四川省成都市2023-2024学年高二下学期期末高中毕业班摸底测试零诊物理试卷（解析版）

这是一份四川省成都市2023-2024学年高二下学期期末高中毕业班摸底测试零诊物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了考试结束后，只将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2．答选择题时，必须使用2B铅笔将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，再选涂其它答案标号。
3．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。
4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
5．考试结束后，只将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 沿电场线方向电势逐渐降低
B. 变化的电场一定产生变化的磁场
C. 带电粒子在磁场中一定受到洛伦兹力的作用
D. 电动势是表征电源把电能转化为其他形式能本领强弱的物理量
【答案】A
【解析】A．根据电场线与电势变化的关系，可知沿电场线方向电势逐渐降低。故A正确；
B．根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场才产生周期性变化的磁场。故B错误；
C．若带电粒子沿磁场方向运动，则在磁场中不会受到洛伦兹力的作用。故C错误；
D．电动势是表征电源把其他形式能转化为电能本领强弱的物理量。故D错误。
故选A。
2. 下列现象能说明光是横波的是（ ）
A. 图（a），DNA分子的X射线衍射
B. 图（b），肥皂薄膜的彩色干涉
C. 图（c），水中气泡因发生全反射而特别明亮
D. 图（d），旋转相机镜头前的偏振片改变偏振方向，拍摄同一景物呈现不同景象
【答案】D
【解析】A．DNA分子的X射线衍射，光的衍射现象表明光具有波动性，但不能说明光是横波，故A错误；
B．光的干涉证明了光具有波动性，但不能说明光是横波，故B错误；
C．全反射不能说明光具有波动性，故C错误；
D．偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，偏振现象是横波所特有的，光的振动方向对于传播方向的不对称性称为偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。因此，具有偏振性的光说明光是横波。故D正确。
故选D。
3. 图（a）为一列简谐横波在时刻的波形图，Q是平衡位置为处的质点，图（b）为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的周期是0.1s
B. 该波的传播速度为40m/s
C. 该波沿x轴负方向传播
D. 从到，质点Q运动的路程为60cm
【答案】B
【解析】A．由图（b）知，该波的周期是
T=0.2s
故A错误；
B．由图（a）知，该波波长
波速
40m/s
故B正确；
C．由图（b）知，时刻质点Q向上振动，根据同侧法，该波沿x轴正方向传播，故C错误；
D．从到，即经过时间，质点Q运动的路程为
s=5A=50cm
故D错误。
故选B。
4. 如图（a），面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里，且磁感应强度随时间变化的图像如图（b），定值电阻，线圈总电阻为，其余电阻忽略不计。a、b之间的电势差为（ ）
A. －0.5VB. 0.5VC. －1.5VD. 1.5V
【答案】C
【解析】由图（b）知
由法拉第电磁感应定律
代入数据得
E=2V
回路中线圈为电源，R为外电阻，有b、a之间的电势差
则
故选C。
5. 图（a）为某自行车安装的车灯发电机，其内部结构如图（b）所示。当车轮匀速转动时，灯泡两端电压u随时间t呈正弦函数变化，如图（c）所示。当自行车匀加速行驶过程中，灯泡两端电压u随时间t变化的关系可能为（ ）
A B.
C. D.
【答案】C
【解析】设摩擦小轮半径为，骑行速度为
当自行车匀加速行驶，则角速度增大，由周期为
知周期减小，感应电动势的最大值
则角速度增大，感应电动势的最大值越来越大，故选C。
6. 在神经系统中，神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类。现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质—髓质累积而成的，具有很大的电阻。某生物体中某段髓质神经纤维可视为长度20cm、半径4cm的圆柱体，当其两端加上的电压时，测得引起神经纤维产生感觉的电流为，则该段髓质的电阻率约为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据电阻定律
又
联立，解得
故选A。
7. 图示为某亮度可调的台灯内部结构简化图。灯泡L的额定电压为8V、额定功率为8W，滑动变阻器的阻值范围为。将台灯接入220V的家用交流电源，当滑动变阻器的滑片P置于最左端，灯泡恰好正常发光。变压器可视为理想变压器，灯泡电阻保持不变。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原副线圈的匝数比为
B. 滑片P右移，台灯消耗的总功率变大
C. 滑片P右移，变阻器消耗的功率先增大后减小
D. 调节滑片P，灯泡L消耗的最小功率为2W
【答案】D
【解析】A．根据题意，滑动变阻器的滑片P置于最左端时，接入电路的电阻为0，则有
则变压器原副线圈的匝数比为
故A错误；
BC．由公式可得，灯泡的电阻为
滑片P右移，台灯的总电阻变大，电压不变，则台灯消耗的总功率变小，变阻器消耗的功率为
可知，当
时最大，则变阻器消耗的功率一直增大，故BC错误；
D．调节滑片P，灯泡L消耗的功率为
可知，当时，最小，最小值为
故D正确。
