四川省绵阳市2024-2025学年高二上学期1月期末物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高中2023级第三学期末教学质量测试物理本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）组成，共6页；答题卡共2页。满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在准考证号”栏目内。2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。3.考试结束后将答题卡收回。第I卷（选择题，共48分）一、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，只有一项符合题目要求。1.下列选项中，对物理公式的理解正确的是（）A.由，电场中某点的电场强度与试探电荷所受电场力成正比，与其电荷量成反比B.由，电容器电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比C.由，通过导体的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比D.由，磁感应强度与通电导线所受到的磁场力成正比，与电流强度和导线长度的乘积成反比【答案】C【解析】A．该式为电场强度的定义式，采用比值定义法，电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，故A错误；B．该式为电容的定义式，采用比值定义法，电容不与其所带电荷量成正比，也不与两极板间的电压成反比，故B错误；C．该式为欧姆定律，即通过导体的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，故C正确；D．该式为磁感应强度的定义式，采用比值定义法，但磁感应强度由磁场本身决定，与通电导线所受到的磁场力不成正比，与电流强度和导线长度的乘积不成反比，故D错误。故选C。2.一根直导线水平放置，通有恒定电流，在其正上方平行于导线放置一闭合线圈，线圈与导线在同一平面内，如图所示。下列操作中，不能使线圈产生感应电流的是（）A.线圈竖直向上平行匀速移动B.线圈水平向右平行匀速移动C.线圈以边轴匀速旋转D.线圈以边为轴匀速旋转【答案】B【解析】在线圈中产生感应电流的条件是，闭合线圈的磁通量发生变化。通电直导线在其周围产生的磁场以导线为圆心的同心圆，越靠近导线磁场越强。A．线圈竖直向上平行匀速移动，穿过线圈的磁通量减少，线圈能产生感应电流，故A错误；B．如果线圈沿平行于导线的方向向右平移，线圈中的磁通量不发生变化，所以不会产生感应电流，故B正确；C．如果线圈以导线为轴转动，线圈中磁通量发生变化，所以会产生感应电流，故C错误；D．如果线圈以边为轴匀速旋转，线圈中的磁通量发生变化，所以会产生感应电流，故D错误。故选B。3.“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，能直接向城市供电，其为城市供电的等效电路如图所示。若“空气充电宝”内阻为r，输出电压恒为U，输出电流恒为I，输电线的总电阻为R。则“空气充电宝”（）A.输出功率为B.输出功率为C.在t时间内产生的热量是D.在t时间内产生的热量是【答案】A【解析】AB．“空气充电宝”的输出电压恒为U，输出电流恒为I，则输出功率为故A正确，B错误；CD．在t时间内产生的热量为故CD错误。故选A。4.正三角形ABC是玻璃砖的横截面，某单色光垂直于AB射入，恰好在BC界面发生全反射，则该玻璃砖的折射率是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】如图所示根据临界角与折射率的关系解得故选A。5.某静电场只存在沿x轴方向的电场，在x轴正半轴的电势φ随x变化的图像如图所示，a、b、c、d为x轴上四个点。一正电荷仅在电场力作用下，从a点由静止开始沿x轴正方向运动到d点，则该正电荷（）A.在a点受电场力沿x轴负方向B.在b点的电势能最小C.在c点的动能最大D.在c点到d点运动过程中，受到的电场力做正功【答案】C【解析】A．根据题意，正电荷仅在电场力作用下，从a点由静止开始沿x轴正方向运动到d点，则该正电荷在a点受电场力沿x轴正方向，故A错误；BC．