2023~2024学年甘肃省高二(上)期末统考物理试卷(解析版)

这是一份2023~2024学年甘肃省高二(上)期末统考物理试卷(解析版)，共14页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。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。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 由可知，电阻与电压、电流都有关系
B. 由可知，与成正比、成反比
C. 各种材料的电阻率都与温度有关，材料的电阻率越大，导电性能越好
D. 一段粗细均匀铜丝电阻为，当把它拉成直径为原来的均匀细丝后，其电阻变为
【答案】D
【解析】A．是由比值法定义的电阻，而电阻是导体本身的性质，与电压及电流无关，故A错误；
B．是比值法定义的电流强度，故B错误；
C．电阻率是表征导电性能好坏的物理量，由导体的材料决定，与温度有关，材料的电阻率越大，导电性能越差，故C错误；
D．由电阻定律有
当把它拉成直径为原来的均匀细丝后，则横截面积变成原来的，因为体积不变，则长度变为原来的4倍，电阻为
故D正确；
故选D。
2. 在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，不正确的是（ ）
A. 库仑发现了电流的磁效应
B. 法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律
C. 麦克斯韦在理论上预言了电磁波的存在，并认为光也是一种电磁波
D. 爱因斯坦认为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成，这些能量子叫做光子
【答案】A
【解析】A．奥斯特发现了电流的磁效应，故A错误；
B．法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律，故B正确；
C．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，预言了电磁波的存在，并认为光也是一种电磁波，故C正确；
D．爱因斯坦认为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成，这些能量子叫做光子；故D正确。
本题选择不正确的，故选A。
3. 如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前．这样做可以
A. 减小球对手冲量的大小B. 减小球对手作用力的大小
C. 减小球的动量变化量的大小D. 减小球对手的作用时间
【答案】B
【解析】先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理即可分析．先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理得：-Ft=0-mv，，当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变，减小动量的变化率，即球对手的作用力；所以B正确．故选B．
4. 如图所示，用两根绝缘轻细线悬挂两个小球A和B，这时上、下两根细线中的拉力分别为T1和T2；使两个小球都带上正电荷时，上、下两根细线中的拉力分别为T1＇和T2＇。则：（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】AB．取整体为研究对象，根据平衡条件
则
A正确，B错误；
CD．使两个小球都带上正电荷时，由于库仑斥力作用，下面绳的弹力增大，，CD错误。
故选A。
5. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中一族等势线，相邻等势线之间的电势差相等，实线为一带正电质点（重力不计）仅在电场力作用下从P到Q通过该区域时的运动轨迹，据此可知（ ）
A. a、b、c三条等势线中，a的电势最高
B. 电场中Q点处的电场强度大小比P点处大
C. 该质点在P点的速率比在Q点处大
D. 该质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大
【答案】C
【解析】A．质点所受电场力指向轨迹凹侧，大致方向斜向左上，且和电场强度方向一致，根据沿电场强度方向电势降低可知a、b、c三条等势线中，a的电势最低，故A错误；
B．等势线越密的位置电场强度越大，所以电场中Q点处的电场强度大小比P点处小，故B错误；
D．根据A项分析可知P点电势低于Q点电势，根据可知该质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小，故D错误；
C．质点仅受电场力作用，能量守恒，结合D项分析可知该质点在P点具有动能比在Q点具有的动能大，即该质点在P点的速率比在Q点处大，故C正确。
故选C。
6. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是（ ）
A. 静止时，电流表示数为零，电容器两极板不带电
B. 由静止突然向前加速时，电容器的电容增大
C. 由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表
D. 保持向前匀减速运动时，两板间的电场强度减小
【答案】C
