四川省资阳中学2022-2023学年高二物理上学期期末质量检测试题（Word版附解析）

四川省资阳中学高2021级第三学期期末质量检测物理一、选择题（本题共10小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，第7-10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）1.下列说法正确的是（　　）A.由电容的定义式可知，C与Q成正比、与U成反比B.电源的电动势是描述电源把电势能转化成其他形式的能的本领大小的物理量C.由知，导体的电阻由其两端的电压和通过它的电流决定D.把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家奥斯特【答案】D【解析】【详解】A．电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器带电量Q以及两板间电压U无关，选项A错误；B．电源的电动势是描述电源把其它形式的能转化成电能的本领大小的物理量，选项B错误；C．导体的电阻是由导体本身决定的，与其两端的电压和通过它的电流无关，选项C错误；D．把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家奥斯特，选项D正确。故选D。2.三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a球带电量为，b球带电量为，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为。现将c球先与a接触，再与b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】 【详解】根据题意，设、之间的距离为，由库仑定律可得第三个不带电的金属小球c与a接触后，和的电量均为，c与b接触时先中和再平分，则c、b分开后电量均为，由库仑定律可得，a、b之间的静电力将变为故选B。3.两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与在一条直线上，与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（　　）A.0、2BB.B、0C.2B、2BD.B、B【答案】A【解析】【详解】两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故N处的磁感应强度为2B；综上分析A正确。故选A。 4.一个质点以O点为平衡位置，在A、B间做简谐运动，如图甲所示，它的振动图像如图乙所示，设向右为正方向，下列说法正确的是（　　）A.该质点的振动方程为B.0.2s末质点的速度方向向右C.0.2～0.3s质点做加速运动D.0.7s时质点位置在O与B之间【答案】D【解析】【详解】A．由图乙得质点振动的振幅为0.05m，周期T=0.8s故故该质点的振动方程为x=0.05sin（2.5πt+θ）（m）且当时，，代入可得故该质点的振动方程为 故A错误；B．根据振动图象得0.2s末质点经过平衡位置向负的最大位移振动，所以此时速度方向从O指向A，方向向左，故B错误；C．0.2～0.3s质点由平衡位置向负的最大位移振动，此过程速度的方向与所受力的方向相反，故质点在做减速运动，故C错误；D．0.7s质点在平衡位置和正的最大位移处之间，所以在O与B之间，故D正确。故选D。5.在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为d的正三角形的三个顶点上，a、b带正电，电荷量均为q，c带负电，整个系统置于方向平行于水平面的匀强电场中、已知静电力常量为k，若三个小球处于静止状态，则（　　）A.c球带电荷量为qB.匀强电场场强大小为C.匀强电场场强方向由ab的中点指向c点D.a、b两小球在c点产生的合场强大小为【答案】B【解析】【详解】ABD．设小球c所带电荷量为Q，由库仑定律可得，小球a对小球c的库仑力大小为小球b对小球c的库仑力大小为这两个力的合力大小为。设水平方向匀强电场大小为，由平衡条件可得 解得：则a、b两小球在c点产生的合场强大小也为，但是不能求解c球的电荷量，故AD错误，B正确；C．根据平衡可知，ab两球在c点的合场强方向由ab的中点垂直ab指向c，所以匀强电场场强方向由c点指向ab的中点，故C错误。故选B。6.如图所示，ACD为一半圆形区域，其中O为圆心，AD为直径，∠AOC=90°，半圆形区域内存在着垂直该平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一带电粒子（不计重力）从圆弧的P点以速度v沿平行于直径AD方向射入磁场，运动一段时间从C点离开磁场时，并且速度方向偏转了60°角，设P点到AD的距离为d。下列说法中正确的是（　　）A.该粒子带正电B.该子的比荷为C.该粒子在磁场中运动时间为D.直径AD长度为4d【答案】D【解析】【分析】 【详解】A．带电粒子在半圆形磁场中向上偏转，由左手定则可判断，粒子带负电，A错误；B．过P点和C点做速度的垂线，交点即为圆心如图由几何关系可知，OCO’P为菱形，洛伦兹力提供向心力B错误；C．粒子在磁场中运动时间为C错误；D．直线AD的长度等于磁场区域半径的2倍，即4d，D正确；故选D。7.如图所示的电路中，E为电源，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3 为半导体材料制成的光敏电阻（光照越强，电阻越小），电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法正确的是（　　）A.