海南省中学白沙学校2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案）

海南中学白沙学校2023-2024学年第一学期高二年级期末考试试题
物理科
考试范围：必修三、选择性必修一前三章； 考试时间：90分钟 满分：100分
第I卷（选择题共44分）
一、单选题（每题3分，总分24分）
1．有一种数字型电荷量表，能把物体所带的电荷量精确显示出来，如图所示，关于数字型电荷量表的示数，下面说法正确的是（　　）
A．电荷量表的示数只能是元电荷的奇数倍
B．电荷量表的示数只能是元电荷的偶数倍
C．电荷量表的示数一定是元电荷的整数倍
D．电荷量表的示数是被测量物体带电荷量的真实反映，不一定是元电荷的整数倍
2．如图所示是电阻R的I-U图象，由此可得出（　　）
A．导体的电阻与电阻两端的电压成正比
B．电阻R=0.5Ω
C．I-U图象的斜率表示电阻
D．在R两端加上8.0V的电压时，每分钟通过电阻横截面的电荷量为240C
3．空间存在水平方向的匀强电场，用一条长度为0.2m的绝缘轻绳悬挂一个质量为的带正电小球，平衡时绝缘轻绳与竖直方向的夹角为，如图所示。已知小球所带的电荷量为，，取重力加速度大小，则匀强电场的电场强度大小为（　　）
A． B．
C． D．
一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．在任意1s内质点经过的路程都是2cm
B．在5s末，质点的速度为最大
C．t=1.5s和t=2.5s两个时刻质点的位移和速度方向都相反
D．从t=1s时刻到t=6s时刻，质点通过的路程为10cm
5．如图所示，实线代表电场线，虚线代表的是仅在电场力作用下的带电粒子的运动轨迹。粒子从M点运动到N点，以下说法正确的是（　　）
A．该带电粒子带负电
B．M点的电势低于在N点的电势
C．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
D．粒子在N点的加速度小于在M点的加速度
6．质量可以视为质点的钢球，从离地高为的位置静止释放，不考虑空气阻力的影响，钢球自由下落且着地后不反弹，取重力加速度。在钢球静止释放后，下列说法正确的是（　　）
A．合外力冲量的方向始终是竖直向上
B．钢球在自由下落过程重力冲量的大小
C．钢球在自由下落过程动量变化量大小
D．钢球释放末其动量大小是
7.在匀强电场中把电荷量为q＝﹣2×10﹣9C的点电荷从A点移到B点，克服静电力做的功为 1.6×10﹣7J；再把这个点电荷从B点移到C点，静电力做的功为4.0×10﹣7J，取B点电势为零。则A点电势及该点电荷在C点的电势能分别为（ ）
A．80V ，4.0×10﹣7J B．80V ，﹣4.0×10﹣7J C．﹣80V ，﹣4.0×10﹣7J D．﹣80V ，4.0×10﹣7J
8．随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后（　　）
A．电容器的电容变大
B．电容器的带电量减少
C．极板间电场强度不变
D．膜片下移过程中，电流表有从a到b的电流
二、多选题（每题4分，漏选得2分，错选0分，共20分）
9．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路。在下列情况中，电流表指针发生偏转的是（　　）
A. 磁铁和线圈相对静止时 B. 磁铁插在线圈内不动
C. 线圈不动，磁铁拔出线圈时 D. 线圈不动，磁铁插入线圈时
10．如图所示，长度为的轻绳上端固定在点，下端系一小球小球可以看成质点。在点正下方，距点处的点固定一颗小钉子。现将小球拉到点处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球。点是小球运动的最低位置。已知点与点之间的高度差为h，h 。、、、在同一竖直平面内。当地的重力加速度为，不计空气阻力及绳与钉子碰撞时的能量损失。下列说法正确的是（　　）
A. 绳子碰钉子后瞬间绳子拉力变大 B. 绳子碰钉子后瞬间速率变大
C. 小球摆动的周期等于 D. 小球摆动的周期等于
11．如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流，可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻，则内（　　）
A．充电宝输出的电功率为 B．充电宝产生的热功率为
C．手机电池储存的化学能为 D．手机电池产生的焦耳热为
12．在如图所示的U I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断正确的是（　　）
A．电源的内阻为1 Ω B．电阻R的阻值为1 Ω
C．电源的效率为80% D．电源的输出功率为4 W