二、多项选择题：本题共3个小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 水平放置的洛伦兹力演示仪结构如图所示，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，大小可通过励磁线圈的电流来调节。电子枪产生的电子束速度方向与磁场方向垂直，速度大小可通过加速电压来调节，虚线为电子束通过时的径迹。下列说法正确的是（ ）
A. 电子枪产生的电子束速度方向向左
B. 仅增大电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大
C. 仅增大电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期变大
D. 仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变小
【答案】BD
【解析】A．根据左手定则，电子枪产生的电子束速度方向向右，故A错误；
BD．电子在加速电场中加速，由动能定理有
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有
解得电子束径迹的半径为
故仅增大电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大，仅增大励磁线圈的电流，匀强磁场增大，电子束径迹的半径变小，故BD正确；
C．电子做圆周运动的周期
可知电子做圆周运动的周期与电子枪的加速电压无关，故C错误。
故选BD。
9. 如图所示，两足够长的通电直导线P、Q（垂直纸面）关于粗糙程度均匀的水平面对称分布，P、Q连线与水平面交点为O，P、Q通以大小相等、方向相反的恒定电流。一带正电的绝缘物块从A点以某一初速度向右运动，恰好运动到O点。下列说法正确的是（ ）
A. 从A到O，磁感应强度逐渐增大
B. 从A到O，磁感应强度先增大后减小
C. 从A到O，物块做匀减速直线运动
D. 从A到O，物块做加速度逐渐增大的减速运动
【答案】AC
【解析】AB．根据安培定则可得，两导线在AO之间磁场如图所示
根据平行四边形定则，将两磁场合成可知，合磁场方向水平向左，且由A到O两导线磁场增大且与水平夹角变小，则合磁场沿水平向左增大，故A正确，B错误；
CD．由于AO之间磁场方向水平向左，与物块的运动方向共线，所以物块不受洛伦兹力，物块在运动过程中受到恒定不变的摩擦力，根据牛顿第二定律，物块做匀减速直线运动，故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系xOy，空间存在与坐标平面平行的匀强电场（未画出）。以O为圆心的圆周上有一点，一质量为m的带负电小球从A点沿x轴正方向以初速度进入圆形区域，并从B点（图中未标出）以相同的速率离开圆形区域，整个过程小球克服电场力做功为8mgl，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 整个过程小球的重力势能减少量为8mgl
B. B点的位置坐标为
C. 电场强度的方向与x轴正方向夹角为37°
D. 小球所受电场力的大小为
【答案】AD
【解析】A．根据动能定理有
解得
故A正确；
B．令小球下降的高度为h，则有
解得
根据几何关系，B点的纵坐标为
根据几何关系，可知，B点与A点为关于圆相应直径对称的两个点，由于A点与B点速率相等，从A到B全过程，合力做功为0，则小球所受合力方向与AB连线垂直，假设B点与A点关于x轴对称，合力方向沿x轴负方向，小球将做匀变速直线运动，假设不成立，可知，B点与A点一定关于圆心对称，根据几何关系可，B点的位置坐标为，故B错误；
D．结合上述可知，圆的直径为10l，根据几何关系可以解得重力与AB连线之间的夹角为37°，小球所受合力方向与AB连线垂直，小球沿AB连线方向做匀速直线运动，垂直于AB连线方向做匀变速直线运动，则有
，
解得
由于
即有
可知，电场力为
故D正确；
C．电场力做负功，结合上述可知，电场强度方向一定沿x轴负方向，故C错误。
故选AD。
三、实验题：本题共2个小题，共14分。
11. 图（a）为观察电容器充、放电现象的实验装置。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。电源输出电压恒为8V，S为单刀双掷开关，C为电容器，R为电阻箱。当开关S接1，电容器开始充电，电容器充电完毕后，把开关改接2进行放电，其放电电流随时间变化关系如图（b）所示。
（1）开关接1，电容器开始充电后，电流大小______（填正确选项前的标号）。
A. 逐渐增大B. 保持不变C. 逐渐减小
（2）根据图（b）可估算出电容器开始放电时所带的电荷量______ C（保留2位有效数字）。
（3）如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱阻值R并重复上述实验，实线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线，最符合实际情况的图像为______（填正确图像对应的标号）。
A. B.
C. D.
【答案】（1）C （2）#### （3）A
【解析】（1）刚开始充电时电流较大，随着极板上电荷的增多，电容器电势差增大，回路中的电压减小，所以电流逐渐减小。
（2）根据电流的定义式可得
所以，图线与横轴围成的面积表示电荷量。由图可得，面积为19个格，即电荷量为
（3）只增大电阻R的阻值，放电电流变小，但因开关接1时，电容器的电势差不变，即电容器稳定时电荷量不变，则时间变长。
故选A。
12. 某科创小组基于校园安全在实验室里设计了一个火灾报警灭火系统，其控制电路由NTC热敏电阻、电阻箱、电动机、报警器、半导体控制元件、电源、开关和导线等构成。当发生火灾时，环境温度升高到一定程度后，报警器报警，电动机开始工作，模拟抽水灭火。
（1）该小组选择多用电表电阻“×10”挡进行不同温度下NTC热敏电阻阻值的粗略测量，发现阻值随温度在范围内变化。表盘指针如图（a）所示时，热敏电阻阻值为______。