【解析】A．静止时，由于电容器所带电荷量不变，则电容器没有充放电过程，则电流表示数为零，但由于电容器与电源连接，两端电压不为0，则电容器两极板带了电，故A错误；
B．由于静止突然向前加速时，弹簧被压缩，电容器极板之间的间距增大，根据
可知，电容器的电容减小，故B错误；
C．根据
，
由于静止突然向前加速时，电容器极板之间的间距增大，电容减小，则极板所带电荷量减小，极板处于放电过程，由于极板N与电源负极连接，极板N带负电，电荷量减小，则极板N失去电子，即由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表，故C正确；
D．保持向前匀减速运动时，电容器极板之间的间距减小，电容增大，根据上述，有
电容器与电源连接，电压不变，间距减小，则两板间的电场强度增大，故D错误。
故选C。
7. 一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示，已知该弹簧的劲度系数为20N/cm，则（ ）
A. 在0~4s内振子做了1.75次全振动
B. 在0~4s内振子通过的路程为4cm
C. 图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的负方向
D. 图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为5N，方向指向x轴的正方向
【答案】B
【解析】A．由图可知，周期为2s，所以0~4s内振子做了2次全振动，故A错误；
B．振子的周期为2s，所以在0~4s内振子振动了2个周期，走过的路程为8A，即4cm，故B正确；
C．根据振动图像可知质点A的速度方向指向x轴的正方向，故C错误；
D．质点A对应时刻振子的位移为0.25cm，所受的回复力大小为
方向指向x轴负方向，故D错误。
故选B。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8. 水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上、振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是（ ）
A. 不同质点的振幅都相同
B. 不同质点振动的频率都相同
C. 不同质点振动的相位都相同
D. 同一质点处，两列波的相位差不随时间变化
【答案】BD
【解析】A．两列波相遇叠加发生干涉，一些质点的振动加强，一些质点的振动减弱，即振幅不同，A错误；
B．各质点的振动频率都与振动片相同，B正确；
C．不同质点振动的相位不同（不是同时到达正的最大位移处），C错误；
D．两列波频率相同，在同一质点处的相位差恒定，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，直线I、II分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（ ）
A. 电源1与电源2的内阻之比是11∶7
B. 电源1与电源2的电动势之比是1∶1
C. 在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2
D. 在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2
【答案】ABC
【解析】A．根据电源的路端电压随输出电流的变化的特性图线斜率的绝对值表示电源内阻可知，电源1与电源2的内阻之比是11∶7，选项A正确；
B．根据电源的路端电压随输出电流的变化的特性图线在纵轴的截距表示电源电动势可知，电源1与电源2的电动势之比是1∶1，选项B正确；
C．根据曲线交点表示工作点，交点的纵、横坐标的乘积表示电源输出功率，在这两种连接状态下，由可知，小灯泡消耗的功率之比是1∶2，选项C正确；
D．根据曲线交点的纵、横坐标的比值表示小灯泡电阻，在这两种连接状态下，由可知，小灯泡的电阻之比是18∶25，选项D错误；
故选ABC
10. 一质量为的物块静止在水平地面上，物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2。现给物块一水平方向的外力，随时间变化的图线如图所示，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，则（ ）

A. 时物块的动量大小为
B. 时物块的动量大小为
C. 时物块的速度大小为
D. 在时间内，物块受到的摩擦力逐渐减小
【答案】BD
【解析】A．内，根据牛顿第二定律
解得
时物块的速度为
时物块的动量大小为
故A错误；
B．内，由于
物块做匀速直线运动，时物块的动量大小为
故B正确；
C．内，随时间变化的表达式为
图象与坐标轴围成的面积表示冲量，时，物块受到力的冲量为
根据动量定理
解得时物块的速度大小为
故C错误；
D．由于
可知在的时间内，物块速度为零，保持静止，物块受到的摩擦力等于力，则在的时间内，物块受到的摩擦力逐渐减小，故D正确。
故选BD。
三、非选择题（本题共5小题，共57分。考生根据要求做答）
11. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中：

