安徽省滁州中学2023-2024学年高二上学期期末测试物理试卷（Word版附解析）

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考生注意：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色.墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色.墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修三后三章、选择性必修二第一章、选择性必修二。
一、选择题（本题共46分，其中1∼9为单选，每题4分，10∼11为多选，每题5分，全对得5分，漏选得3分，错选不得分。）
1. 法国科学家巴斯德曾言：“机遇只偏爱有准备的头脑”，翻开科学史的书页，曾有一位科学家深信电磁间有联系，并坚持研究，最终于1820年发现电流磁效应，请问这位科学家是（ ）
A. 安培•法国B. 奥斯特•丹麦
C. 欧姆•德国D. 麦克斯韦•英国
2. 下列说法正确是（ ）
A. 由公式可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与导体的电流成反比
B. 由公式可知，电容器的电容与其所带的电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C. 由公式可知，电场强度大小与试探电荷所受电场力成正比，与试探电荷的带电量成反比
D. 由公式可知，同一材料制成的金属导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比
3. 如图所示为理想变压器，原线圈的匝数为100匝，上下两个副线圈的匝数分别为10匝和20匝，为“3V，1W”的小灯泡，为“6V，4W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，、都正常发光，那么原线圈中的电流为（ ）
A. B. C. D.
4. 电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，L是自感线圈，其自感系数足够大，而直流电阻值小于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在时刻闭合开关S，经过一段时间后，在某一时刻断开开关S。下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
5. 如图所示，有一块均匀的长方体样品，在上下两端加上的电压时，测得通过样品的电流是，在左右两端加上同样的电压时，测得通过样品的电流是，则长方体的高与长之比等于（ ）
A. 1B. 2C. 4D. 8
6. 自1957年苏联成功发射首颗人造卫星以来，截至2023年10月底，全球有近9500个航天器在轨工作，而这其中90%的发电比例都来源于太阳能电池，因此太阳能电池为人类探索浩瀚星空插上了一双强劲的“翅膀”。如图所示，曲线I为某太阳能电池在一定光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，直线II是某定值电阻的图像，M为曲线I和直线II的交点，M点坐标为。过M点作曲线I的切线，分别与坐标轴相交于、。现将该电池和定值电阻组成闭合回路，保持上述光照强度照射时，下列计算式正确的是（ ）
A. 电池的电动势为B. 此时电池的内阻为
C. 电源的输出功率为D. 电源的效率为
7. 在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的“花瓣”形线框，磁场方向垂直于线框平面，a、c两点接一直流电源，电流方向如图所示。已知边受到的安培力大小为F，则整个线框所受安培力大小为（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示，直线沿竖直方向，的右方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。一粒子源位于上的a点，能沿图示方向发射不同速率、质量为、重力可忽略、电荷量为的同种粒子，所有粒子均能经过上的b点从右侧磁场进入左侧磁场，已知，则粒子的速度可能是（ ）
A. B. C. D.
9. 如图所示，在倾角为θ（sinθ=0.6）的粗糙斜面上，质量为2m的滑块b和质量为m的滑块a通过轻弹簧相连并处于静止状态，弹簧处于原长状态；质量为的滑块c以初速度沿连线向下匀速运动，并与滑块b发生弹性碰撞，碰撞之后立即移走c。在滑块a左侧的斜面上某位置固定一块弹性挡板（图中未画出），当滑块a以非零速度与挡板发生正碰后，立刻将挡板撤走。不计所有碰撞过程中的机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，滑块a与挡板的碰撞时间极短，碰后滑块a的速度大小不变，但方向相反，所有滑块与斜面之间的动摩擦因数均为0.75，则a与挡板碰后弹簧弹性势能的最大值可能是（ ）
