广西三新学术联盟2023-2024学年高二上学期期末教学质量检测物理试题（含解析）

广西三新学术联盟2023-2024学年高二上学期期末教学质量检测
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟．
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置．
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效．
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚．
4．考试结束后，将答题卡交回．
5．本卷主要考查内容：必修第三册，选择性必修第一册第一章．
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．《博物志》云：“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有咤声．”这种现象产生的原因是（ ）
A．摩擦起电 B．感应起电 C．接触起电 D．摩擦导致正电荷从一个物体转移到了另一个物体
2．某同学用如图所示的装置探究感应电流的产生条件，当他进行如下操作时，线圈中不能产生感应电流的是（ ）
A．闭合开关瞬间 B．开关闭合，电路稳定后
C．断开开关瞬间 D．将滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中
3．2023年9月23日至10月8日，第19届亚洲运动会在杭州举办．开幕式上，某国领队牌的面积为，所能承受的最大风力为，风垂直吹到领队牌上后速度瞬间减为零．已知空气密度为，不考虑领队牌的运动速度，则该领队牌能承受的垂直迎风面方向的风速最大值为（ ）
A． B． C． D．
4．某静电场的方向平行于轴，其电势随轴的分布如图所示．一质量为、电荷量为的带负电粒子自点由静止开始，沿轴做往复运动．不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．在轴正、负半轴分布着方向相同的匀强电场
B．在区域内，电场强度大小为
C．处的电场强度小于处的电场强度
D．该粒子运动过程中经过速度最大，最大速度是
5．如图甲是静电喷涂原理的示意图．一带正电荷的涂料微粒从发射极由静止释放，仅在电场力的作用下，加速飞向吸极，其运动图像如图乙所示，是其路径上的两点．下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．点的电势比点的低
B．点的电场强度比点的大
C．涂料微粒在点的电势能比在点的大
D．涂料微粒在点的加速度比在点的大
6．在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，为滑动变阻器，电源电动势为、内阻为，平行板电容器中间有一带电油滴处于静止状态，闭合开关，当滑动变阻器的滑片由中点向下滑动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表读数变小 B．电压表读数不变
C．电源内阻消耗的功率变大 D．油滴将向上运动
7．如图所示，用不可伸长的轻质细绳将木块悬挂于一点，开始木块自由静止在点下方的点．质量为的弹丸水平向右射入质量为的木块，第一粒弹丸的速度为，打人木块后二者共同摆动的最大摆角为，当其第一次返回位置时，第二粒相同的弹丸以水平速度又击中木块，使木块向右摆动且最大摆角仍为，弹丸均未射出木块，木块和弹丸形状大小以及空气阻力均忽略不计，则第二粒弹丸水平速度的大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．如图所示的三棱柱，其中为正三角形，面沿水平方向，其中，现在空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为．则下列说法正确的是（ ）
A．穿过面的磁通量为 B．穿过面的磁通量为
C．穿过面的磁通量为 D．穿过三棱柱的磁通量为零
9．如图所示，为两个带等量正电荷的固定点电荷，竖直虚线为两点电荷连线的中垂线，为中垂线上四点，点为中垂线与连线的交点，且．现将一带负电液滴从点由静止释放，液滴到达点时的速度大小为．已知重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．点电场强度可能大于点电场强度 B．点电场强度一定小于点电场强度
C．液滴到达点时的速度大小为 D．液滴在点的动能小于在点的动能
10．如图所示，直流电动机正常工作时，两端电压为，通过电动机的电流为，能在内把一质量为的重物匀速提高，不计绳重、摩擦与空气阻力，重力加速度取．下列说法正确的是（ ）
A．电动机的输出功率为
B．在提升重物的内重物增加的重力势能为
C．在提升重物的内电动机线圈产生的热量为
D．电动机线圈的电阻为
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（7分）某实验小组设计了如图所示的实验装置测瞬时速度并验证动量守恒定律．
（1）图中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电计时器1和光电计时器2，弹性滑块质量分别为，两遮光片沿运动方向的宽度均为，利用游标卡尺测得遮光片的宽度；实验中为确保碰撞后滑块不反向运动，则应满足的关系是______________（填“>”“=”或“<”）
（2）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块，测得通过光电计时器1的遮光时间为与相碰后，和先后经过光电计时器2的遮光时间分别为和，则碰前的速度大小为______________．
（3）在实验误差允许的范围内，若满足关系式______________（用字母表示），则可认为验证了动量守恒定律．
12．（10分）某实验小组测未知电阻的阻值时，先用多用电表进行粗测，再改装电表后采用“伏安法”准确测量未知电阻．
