四川省乐至中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（Word版附解析）

这是一份四川省乐至中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（Word版附解析），共18页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（卷面分值：100分，考试时间：75分钟）
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。 全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）
1. 对研究对象或研究过程建立理想化模型，突出问题的主要方面忽略次要因素从而有效地解决问题，是物理学研究的常用方法。下列各组均属于理想化模型的是（ ）
A. 质点、点电荷B. 点电荷、元电荷
C. 元电荷、重心D. 质点、重心
【答案】A
【解析】
【详解】质点是忽略大小、体积、形状而有质量的点，点电荷是本身大小比相互之间的距离小得多的带电体，点电荷、质点都是实际不存在的理想化模型，元电荷是最小的电荷量，重心是重力在物体上的等效作用点，不是理想化模型。
故选A。
2. 如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100 V．已知电流表的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1 mA，则电阻R1、R2的值( )
A. 9500Ω；90000Ω
B. 90000Ω；9500Ω
C. 9500Ω；9000Ω
D. 9000Ω；9500Ω
【答案】A
【解析】
【详解】由图示电路图可知
，
，
代入数据解得，
故选A。
3. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（ ）
A. B. C. ρnevD.
【答案】C
【解析】
分析】考查电路和电场知识
【详解】，I=neSv，，，联立得E=ρnev，故选C。
4. 如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在三点所受的电场力相等
B. 粒子必先过a，再到b，然后到c
C. 粒子在三点的电势能大小关系为
D. 粒子在三点的机械能必定相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．因为表示三个等势面的三条虚线是平行等间距的，且相邻两等势面电势差相等，由此可判断电场是匀强电场，所以粒子在三点所受的电场力相等，故A正确；
B．由于粒子受力情况始终相同，所以粒子既可以是沿abc路径运动，也可以沿cba路径运动，故B错误；
C．根据沿电场线方向电势降低可知电场强度方向向上，而粒子所受电场力方向指向轨迹凹侧，即向下，所以粒子带负电，易知三点的电势高低关系为
根据
可知粒子在三点的电势能大小关系为
故C错误；
D．在不计重力的情况下，粒子的机械能即粒子的动能，根据能量守恒定律可知粒子的动能和电势能之和保持不变，所以粒子在三点的机械能必定不相等，故D错误。
故选A。
5. 某横波在介质中沿x轴传播，图甲为时的波形图，图乙为P点（处的质点）的振动图像，那么下列说法错误的是（ ）
A. 该波向左传播，波速为
B. 质点L与质点N的运动方向总相反
C. 时，质点P处于平衡位置，并正在往y轴正方向运动
D. 若该波波长越大，则越容易发生明显的衍射
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图乙可知，0.75s时P点向y轴的负方向运动，该波的周期T为2s，则由图甲可知，该波向左传播，该波的波长为4m，则该波的波速为
故A正确；
B．由图甲可知质点L与质点N的平衡位置距离恰好半个波长，则质点L与质点N的运动方向总相反，故B正确；
C．由图乙可知，时，质点P处于平衡位置，并正在往y轴负方向运动，故C错误；
D．波的波长越大，越容易发生明显的衍射，故D正确。
本题选错误的，故选C。
6. 如图甲所示，倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量m=0.8kg的物体受到平行斜面向上的力F作用，其大小F随时间t变化的规律如图乙所示，t = 0时刻物体速度为零，重力加速度， 下列说法中正确的是（ ）
A. 0～1s时间内物体的加速度最大
B. 第2s末物体速度不为零
C. 2～3s时间内物体做向下匀加速直线运动
D. 第3s末物体回到了原来的出发点
【答案】C
【解析】
【详解】对物体受力分析，可知其受重力、支持力和拉力，将重力沿垂直斜面方向和平行与斜面方向正交分解，平行与斜面方向分力为，分阶段讨论物体的运动情况：
①0到1s内，合力为
沿斜面向上，根据牛顿第二定律，得加速度为
1s末速度为
②1s到2s内，合力为
根据牛顿第二定律，得加速度为
2s末速度
③2s到3s内，合力为
根据牛顿第二定律，得加速度为
3s末速度为
故2s到3s加速度最大，第2s末物体的速度为零，2～3s时间内物体做向下匀加速直线运动，故选C。
7. 交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（ ）
A. 电压表的示数变大，电流表的示数变小
B. 电压表的示数变小，电流表的示数变小
C. 酒精气体浓度越大，的功率越小