（1）摆动时偏角满足的条件是偏角小于，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最_______（填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图甲中停表示数为一单摆全振动50次所用的时间，则单摆的振动周期为_______。
（2）用最小刻度为的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示。O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为_______。
（3）若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为_______．
（4）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大”。学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变”，这两个学生中_______。（选填下列字母代号）
A．甲的说法正确 B．乙的说法正确 C．两学生的说法都是错误的
【答案】（1）低 （2）99.80 （3） （4）A
【解析】（1）[1]摆球经过最低点时容易观察和计时，所以为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最低点的位置；
[2]图甲中停表的示数为
则单摆的振动周期为
（2）[3]最小刻度为的刻度尺，读数时要读到分度值的下一位，从悬点到球心的距离即为摆长，则单摆的摆长为
（3）[4]由单摆的周期公式为
可得重力加速度的表达式为
（4）[5]由于受到空气浮力的影响，小球的质量不变而相当于小球所受重力减小，即等效重力加速度减小，根据可得，振动的周期变大，故甲的说法正确。
故选A。
12. 将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为。可是这种电池并不能点亮手电筒上额定电压为、额定电流为的小灯泡，原因是通过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足。现使用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材，尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内阻。
（1）请在下列方框中画出测量电动势和内阻的电路原理图_______。
（2）滑动变阻器有两种规格： ，实验中应该选用_______（填选项前的字母）规格的滑动变阻器。
（3）在实验中根据电压表的示数与电流表的示数的值，经描点、连线，得到的图像如图所示。根据图中所给数据，得到“水果电池”的电动势和内阻分别为_______V，_______。
【答案】（1） （2）B （3）1.50 500
【解析】（1）[1]由于“水果电池”电动势约为，不能点亮手电筒上额定电压为、额定电流为的小灯泡，说明“水果电池”的内阻较大，而电流表内阻比较小，分压作用比较小，所以电流表采用外接法误差较小，滑动变阻器采用限流接法，电路图如图
（2）[2] “水果电池”的内阻较大，若选用最大阻值为的滑动变阻器，滑片移动时电压表示数几乎不变，无法取多组数值，从而影响实验误差，因此应该选择最大阻值较大的B （）的变阻器。
（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律，可得
可知图像中纵轴的截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示内阻，即
13. 如图甲为某波源的振动图像，图乙是该波源产生的横波在某时刻的波动图像，波动图像中的O点表示波源，P、Q是介质中的两点。求：

（1）这列波的波速及波源的起振方向；
（2）当波动图像中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P经过的路程。
【答案】（1），沿轴负方向；（2）
【解析】（1）由题图可知，波源起振方向沿轴负方向，，则波速
（2）图乙波形可知，质点P已振动，且正在向上振动，波由质点传到质点经历时间
此时质点第一次到平衡位置且向上运动，则质点共振动的时间
则质点经过的路程
14. 如图所示，一束截面为圆形（半径）的平行单色光垂直射向一玻璃半球的面，经折射后在屏幕上形成一个圆形亮区。已知玻璃半球的半径为，屏幕至球心的距离为，玻璃对该单色光的折射率为。不考虑光的干涉和衍射，试求圆形亮区的面积。
【答案】
【解析】如图所示，该单色光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕上的点到亮区中心的距离就是所求圆的半径
设该光临界角为
由全反射的知识
可得
又因，由几何知识得
所以圆形亮区的面积
15. 如图所示，在光滑平直轨道上有三个物体，物体均向右匀速运动，物体静止。物体以速度与碰撞，碰后分开，之后再与碰撞并粘在一起共同运动，且最后三个物体具有相同的速度，已知的质量的质量的质量。求：
（1）物体碰撞后的速度；
（2）碰撞过程中损失的机械能为，在整个过程中系统损失的机械能为，求。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）在与碰撞的过程中，由动量守恒定律
解得
（2）由能量守恒定律可得，在B与C碰撞的过程中，损失的机械能为
在整个过程中，由动量守恒定律
可解得
且整个过程机械能损失为
解得
。