩排中质量为35kg

的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力-时间（F-t）图像，演员可视为质点。不计空气阻力，重力加

速度g=10m/s2,下列说法正确的是（）

A.从a时刻到b时刻，演员做匀变速直线运动

B.从a时刻到6时刻，演员一直处于失重状态

C.在b时刻，演员的速度最大

D.从a时亥！|到b时刻，蹦床给演员的冲量大小为455N-s

8.如图所示，电表均为理想电表，电源内阻的大小为r,两灯泡的电阻均为2九闭合开关，此时，两灯泡

正常发光。将滑动变阻器滑片向上滑动，电压表明、/示数变化量的绝对值分别4%、AU2,电流表4示数

变化量的绝对值为4,则（）

A.灯泡L变亮，灯泡乙2变暗

B.匕和/的示数都减小

C.始终保持4%与4的比值是//与4的比值的2倍

D.电源输出功率变大，效率增大

二、多选题：本大题共2小题，共10分。

9.如图所示的电路中，电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器最大阻值为R=2r,G为灵敏电流计，两平

行金属板M、N之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B,将开关闭合，滑片移动到滑动变阻器

中点，一带正电的粒子从电容器左端恰好以速度。匀速穿过两板，不计粒子重力。以下说法中不正确的是

A.保持开关闭合，滑片P向上移动到顶，并增大磁感应强度为28,粒子仍恰好以速度匀速"穿过两板

B.保持开关闭合，滑片P的位置不动，将N板向上移动，粒子以速度"射入，粒子可能从N板边缘射出

C.保持开关闭合，滑片P的位置不动，粒子从电容器右端以速度"仍匀速穿过两板

D.开关断开瞬间，灵敏电流计G指针将发生短暂偏转，此后粒子将继续沿直线匀速射出

10.如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑

温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由

传感器得到的电压1t随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻。下列说法正确的是（）

A.开关S闭合瞬间，流经灯名和外的电流相等

B.开关S闭合瞬间至断开前，流经灯外的电流保持不变

C.开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭

D.根据题中信息，可以推算出图乙中%:劭=3:4

三、实验题：本大题共2小题，共16分。

甲乙

11.某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。

实验步骤如下：

电磁铁

(1)用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门a固定在立柱上，小铁球底部处于

P&--小铁球

同一竖直位置，光电门B固定在立柱上的另一位置，调整它们的位置使铁

球、光电门在同一直线上；

接

--光电门力

数

(2)切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小铁球通过光电门

字

计

4和光电门B的时间分别为以、tBo

时

请回答下列问题：器

一光电门8

(1)切断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝，使立柱处于，以确保

小铁球能通过两个电光门。

(2)实验中还需要测量的物理量是(填选项前的字母)。

A.小铁球的质量m

A小铁球的直径d

C.光电门4、B间的距离八

(3)小铁球经过光电门B时的速度可表示为与=(用测量的物理量表示)。

(4)在误差允许范围内，若满足关系式,即可验证机械能守恒(用测量的物理量和重力加速度g表示

)°

12.某同学想要测量一新材料制成的粗细均匀电阻丝的电阻率，设计了如下的实验。

(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，测得其直径mm.

(2)用多用电表粗测电阻丝的阻值。选择旋钮打在“X100”挡，进行欧姆调零后测量，指针静止时位置如

图乙所示，此测量值为0。

(3)为了精确地测量电阻丝的电阻段,实验室提供了下列器材：

A.电流表4式量程500〃4内阻7"1=1卜0)

A电流表4(量程1。巾4内阻上约为61。)