若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小B.若突然将电容器上极板上移，则电压表的示数变小C.若光照变强，则小球会向上运动D.若光照变强，则AB间电路的功率变大【答案】BD【解析】【详解】A．由于电容器在直流电路中相当于断路，所以当电路稳定时，相当于导线，将的滑片上移时，电压表的示数保持不变，故A错误；B．若突然将电容器上极板上移，则电容器的电容减小，电容器板间电压不变，根据可知，电容器极板上的电荷量将减小，电容器放电，放电电流方向与电源流经的电流方向相反，使得流经的电流减小，从而电压表的示数变小，故B正确；C．若光照变强，光敏电阻减小，通过小灯泡电流变大，电容器两端电压为I变大，则变小，即电容器两板间的电压变小，场强变小，小球所受的电场力变小，因此小球要向下极板运动，故C错误；D．根据当外电阻等于内电阻时，此时电源输出功率最大，将看成电源的内阻，由于等效电源的外电阻大于内电阻，若光照变强，光敏电阻减小，外电阻变小，所以等效电源的输出功率变大，即AB间电路的功率逐渐变大，故D正确。故BD正确。8.在倾角为的光滑固定绝缘足够长的斜面上有两个用绝缘轻弹簧连接的物块A和B ，它们的质量分别为m和3m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，开始未加电场，系统处于静止状态，A带正电，B不带电，现加一沿斜面向上的匀强电场，物块A沿斜面向上运动，当B刚离开C时，A的速度为v，之后两个物体运动中，当A的加速度为0时，B的加速度大小为a，方向沿斜面向上，则下列正确的是（　　）A.未加电场时，挡板C对物块B的作用力大小为B.从加电场后到B刚离开C的过程中，A发生的位移大小为C.B刚离开C时，电场力对A做功的瞬时功率为D.从加电场后到B刚离开C的过程中，物块A的机械能和电势能之和保持不变【答案】BC【解析】【详解】A．开始未加电场，系统处于静止状态，挡板C对物块B的作用力大小为A和B的总重力在沿斜面方向上的分力为故A错误；B．从加电场时，弹簧处于压缩状态，对物块A受力分析，根据平衡条件有解得物块B刚要离开C时，弹簧处于拉伸状态，对B由平衡条件可得3mgsinθ=kx2解得B刚离开C的过程中，A发生的位移大小为 故B正确；C．设A所受的电场力大小为F，由题知当A的加速度为零时，B的加速度大小为a，方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律对A有对B有故有当B刚离开C时，A的速度为v，则电场力对A做功的瞬时功率为故C正确；D．对A、B和弹簧组成的系统，从加电场后到B刚离开C的过程中，物块A的机械能、电势能与弹簧的弹性势能之和保持不变，弹簧的弹性势能先减小后增大，故物块A的机械能和电势能之和先增大后减小，故D错误。故选BC。9.图1为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P、Q为介质中的两个质点，图2为质点P的振动图象，则A.t=0.2s时，质点Q沿y轴负方向运动B.0～0.3s内，质点Q运动的路程为0.3mC.t=0.5s时，质点Q的加速度小于质点P的加速度D.t=0.7s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离【答案】CD 【解析】【详解】A．由振动图像可知T=0.4s，t=0时刻质点P向上振动，可知波沿x轴负向传播，则t=0.2s=0.5T时，质点Q沿y轴正方向运动，选项A错误；B．0.3s=T，因质点Q在开始时不是从平衡位置或者最高点（或最低点）开始振动，可知0～0.3s内，质点Q运动的路程不等于，选项B错误；C．t=0.5s=1T时，质点P到达最高点，而质点Q经过平衡位置向下运动还没有最低点，则质点Q的加速度小于质点P的加速度，选项C正确；D．t=0.7s=1T时，质点P到达波谷位置而质点而质点Q还没到达波峰位置，则质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，选项D正确．10.质谱仪是用来测定带电粒子的质量和分析同位素的装置。如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，一束电荷量相同的带正电粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点之间距离为x，粒子所带电荷量为q，不计重力。则以下分析正确的是（）A.粒子进入匀强磁场B2时的速度B.粒子进入匀强磁场B2时的速度C.打在a、b两点的粒子的质量之差D.打在a、b两点的粒子的质量之差【答案】BC【解析】【详解】粒子在电容器间做匀速直线运动，有 解得粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，有解得则解得AD错误，BC正确。故选BC。二、探究与实验题（本题共2个小题，共16分．请按题目要求将答案填写在答题卡中对应题目的横线上）11.某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验：（1）实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直径______cm。（2）测单摆周期时，应该从摆球经过______（填“最低点”或“最高点”）时开始计时。（3）如果实验．测得的g值偏小，可能的原因是______。A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过迟按下D．