湖北省十堰市部分普通高中2023-2024学年高二上学期期中物理试题（A卷）（Word版附解析）

2023-2024学年度上学期部分普通高中期中考试高二物理试卷（A卷）试卷满分：100分注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。一、选择题：本题共10题，每小题4分，共40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，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.关于物理学史，下列说法中错误的是（　　）A.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的B.库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像C.麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在D.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念【答案】B【解析】【详解】A．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，A正确；B．法拉利提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，并非库仑，B错误；C．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，C正确；D．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念，D正确；本题选择错误的，故选B。2.在闭合的铁芯上绕一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路，如图所示，假设线圈产生磁感线全部集中在铁芯内．a、b、c为三个闭合的金属圆环，位置如图所示．当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时，磁通量发生变化的圆环是（） A.a、b、c三环B.a、b两环C.b、c两环D.a、c两环【答案】B【解析】【详解】据题意，线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，根据安培定则判断可知，穿过a的磁感线向左，穿过b的磁感线向上，当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时，通过线圈的电流变化，线圈a、b中磁通量变化；而向左和向右穿过c的磁感线条数相等，完全抵消，总的磁通量为零，不发生变化。故选B。3.如图所示，在“研究影响平行板电容器电容的因素”实验中，极板所带电荷量保持不变。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ，下列说法正确的是（　　）A.保持d不变，减小S，则θ变小B.保持d不变，减小S，则θ不变C.保持S不变，增大d，则θ变大D.保持S不变，增大d，则θ变小【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．根据电容的决定式 保持d不变，减小S，电容减小，再根据因电量Q的不变，知U增大，所以θ变大。故AB错误；CD．根据电容的决定式保持S不变，增大d，电容C减小，再根据知U增大，所以θ变大。故C正确，D错误。故选C。4.如图所示为匀强电场的电场强度随时间变化的图象．当时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是A.带电粒子将始终向同一个方向运动B.内，电场力做的总功为零C.末带电粒子回到原出发点D.内，电场力做的总功为零【答案】D【解析】【详解】AC．因内粒子向正方向运动的加速度在内粒子运动的加速度则在时刻速度减为零，然后反向运动画出带电粒子速度随时间变化的图象如图所示 图线与时间轴所围“面积”表示位移，可见带电粒子不是只向一个方向运动，4s末带电粒子不能回到原出发点，故AC错误B．2s末速度不为，可见0~2s内电场力做的功不等于，故B错误D．2.5s末和4s末，速度的大小、方向都相同，则内，动能变化为零，电场力做功等于，故D正确。故选D。5.一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36V、10A·h”字样，假设工作时电源（不计内阻）的输出电压恒为36V，额定输出功率为180W，由于电动机发热造成损耗（其他损耗不计），电动自行车的效率为80％，则下列说法正确的是（　　）A.额定工作电流为10AB.电池充满电后总电量为3.6×103CC.自行车电动机的内阻为7.2ΩD.自行车保持额定功率行驶的最长时间是2h【答案】D【解析】【详解】A．由可知，额定电流A错误；B．动力电源充满电后总电量B错误；C．电动自行车的热功率 则由和可得C错误；D．根据电池容量和得D正确。故选D。6.一只小鸟从上往下落在细树枝上，随树枝做小幅度上下振动（可视为竖直方向的简谐运动），某时刻开始计时，其振动位移x随时间t变化规律（振动图像）如图所示。