C.滑动变阻器R1（O〜500。，额定电流0.54）

。.滑动变阻器7?2（。〜ion,额定电流14）

E电阻箱R（阻值范围为0~9999.90）

尸.电源（电动势3.0U,内阻约0.20）

G开关S、导线若干

①实验小组设计的实验电路图如图丙所示。由于没有电压表，需要把电流表4串联电阻箱R改为量程为3y

的电压表，则电阻箱的阻值R=0。滑动变阻器应选择（选填"RJ或“氏2”）。

②正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得电流表4的示数为人，电流表4的示数为/2,测得电

阻丝接入电路的长度为3则电阻丝的电阻率p=_（用题中所给或所测得的物理量的符号表示）。

四、计算题：本大题共3小题，共42分。

13.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为3顶端接阻值为R的电阻。质量为小、电阻为r的金属棒在距

磁场上边界高度为h处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度大小为B、方向垂

直纸面向里的匀强磁场垂直，如图所示。不计导轨的电阻，重力加速度为g。

（1）求金属棒刚进入磁场时，所受安培力的大小；

（2）求金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率。

XXXXX

XXXXX

XXXXX

14.如图所示，》轴上方存在边长为d、沿y轴正方向、场强大小为E的正方形匀强电场，电场的周围分布着

垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=J鬻。一个质量为小，电荷量为q的带正电粒子从。P中点4由

静止释放进入电场（不计粒子重力）o

（1）粒子从4点开始运动到第二次进入电场的时间;

（2）粒子第二次离开电场的位置坐标。

y°一

E

•Q•A••p•1

15.如图所示，光滑J圆弧轨道竖直固定，与水平面相切于最低点P,半径R=0.2m,空间中存在水平向左

的匀强电场，场强E=1X1。3^/根，物体甲的质量为巾1=0.2kg,带负电，电荷量为q=1X10-3。，在p

点右侧L=lnt处有一不带电的物体乙，质量为瓶2=0.2kg,物体乙右侧人=0.5m处有一竖直固定挡板，

甲物体从与圆心。等高的2点以竖直向下的速度%=2w/s滑动，甲、乙与水平面的动摩擦因数均为〃=

0.2,所有碰撞均无能量损失，且甲、乙碰撞没有电荷转移。

(1)在圆形轨道最低点P,物体甲受到轨道的支持力大小；

(2)甲、乙第一次碰撞后各自的速度大小；

(3)整个过程甲、乙在水平面上运动的总路程之和。

答案解析

1.A

【解析】A韦伯和纽曼提出了法拉第电磁感应定律，故A错误；

A牛顿发现了万有引力定律，并进行了“月-地检验”，将万有引力定律推广至自然界所有物体之间，故

B正确；

C.美国物理学家密立根通过油滴实验最早测定了元电荷e的数值，故C正确；

D赫兹测出了电磁波在真空中的速度，证实了麦克斯韦电磁场理论，故。正确；

本题选择错误选项，故选A。

2.B

【解析】将动车的运动反向看，动车做初速度为零的匀加速直线运动，则1s的位移为无3=ga母=ga；

11

2s的位移为外—2d(t2+J)?—2a抬—4a；

1127

3s的位移为%1=2a(4++13)2—2。(七2+七3)2=5。

则这三段位移之比是小：尤2：町=27:8:1。

故选瓦

3.C

【解析】

对金砖受力分析，如答图所示，由平衡条件可得/'=2fsinJ=G+2Fcos8

解得F=2(|USin0-cos0)

故选Co

4.C

【解析】解：4由铅球运动的轨迹可知，铅球两次出手时的速度方向不同，因此初速度不同，故A错误;