A. B. C. D.
10. 如图所示，下列过程中始终有感应电流产生的有哪些（图中线圈均为闭合金属线圈）（ ）
A. 甲图，线圈从位置A平移到位置BB. 乙图，线圈从位置A旋转到位置B
C 丙图，磁铁从上端A降落到下端BD. 丁图，导线从左侧A旋转到右侧B
11. 如图，足够长的两平行光滑金属导轨、水平放置，导轨中间分布有磁感应强度为、间距为的匀强磁场，磁场边界为倒置的正弦曲线。一粗细均匀的导体棒以的速度从位置向右匀速滑动，定值电阻R的阻值为，导体棒接入回路的电阻也为，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，电压表为理想电压表且示数恒定，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 理想电压表的示数为
B. 导体棒运动到位置时，有电流流过R
C. 导体棒上的热功率为
D. 流经R的最大电流为
二、实验题（本题共16分，每空2分。）
12. 碰撞的恢复系数为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。若则为弹性碰撞；则为非弹性碰撞。某同学利用验证动量守恒定律的装置测量两球碰撞的恢复系数，使用半径相等的小球1和2，且小球1的质量大于小球2的质量。安装装置，做测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。
I．不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用圆把小球所有落点圈在里面，圆尽量小，其圆心就是小球落点的平均位置。
II．把小球2放在斜槽前端边缘处的B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。
III．用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，依次用、、表示。
（1）三个落地点距O点的距离、、中与所用的小球质量无关的是________；
（2）若测量量与的长度之比等于小球1与小球2的质量之比，则当满足下列________表达式时，可说明碰撞过程动量守恒；
A． B． C．
（3）本实验也可用测量量、、来表示恢复系数，则此时________，当越接近1时，碰撞越接近弹性碰撞。
13. 某同学利用如图甲所示的电路测量电源的电动势E和内阻r。图中定值电阻和电流表内阻阻值之和为，操作步骤如下：
I.断开开关S，将电阻箱阻值调到最大
II.闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表的示数I
III.选适当的坐标系，描点画出图乙，根据图像和其它条件求出电源的电动势E和内阻r
请完成下列填空：
（1）物理量I、E、r、R、之间的关系式是：______。
（2）为了直观地得到I与R的关系，该同学以电阻箱的阻值R为横轴，则图乙坐标系的纵轴y应取______（填物理量的符号）。
（3）图乙中图像横、纵截距分别为、b。根据（2）选取的y轴，由图乙可求得电源的电动势______，内阻______。
（4）电阻箱在此实验中起的主要作用有：______（答出一点即可）。
三、解答题（本题共38分。）
14. 如图所示，间距为的足够长的光滑金属导轨倾斜放置，倾角为30°，导轨上以下区域存在垂直于导轨平面向外的磁感应强度大小为的匀强磁场。一质量为的金属棒ab从磁场区域上方某位置由静止开始自由下落，进入磁场区域时恰好做匀速运动。设金属棒ab运动时与导轨充分接触，接入回路的电阻为，不计导轨电阻，不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）金属棒在磁场中运动时感应电流大小；
（2）从初始位置到磁场边界cd，重力沿导轨平面的分力对金属棒的冲量的大小。
15. 如图，两个定值电阻的阻值分别为R和，直流电源的内阻为，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，极板长为，极板间存在方向水平向外的匀强磁场，质量为m、带电量为的小球以初速度v沿水平方向从电容器下板左侧边缘进入电容器，做匀速圆周运动，恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
（1）求直流电源的电动势E的大小；
（2）求磁场的磁感应强度B的大小。
16. 电阻不计的平行金属导轨与如图所示放置，与段水平且粗糙，与段倾斜且光滑，C、F、G连接处接触良好，与与水平面成角，空间中存在匀强磁场，磁感应强度为，方向竖直向上，倾斜导轨间距为，水平导轨间距为，金属棒ab、cd质量相等，均为，接入回路的电阻均为，两金属棒间用轻质绝缘细线相连，中间跨过一个理想定滑轮，两金属棒运动时与导轨充分接触，两金属棒始终垂直于导轨且始终不会与滑轮相碰，金属导轨足够长，不计导轨电阻，不计空气阻力，，，现将两金属棒由静止释放，释放瞬间ab棒与cd棒的加速度均为。
（1）求cd棒与导轨间的动摩擦因数的大小；
（2）求两金属棒的速度的最大值；
（3）假设金属棒ab沿倾斜导轨下滑时达到最大速度，求由静止释放至达到最大速度所用的时间。