由图可知，c点电势最低，电荷在c点电势能最小，动能最大，故B错误，C正确；D．在c点到d点运动过程中，电荷的电势能增大，电场力做负功，故D错误。故选C。6.如图甲所示，是某电源的路端电压与电流的关系图线。将该电源与灯泡L1、L2和L3按照图乙所示电路连接，灯泡均正常发光。已知L1、L2、L3的电阻分别是1Ω、2Ω、2Ω，则下列选项中分析正确的是（）A.电源内阻为5ΩB.每个灯泡额定电压均为0.75VC.流过灯泡L2的电流为0.25AD.乙图电路中电源的输出功率0.25W【答案】C【解析】A．根据闭合电路欧姆定律可得结合图像可得，故A错误；B．将该电源与灯泡L1、L2和L3按照图乙所示电路连接，灯泡均正常发光，则有所以灯泡L1的额定电压为灯泡L2、L3的额定电压为故B错误；C．流过灯泡L2的电流为故C正确；D．电源的输出功率为故D错误。故选C。7.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲是t=2s时该波的波形图，图乙是x=1m处质点的振动图像，则t=7s时该波的波形图为（）A. B.C. D.【答案】D【解析】2s时，x=1m处的质点处于平衡位置，且沿y轴负方向振动，根据“上下坡”法可知，波沿x轴负方向传播，7s时，x=1m处的质点处于负的最大位移处。故选D。8.如图所示，粒子源右侧有电压为U的加速电场和电压为2U的偏转电场；偏转电场极板长为L，右边缘为PQ，光屏AB竖直放置在PQ右侧2L处，偏转电场的中心线O1O2延长线过光屏的中点O3；PABQ构成一个矩形，D、C分别为PA、QB边的中点，绝缘反射板K平行于QB，且右边缘在DC延长线上，可以上下移动。粒子源发出质量为m、电荷量为q且无初速度的粒子，经过加速电场沿O1O2进入偏转电场，并从下极板右边缘Q点射出，经绝缘反射板K反弹后最终打在光屏上的A点。若粒子打在K板上，平行于板的速度不变，垂直于板的速度反向，大小保持不变，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（）A.偏转电场两极板间距离为B.K板与QB边的距离为C.只将K板再下移，粒子将打在B点D.K板与QB边的距离为0~L范围内，粒子都能打到光屏AB上【答案】C【解析】A．粒子在加速电场中有粒子进入偏转电场中做类平抛运动，则,,联立解得，故A错误；B．如图所示当K板处于2位置时，带电粒子打在K板上，反弹后恰好打到荧光屏的A点，设带电粒子离开偏转电场时的速度与水平方向的夹角为θ所以可得由几何关系知，此时K板距QB的距离为，故B错误；C．若将K板再下移，由图可知，即K板在1位置，此时带电粒子在K板右边缘反弹，恰好打到荧光屏的B点，故C正确；D．由以上分析可知，K板与QB边的距离为~L范围内，粒子都能打到光屏AB上，故D错误。故选C。二、本共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项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.关于机械波和电磁波，下列说法中正确的是（）A.机械波和电磁波都能发生干涉现象B.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在C.彩超是利用超声波的多普勒效应，为医生诊断病情提供重要依据D.机械波能够发生明显衍射现象，而电磁波不能发生明显衍射现象【答案】AC【解析】A．干涉是波特有的现象，所以机械波和电磁波都能发生干涉现象，故A正确；B．麦克斯韦首先提出了电磁波理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误；C．彩超是利用超声波的多普勒效应，为医生诊断病情提供重要依据，故C正确；D．只要缝、孔或障碍物的尺寸与波长相比相差不多或者比波长更小时，不管是机械波还是电磁波均能够发生明显衍射现象，故D错误。故选AC。10.在校园科技节中，某物理兴趣小组同学展示了自制的双缝干涉实验装置，如图所示。在白色纸上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该白色纸与另一张白色纸平行放置，用绿色激光照双缝，能在白色纸上观察到干涉条纹。根据现场实验现象发现，相邻两条亮纹中央间距太小难以分辨。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变大的是（）A.