四川省凉山州2024-2025学年高二（上）期末物理试卷

这是一份四川省凉山州2024-2025学年高二（上）期末物理试卷，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，两根绝缘细线的上端都系在水平天花板上，另一端分别连着两个带电小球P、Q，两小球静止时处于同一水平高度，球质量为，两细线与天花板间的夹角分别为，，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．两个小球带同号电荷
B．两个小球具有相同的质量
C．两细线对小球的拉力大小相等
D．细线对球的拉力小于细线对球的拉力
2．如图所示，水平放置的带电平行金属板A、B中央有一半径为R的金属球壳，两极板间距离为d，电压为U，d = 3R。M、N分别是金属球上的最高点和最低点，下列说法正确的是（ ）
A．M点电势比N点电势高
B．球壳上的感应电荷在O点产生的场强大小为
C．A、M间的电势差为
D．N、B间的电势差为
3．如图甲所示，x轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点O处，电荷B固定在x = 3a处，x轴上各点的电势φ随位置坐标x变化的φ − x图像如图乙所示，其中x = 2a处图线的切线与x轴平行。取无穷远处电势为零，仅考虑电场力作用，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两电荷为异种电荷
B．A、B两电荷所带电荷量之比QA∶QB = 4∶1
C．x轴上仅有一个位置A、B两电荷产生的电场强度大小相等
D．将一正电荷从x = a处自由释放，该电荷将做加速度增大的加速运动
4．在特高压输电技术领域，中国独霸全球，不仅是世界唯一实现特高压大规模商业运营的国家，而且是妥妥的行业标准制定者。未来全世界特高压网络建成时，中国特高压技术，必然是改变世界格局极其重要的一枚棋子。水平架设的三根绝缘超高压输电线缆彼此平行，某时刻电流方向如图（a）所示，电缆线在最上方，两根电缆线、在下方，且位于同一水平高度处，为等腰三角形，，点是P，连线的中点，电缆线上的M点、点、点在同一竖直平面内，其二维平面图如图（b）所示，忽略地磁场，下列说法正确的是（ ）
A．输电线缆Q在点处产生的磁场方向由指向
B．输电线缆P在点处产生的磁场方向竖直向下
C．输电线缆M在点处产生的磁场方向竖直向下
D．点处的磁场方向沿水平方向由指向
5．木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法正确的是（ ）
A．a离开墙壁前，a、b和弹簧组成的系统机械能不守恒
B．a离开墙壁前，a、b和弹簧组成的系统动量守恒
C．a离开墙壁后，a、b和弹簧组成的系统动量守恒
D．a离开墙壁后，a、b和弹簧组成的系统动量不守恒
6．某多用电表有两个挡位，一是量程为100mA的电流表，另一个是倍率为“×1”的欧姆挡，其内部电路如左图所示，其中R为定值电阻，表盘如图所示，下列说法正确的是（ ）

A．若倍率为“×10”的欧姆挡的内阻为15Ω
B．欧姆挡内电源的电动势应为1.5V
C．图甲中a应为黑表笔，b应为红表笔
D．当开关接到c时，多用电表用来测量电阻
7．舞中幡是中国传承千年的杂技项目之一，如图所示，杂技演员用手顶住中幡，将幡从胸口处竖直向上抛起，时间后在自己的胸口相同位置处开始接幡，并缓慢下蹲，经时间幡到达最低点。已知一根中幡质量为，重力加速度为，忽略空气阻力。则（ ）
A．幡被抛出时的速度大小为
B．幡被抛出后，仅在最高点时加速度大小为
C．杂技演员接幡过程中，手对幡的冲量大小为
D．杂技演员接幡过程中，手对幡的冲量大小为
二、多选题（18分）
8．等量异种点电荷产生的电场等势面分布如图中实线所示，相邻等势面间电势差相等。O是两电荷连线的中点，a、c为两电荷连线上关于O点对称的两点。已知电子在a点电势能比在b点电势能大，则（ ）
A．a、c两点的电场强度相同B．O点左边是正电荷，右边是负电荷
C．a点电场强度比b点的电场强度大D．把电子从a点移到b点电场力做正功