实验中误将49次全振动数为50次（4）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出的值，再以l为横轴、为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图，并求得该直线的斜率为。则重力加速度______。（用表示）【答案】①.1.20②.最低点③.B④.【解析】【详解】（1）[1]10分度游标卡尺的精确值为，由图可知摆球的直径为（2）[2]为了减小误差，测单摆周期时，应该从摆球经过最低点时开始计时。（3）[3]根据可得A．测摆线长时摆线拉得过紧，则摆长测量值偏大，重力加速度测量值偏大，故A错误；B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，则摆长测量值偏小，重力加速度测量值偏小，故B正确；C．开始计时时，秒表过迟按下，则周期测量值偏小，重力加速度测量值偏大，故C错误；D．实验中误将49次全振动数为50次，则周期测量值偏小，重力加速度测量值偏大，故D错误。 故选B。（4）[4]根据可得可知图像的斜率为解得重力加速度为12.一实验小组要测量某电源的电动势和内阻。所用器材为：电压表（量程1V；内阻未知）。电阻箱（最大阻值9999.9Ω），定值电阻，定值电阻。先利用图甲所示电路测量电压表的内阻，再利用图乙所示电路测量电源的电动势和内阻（甲、乙两图中使用的是同一电源）。（1）按图甲连接好电路，将电阻箱的阻值调到最大，闭合S调节电阻箱的阻值，当电压表示数为0.5V时，电阻箱接入电路的阻值为7470Ω；继续调节，当电压表示数为1V时，电阻箱接入电路的阻值为2985Ω。若忽略电源内阻的影响，则电压表的内阻为______Ω。（2）图乙电路中，用定值电阻R。扩大电压表的量程，使其接近电源电动势，则应选取______（填“”或“”）。（3）将图乙电路中S闭合，调节电阻箱阻值R，读取电压表对应的示数U（原刻度盘没变），利用R、U数据绘制图像如图丙，所得图线为直线，其纵截距为a ，直线上某点的坐标为。原电压表内阻用、定值电阻的阻值用表示，忽略改装后电压表对电路的影响，则电源电动势的测量值可表示为______，内阻的测量值可表示为______。【答案】①.1500②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]忽略电源内阻情况下，电压表与电阻箱的电压之和为定值，则有代入数据解得（2）[2]电源电动势的值为要扩大电压表的量程，使其接近电源电动势，根据串联电路的分压特点有代入数据解得故定值电阻应选；（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律有解得结合图像可知， 解得，三、论述与计算（本题共3小题，共44分．解答时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.如图所示是一列沿x轴传播的简谐波，实线表示简谐波在时刻的波形图，虚线表示时的波形图。设波的周期为T，，则：（1）若波向右传播且，计算波传播的速度大小；（2）若波向左传播且，计算波传播的速度大小。【答案】（1）28m/s；（2）36m/s【解析】【详解】由图可知，此波的波长（1）当波向右传播且时波传播的距离所以（2）当波向左传播且时波传播的距离所以14.如图所示，平行金属导轨水平固定。两导轨间距为L=0.5m，左端接电源，其电动势E=3V，内阻为，在导轨右侧放置根质量为m=0.1kg的金属棒，金属棒电阻为 ，其他电阻不计，整个装置处在匀强磁场中。磁场磁感应强度大小为B=0.4T、方向与水平方向成斜向下，此时金属棒恰好处于平衡状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知，，重力加速度。求：（1）金属棒与金属导轨间的动摩擦因数为多少？（2）从开始，突然将磁场方向调整为水平向左，同时对金属棒施加一个水平向右大小为F=1.8N的恒定拉力作用，（其余条件不变）则在末时，拉力F的瞬时功率为多少？【答案】（1）0.5；（2）【解析】【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律知电路中电流导体棒安培力应用左手定则可知安培力与竖直方向夹角，根据力的平衡条件可得对金属棒平衡有代入数据解得（2）调整后金属棒受到的安培力竖直向下，滑动摩擦力根据牛顿第二定律可得 根据速度时间关系可得拉力的功率15.如图，在xOy平面第一象限整个区域分布一匀强电场，电场方向平行y轴向下。在第四象限内存在一有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为的直线，磁场方向垂直纸面向外。一质量为m、带电荷量为的粒子从y轴上P点以初速度垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成45°角进入匀强磁场。已知，不计粒子重力。求：（1）P点的纵坐标；（2）要使粒子能再次进入电场，磁感应强度B的取值范围。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设粒子进入磁场时y方向的速度为，则有设粒子在电场中运动时间为t，则有联立解得 则P点的纵坐标为。（2）作出粒子刚好能再进入电场的轨迹如图所示设此时的轨迹半径为r，由几何关系有粒子在磁场中速度为根据牛顿定第二定律可得联立解得要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围为