换用紫色激光照双缝 B.换用红色激光照双缝C.增大两张白色纸间的距离 D.用铅笔芯替换头发丝【答案】BC【解析】D．根据干涉条纹间距表达式有用铅笔芯替换头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距变小，故D错误；C．根据干涉条纹间距表达式有增大两张白色纸间距离，即变大，则相邻两条亮纹中央间距变大，故C正确；A．根据干涉条纹间距表达式有换用紫色激光照双缝，波长变短，则相邻两条亮纹中央间距变小，故A错误；B．根据干涉条纹间距表达式有换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距变大，故B正确。故选BC。11.如图所示，两根通电导线P、Q沿垂直纸面方向固定放置，导线Q中通有的电流垂直于纸面向外，大小为。为P、Q连线上的中点，和分别是P、Q中垂线和连线延长线上的点，且。已知通电直导线在距其处产生磁场的磁感应强度大小（其中为常量，为通电电流），处的磁感应强度为零。则（）A.两点处的磁感应强度相同B.导线P中的电流大小为，方向垂直纸面向外C.点、点处的磁感应强度大小之比为4:3D.点、点处的磁感应强度大小之比为3:4【答案】BD【解析】AB．处的磁感应强度为零，可知P、Q两通电导线电流在处的磁感应强度大小相等，方向相反，则导线P中通有的电流垂直于纸面向外，大小为；根据对称性和叠加原则可知，两点处的磁感应强度大小相等，方向相反，故A错误，B正确；CD．已知通电直导线在距其处产生磁场的磁感应强度大小，设，根据几何关系可得叠加原则可知，、两点处的磁感应强度大小均为、两点处的磁感应强度大小均为则点、点处的磁感应强度大小之比为点、点处的磁感应强度大小之比为故C错误，D正确。故选BD。12.如图所示，力传感器固定在斜面顶端挡板上，劲度系数为k的轻质弹簧一端与力传感器相连，另一端与质量为M的滑块A拴接，滑块A放置在固定、上表面光滑且倾角为θ的斜面上。质量为m的物块B叠放在A上，A、B之间粗糙，动摩擦因数为μ，系统保持静止。现用手对A施加一外力，当A、B整体位于斜面某处，此时力传感器示数为零，静止释放，A、B整体在某两个位置间做简谐运动。已知弹簧弹性势能，k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量。在整个过程中，A、B视为质点且始终相对静止，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.释放A、B瞬间，A、B之间摩擦力为零B.A、B之间的动摩擦因数μ至少为C.释放A、B之后，A、B的最大速度为D.释放A、B之后，弹簧的最大弹性势能为【答案】AD【解析】A．A、B始终相对静止，则二者加速度相同，根据牛顿第二定律可得所以对B有所以故A正确；D．根据简谐运动的对称性可知，当A、B运动到最低点时，有此时弹簧的弹性势能最大，则联立可得故D正确；B．当A、B运动到最低点时，对B有联立解得故B错误；C．当二者加速度为零时，速度达到最大，则联立解得故C错误。故选AD。第Ⅱ卷（非选择题，共52分）三、本大题2小题，每空2分，共16分。13.某同学用“插针法”测量一顶角大小为等腰三角形玻璃砖的折射率。完成实验并回答问题：（1）在白纸上画一条直线，并画出其垂线，交直线于点；将玻璃砖的边沿直线放置，手固定玻璃砖，沿边画一条直线，边的垂线交于，如图所示；（2）在的垂线上竖直插上大头针和，从边透过玻璃砖观察和，插上大头针，要求能挡住________（选填“”或“”或“和”）的像；（3）确定出射光线的位置________（选填“需要”或“不需要”）在的右侧插上第四枚大头针；（4）撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与的夹角为，则玻璃砖折射率_______。（5）若该同学放置玻璃砖时，B在直线上，A在直线右侧一点，其他操作正确，则折射率的测量结果________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”）。