13．如图，带正电、质量为1kg的物块A（可视为质点）放在水平桌面上，处在水平向右的匀强电场中，，从O点开始，物块与桌面的动摩擦因数随x的变化如图所示，取O点电势为零（g取10N/kg），则（　　）
A.物块的最大加速度为
B．物块向右运动的最大位移为4m
C．物块的最小电势能为－16J
D．物块受地面的最大摩擦力为4N
第II卷（非选择题 共56分）
三、实验题（共20分，每空2分）
14．某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图1所示。

（1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图2所示，并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上，可知遮光条的宽度d＝ mm。
（2）安装好气垫导轨和光电门，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节P使轨道左端 （填“升高”或“降低”）一些。
（3）用天平测得滑块A、B的质量（均包括遮光条）分别为、；调整好气垫导轨后，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的挡光时间为，与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为和。从实验结果可知两滑块的质量满足 （填“＞”“＜”或“＝”）；滑块A、B碰撞过程中满足表达式 （用所测物理量的符号表示），则说明碰撞过程中动量守恒。
15．某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙子电池。
（1）甲同学用多用表的直流电压挡，选择量程，直接测铜锌两金属片之间的电压时读数为0.78V；用多用表的欧姆挡直接测橙子电池的两极，读得此时的读数为；甲同学认为该橙子电池的电动势，内阻。甲同学测量的主要错误是 。
（2）乙同学用如图a所示的实验电路测量这种电池的电动势E和内阻r。实验室提供备用的器材如下：
A．电流表：内阻为，量程为
B．电流表：内阻为，量程为
C．电阻箱（）
D．电阻箱（）
E．开关一个，导线若干
实验中，电流表应选 ，电阻箱应选 。（填写所给器材的序号）
乙同学正确连接电路后，调节电阻箱R的阻值，得到的测量数据如下表所示。根据实验数据作出的图像如图b所示，则从图像中得出该橙子电池的电动势为 V，
内阻为 （均保留两位有效数字）。
9 8 7 6 5 4 3
92 102 115 131 152 180 220
（4）丙同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V，0.5A”的小灯泡供电，灯泡仍不发光，检查电路无故障，分析灯泡不亮的原因是： 。
四、解答题（计算题共3题，共36分 ）
16．（10分）如图所示为一简谐横波在时刻的波形图，从该时刻起，介质中的质点P做简谐运动的表达式为。求：
（1）该波的传播方向；
（2）该波的波长、频率和传播速度；
（3）画出s时的波形图（至少画出一个波长）。
17．（12分）如图所示，在距水平地面高h=0.80m的水平桌面左边缘有一质量mA=1.0kg的物块A以v0=5.0m/s的初速度沿桌面运动，经过位移s=1.8m与放在桌面右边缘O点的物块B发生完全非弹性碰撞，A、B粘在一起离开桌面后落到地面上的位置到桌边缘O点的水平距离为1.0m.设两物块均可视为质点，它们的碰撞时间极短，物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度g=10m/s2 。求：
（1）两物块碰撞前瞬间，物块A的速度大小vA；
（2）物块A与B碰撞后的瞬间，物块B的速度；
（3）物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能E 。
18．（14分）如图为示波器的原理示意图，质量为m、带电量为+q的粒子从加速电压为U0的电场正极板O点由静止释放，并沿中央轴线进入到偏转电场中，最后打到荧光屏上。已知偏转电场两板间距为d、板长为L，偏转电场右端到荧光屏的距离也为L，不计带电粒子的重力。
（1）求粒子进入偏转电场时的速度v0；
（2）若粒子恰能从下极板的边缘离开偏转电场时，求两板间的电势差U；
（3）当粒子恰能从下极板的边缘离开偏转电场时，粒子的动能为多少？
（4）带电粒子打到荧光屏上偏离中心的最大距离Y为多少？
海南中学白沙学校2023-2024学年第一学期高二年级期末考试试题
物理 参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8
C D B D C B B A
