内蒙古呼和浩特市2023-2024学年高二上学期期末教学质量检测物理试卷（解析版）

呼和浩特市2023-2024学年第一学期高二年级学业质量监测
物理
一、选择题
1. 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽，该装置的能量转化情况是(　　)
A. 太阳能→电能→机械能
B. 太阳能→机械能→电能
C. 电能→太阳能→机械能
D. 机械能→太阳能→电能
2. 两个平行放置的异名永磁体磁极间有匀强磁场，其间放置一个闭合矩形导线圈，线圈在始终未超出磁场的范围内做下列运动时，能产生感应电流的是（　　）
A. 导线圈竖直上下运动 B. 导线圈水平左右运动
C. 导线圈绕竖直轴转动 D. 导线圈绕水平轴转动
3. 某电场的电场线分布如图所示，一带电粒子仅在静电力作用下沿图中虚线所示路径运动，先后通过点和点。下列说法正确的是（　　）
A. 粒子带负电
B. 、点的电场强度
C. 粒子在、点的速度
D. 粒子在、点的加速度
4. 如图所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动至某一位置，与移动前相比，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表读数变小，电压表读数变大
B. 小灯泡变亮
C. 电源的输出功率一定变大
D. 电容器所带的电荷量增加
5. 两个分别带有电荷量和的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　）
A. B. C. D.
6. 如图所示，直角三角形中，，置于、两点垂直纸面的长直导线中通有大小相等、方向向里的恒定电流，点的磁感应强度大小为。若把置于点的直导线移至点，电流大小和方向都不变，则点的磁感应强度大小和方向分别为（　　）
A. 方向竖直向下 B. 方向水平向右
C. 方向水平向右 D. 方向竖直向下
7. 如图所示，光滑地面上静置着一个质量为的光滑斜面体，斜面长度为，倾角为，质量为的滑块（滑块大小不计）从斜面体顶端由静止释放，经时间滑到了斜面底端，下列说法正确的是（　　）
A. 运动过程中，斜面体和滑块组成的系统机械能守恒、动量守恒
B. 当滑块滑到斜面底端时，滑块与斜面体的速度大小之比为
C. 当滑块滑到斜面底端时，斜面体的位移为
D. 运动过程中，滑块重力的冲量是
8. 两电荷量分别为和的点电荷固定在轴上的、两点，两电荷连线上各点电势随变化的关系如图所示，其中为段电势最低的点，取无穷远处电势为，则下列说法正确的是（　　）
A. 、均为正电荷
B. 、两点间场强方向沿轴负方向
C. 将一正点电荷从点移到点，电场力先减小后增大
D. 将一正点电荷从点移到点，电场力先做负功，后做正功
9. 如图所示，匀强电场中有一个半径的圆，该圆平面与电场方向平行，、、、四点将圆周等分为四段圆弧，已知、、三点的电势分别为、、，则下列说法正确的是（　　）
A. 电场的场强大小为
B. 电子在点的电势能比在点的电势能高
C. 自点以不同的速度进入电场的电子，从点射出的电子与从点射出的电子的动能变化相同
D. 若将一个电子从点移动至圆周上，则在此过程中，克服电场力做功的最大值为
10. 如图甲所示的电路中，是滑动变阻器，是定值电阻。将的滑动触头调节至最左端，闭合开关，调节的阻值，得到电压表、和相应的电流表的多组数据，用这些数据在同一坐标系中描点、拟合作出图像如图乙所示。当的滑片向右移动时，电压表和的示数的变化大小为和，电流表的示数的变化大小为，已知电压表、电流表均为理想电表，则下列说法正确的是（　　）
A. 电源电动势，内阻 B. 定值电阻
C. D. 当时，的功率最大
二、非选择题
11. 小浩同学在做“探究碰撞中的不变量”实验中，所用装置如图甲所示，已知槽口末端在白纸上的投影位置为点。回答以下问题：
（1）为了完成本实验，下列必须具备的实验条件或操作步骤是___________。
A．斜槽轨道末端的切线必须水平
B．入射球和被碰球的质量必须相等
C．入射球和被碰球半径必须相同
D．斜槽轨道必须光滑
E．必须测出桌面离地的高度
（2）小浩同学在实验中正确操作，认真测量，得出的落点情况如图乙所示，其中P点为入射小球未发生碰撞时的落点，则入射小球质量和被碰小球质量之比为___________。
A． B． C． D．
12. 某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率（图中表示待测金属丝的电阻）。
（1）正确使用螺旋测微器，测量金属丝直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为___________。
（2）实验中发现电压表的量程无法满足实验要求，某同学将量程为、内阻为的灵敏电流计与阻值为的定值电阻串联后，改装成量程为的电压表，则___________。