【答案】（2）和（3）不需要（4）（5）偏小【解析】（2）[1]要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像；（3）[2]过P1和P2的光线与AB垂直，即AB⊥P1P2，由于光垂直入射时传播方向不变，因此可确定AC边上的入射点，此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线，不需要在的右侧插上第四枚大头针P4；（4）[3]光路图如图所示光线从AC边射出时，入射角为，折射角为则玻璃砖折射率（5）[4]若该同学放置玻璃砖时，B在直线上，A在直线右侧一点，其他操作正确，则认为进入的光线不改变方向，作出对比图如图则图中出射光线1是正确出射光线，光线2是作出的出射光线，由图可知作出的出射光线的折射角偏小，则折射率的测量结果偏小。14.学校科创实验室购置了一卷长L=8m的康铜丝（铜镍合金丝），一科创小组的同学们想测出这卷康铜丝全部接入电路时的总电阻。查资料得知康铜的电阻率。实验室里可选用的器材有：螺旋测微器，多用电表，学生电源（内阻不计），滑动变阻器，电阻箱，电流表（内阻不计），电压表，开关一只，导线若干。同学们设计了以下三个实验方法进行测量：（1）方法一：使用多用电表测量康铜丝的电阻。操作步骤如下：①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔，选择电阻挡“×1”；②调整指针定位螺丝使指针指到零刻度，然后将两表笔短接，调节电阻调零旋钮，使多用电表的指针指在_____________（选填“左侧”或“右侧”）的零刻度线；③把红、黑表笔分别与康铜丝的两端相接，多用电表的示数如图甲所示，该康铜丝的电阻约为__________Ω；（2）方法二：根据电阻定律测量康铜丝的电阻。操作步骤如下：①用螺旋测微器测量康铜丝的直径，示数如图乙所示，则康铜丝的直径D为_________mm。②计算康铜丝横截面积，再根据电阻定律求出康铜丝电阻。（3）方法三：设计如图丙所示的实验电路测量康铜丝的电阻。操作步骤如下：①按照图丙连接电路，将电阻箱阻值调至最大；②闭合开关S，调节电阻箱阻值，观察电流表示数，得到当电流表指针半偏时电阻箱阻值为R1；③调节电阻箱阻值，观察电流表示数，得到当电流表指针满偏时电阻箱阻值为R2；④根据同学们的实验，康铜丝电阻Rx=__________（用R1、R2表示）。【答案】（1）右侧13.0（2）0.680（3）【解析】（1）[1]将两表笔短接，进行欧姆调零，即调节电阻调零旋钮，使多用电表的指针指在电流最大值处，即表盘右侧零刻度线处；[2]欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积所以该康铜丝的电阻约为（2）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和所以康铜丝直径为（3）调节电阻箱阻值，观察电流表示数，得到当电流表指针半偏时电阻箱阻值为R1，则调节电阻箱阻值，观察电流表示数，得到当电流表指针满偏时电阻箱阻值为R2，则联立可得四、本大题3小题，共36分，要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。15.部分健身爱好者通过快速、有节奏地上下甩动绳子，达到提升爆发力、增强力量等锻炼目的。若健身爱好者以每分钟30次的频率上下抖动长绳的一端，长绳呈波浪状起伏，可近似为单向水平传播的简谐横波。某健身爱好者手握绳最右端抖动，某时刻绳波传到点，波形如图所示（绳子未完全画出），绳上A点位于波峰，B点位于波谷，A、B两点的平衡位置相距，高度相差。当长绳完全抖动后，长绳左右两端点的平衡位置相距。（1）求绳波的波速；（2）从该时刻到绳最左端质点第一次运动到波峰的过程中，求质点通过的路程。【答案】（1）1m/s（2）3m【解析】（1）波的周期波长为可知波速（2）振幅A=20cm，从该时刻到绳最左端质点第一次运动到波峰的过程中，波向左传播用时间则质点C运动的路程16.在如图所示的电路中，定值电阻R1、R2阻值均为10Ω，电容器电容为C=3×10-7F，电源电动势E=6V，内阻r=5Ω，滑动变阻器R阻值范围是0~50Ω，现将开关S闭合。求：（1）在滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中，电容器的电荷量变化量；（2）电路稳定后，滑动变阻器R消耗功率最大时，此时滑动变阻器接入电路的阻值和消耗的功率。【答案】（1）9.6×10-7C（2）25Ω，0.36W【解析】（1）当滑动变阻器的滑片处于最左端a时，有电容器两极板间电压为电容器所带电荷量为当滑动变阻器的滑片处于