广西部分学校2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份广西部分学校2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：教科版必修第三册，选择性必修第一册第一章。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 内通过导线某横截面的电荷量为，则导线中的电流为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据电流强度的定义，导线中的电流为
故选B。
2. 在如图所示的两种电场中，分别标记有a、b两点。下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中与点电荷等距的a、b两点电场强度相同
B. 图甲中与点电荷等距的a、b两点电势不同
C. 图乙中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点电场强度相同
D 图乙中b点电势低于c点电势
【答案】C
【解析】A．根据，可知等间距的a、b两点电场强度大小相等、但方向不同，即a、b两点电场强度不相同，故A错误；
B．在点电荷形成的电场中，等势面是以点电荷为球心的同心球面。图甲中a、b两点在同一等势面上，所以a、b两点电势相同，故B错误；
C．对于图乙中两等量异种电荷连线的中垂线，其为等势线，根据对称性和电场线的分布可知，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，即电场强度相同，故C正确；
D．沿着电场线方向电势逐渐降低，所以图乙中b点电势高于c点电势，故D错误。
故选C。
3. 锤子是常用装修工具。铺木地板时，调整地板之间衔接平整，需要用锤子轻轻敲打；把铁钉钉入坚硬的木板需要用锤子重重敲打。关于两种情况下选用的锤子及理由，以下说法正确的是（ ）
A. 钉铁钉时，应选铁锤快速敲打，以获得较大的打击力
B. 钉铁钉时，应选木锤快速敲打，以获得较小的打击力
C. 铺地板时，应选铁锤低速敲打，以获得较小的打击力
D. 铺地板时，应选木锤低速敲打，以获得较大的打击力
【答案】A
【解析】AB．根据动量定理得
解得
钉铁钉时，为了获得较大的打击力F，应选择铁锤快速敲打。选择铁锤是增大锤子的质量m，选择铁锤还可以减小铁锤与铁钉的作用时间t，快速敲打是增加铁锤的初速度v0，A正确，B错误；
CD．根据
铺地板时，为了获得较小的打击力F，应该选择木锤低速敲打。选择木锤是为了减小锤子的质量m，选择木锤还可以增加木锤与地板的作用时间t，低速敲打是减小木锤的初速度v0，CD错误。
故选A。
4. 如图所示，电动势为4V的电源跟一个阻值为8Ω的电阻连接成闭合电路，理想电压表测得电源两端的电压为3.2V，则电源的内阻为（ ）
A. 1ΩB. 2ΩC. 3ΩD. 4Ω
【答案】B
【解析】根据闭合电路欧姆定律有
根据欧姆定律有
解得
5. 图中的实线表示电场线，虚线MN表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
B. M点的电势低于N点的电势
C. 粒子在MN间一定做加速运动
D. 粒子在M点的速度大于在N点的速度
【答案】A
【解析】A．若粒子从M运动到N，电场力方向沿电场线切线指向轨迹内侧，则电场力方向与速度方向夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小，若粒子从N运动到M，电场力方向沿电场线切线指向轨迹内侧，则电场力方向与速度方向夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大，则粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故A正确；
B．由于等势线垂直于电场线，分别作出经过M点与N点的两条等势线，沿电场线电势降低，可知，M点的电势高于N点的电势，故B错误；
C．结合上述可知，若粒子从M运动到N，粒子做加速运动，若粒子从N运动到M，粒子做减速运动，故C错误；
D．结合上述，若粒子从M运动到N，电场力方向与速度方向夹角为锐角，粒子做加速运动，若粒子从N运动到M，电场力方向与速度方向夹角为钝角，粒子做减速运动，可知，粒子在M点的速度小于在N点的速度，故D错误。
故选A。
6. 科考队进入某一磁矿区域后，发现原来指向正北的指南针的N极逆时针转过（如图所示的虚线），设该处的地磁场磁感应强度的水平分量为B，则磁矿所产生的磁感应强度的水平分量的最小值为（ ）
A. B. C. BD. 2B
【答案】A
【解析】合磁场的方向沿虚线方向，根据矢量合成满足三角形法则，所以该磁矿产生的磁感应强度的水平分量的最小值垂直于合磁场，大小为。