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】AB．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器的电阻R减小，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律
可知总电流变大，电流表的示数变大，电阻R0以及内阻r上的电压变大，则R上的电压减小，可知电压表示数变小，故AB错误；
C．的功率为
酒精气体浓度越大，电阻R越小，电流总电流I越大，的功率越大，故C错误；
D．根据闭合回路欧姆定律可知电压表示数为
电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为
即电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，Q1、Q2是两个电荷量绝对值相等的点电荷，O点为它们连线的中点，M、N为连线中垂线上的两点。下列说法正确的是（ ）
A. 若Q1、Q2均带正电，则在中垂线上，EO ≠0
B. 若Q1带正电、Q2带负电，则在中垂线上，EO最大
C. 若Q1带正电、Q2带负电，则EM>EN，
D. 若Q1、Q2均带正电，则EM>EN，
【答案】BC
【解析】
【详解】AD．若Q1、Q2均带正电，两个点电荷在O点产生的场强等大反向，因此合场强EO =0，而在中垂线上无穷远处，合场强也为零，因此在中垂线上，从O点向无穷远处，场强先增大后减小，而电势逐渐降低，因此无法知道EM、EN的大小关系，但，AD错误；
BC．若Q1带正电、Q2带负电，在中垂面上，距离O点越远，两个电荷产生的场强越小，而且两个分场强夹角越大，因此合场强越小，故O点的合场强最大，且中垂面为等势面，电势相等，BC正确。
故选BC。
9. 电源、开关、平行板电容器连成如图所示电路，上极板接地。闭合开关S，电源对电容器充电后，电容器带电量为Q，两极板间电压为U，板间电场强度大小为，电容器中的P点电势为，则下列说法正确的是（ ）
A. 若将上板下移少许，Q增大，U不变，变大，变大
B. 若将上板下移少许，Q不变，U减小，减小，变小
C. 若断开开关S，将上板下移少许，Q增大，U不变，增大，变小
D. 若断开开关S，将上板下移少许，Q不变，U减小，不变，变大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．闭合开关S，则极板间电压U不变，若将上板下移少许，即减小极板间距d，由
可知电容器的电容C增大，根据
可知Q增大，根据
可知变大，P点电势为为负值，设P点到下板的距离为x，则
由于x不变，增大，U不变，则变大，故A正确，B错误；
CD．断开电源后电容器带电量Q不变，若将上板下移少许，即减小极板间距d，由
可知电容器的电容C增大，根据
可知U减小，而
将三式联合可得
可知不变，P点电势为为负值，设P点到下板的距离为x，则
由于x和不变，而减小，则变大，故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝L，ad＝bc＝2L，电场线与矩形所在平面平行. 已知φa＝20V，φb＝24V，φd＝12V．一个质子从b点以υ0的速度射入此电场，入射方向与bc成45°，一段时间后经过c点．不计质子的重力．下列判断正确的是( )
A. 从b运动到c所用的时间为
B. 场强的方向由b指向d
C. c点电势高于a点电势
D. 质子从b运动到c，电场力做功为8 eV
【答案】AD
【解析】
【详解】根据题意，在匀强电场中，沿着电场线方向每前进相同的距离，电势变化相等，可以做出如下图所示的等势线
A、从图中可以得到电场线沿b方向，质子从b运动到c做类平抛运动，初速度方向的位移大小为 ，则初速度方向运动时间为 ，故A正确．
B、电场线与等势线相互垂直，根据图中所画的等势线可以画出与之想垂直的电场线，知，电场线应该由b指向，故B错误；
C、根据图示知道：c点电势低于a点电势，故C错误；
D、根据，质子从b点运动到c点，电场力做功为 ,故D正确；
综上所述本题正确答案为AD
二、实验题（本题共2小题，共18分）
11. 实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。
（1）实验过程有两组同学分别用了图2、图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为______（选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好。
（2）在实验中，某同学用主尺最小分度为1mm，游标尺上有20个分度的游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为______cm；
（3）实验中，某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系中，图中各坐标点分别对应实验中5种不同摆长的情况。画出该同学记录的图线______。由图象可知重力加速度g=______。（结果保留3位有效数字）
（4）实验中，三位同学作出的图线分别如图6中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线a和c，下列分析正确的是______（填选项前的字母）。
A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
【答案】 ①. 图3 ②. 2.240 ③. 见解析 ④. 9.87 ⑤. B
【解析】
【详解】（1）[1]图2所示的悬点在摆球摆动过程中会发生松动，使摆长发生变化，造成比较大的误差，图3所示的悬点相对图2牢固许多，摆长在误差允许范围内可视为不变，故选图3。
（2）[2]小球直径为