（3）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为，螺旋测微器测得金属丝的直径为，用电流表和电压表测得金属丝的电阻为，则被测金属丝的电阻率为___________（用题中所给物理量的字母表示）。
（4）本实验中测得待测金属丝电阻的阻值为，此测量值比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”），有同学提出利用改装后的电压表内阻进行误差修正可得到待测金属丝电阻的真实值为___________（结果保留到个位）。
13. 光滑的水平地面上，质量为的滑块以的速度向右运动，与质量为的静止物块发生碰撞，并粘在一起，求：
（1）碰撞后两物体的速度；
（2）碰撞过程中损失的机械能。
14. 如图所示，为粒子源，在和极板之间的加速电压为，两相同极板与的长度为，相距，极板间的电压为，现有一带正电的粒子初速度为零，自处被加速电压加速后，沿平行于板面的方向，从中间位置射入匀强电场，粒子电荷量为，质量为，不计带电粒子的重力，求：
（1）带电粒子在射出板时的速度；
（2）带电粒子在、极板间的加速度的大小；
（3）带电粒子飞出、电场时在竖直方向上发生的位移。
15. 如图所示，竖直平面内有一固定绝缘轨道，由半径的圆弧轨道和与之相切于点的水平轨道组成，圆弧轨道的直径与竖直半径间的夹角。质量的不带电绝缘滑块以初速度沿轨道向右运动，与静止在点的带正电小球发生弹性正碰，小球质量、电荷量，碰后小球沿轨道运动，小球的右侧空间存在水平向右的匀强电场。小球到达点时恰好和轨道间无挤压且所受合力方向指向圆心。小球和滑块均视为质点，碰撞过程中小球的电荷量不变，不计一切摩擦。（取，，）
（1）求碰后瞬间小球的速度大小；
（2）求匀强电场的电场强度大小及小球到达点时的速度大小；
（3）求、两点间的距离。
呼和浩特市2023-2024学年第一学期高二年级学业质量监测
物理
一、选择题
1. 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽，该装置的能量转化情况是(　　)
A. 太阳能→电能→机械能
B. 太阳能→机械能→电能
C. 电能→太阳能→机械能
D. 机械能→太阳能→电能
【答案】
A
【解析】
帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作。小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能。故选A。
2. 两个平行放置的异名永磁体磁极间有匀强磁场，其间放置一个闭合矩形导线圈，线圈在始终未超出磁场的范围内做下列运动时，能产生感应电流的是（　　）
A. 导线圈竖直上下运动
B. 导线圈水平左右运动
C. 导线圈绕竖直轴转动
D. 导线圈绕水平轴转动
【答案】
D
【解析】
导线圈竖直上下运动，线圈的磁通量保持不变，不会产生感应电流，故A错误；导线圈水平左右运动，线圈的磁通量保持不变，不会产生感应电流，故B错误；导线圈绕竖直轴转动，线圈的磁通量保持不变，不会产生感应电流，故C错误；导线圈绕水平轴转动，线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故D正确。故选D。
3. 某电场的电场线分布如图所示，一带电粒子仅在静电力作用下沿图中虚线所示路径运动，先后通过点和点。下列说法正确的是（　　）
A. 粒子带负电
B. 、点的电场强度
C. 粒子在、点的速度
D. 粒子在、点的加速度
【答案】
C
【解析】
由轨迹可知，粒子受电场力大致向上，可知粒子带正电，选项A错误；因点电场线较点密集，可知、点的电场强度，在点受电场力较大，则粒子在、点的加速度，选项BD错误；粒子从点到点，电场力做正功，则动能增加，则在、点速度，选项C正确。故选C。
4. 如图所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动至某一位置，与移动前相比，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表读数变小，电压表读数变大
B. 小灯泡变亮
C. 电源的输出功率一定变大
D. 电容器所带的电荷量增加
【答案】
B
【解析】
当滑动变阻器滑片向右移动，其接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，电流增大，电流表读数变大，根据，电压表测量路端电压，读数减小，A错误；灯泡的功率，不变，则灯泡变亮，B正确；当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知道外电阻和电源的内阻大小关系，故不能确定电源输出功率的变化，C错误；根据，变阻器两端电压减小，电容器与变阻器并联，电容器上电压也减小，则其电荷量减少，D错误。故选B。