区重力的瞬时功率为P=rngucos。，其中。为速度方向与重力方向的夹角。已知铅球两次均是从2点投出，

经B点后落至地面，两次经过B点时机械能相等，因此经过B点时的动能大小相等，又因为铅球两次从4至B

过程中仅有重力做功，且做功相同，因此铅球两次在a点投出时的动能大小相同，又由铅球两次由a投出后

运动至地面的过程重力做功相同，因此在到达地面时的动能大小相同，即速度大小相等，但由图中轨迹可

知，铅球两次落地时的速度方向与重力方向夹角不同，因此重力的瞬时功率不同，故8错误；

C.对铅球两次运动进行竖直方向分析可知，做初速度向上，加速度大小为g方向向下的匀变速直线运动，

且两次的位移相同，铅球两次出手时速度大小相等，但第一次出手时速度方向与竖直向上的方向夹角更

小，因此铅球第一次出手时沿竖直方向的分速度更大，根据x=29产可知，第一次运动时间更长，

又已知两次运动重力做功相同，因此第一次运动过程的重力做功平均功率更小，故C正确；

D铅球出手后机械能守恒，因此在最高点时机械能仍相等，故。错误。

故选：Co

铅球出手后的运动过程中，机械能守恒，动能的变化量等于重力做的功。

本题需要学生利用匀变速直线运动及机械能守恒的相关知识，结合铅球运动的轨迹进行分析以解决此类问

题。

5.D

【解析】a、着陆器由轨道I进入轨道n,由轨道n进入轨道iii做的是近心运动，需点火减速，故内〉

v2>V3,故A错误；

3、着陆器在轨道〃/上从P点运动到Q点的过程中，万有引力对着陆器做正功，其速率不断变大，故B错

误；

C、根据万有引力定律和牛顿第二定律得G鬻=ma,得&=臀知着陆器在轨道III上经过P点的加速度与在

轨道II上经过P点的加速度相等，为。=速=等，故C错误；

丫23/

。、着陆器在轨道上由p点运动到s点的时间与着陆器在轨道m上由p点运动到Q点的时间均为相应轨道运行

周期的一半，故时间之比等于周期之比：?=圣,根据开普勒第三定律：吗=吗，据题有7?2=1.51,/?3=

I,得今=苧，所以着陆器在轨道II上由p点运动到s点，与着陆器在轨道III上由P点运动到Q点的时间之

比为今=竽，故。正确。

故选：Do

6.C

【解析】4.根据电势的定义94=电殁=染=-6叭08="纳=4=一1匕，选项A错误；

A根据电势定义可知，8点电势高于4点，故匀强电场的方向由B指向4选项B错误;

C.电场强度E=辔=51//小，选项C正确；

aBA

D.CD两点的电势差为=Ed，CD=一4忆选项。错误.

故选Co

7.D

【解析】AB.a时刻蹦床的弹力最大，此时演员运动到最低点，速度为零，弹力大于重力，加速度向上，此

时处于超重，从a到6弹力越来越小，重力不变，所以演员的合力发生变化，不是匀变速直线运动，A8错

误；

C.当蹦床对演员的作用力等于重力大小时，合力为零，加速度为零，演员的速度达到最大，则演员速度最

大的点在b点之前，故C错误；

D由乙可知演员离开蹦床后在空中运动的时间为1.6s,则上升和下降的时间均为0.8s,由U=gt可知演员

离开蹦床时的速度为u=8m/s,从a时亥1|到b时刻，蹦床对演员产生作用力的时间为t=0.5s,由动量定理

RTW/-mgt=mv,解得/=455N-s,故。正确。

8.C

A将滑片向上滑动，电路中的总电阻减小，总电流增大，通过两串联灯泡的电流始终一样且增大，两灯泡

逐渐变亮，故A错误；

A电压表彩测量的是路端电压，电压表匕测量的是灯泡刀两端的电压，因为总电流增大，所以匕的示数

增大，%的示数减小，故8错误；

C.根据闭合电路欧姆定律可知第=啮=RL1=2r

则/Ui与//的比值是//与//的比值的2倍，故C正确；

D当外电路电阻越接近电源内阻时，电源输出功率越大，滑动变阻器滑片向上滑动，外电阻与电源内阻相

差越来越小，电源输出功率变大，电源的效率〃=肾==含

1ElR+r

由于外电阻减小，则效率减小，故。错误;