（1）先用多用表的欧姆挡“”按正确的操作步骤粗测，指针如图甲所示，则读数应记为______________．
甲
（2）再改装电表，将量程为、内阻为的电流表串联一个的电阻，将它改装成电压表，则改装后的电压表的量程是______________．
（3）现另有以下仪器：
电源（电动势，内阻不计）
电流表（量程，内阻约）
电流表（量程，内阻约）
滑动变阻器（最大阻值为）
开关、导线若干
在图乙框中画出测量最合理的完整电路图并标出所选仪器．
乙 丙
（4）该小组的同学在坐标纸上建立坐标系，用测量数据描绘出图线如图丙所示，由图线可得未知电阻的阻值______________（保留2位有效数字）．
13．（9分）如图所示，电源电动势为，内阻为，电阻为，灯泡的额定电压，额定功率．开关闭合后，灯泡恰好正常发光．已知电动机线圈电阻为，求：
（1）电源总功率；
（2）电动机的输出功率．
14．（13分）如图所示，光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的点与光滑水平面相切，其半径为．在水平面内有一质量的小球连接着轻质弹簧处于静止状态，现将一质量为的小球从点正上方高处由静止释放，小球和小球均可视为质点，当地的重力加速度，不计空气阻力，求：
（1）小球到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力；
（2）在小球压缩弹簧的过程中，弹簧具有的最大弹性势能．
15．（15分）如图所示，两竖直线相距为，其间以水平线为界，上方电场竖直向下，下方电场竖直向上，在电场左边界上的两点相距为．一电荷量为、质量为的粒子从点以初速度沿水平方向射入匀强电场中，通过上的某点进入匀强电场后，从边上的点水平射出，其轨迹如图，若两点的距离为，不计粒子的重力．求：
（1）上方的电场强度大小与下方的电场强度大小；
（2）带电粒子先后经过两电场所用的时间之比．
参考答案、提示及评分细则
1．A 产生这种现象的原因是摩擦起电，摩擦起电的实质是电子由一个物体转移到另一个物体，选项A正确．
2．B 由闭合电路中产生感应电流的条件可知，开关闭合稳定后，穿过线圈的磁通量保持不变，线圈中不产生感应电流，故选B．
3．C 设时间内吹到领队牌上的空气质量为，则有，取风的方向为正方向，对风根据动量定理有，解得，则，只有选项C正确．
4．B 由图像的物理意义可知，在轴正、负半轴分布着方向相反的匀强电场，选项A错误；在区域内电场强度大小，选项B正确；在区域内电场强度大小处的电场场强大于处的电场场强，选项C错误；粒子经过处时速度最大，由动能定理可得，代入数值可得，选项D错误．
5．C 根据带正电荷的涂料微粒的运动图像可知电场线由指向，则点的电势比点的高，选项A错误；由图像可知点加速度比点加速度大，电场线密集，场强大，电荷所受电场力大，加速度大，故选项B、D错误；电场力向右对正电荷做正功，电势能减小，故正电荷在点的电势能比在点的电势能大，故选项C正确．
6．D 当闭合，滑片由中点向下滑动过程中，电路总电阻增大，干路电流减小，根据闭合电路欧姆定律可知并联部分分压增大，则电流表读数增大，电压表读数增大，故A、B错误；电源内阻消耗的功率变小，故C错误；电容器两极板间电压增大，油滴所受电场力大于重力，所以油滴向上运动，D正确．
7．A 根据摆动过程中机械能守恒和两次击中木块摆动的角度相等可知，两次击中木块后木块的速度相同设为，由动量守恒得第一次，第二次，联立以上三式得第二粒弹丸水平速度，选项A正确．
8．BD 由对称性可知，面在面的投影面积，所以穿过面的磁通量大小，A错误；穿过面的磁通量为，B正确；由于面与磁场平行，则穿过该面的磁通量为零，C错误；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以，D正确．
9．ACD 在等量正电荷连线的中垂线上，从点沿中垂线向外电场强度先增大后减小，无法判断点电场强度和点电场强度的大小关系，A正确，B错误；点和点电势相等，从点到点电场力不做功，由动能定理可得，解得，C正确；液滴从点运动到点，电场力对液滴做的总功为零，电势能不变，根据能量守恒可得，液滴从点运动到点机械能不变，重力势能减小，动能增大，D正确．
10．BC 电动机的输入功率，代入数据解得，选项A错误；在提升重物的内重物增加的重力势能，选项B正确；由能量守恒定律知，代入数据解得在提升重物的内电动机线圈产生的热量，选项C正确；由焦耳定律知，代入数据解得电动机线圈的电阻，选项D错误．
11．（1）< （2）0.211 （3）
解析：（1）和发生弹性碰撞，若用质量大的碰质量小的，则不会发生反弹，则应满足的关系是；
（2）滑块经过光电门时挡住光的时间极短，则平均速度可近似替代滑块的瞬时速度，则碰前的速度；
（3）碰后的速度，碰后的速度；由系统动量守恒有：，化简可得表达式：．
12．（1）3.5 （2）3 （3）如图所示 （4）4.0（3.84.1都对，3分）
解析：（1）由图示多用电表可知，待测电阻阻值是．
（2）灵敏电流表与一较大的电阻串联即可改装成电压表，．
（3）由图丙知，电流、电压从0开始调节，故采用分压式接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用外接法．
（4）由图丙可知电压为时，电流为，则阻值为．
13．解：灯泡刚好正常发光，可知并联电路两端电压为
由闭合电路欧姆定律知
解得
则电源总功率
（2）通过灯泡的电流
故通过电动机的电流
电动机的输入功率
又电动机的发热功率
可得电动机的输出功率
14．解：（1）小球从点运动到点的过程中机械能守恒：
在最低点处由牛顿第二定律得：
得
由牛顿第三定律小球对轨道的压力大小，方向向下
（2）当两球速度相等时，弹簧具有的弹性势能最大，令共同速度为，取向右为正方向，由两球系统动量守恒得：
根据机械能守恒定律：
由以上关系得
15．解：（1）由于带电粒子水平方向不受力，竖直方向只受电场力作用，由牛顿运动定律可得
得
竖直方向
竖直方向
水平方向
解得电场强度
电场强度
（2）竖直方向：
则
带电粒子经过电场所用的时间与经过电场所用的时间之比