5. 两个分别带有电荷量和的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　）
A. B. C. D.
【答案】
C
【解析】
接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两球分开后各自带电量为，距离又变为原来的，库仑力为，所以两球间库仑力的大小为。故选C。
6. 如图所示，直角三角形中，，置于、两点垂直纸面的长直导线中通有大小相等、方向向里的恒定电流，点的磁感应强度大小为。若把置于点的直导线移至点，电流大小和方向都不变，则点的磁感应强度大小和方向分别为（　　）
A. 方向竖直向下 B. 方向水平向右
C. 方向水平向右 D. 方向竖直向下
【答案】
D
【解析】
设两点的导线在点产生的磁场的磁感应强度均为，则两磁场方向夹角为，则由平行四边形定则可知若把置于点的直导线移至点，电流大小和方向都不变，则在两处的导线在点的磁感应强度大小仍均为，两磁场的夹角为，则合磁场为，方向竖直向下。故选D。
7. 如图所示，光滑地面上静置着一个质量为的光滑斜面体，斜面长度为，倾角为，质量为的滑块（滑块大小不计）从斜面体顶端由静止释放，经时间滑到了斜面底端，下列说法正确的是（　　）
A. 运动过程中，斜面体和滑块组成的系统机械能守恒、动量守恒
B. 当滑块滑到斜面底端时，滑块与斜面体的速度大小之比为
C. 当滑块滑到斜面底端时，斜面体的位移为
D. 运动过程中，滑块重力的冲量是
【答案】
C
【解析】
滑块滑下后做加速运动，滑块有竖直向下的分加速度，滑块处于失重状态，斜面体和滑块构成的系统所受外力的合力不为，系统动量不守恒，但系统的机械能守恒，故A错误；当滑块滑到斜面底端时，令滑块与斜面体的速度分别为，，系统水平方向上动量守恒，则有，解得，故B错误；滑块与斜面体构成的系统在水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律的位移表达式有，两者水平方向的相对位移关系有，结合上述解得，故C正确；根据冲量定义式可知，运动过程中，滑块重力的冲量是，故D错误。故选C。
8. 两电荷量分别为和的点电荷固定在轴上的、两点，两电荷连线上各点电势随变化的关系如图所示，其中为段电势最低的点，取无穷远处电势为，则下列说法正确的是（　　）
A. 、均为正电荷
B. 、两点间场强方向沿轴负方向
C. 将一正点电荷从点移到点，电场力先减小后增大
D. 将一正点电荷从点移到点，电场力先做负功，后做正功
【答案】
AC
【解析】
由图可知，靠近两点电荷时，电势正向升高，且图中电势均为正值，则、均为正电荷，故A正确；由图可知从到电势逐渐降低，可知、两点间场强方向沿轴正方向，故B错误；根据图像切线斜率绝对值表示电场强度的大小，由图可知从点到点间的电场强度大小先减小后增大，则将一正点电荷从点移到点，电场力先减小后增大，故C正确；由图可知从点移到点，电势先降低后升高，根据可知，将一正点电荷从点移到点，电势能先减小后增大，则电场力先做正功后做负功，故D错误。故选AC。
9. 如图所示，匀强电场中有一个半径的圆，该圆平面与电场方向平行，、、、四点将圆周等分为四段圆弧，已知、、三点的电势分别为、、，则下列说法正确的是（　　）
A. 电场的场强大小为
B. 电子在点的电势能比在点的电势能高
C. 自点以不同的速度进入电场的电子，从点射出的电子与从点射出的电子的动能变化相同
D. 若将一个电子从点移动至圆周上，则在此过程中，克服电场力做功的最大值为
【答案】
BD
【解析】
由题中条件可知，场强沿方向的分量，沿方向的分量，则场强，方向与夹角为斜向左上方，选项A错误；因为，可得，则点电势比点低，则电子在点的电势能比在点的电势能高，选项B正确；因为，可得，则点电势比点高，则自点以不同的速度进入电场的电子，从点射出的电子与从点射出的电子电场力做功不同，则电子的动能变化不相同，选项C错误；沿电场线电势逐渐降低，可知在圆周上电势最高的点是在弧的中点，其与点的电势差为，若将一个电子从点移动至圆周上，则在此过程中，克服电场力做功的最大值为，选项D正确。故选BD。
10. 如图甲所示的电路中，是滑动变阻器，是定值电阻。将的滑动触头调节至最左端，闭合开关，调节的阻值，得到电压表、和相应的电流表的多组数据，用这些数据在同一坐标系中描点、拟合作出图像如图乙所示。当的滑片向右移动时，电压表和的示数的变化大小为和，电流表的示数的变化大小为，已知电压表、电流表均为理想电表，则下列说法正确的是（　　）
A. 电源电动势，内阻 B. 定值电阻
C. D. 当时，的功率最大
【答案】
BC
【解析】
因过原点的直线为定值电阻的图线，则由图像可知，选项B正确；由电路可知，将坐标带入可得电源电动势和内阻，，选项A错误；由，可知，选项C正确；将R2等效为电源内阻，则，当外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，则当时，的功率最大，选项D错误。故选BC。
二、非选择题
11. 小浩同学在做“探究碰撞中的不变量”实验中，所用装置如图甲所示，已知槽口末端在白纸上的投影位置为点。回答以下问题：