故选Co

9.ACD

【解析】A开始时电容器两板间的电压为％=品=亨

一带正电的粒子从电容器左端恰好以速度"匀速穿过两板，则号q=qvB

若滑片P向上移动到顶，并增大磁感应强度为2B,则此时电容器两板间的电压为/=需=竽

此时与q<qv-2B

则粒子不能穿过两板，故A错误；

A保持开关闭合，滑片P的位置不动，则两板间电压力=与不变，将N板向上移动，贝胴减小，粒子受电场

力与q变大，粒子以速度U射入，则粒子向下偏转，则粒子可能从N板边缘射出，故8正确；

c.保持开关闭合，滑片P的位置不动，粒子从电容器右端以速度"射入时，受洛伦兹力和电场力均向下，则

粒子不能匀速穿过两板，故c错误；

。开关断开瞬间，电容器瞬时放电完毕，则灵敏电流计G指针将发生短暂偏转，由于电场消失，则此后粒

子将只受洛伦兹力作用，不能继续沿直线匀速射出，故。错误。

本题选不正确的，故选AC。。

10.AD

【解析】AB.开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯/没有电流通过，灯区和4串联，流经

灯团和D2的电流相等，通过电感的电流逐渐增大，稳定后灯。3和。2并联再与D1串联，流过灯。2的

电流改变，故A正确，B错误;

C.开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯。3和。2提供电流，又因为

电路稳定的时候，流经灯。3和。2的电流相等，所以灯逐渐熄灭，并不会闪亮，故C错误；

D开关S闭合瞬间，灯和D2串联，电压传感器所测电压为。2两端电压，有如=$E

ZA

电路稳定后，流过久的电流为/=2*品

开关S断开瞬间，电感线圈能够提供与之前等大电流，故其两端电压为劭=2/R

解得%:物=3:4

故。正确。

故选AD.

11.竖直BC3(；)2-(；产=2gh

【解析】解：(1)切断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝，使立柱处于竖直，以确保小铁球能通过两个

电光门。

(2)实验中，小球通过两个光电门时的速度分别为以=二，

11

要验证的关系是mgRB=2mvB~2mvA

即华)2一4)2=2MB

则还需要测量的物理量是小铁球的直径d以及光电门/、8间的距离心故选：BC。

(3)小铁球经过光电门B时的速度可表示为外=着

(4)由上述分析可知，在误差允许范围内，若满足关系式(着)2-(看)2=2gh,即可验证机械能守恒。

故答案为：(1)竖直(2)BC(3)二；(4)(二)2—(二)2=2gh

加tBM

(1)根据实验规范操作可知切断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝，使立柱处于竖直，以确保小铁球能

通过两个电光门；

(2)根据实验原理判断需要测量的物理量；

(3)根据钢球直径与通过光电门的时间求得瞬时速度；

(4)结合实验原理解得关系式。

本题全面的考查了验证机械能守恒定律中的数据处理问题，应用机械能守恒定律、动能与重力势能的计算

公式即可解题。

12.(1)2.150##2.149##2.151

(2)600

2

⑶5000R2

【解析】(1)如图所示，其螺旋测微器的主尺读数为所以其读数为D=2mm+15.0x0.01mm=

2.150mm

(2)由题意可知，其倍率为X100,所以其读数为R=6X1000=600。

(3)①[1]电流表&串联电阻箱R改为量程为3U的电压表，由U=/g(R+q)

解得R=5000。

［2］由于滑动变阻器采用分压式接法，所以为了减少实验误差，滑动变阻器应该选择/?2。

②［3］电阻丝两端的电压为U=/式勺+R)

流过电阻丝的电流为/=12~11

由欧姆定律有q=彳

由电阻定律有q=P-

嗯)

乃。2/1(口+口)

整理有p=

4。2一/1力

1

13.(1)金属棒刚进入磁场时，根据动能定理mgh2-

产生的感应电动势E=BLv0

产生的感应电流是/=旦=的

金属棒所受的安培力大小F=8〃=岩=二守

(2)金属棒稳定下滑时,满足F==mg

电阻R的热功率P=If2R=(黑JR

可求得p=(给，

【解析】详细解答和解析过程见【答案】

14.(1)电场力提供加速度Eq=ma

带电粒子在电场