（2）为精确测量不同温度下热敏电阻的阻值，可利用的实验器材有：
电流表A（量程0~30mA，内阻约）；
电压表V（量程0~3V，内阻约）；
滑动变阻器R（）；
电源（电动势3V，内阻不计），开关及导线若干。
请在答题卡上将虚线框中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图______。

连接电路进行实验后，小组根据实验数据作出三个不同热敏元件阻值随温度t变化的图像如图（b）所示。

（3）火灾报警灭火控制电路中为热敏电阻，为电阻箱，M为电动机，VT为具有三个接线柱b、c、e的控制元件。当be间的电势差时，b、c、e与VT连接的三条线路均处于断开状态；当时，三条线路均能导通。以下电路图符合实验要求的是______（填正确图像对应的标号）。
A. B.
C. D.
（4）该小组使用了图（b）中的Ⅰ作为热敏元件，在确保电路安全的前提下，若要适当提高工作电路的灵敏度（即在更低一点的温度下实现报警灭火），请提出两条可行的具体措施：
①将热敏元件换为图（b）中的______（填Ⅱ或Ⅲ）；
②________。
【答案】（1）190 （2） （3）B （4）Ⅲ 将电阻箱接入电路的阻值适当增大，将一定值电阻与热敏电阻并联
【解析】（1）热敏电阻阻值
（2）滑动变阻器的最大阻值远远小于热敏电阻阻值，所以用分压式连接，由于
电流表采取内接法，电路原理图如图