7. 如图所示，质量相等的带电粒子A、B，带电荷量之比，它们以相等的速度从同一点出发，沿着与电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在D、C点，忽略粒子重力的影响，则（ ）
A. A和B运动的加速度大小之比为
B. A和B在电场中运动的时间之比为
C. A的动能变化量比B的动能变化量小
D. A的电势能变化量大小比B的电势能变化量大
【答案】C
【解析】B．粒子在电场中做类平抛运动，竖直方向上有
解得
由于
可以解得A和B在电场中运动的时间之比为，故B错误；
A．根据牛顿第二定律有
解得
由于
可以解得A和B运动的加速度大小之比为，故A错误；
C．根据动能定理有
则有
由于
可以解得A和B动能变化量之比为1:3，即A的动能变化量比B的动能变化量小，故C正确；
D．根据电场力做功与电势能的关系有
则有
可以解得A和B电势能变化量大小之比为1:3，即A的电势能变化量大小比B的电势能变化量小，故D错误。
故选C。
8. 下列说法正确的是（ ）
A. 经典的电磁场理论可以很好地解释黑体辐射
B. 原子量子化的能量值叫能级
C. 温度升高时，热辐射中波长较长成分占比越来越大
D. 原子的能量是量子化的
【答案】BD
【解析】A．经典的电磁场理论不能很好地解释黑体辐射，普朗克为了对黑体辐射进行理论解释，提出了量子观点，选项A错误；
B．原子量子化的能量值叫能级，选项B正确；
C．温度较低时，热辐射主要以不可见的红外光进行辐射，温度升高时，热辐射中最强的波长成分在可见光区域，因此随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越强，波长较长的成分占比越来越少，选项C错误；
D．根据波尔理论，原子的能量是量子化的，选项D正确。
故选BD。
9. 电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。关于电容式压力传感器（如图所示）在生活中的应用，下列说法正确的是（ ）
A. 在力F增大的过程中，电容变大
B. 在力F增大的过程中，电流计中的电流从b流向a
C. 在力F增大的过程中，电容器处于放电状态
D. 在力F增大的过程中，电容器间的电场强度增大
【答案】ABD
【解析】A．根据
可知，在力F增大的过程中，电容极板间距减小，则电容变大，故A正确；
B．根据，
解得
在力F增大的过程中，电容极板间距减小，则极板所带电荷量增大，电容器处于充电状态，上极板与电源正极连接带正电，则上极板失去电子，可知，电流计中的电流从b流向a，故B正确；
C．结合上述，在力F增大的过程中，电容器处于充电状态，故C错误；
D．根据，在力F增大的过程中，电容极板间距减小，则电容器间的电场强度增大，故D正确。
故选ABD。
10. 在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，理想电流表和理想电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。该电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻分别是（ ）
A. 22WB. 20WC. D.
【答案】AC
【解析】电动机停止转动时，电动机为纯电阻。因为理想电流表和理想电压表的示数分别为0.5A和1.0V，则电动机线圈电阻
电动机恢复正常运转时，电动机输出功率
其中分别为15.0V、2.0A
联立以上解得
故选AC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图所示，某同学利用两个半径相同的小球探究碰撞中的不变量，所测数据如表。
（1）若平抛时间为0.3s，则碰前小球2 的质量与其做平抛运动的水平初速度 v2 的乘积 ________。碰后各自质量与其做平抛运动的水平初速度的乘积之和 ________。 （结果均保留一位有效数字）
（2）实验结论是________________________________________________________________。
【答案】（1）0.06 0.06 （2）在误差范围内，两小球碰撞过程中满足系统动量守恒
【解析】（1）[1]若平抛时间为0.3s，则有
则碰前小球2的质量与其做平抛运动的水平初速度的乘积为
[2]碰后小球2和小球1的速度分别为
碰后各自质量与其做平抛运动的水平初速度的乘积之和为
（2）根据
可得实验结论是：在误差范围内，两小球碰撞过程中满足系统动量守恒。
12. 某班级物理学习小组的同学们对伏安法测电阻产生了浓厚的兴趣，为了测量电阻大约为的某金属丝阻值的准确值，实验室提供了如下器材：