单选题（本题共8小题，每小题3分，共24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）。
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9 10 11 12 13
CD AD AC BD BC
三、实验题（本题共2小题，其中14题8分，15题12分，共20分．把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。）
14． 6.790 升高 ＞
15． 欧姆表使用不能与电源相连，影响测量的结果 B D 0.95 1.2 水果电池的内阻太大，回路电流太小（或路端电压过小）
解答题（本题共3小题，共36分．把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）
16．〔3+4+3〕（1）沿x轴正方向；（2）4m：2.5Hz；10m/s；（3）见解析
【详解】
（1）由公式，有 ---------------------------------（1分）
可知，时刻质点P向y轴正方向运动， ---------------------------------（1分）
根据上下坡法知，波沿x轴正方向传播。 -----------------------------------（1分）
由波形图得，波长。由简谐运动的表达式可知， --------------（1分）
故波的周期 --------------------------------（1分）
则频率 -----------------------------------（1分）
则波速 -----------------------------------（1分）
（3）经过s，即经过个周期，波形如图所示
-----------------------------------（3分）
17．〔4+4+4〕（1）vA=4.0m/s；（2）vB=2.5m/s；（3）3.0J
【详解】（1）物块A沿桌面滑动所受摩擦力f=μmAg -----------------------------------（1分）
做匀减速运动的加速度大小a=μg=2.5m/s2 -----------------------------------（1分）
对于碰撞前物块A的运动，根据运动学公式v02 –vA2=2as-----------------------（1分）
解得vA=4.0m/s -----------------------------------（1分）
（2）物块B离开桌面后做平抛运动的时间---------------------------（2分）
物块B落地点到桌边缘O点的水平距离x=vBt ---------------------------- （1分）
解得vB=2.5m/s -----------------------------------（1分）
（3）设两物块发生完全非弹性碰撞根据动量守恒定律有mAvA=（mA+mB）vB -----------（1分）
解得mB=0.6kg -----------------------------------（1分）
物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能--------（1分）
解得：E -----（1分）
18．〔4+4+3+3〕（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】
（1）根据动能定理可得 -------------------------（2分）
解得粒子进入偏转电场时的速度为 -------------------------（2分）
（2）粒子恰能从下极板的边缘离开偏转电场时，带电粒子做类平抛运动，
水平方向有 -----------------------------------（1分）
竖直方向有， -----------------------------------（1分）
-----------------------------------（1分）
联立可得 -----------------------------------（1分）
当粒子恰能从下极板的边缘离开偏转电场时，
根据动能定理可得 -----------------------------------（2分）
解得粒子的动能为 -----------------------------------（1分）
带电粒子从下极板的边缘离开偏转电场时打到荧光屏上偏离中心的最大距离，
根据几何关 系为 -----------------------------------（2分）
解得： -----------------------------------（1分）
海南中学白沙学校2023-2024学年第一学期高二年级期末考试试题