9．如图所示，光滑的弧形碗中间部位矩形虚线框内有垂直纸面向外的匀强磁场，金属环在点由静止释放，向右滚动至最高点，则下列描述正确的是（ ）
A．点高于点
B．、两点在同一水平线上
C．点低于点
D．金属环最终将在虚线框内做往复运动
10．如图甲是酒精测试仪的原理图，气敏电阻的阻值随气体中酒精含量的变化关系如图乙所示。机动车驾驶员呼出的气体中酒精含量大于等于小于为酒驾，大于等于为醉驾。使用前先对酒精测试仪进行调零（改变的阻值），此时电压表的示数为，调零后的阻值保持不变。已知电源电动势、内阻，电路中的电表均为理想电表。当一位饮酒者对着测试仪吹气时（可视为气体中酒精含量逐渐增大），下列说法中正确的是（ ）
A．电压表示数减小，电流表的示数增大
B．电源的输出功率减小
C．电压表、电流表示数变化量绝对值的比值减小
D．当电流表的示数为时，气体中酒精含量大于
三、实验题（16分）
11．验证动量守恒的实验可以在如图所示的气垫导轨上完成，其中左、右两侧的光电门可以记录遮光片通过光电门的挡光时间。实验前，测得滑块A（连同其上的遮光片）的总质量为m1、滑块B（连同其上的遮光片）的总质量为m2，两滑块上遮光片的宽度相同。实验时，开启气垫导轨气源的电源，轻轻拨动两滑块，两滑块在导轨上自由运动时近似为匀速运动，再让滑块A从导轨的左侧向右运动，穿过光电门与静止在两光电门之间的滑块B发生碰撞。
(1)关于实验，下列说法正确的是 ___________。
A．本实验可以不用通过垫高导轨的方式平衡滑块和轨道间的摩擦阻力
B．两滑块的质量应满足
C．需要用刻度尺测量两光电门之间的距离
D．需要用秒表测定滑块上的遮光片经过光电门的时间
(2)在某次实验中，光电门记录的遮光片挡光时间如表所示。
在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒（用测量的物理量表示）。
(3)若滑块A第一次经过左侧光电门的时间为T，滑块B第一次经过右侧光电门的时间为，通过改变两滑块的质量比值，可以使比值变大，的上限值为 。
12．2024年3月28日，国产某品牌汽车一上市就得到了广大消费者的欢迎，某实验小组决定研究一下该汽车的刀片电池，进行了如下的实验：
(1)如图甲为用游标卡尺测量刀片电池厚度的示意图，其读数为 mm。
(2)为了测量该电池的电动势和内阻，某同学设计了如图乙所示的实验，当单刀双掷开关接1进行实验时，误差来源于 （填“电压表分流”或“电流表分压”）
(3)为了排除电流表和电压表内阻的影响，实验小组改变电路进行了两次实验，下列操作说法正确的是 。
A．闭合开关前，应将滑动变阻器滑至最右边
B．单刀双掷开关由l接到2时应断开
C．保持开关闭合，调节变阻器读取多组数据
(4)根据正确的实验操作，记录数据，绘制如图丙中所示的两条图线，根据图线得到，电池电动势 ；内阻 。（结果用丙图中符号表示）
四、计算题（38分）
13．太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车”，人们正致力研究着。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积为480cm2，太阳能电池电动势为40V，内阻为2Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度为1.8A。已知电动机的直流电阻为3Ω，太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为2.0×103W/m2。
(1)求玩具汽车匀速行驶时，太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率；
(2)这辆玩具汽车的总重为60N，在水平路面上行驶的阻力是车重的0.3倍，这辆玩具车在水平路面上的最大速度是多大？
14．如图所示，电子枪对准空间长方体的边射出电子流，电子的质量为m、带电量大小为e，电子枪的加速电压U大小可以调整，长方体边长，，忽略电子离开灯丝时的初速度，不计电子的重力。
(1)时，在长方体空间内加上沿边向上、电场强度为E的匀强电场，电子经电场偏转后打到c点，求E的值；
(2)调整加速电压并在长方体空间内沿方向加一恒定电场，使得粒子从a点到达的时间为，求加速电压以及所加电场的电场强度大小。