A.直流电源E（电动势约为5V，内阻不计）；
B.电流表A（量程为0~0.6A）；
C.电压表V1（量程为0~5V，内阻约为）；
D.电压表V2（量程为0~3V，内阻约为）；
E.开关一个，导线若干；
F.定值电阻（阻值为）；
G.滑动变阻器R（阻值范围为，允许通过的最大电流为2.0A）。
（1）A同学设计了如图甲所示电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_______（填“左”或“右”）端；闭合开关后，发现电压表有示数，电流表没有示数，可以判定电路故障为______。
（2）排除故障后，细心的B同学发现A同学设计的电路中电流表的量程太大，实验中读数误差会比较大，为了使电表有较准确的读数，B同学又重新选择了实验器材并设计了如图乙所示的电路图，并用这个电路测得V1、V2的读数分别为、，则金属丝电阻的表达式为______（用题目中的物理量符号表示）。
（3）你认为B同学关于的计算结果和真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【答案】（1）右 电流表被短路 （2） （3）偏小
【解析】（1）1]滑动变阻器采用限流式接法，闭合开关之前，应使滑动变阻器接入电阻达到最大，即闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于右端；
[2]闭合开关后，发现电压表有示数，电流表没有示数，可以判定电路故障为电流表被短路。
（2）通过定值电阻的电流
忽略电压表的分流，则金属丝电阻的表达式为
解得
（3）结合上述可知，实验中忽略了电压表V2的分流影响，使得电流的测量值偏大，则B同学关于的计算结果和真实值相比偏小。
13. 某种金属板M有一个电子发射源，能不停地向各个方向发射不同速率的电子。在M旁放置一个平行正对的金属板N，M、N间距d为10cm。如果用导线将M、N连起来，从M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流。现在不把M、N直接相连，而按图示在M、N之间加电压U，发现电压从0逐渐升高时，回路中的电流逐渐减小，当时电流表中恰好没有电流。已知电子的质量，所带的电荷量，重力不计，求：
（1）外加电压在M、N之间形成的电场的方向；
（2）当时M、N之间形成的电场的电场强度大小；
（3）从M板上射出的电子的最大速度。
【答案】（1）水平向右，由M指向N； （2）； （3）
【解析】（1）要使电子向右运动无法到达N板，则电子所受电场力方向水平向左，所以板间电场方向为水平向右，由M指向N。
（2）根据
解得
（3）对速度最大的电子，恰好运动到N板但不接触，此时速度为0，由动能定理，有
解得电子的最大初速度
14. 如图甲所示的电路中， 当滑动变阻器的滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图线如图乙所示，其中A、B两点的数据是滑P在滑动变阻器的两个不同端点得到的数据。求：
（1）电源的电动势和内阻；
（2）定值电阻的阻值；
（3）滑动变阻器的最大阻值。
【答案】（1）20 V，20Ω （2） （3）
【解析】（1）题中图乙中AB延长线，交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处，所以电源的电动势为
E＝20 V
内阻
r＝=20Ω
（2）当P滑到R3的右端时，、均被短路，电路参数对应图乙中的B点，即
U2＝4 V
I2＝0.8 A
得
又因为
得
（3）当P滑到R3左端时，由图乙知此时
U外＝16 V
I总＝0.2 A
所以
因为
得
15. 如图所示，一轻弹簧放在光滑绝缘的水平面上，左端连着绝缘小球B，右端连在固定板上，整个装置处在电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场中。现把一质量为m、带电荷量为的小球A，从与小球B距离s处自由释放，小球A与小球B发生正碰，碰撞中无机械能损失，且小球A的电荷量始终不变。已知小球B的质量，小球A、B均可视为质点，重力加速度大小为g。
（1）画出刚释放后瞬间小球A的受力分析图；
（2）求小球A与小球B相碰前，小球A的速度大小；
（3）求两小球第一次碰撞后瞬间，小球A的速度和小球B的速度。
【答案】（1） （2） （3）（负号表示方向向左）；（方向向右）
【解析】（1）受力分析，如图所示
（2）设小球A与小球B碰撞前瞬间的速度为，由动能定理得
解得
（3）由于碰撞过程极短，可以认为系统满足动量守恒，有
由题知碰撞过程中无机械能损失，有
解得（负号表示方向向左），（方向向右）小球的质量/g
小球的水平射程/ cm
M1
M2
OP
OM
ON
20.9
32.6
56.0
12.5
67.8