详细参考答案
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24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．C
【详解】元电荷是电荷量的最小单元，故带电体所带电荷量一定是元电荷的整数倍，可知电荷量表的示数一定是元电荷的整数倍。
故选C。
2．D
【详解】A．导体的电阻是定值，与电压无关，故A错误；
B．由图可知，电阻
故B错误；
C．I-U图象的斜率表示电阻的倒数，故C错误；
D．在R两端加上8.0V的电压时，电流为4A，每分钟通过电阻横截面的电荷量为q=It=4×60C=240C
故D正确。
故选D。
3．B
【详解】对小球受力分析
可得
解得
故选B。
4．D
【详解】A．简谐运动1s=0.25T内质点通过路程不一定是一个振幅的大小，A错误；
B．5s末，质点运动至最大位移处，速度为零，B错误；
C．t=1.5s和t=2.5s两个时刻的位移方向相反，但速度方向相同，C错误；
D．从t=1s时刻到t=5s时刻质点运动了3s，从位移cm处到达位移-2cm后再次回到cm，质点通过的路程为10cm，D正确。
5．C
【详解】A．带电粒子的轨迹向上弯曲，则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向上，与电场方向相同，可知粒子带正电，故A错误；
B．沿着电场线的方向，电势逐渐降低，因此M点的电势高于N点电势，故B错误；
C．粒子先经过M点，再经过N点，由于电场力方向与轨迹之间的夹角是锐角，可知电场力做正功，电势能减小，所以粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故C正确；
D．实线表示电场线，电场线的疏密表示电场强度的大小，所以N点的电场强度大于M点的电场强度，粒子只受电场力的作用，根据牛顿第二定律可知，粒子在N点的加速度大于在M点的加速度，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】A．在钢球静止释放后到落体的过程可分为两个阶段，第一阶段是自由下落过程，只受重力作用，合外力方向竖直向下；第二阶段是与地面接触的过程，合外力方向竖直向上，由于合外力冲量方向即是合外力的方向，故A错误；
B．钢球释放后做自由落体运动，只受到重力作用，在空中飞行的时间
着地时的速度
重力的冲量方向竖直向下，故B正确；
C．由动量定理，自由下落阶段动量变化率等于重力的冲量，等于，故C错误；
D．由于小钢球在空中只运动了0.3s，所以1s末是静止状态，其动量为零，故D错误。
故选B。
7.【答案】B
【详解】A到B点，由电场力做功得WAB＝q(φA﹣φB)
又WAB＝-1.6×10﹣7J φB＝0 解得φA＝80V
B点移动到C点，由电场力做功得WBC＝q(φB﹣φC)
又 解得φC＝200V
点电荷在C点的电势能EPC＝qφC
代入数据解得EPC＝﹣4.0×10﹣7J故选B。
8．A
【详解】ABD．根据电容的决定式
当平行板上层膜片电极下移时，即d减小，导致C增大，电容器两端的电压不变，再根据电容的比值定义式可知带电量增大，电容器处于充电过程，所以电流表有从b到a的电流，故A正确B错误，D错误；
C．根据可知，当d减小，U不变，E增大，故C错误。故选D。
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9．CD
【解析】解：、磁铁和线圈相对静止时，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，指针不会偏转，故A错误；
B、磁铁插在线圈内不动，线圈中的磁通量不发生变化，回路中无感应电流，指针不会偏转，故B错误；
、只要是线圈中的磁通量发生变化，回路中有感应电流，指针便会偏转，线圈不动，磁铁拔出线圈时或者，磁铁插入线圈时，线圈中的磁通量均发生变化，故CD正确。
故选：。
根据感应电流产生的条件可知，只要线圈中的磁通量发生变化，则回路中有感应电流产生，指针就会偏转。
本题比较简单，考查了感应电流产生的条件，对于这些基本规律要正确理解加强应用。
10.AD
【解析】
碰钉子后瞬间线速度大小不变，单摆长度变短，由此分析拉力变化情况；左右两侧摆动过程摆长不同，根据单摆的周期公式求解周期．
本题关键要能够结合单摆的周期公式列式求解，并通过分析碰钉子后瞬间线速度大小不变，绳子长度变短，分析拉力变化。
、小球摆动过程中，碰钉子后瞬间线速度大小不变，单摆长度变短，此时由，可知
绳子拉力变大，故A正确，B错误；、小球的时间为：；
小球的时间为：；
故小球摆动的周期为：；
故D正确，C错误；故选AD。
11．AC
【详解】A．充电宝输出的电功率为
故A正确；
B．由于充电宝内阻未知，所以无法计算充电宝产生的热功率，故B错误；