15． 如图所示，带有固定竖直杆且总质量为4m的长方形物块静置在光滑水平地面上，物块右侧被一竖直挡板挡住，一根长为L且不可伸长的轻质细线一端固定在杆的上端O点，另一端与质量为m的小球 （视为质点） 相连，把小球拉到O 点等高处，细线刚好拉直，小球由静止释放。已知小球在运动的过程中与杆不发生碰撞，且长方形物块不会侧翻，重力加速度为g，忽略空气的阻力。求：
(1)小球第一次运动到最低点时的速度大小；
(2)小球运动到左端最高点时相对于最低点的高度；
(3)小球第二次运动到最低点时，物块对地面压力的大小。
左侧光电门
右侧光电门
碰前
T1
无
碰后
T2
T3
参考答案
1．D
解析：A．对小球P或Q受力分析，根据平衡条件可知，两小球之间的库仑力只能为引力，则两个小球带异种电荷，故A错误；
BCD．对小球P或Q受力分析如图所示
根据平衡条件，可得
，
，
求得两小球质量关系为
两细线对小球的拉力大小关系为
故BC错误，D正确。
故选D 。
2．B
解析：A．金属球在板间处于静电平衡状态，是一个等势体，所以M点电势与N点电势相等，故A错误；
B．处于静电平衡状态的导体内部合场强为零，有
又有
所以球壳上的感应电荷在O点产生的场强大小为
故B正确；
CD．根据电势差关系，有
根据电势差与场强关系
联立可得
故CD错误。
故选B。
3．B
解析：A．由图可知电势都大于零，所以A、B两电荷均为正电荷，故A错误；
B．因φ − x图像的切线斜率表示电场强度，在2a处的电场强度为零，则有
解得
故B正确；
C．若x轴上A、B两电荷产生的电场强度大小相等，则有
，
解得
，
故A、B两电荷产生的电场强度大小相等的点有两个，分别在x = 2a处和x = 6a处，故C错误；
D．根据φ − x图像可知在a − 2a场强方向向右且逐渐减小，过2a的一小段距离内场强方向向左逐渐增大，所以将一正电荷从x = a处自由释放，该电荷将做加速度减小的加速运动过2a之后做加速度增大的减速运动，故D错误。
故选B。
4．D
解析：A．根据安培定则可知，输电线缆Q在点处产生的磁场方向垂直QP向下，故A错误；
B．根据安培定则可知，输电线缆P在点处产生的磁场方向垂直QP向上，故B错误；
C．根据安培定则可知，输电线缆M在点处产生的磁场方向由指向，故C错误；
D．根据安培定则和磁场的叠加可知，P、Q在O点处的合磁场为0，O点处的磁场方向与输电线缆M在O点处产生的磁场方向相同，由Q指向P，故D正确。
故选D。
5．C
解析：A．a离开墙壁前，a、b和弹簧组成的系统只有弹簧弹力在做功，故机械能守恒，故A错误；
B．a离开墙壁前，a、b和弹簧组成的系统在水平方向上受到墙壁水平向右的弹力，系统所受合外力不为零，故动量不守恒，故B错误；
CD．a离开墙壁后，a、b和弹簧组成的系统所受合力为零，故动量守恒，故C正确，D错误。
故选C。
6．B
解析：A．若倍率为“×10”的欧姆挡的内阻为
A错误；
B．由题意可知，满偏电流为
欧姆表的内阻为
当红黑表笔短接时，由闭合电路欧姆定律可知
代入数据可知欧姆挡内电源的电动势为
B正确；
C．由于电流由红表笔流入，黑表笔流出，则图中a应为红表笔，b应为黑表笔，C错误；
D．由图可知，当开关接到c时，没有接入内电源，多用电表用来测量电流，D错误。
故选B。
7．D
解析：A．幡被抛做竖直上抛运动，由对称性可得，幡被抛出时的速度大小为
故A错误；
B．幡被抛出后到被接住的过程中只受重力，其加速度大小一直为，故B错误；
CD．幡从最高点开始下落到到达最低点，设手对幡的冲量大小为，取竖直向下为正方向，根据动量定理有
求得
故C错误，D正确。
故选D。
8．AD
解析：由题意可得及电势能计算式可知，a点电势低于b点电势，所以可画出一对等量异种点电荷产生的电场的分布图：
A．a、c为两电荷连线上关于O点对称的两点，所以电场强度大小相等方向相同，故A正确；
B．电子在a点的电势能比b点的电势能大，因为电子带负电，所以a点的电势比b点的电势低，所以O点右边是正电荷，左边是负电荷，故B错误；
C．a点处的电场线比b点处的电场线稀疏，所以a点电场强度比b点的电场强度小，故C错误；