（3）[3]剔除掉误差相对比较大的点4，将剩余的点用一条直线拟合，如图所示。
[4]根据单摆周期公式
可得
则图像的斜率为
解得
（4）[4]A．图线a有纵截距，即L为零时T不为零，说明所测摆长相对实际值偏小，而误将悬点到小球下端的距离记为摆长L会造成所测摆长较实际值偏大，故A错误；
BC．由前面分析可知图像斜率k与g成反比，所以图线c的斜率小于图线b的斜率说明图线c对应的g值大于图线b对应的g值，而误将49次全振动记为50次，导致所测周期较实际值偏小，则所测g值应较实际值偏大，所以出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次，故B正确，C错误。
故选B。
12. 某同学在进行“测定金属丝的电阻率”实验。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图所示，则该金属丝的直径为d=_________；
（2）测得接入电路的金属丝的长度为L，已知其电阻大约为20。在用伏安法测其电阻时，除必选电源E（电动势1.5V，内阻很小）、导线、开关S外，还有下列器材供选择：
电流表（量程100mA，内阻约）
电流表（量程0.6A，内阻约）
电压表（量程3V，内阻约）
电压表（量程1.5V，内阻约）
滑动变阻器（范围）
滑动变阻器（范围）
为了使测量值较准确并且电压从零开始连续可调，电流表应选_________，电压表应选_________，滑动变阻器应选_________（填字母代号）。并将设计好的测量电路原理图画在虚框内（ ）；
（3）若电压表、电流表读数用U、I表示，用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表达式为_________（用U、d、I、L表示）。
【答案】 ① 0.900 ②. ③. ④. ⑤. ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数可得，该金属丝的直径为
（2）[2][3][4]电源电动势为1.5V，则应选用量程为1.5V的电压表，即电压表应选V2，电路中的最大电流约为
则为了测量的读数误差小，应选量程为100mA的电流表，即电流表应选A1，为了便于调节电路中的电流和电压，则滑动变阻器应选。
[5]待测金属丝电阻大约为20远小于电压表的内阻20，则选用电流表外接法测量的相对误差较小，实验为了测尽可能多的数据，滑动变阻器可选用分压式接法，所得电路原理图如下图所示
（3）[6]根据电阻定律可得
又
金属丝的横截面为
联立可得，金属丝的电阻率为
三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位）
13. 如图所示，电源电动势，电源内阻不计。定值电阻。求：
（1）在ab之间接一个电容器，闭合开关S电路稳定后电容器上所带的电量；
（2）在ab之间接一个内阻的电压表示数。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）电流为
ab之间电势差为
又
联解得
（2）R2与电压表并联的电阻为
干路电流为
电压表示数为
联解得
14. 如图所示是一列沿x轴方向传播的机械波图像，实线是t1=0时刻的波形，虚线是t2=1s时刻的波形，求：
（1）该列波的周期和波速；
（2）若波速为11m/s，其传播方向如何？从t1时刻起质点P运动至波谷位置的最短时间是多少？
【答案】（1）见解析；（2）沿x轴负方向，
【解析】
【分析】
【详解】（1）由图像知，波长，，若波沿x轴正方向传播，在内传播距离表达式为
（n=1，2，3，…）
则有
（n=1，2，3，…）
解得
（n=1，2，3，…）
波速为
（n=1，2，3，…）
若波沿x轴负方向传播，在内传播距离表达式为
（n=1，2，3，…）
则有
（n=1，2，3，…）
解得
（n=1，2，3，…）
波速为
（n=1，2，3，…）
（2）若波速为，由可知
所以波沿x轴负方向传播，且
时刻质点P沿y轴负方向振动，质点P运动至波谷位置的最短时间为
15. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带电量为的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，。
（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达B点的速度；
（2）在（1）的情况下，求滑块到达B点时对轨道的压力；
（3）改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小；
（4）改变s的大小，为了使小滑块不脱离圆弧轨道，求AB初始距离s的取值范围。
【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3）；（4）或
【解析】
【详解】（1）从A点到B，根据动能定理可得
解得
（2）由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得
解得
方向竖直向下。
（3）滑块恰好始终沿轨道BCDG滑行，则滑至圆弧轨道D、G间等效最高点时，由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小，G与竖直方向夹角的正切值为
解得
令，则
解得
（4）滑块不离开轨道有两种可能，一种是最高到I点（等效重力场中圆心等高处），另一种是恰好通过H点（等效最高点）。
①如果最高到I点，根据动能定理，有
解得
②如果在等效场中最高到H点，则根据动能定理，有
联立解得
故使滑块沿圆弧轨道滑行时不脱离圆弧轨道的s的取值范围为