取竖直向上为正方向，已知小鸟只在重力和树枝对小鸟作用力的作用下运动，则下列说法正确的是（）A.在时刻，小鸟速度最小B.在和时刻，树枝对小鸟作用力大小一样C.在0到时间内，树枝对小鸟作用力一定是越来越小D.在到时间内，树枝对小鸟作用力一定是越来越大【答案】D【解析】【详解】A．由振动图像可知，在时刻，小鸟处于平衡位置且向下振动，则小鸟的速度达到最大，方向竖直向下，故A错误；B．在和时刻，小鸟的加速度大小相等，时刻的加速度方向向下，根据牛顿第二定律有解得 时刻加速度方向向上，根据牛顿第二定律有解得故在和时刻，树枝对小鸟作用力大小不一样，故B错误；C．在0到时间内，小鸟加速度越来越大，加速度方向向下，根据牛顿第二定律有解得若小鸟在时刻的最大加速度小于重力加速度，可知随着小鸟加速度的增大，树枝对小鸟作用力越来越小，若小鸟在时刻的最大加速度大于重力加速度，可知随着小鸟加速度的增大，树枝对小鸟作用力先逐渐减小到零，再反向逐渐增大，故C错误；D．在到时间内，小鸟的加速度越来越大，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有解得可知随着小鸟加速度的增大，树枝对小鸟作用力一定是越来越大，故D正确。故选D。7.真空中的某装置如图所示，现有质子（）、氘核（）和粒子（）都从O点由静止释放，经过相同加速电场和偏转电场，射出后都打在同一个与垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点（三种粒子重力均不计）。下列说法正确的是（） A.三种粒子在偏转电场中运动时间相同B.三种粒子射出偏转电场时的速度方向相同C.在荧光屏上将出现3个亮点D.三种粒子射出偏转电场时的动能相等【答案】B【解析】【详解】A．粒子在加速电场中，根据动能定理解得，进入电场的初速度质子和氘核比荷不同，进入电场初速度不同，进入电场后，在电场中运动时间则在偏转电场中运动时间不同，故A错误；B．粒子在偏转电场中的加速度射出偏转电场时的速度偏转角则三种粒子射出偏转电场时的速度方向相同，故B正确；C．三种粒子射出偏转电场时的速度方向相同，且射出电场时，沿电场方向位移也相同，射出电场后均做直线运动，则在荧光屏上将只出现1个亮点，故C错误；D．在加速电场和偏转电场的全过程，根据动能定理因为y与电荷量和质量均没有关系，则射出偏转电场时的动能与电荷量有关，则三种粒子射出偏转电场时的动能不相等，故D错误。故选B。 8.一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示。图乙表示该波传播的介质中处的质点的振动图像。下列说法正确的是（　　）A.波沿轴负方向传播B.波传播的速度大小为C.该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象D.时，质点在平衡位置【答案】AC【解析】【详解】A．由图乙可知，质点a在时刻向y轴正方向振动，由图甲根据同侧法可知，该简谐横波沿x轴负方向传播，故A正确；B．由图甲可知，该波的波长由图乙可知，该波的周期波传播的速度大小为故B错误；C．由图甲可知，该波的波长则该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象，故C正确；D．由A分析可知，质点b在，在平衡位置向下振动，由图乙可知，周期在时，经过了 则质点b到达负的最大位移处，故D错误。故选AC。9.如图所示，平行金属板中带电质点P原处与静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向a端移动时，则（）A.电压表读数减小B.电流表读数减小C.质点P将向上运动D.上消耗的功率逐渐增大【答案】BCD【解析】【详解】AB.由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再与R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当R4滑片向a移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，路端电压增大；电路中总电流减小，则R1两端的电压减小，又路端电压增大，则并联部分的电压增大，据欧姆定律可知流过R3的电流增大；电路中总电流减小，流过R3的电流增大，则流过R2的电流减小，电流表示数减小；流过R2的电流减小，R2的电压减小，又并联部分的电压增大，则R4电压增大，电压表读数增大；故A错误，B正确；C.因电容器两端电压增大，板间场强增大，质点受到的向上电场力增大，质点P将向上运动，故C正确；D.因R3两端的电压增大，由P=可知，R3上消耗的功率增大，故D正确．10.在水平方向的匀强电场中竖直向上抛出一个质量为m，电荷量为q的小球，当小球运动到最高点时动能与重力势能（以水平面为零势能面）之比为16：9，当小球落回水平面时与抛出点距离为d。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.重力与电场力大小之比为3：4B.小球上升最大高度为C.小球在最高点的速度为 D.小球在运动过程中最小速度为【答案】AC【解析】【详解】A．设小球是最高点速度为，刚抛出时的速度大小为，由题又因为所以又因为经过相同的时间，于是水平方向加速度和竖直方向加速度大小之比也是，则重力与电场力大小之比为3：4，A正确；B．