D．电子在a点的电势能比b点的电势能大，从a点到b点电势能减小，电场力做正功，故D正确。
故选AD。
9．AD
解析：金属环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发生变化，环中有感应电流产生，将损耗一定的机械能，所以M点高于N点。金属环的摆动幅度会越来越小，最终出不了磁场，而做等幅摆动。
故选AD。
10．AD
解析：AB．由图像可知随着气体中酒精含量的升高，气敏电阻的阻值减小，回路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知干路电流增大，电流表示数增大，由闭合电路的欧姆定律可得
可知电压表的示数减小，电源的输出功率
由于，当减小时，电源的输出功率增大，A正确，B错误；
C．电压表、电流表示数变化量绝对值的比值
保持不变，C错误；
D．由题意可知，当酒精检测仪调零时，气敏电阻，电压
当电流表示数时，气敏电阻的阻值
小于，即气体中酒精含量大于，D正确。
故选AD。
11．(1)A
(2)
(3)2
解析：（1）A．本实验采用气垫导轨使两滑块发生碰撞，此时两滑块所受摩擦力可以忽略，所以本实验不需要通过垫高导轨的方式平衡滑块和轨道间的摩擦阻力，故A正确；
B．本实验通过光电门测量两滑块的速度，根据题干实验步骤，需要滑块A碰撞滑块B后被弹回，所以两滑块的质量应满足，故B错误；
C．光电门可以测量滑块经过光电门的时间，用刻度尺测量遮光片的长度，可求出小车通过光电门时的速度，所以不需要再测量两光电门之间的距离，故C错误；
D．光电门本身可以测量时间，所以不需要再用秒表测量时间，故D错误；
故选A。
（2）设挡光条的刻度为d，碰撞前滑块A通过光电门的速度大小
碰撞后滑块A通过光电门的速度大小
碰撞后滑块B通过光电门的速度大小
取水平向右为正方向，根据动量守恒定律
化简得
（3）若两滑块为弹性碰撞，根据机械能守恒定律
整理可得
联立以上两个守恒的表达式可得
，
所以
当时，有最大值，最大值为2。
12．(1)
(2)电流表分压
(3)AC
(4)
解析：（1）由图甲可知，刀片电池厚度为
（2）若单刀双掷开关接1进行实验时，电流表读数为真实的干路电流，而电压表读数不是真实的路端电压，误差来源于电流表分压。
（3）A．为了保证电路安全，闭合开关前，应将滑动变阻器滑至最右边，故A正确；
B．单刀双掷开关由l接到2时不需要断开，故B错误；
C．保持开关闭合，调节变阻器读取多组数据，故C正确。
故选AC。
（4）接1时，相对于电源电流表采用内接法，根据闭合电路的欧姆定律有
当时，则有
可知，电动势的测量值真实，内阻的测量值偏大，接2时，相对于电源电流表采用外接法，根据闭合电路的欧姆定律
当时，有
综上所述可知，接1时，对应图像A，接2时，对应图像B，则有
，
解得
13．(1)75%
(2)3.1m/s
解析：（1）玩具汽车匀速行驶时太阳能电池的总功率为
太阳能集光板的接收功率为
太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率为
联立解得
（2）玩具汽车以最大速度匀速行驶时有
电动机的输出功率为
联立解得
14．(1)
(2)，
解析：（1）粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得
仅加电场时粒子做类平抛运动，由类平抛规律可得
联立解得电场强度为
（2）由题意可知
调整加速电压后，设电子被加速后的速度为，沿ad边方向
解得
因为
所以
沿方向
解得电子加速度
因为
解得电场强度
15．(1)
(2)
(3)
解析：（1）小球第一次运动到最低点之前，物块被挡板挡住不会动，所以小球的重力势能转化为动能，有
解得
（2）令长方形物块的质量为
小球第一次经过最低点后，物块在绳子拉力作用下会向左运动，小球和物块组成的系统在水平方向动量守恒，当小球摆到左边最高点时，小球和物块共速，有

由能量守恒可得
解得
（3）当小球第一次从最低点再次运动回到最低点的过程中由动量守恒，有
由能量守恒，有
解得
，
在最低点时，小球相对物块的运动速度为
小球相对物块做圆周运动，有
物块在竖直方向合力为0，由受力平衡
根据牛顿第三定律，物块对地面的压力
解得