（3）AC．由题意，当be间的电势差时，b、c、e与VT连接的三条线路均处于断开状态；当时，三条线路均能导通。即b点电势高于e点电势，选项AC中b点电势低于e点电势，故AC错误；
BD．当发生火灾时，温度升高，热敏电阻的阻值减小，热敏电阻两端电压减小，则两端电压增大，当时，三条线路均能导通，故B正确，D错误。
故选B。
（4）若要适当提高工作电路的灵敏度（即在更低一点的温度下实现报警灭火），即热敏电阻两端电压减小，两端电压增大，具体措施可选择
[1]将热敏元件换为图（b）中的Ⅲ；
[2]将电阻箱接入电路的阻值适当增大，将一定值电阻与热敏电阻并联。
四、计算题：本题共3个小题，共40分。
13. 汽车搭载空气悬挂有助于提升汽车的舒适性，某国产汽车的空气悬挂由空气弹簧与避震桶芯所组成。某次测试中，空气弹簧内密封有一定质量的理想气体，其压缩和膨胀过程可简化为如图所示的图像。气体从状态等温压缩到状态，然后从状态B绝热膨胀到状态，B到C过程中气体对外界做功为W，已知、、和W。求：
（1）状态A的压强；
（2）状态C的温度；
（3）A到C全过程，空气弹簧内的气体内能变化量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）从A到B过程，根据玻意耳定律可得
解得
（2）从B到C过程，根据理想气体状态方程可知
解得
（3）根据热力学第一定律可知A到B过程
B到C过程
由
故A到C过程气体内能增加
联立解得
14. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，间距，导轨左端并联接入定值电阻、，阻值均为，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。质量，电阻的金属棒PQ在的水平恒力作用下由静止开始运动，经过达到稳定状态。导轨电阻不计，金属棒PQ始终与导轨垂直并保持良好接触。求：
（1）金属棒PQ达到稳定时的速度大小v；
（2）金属棒PQ从静止到达到稳定的过程
①金属棒产生的热量Q；
②通过电阻的电荷量q。
【答案】（1）2m/s；（2）①9J；②2.5C
【解析】（1）当金属棒达到稳定时，感应电动势为
感应电流为
其中
由平衡条件有
联立解得
（2）①对系统由功能关系得
金属棒产生的热量
解得
②通过金属棒的电荷量
又有
通过电阻的电荷量
解得
15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，正方形ABCO与正方形DEFO边长均为L。在ABCO中，以A为圆心、L为半径的四分之一圆弧和以C为圆心、L为半径的四分之一圆弧围成的区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅰ；在DEFO中，以D为圆心、L为半径的四分之一圆弧、曲线OD和线段DE围成的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小相等。某时刻，线状粒子源同时将分布均匀的带电粒子从AB边沿x轴正方向射入ABCO中，粒子速率均为v，质量均为m、电荷量均为。粒子经过磁场Ⅰ偏转后，均从O点进入DEFO。粒子进入DEFO后，从曲线OD上不同位置进入磁场Ⅱ，仅经磁场Ⅱ偏转均能从DE边沿x轴正方向离开磁场。P为AB上一点，且AP间的距离为，G为DE中点。不考虑粒子间的相互作用以及重力的影响。求：
（1）磁场Ⅰ与磁场Ⅱ的磁感应强度B的大小；
（2）P点射入的粒子，从P运动到O所需的时间t；
（3）从DG范围内离开磁场Ⅱ的粒子占总粒子数的比例。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设粒子在磁场中的运动半径为r，由数学知识分析可知
在磁场Ⅰ中

解得
（2）从P点射出的粒子运动至O点的轨迹如答图（1）所示，先做匀速直线运动，再做一段圆周运动从O点离开磁场Ⅰ。设匀速直线运动时间为，圆周运动时间为，则
匀速直线运动阶段
做匀速圆周运动阶段
从P运动到O所需的时间：

解得
（3）设从H点射入的粒子最终从G点射出，当其经过O点时，速度方向与x轴正方向成角，轨迹如答图（2）所示。在磁场Ⅱ中，由几何关系得
， ，，
解得
在磁场Ⅰ中

从DG范围内离开磁场Ⅱ的粒子占总粒子数的比例

解得