（1）为了完成本实验，下列必须具备的实验条件或操作步骤是___________。
A．斜槽轨道末端的切线必须水平
B．入射球和被碰球的质量必须相等
C．入射球和被碰球半径必须相同
D．斜槽轨道必须光滑
E．必须测出桌面离地的高度
（2）小浩同学在实验中正确操作，认真测量，得出的落点情况如图乙所示，其中P点为入射小球未发生碰撞时的落点，则入射小球质量和被碰小球质量之比为___________。
A． B． C． D．
【答案】
（1）##；（2）
【解析】
（1）[1]斜槽轨道末端的切线必须水平，以保证小球抛出做平抛运动，故A正确；入射球的质量要大于被碰球的质量，以防止入射球反弹，故B错误；入射球和被碰球半径必须相同，以保证两小球产生正碰，故C正确；斜槽轨道没必要光滑，只需要小球从同一高度静止释放即可，故D错误；两小球均做平抛运动，下落的高度相同，则有下落的时间相同，不必测出桌面离地的高度，故E错误。故选AC。
（2）[2]设小球下落时间为，由图甲可得小球碰撞前的初速度，碰后小球的速度，碰后小球的速度，则有动量守恒的表达式，整理可得，代入数据解得，故选C
12. 某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率（图中表示待测金属丝的电阻）。
（1）正确使用螺旋测微器，测量金属丝直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为___________。
（2）实验中发现电压表的量程无法满足实验要求，某同学将量程为、内阻为的灵敏电流计与阻值为的定值电阻串联后，改装成量程为的电压表，则___________。
（3）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为，螺旋测微器测得金属丝的直径为，用电流表和电压表测得金属丝的电阻为，则被测金属丝的电阻率为___________（用题中所给物理量的字母表示）。
（4）本实验中测得待测金属丝电阻的阻值为，此测量值比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”），有同学提出利用改装后的电压表内阻进行误差修正可得到待测金属丝电阻的真实值为___________（结果保留到个位）。
【答案】
（1）####；（2）；（3）；（4）偏小，
【解析】
（1）[1]测得的金属丝的直径为；
（2）[2]要串联的电阻为；
（3）[3]根据，解得被测金属丝的电阻率为；
（4）[4]本实验中因电路中电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，则电阻测量值比真实值偏小；[5]设电压表和电流表读数分别为和，则，考虑电压表内阻影响，则，其中，则电阻的真实值。
13. 光滑的水平地面上，质量为的滑块以的速度向右运动，与质量为的静止物块发生碰撞，并粘在一起，求：
（1）碰撞后两物体的速度；
（2）碰撞过程中损失的机械能。
【答案】
（1）；（2）
【解析】
（1）滑块与物块碰撞后共速，根据系统动量守恒可得，解得碰撞后两物体的速度为；
（2）根据能量守恒可得，碰撞过程中损失的机械能，解得。
14. 如图所示，为粒子源，在和极板之间的加速电压为，两相同极板与的长度为，相距，极板间的电压为，现有一带正电的粒子初速度为零，自处被加速电压加速后，沿平行于板面的方向，从中间位置射入匀强电场，粒子电荷量为，质量为，不计带电粒子的重力，求：
（1）带电粒子在射出板时的速度；
（2）带电粒子在、极板间的加速度的大小；
（3）带电粒子飞出、电场时在竖直方向上发生的位移。
【答案】
（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）带电粒子经过加速电场，根据动能定理可得，解得；
（2）带电粒子在偏转电场中的加速度大小为；
（3）带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向有，竖直方向有。
15. 如图所示，竖直平面内有一固定绝缘轨道，由半径的圆弧轨道和与之相切于点的水平轨道组成，圆弧轨道的直径与竖直半径间的夹角。质量的不带电绝缘滑块以初速度沿轨道向右运动，与静止在点的带正电小球发生弹性正碰，小球质量、电荷量，碰后小球沿轨道运动，小球的右侧空间存在水平向右的匀强电场。小球到达点时恰好和轨道间无挤压且所受合力方向指向圆心。小球和滑块均视为质点，碰撞过程中小球的电荷量不变，不计一切摩擦。（取，，）
（1）求碰后瞬间小球的速度大小；
（2）求匀强电场的电场强度大小及小球到达点时的速度大小；
（3）求、两点间的距离。
【答案】
（1）；（2），；（3）
【解析】
（1）滑块与小球发生弹性正碰，设碰后滑块、小球的速度大小分别为、，则由动量守恒定律得，由能量守恒得，联立解得；
（2）小球到达点时，受力如图所示，则有，解得，小球所受重力与电场力的合力大小为，小球到达点时，由牛顿第二定律有，解得。
（3）对小球碰后运动到点的过程，根据动能定理有，解得。
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