CD．手机电池产生的焦耳热为
手机电池储存的化学能为
故C正确，D错误故选AC。
12 .BD
解析:　根据闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir，当I＝0时，U＝E，由图读出电源的电动势E＝3 V，内阻等于图线的斜率绝对值，则：r＝＝ Ω＝0.5 Ω，A错误；根据图像可知电阻R的阻值：R＝＝1 Ω，B正确；两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时的工作状态，由图读出电压U＝2 V，电流I＝2 A，则电源的输出功率为：P出＝UI＝4 W，电源的效率：η＝×100%＝×100%＝×100%≈66.7%，C错误，D正确。故选ABD。
13．BC
【详解】A． O点物块加速度最大，根据牛顿第二定律可得A错误；
B．由题知 设A向右移动x后速度为零，根据动能定理有
此处fx前面的是因为摩擦力是变力，其做功可以用平均力，可得 B正确；
C．位移最大时，物块的电势能最小，此过程电场力做功
则电势能减小16J，由于则电势能为－16J，故C正确；
D．滑动摩擦力 位移最大时，滑动摩擦力最大
后变为静摩擦力，大小等于
物块受地面的最大摩擦力为8N，D错误。故选BC。
三、实验题（本题共2小题，其中14题8分，15题12分，共20分．把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。）
14． 6.790 升高 ＞
【详解】（1）[1] 螺旋测微器固定部分读数为6.5mm，可动部分读数为29.0×0.01mm=0.290mm
故螺旋测微器的读数为6.5mm+29.0×0.01mm=6.790mm
（2）[2] 滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间，说明滑块从右到左加速运动，为使导轨水平，可调节P使轨道左端升高一些；
（3）[3] 滑块A向左运动，先通过光电门1，与滑块B碰撞后，滑块A通过光电门2，接着滑块A通过光电门2，说明碰撞后滑块A向左运动，所以；
[4]滑块A、B碰撞前后动量守恒，则有
又、、 代入可得
15． 因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准 B D 0.95 1.2 水果电池的内阻太大，回路电流太小（或路端电压过小）
【详解】（1）[1] 因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准。
（2）[2]水果电池电动势很小，内阻很大，则电流很小，小于0.6A，故电流表应该选择小量程的B。
[3]为了方便调节，起到调节作用，电阻箱应该与电源内阻较为接近，故应选择大量程的电阻箱D。
（3）[4][5]由闭合电路的欧姆定律可知
变形得
故斜率表示内阻大小，纵截距表示电动势大小，故，
（4）[6]水果电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太小，所以灯泡不发光。
四、解答题（本题共3小题，共36分．把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）
16．（1）沿x轴正方向；（2）4m：2.5Hz；10m/s；（3）见解析
【详解】（1）由公式，有
可知，时刻质点P向y轴正方向运动，根据上下坡法知，波沿x轴正方向传播。
（2）由波形图得，波长。由简谐运动的表达式可知，故波的周期
则频率
则波速
（3）经过s，即经过个周期，波形如图所示
17．（1）vA=4.0m/s；（2）vB=2.5m/s；（3）3.0J
【详解】（1）物块A沿桌面滑动所受摩擦力f=μmAg
做匀减速运动的加速度大小a=μg=2.5m/s2
对于碰撞前物块A的运动，根据运动学公式v02 –vA2=2as
解得vA=4.0m/s
（2）物块B离开桌面后做平抛运动的时间
物块B落地点到桌边缘O点的水平距离x=vBt
解得vB=2.5m/s
（3）设两物块发生完全非弹性碰撞根据动量守恒定律有mAvA=（mA+mB）vB
解得mB=0.6kg
物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能
18．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）根据动能定理可得
解得粒子进入偏转电场时的速度为
（2）粒子恰能从下极板的边缘离开偏转电场时，带电粒子做类平抛运动，水平方向有
竖直方向有，
联立可得
（3）当粒子恰能从下极板的边缘离开偏转电场时，根据动能定理可得
解得粒子的动能为
（4）带电粒子从下极板的边缘离开偏转电场时打到荧光屏上偏离中心的最大距离，根据几何关系为
解得：