上升到最高点的过程中，水平方向的位移大小为，所以竖直方向的高度为B错误；C．在y方向有因此C正确；D．小球所受到的合力与水平方向成θ=37°，所以最小速度为D错误。故选AC。二、实验题：本题共2个小题，共16分。11.“春耕”学习小组利用单摆测量重力加速度的实验装置如图甲所示。 （1）学习小组的同学用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图乙所示，则摆球的直径______cm。（2）学习小组的同学组装好实验装置后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度（小于5°），然后释放摆球，摆球某次通过最低点时开始计时，并从开始计数，然后摆球每完成一次全振动计数加，当该同学计数到40时停止计时，测得的时间记为，测得的单摆的摆长记为，则当地的重力加速度大小______（用表示）。（3）学习小组的同学改变摆线的长度继续做实验，在绘制单摆的周期的平方—摆长（）图线时，一位同学误将摆线长和小球直径的和记为摆长，则他画出的图线可能为图丙中的______（填“”、“”或“”）。【答案】①.②.③.c【解析】【详解】（1）[1]由图乙可知，游标为10分度，且第6个小格与主尺对齐，则摆球的直径（2）[2]根据题意可知，单摆运动的周期为 由单摆周期公式可得，当地的重力加速度大小为（3）[3]误将摆线长和小球直径的和记为摆长，则有可知，他画出的图线可能为图丙中的。12.某实验小组用图甲所示电路测量电源的电动势和内阻，图中电压表的量程为0~3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。（1）已知电流计G的满偏电流、内阻，电路中已将它改装成量程为0~600mA的电流表，则________；（2）通过移动滑动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I，作出如图乙的图像。某次测量时，电压表V的示数如图丙，为________V，通过电源的电流为________mA；（3）请根据图乙求出电源的电动势E等于________V（结果保留三位有效数字），电源内阻等于________（结果保留两位有效数字）。【答案】①.0.15②.2.60③.300④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]根据欧姆定律可知 代入数据解得（2）[2][3]根据丙图可知，最小刻度为0.1V，则电压表读数为2.60V；根据图乙可知电流计的读数为100mA，通过电阻的电流等于通过电流计电流的2倍，则流过电源电流为300mA；（3）[4][5]由实验原理得即根据图像可知，电源的电动势为图乙图线斜率的绝对值为因改装的电流表的内阻为三、计算题：本题共3个小题，共44分。13.如图，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点间做简谐运动，振子位置坐标x随时间t变化的关系式为。求振子从初始位置沿x轴正方向运动，第一次到达M点通过的路程。【答案】25cm【解析】【详解】在初始时刻即t=0，振子的位置为 第一次到达M点时，，代入得弹簧振子的周期为故第一次到达M点通过的路程为14.如图所示电路中，灯L标有“6V，3W”，定值电阻R1＝4Ω，R2＝10Ω，电源内阻r＝2Ω，当滑片P滑到最下端时，电流表读数为1A，此时灯L恰好正常发光，试求：(1)滑动变阻器最大值R；(2)当滑片P滑到最上端时，电流表的读数；(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时，变阻器消耗的功率。【答案】（1）12Ω；（2）2A；（3）3.84W【解析】【详解】（1）灯L的电阻为RL=Ω=12Ω当P滑到下端时，R2被短路，灯L与整个变阻器R并联，此时灯正常发光，通过灯L的电流为IL=A=0.5Ω通过变阻器R的电流为IR=IA﹣IL=1A﹣0.5A=0.5A则IR=IL即得滑线变阻器最大值为 R=RL=12Ω（2）电源电动势当P滑到上端时，灯L、变阻器R及电阻R2都被短路，此时电流表的读数为（3）P位于变阻器的中点时，灯L与并联后再与R1串联．此时R并=4Ω总电流为并联部分的电压为：U并=I总R并=1.2×4V=4.8V变阻器上消耗的功率为PR==3.84W15.如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿偏转电场极板间的中心轴线从O点垂直射入，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，点为荧光屏的中心。已知电子质量m、电荷量e、加速电场电压、偏转电场电压U、极板的长度、板间距离d、极板的末端到荧光屏的距离为且（忽略电子所受重力）。求：（1）电子射入偏转电场时的初速度；（2）电子打在荧光屏上的P点到点的距离h；（3）为确保电子能从偏转电场射出，偏转电压U和加速电压的比值应满足什么要求。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）在加速电场中，根据动能定理解得（2）在偏转电场中，电子做类平抛运动在水平方向上有在竖直方向上有根据牛顿第二定律联立以上各式解得电子射出时竖直方向速度为得电子打在荧光屏上P点到点的距离为（3）为确保电子能从偏转电场射出得 即解得