精品解析：四川省眉山市仁寿县多校2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

23级高二上学期期末联考物理试题 （时间：75分钟，总分100分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项是符合题目要求的。） 1. 根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器．通常大地带有50万库仑左右的负电荷，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300 kV左右．地球的电容约为 A. 0.17 F B. l.7 F C. 17 F D. 170 F 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可得，，根据可得，B正确． 2. 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x-t）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，小鸟速度最大，方向竖直向上 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．在时刻，小鸟经过平衡位置向下运动，速度最大，方向竖直向下，故A错误； B．在和时刻，小鸟分别位于正向和负向最大位移处，加速度大小相等，方向指向平衡位置，设此时小鸟的加速度大小为a，树枝对小鸟的作用力大小分别为和，则时刻，若树枝对小鸟的作用力向上，则有 得 若树枝对小鸟的作用力向下，则有 得 在时刻，树枝对小鸟的作用力向上，则有 得 故一定小于，故B错误； C．在0时刻，小鸟位于平衡位置，所受合力为零，故树枝对小鸟的作用力向上，大小等于重力，在0到时间内，小鸟向上运动，若小鸟振幅较小，则树枝对小鸟的作用力一直减小，若小鸟振幅较大，则树枝对小鸟的作用力先减小后增大，故C错误； D．在到时间内，小鸟由平衡位置向下运动，树枝对小鸟作用力一定是越来越大，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，一质量为m、带电量为q的小球用细线系住，线的一段固定在O点，若在空间加上匀强电场，平衡时线与竖直方向成60o角，则电场强度的最小值为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对小球进行受力分析受到竖直向下的重力和沿绳子方向的拉力，还有方向不确定的电场力，小球受力平衡则所受合外力为零，当电场力与绳子方向垂直时，电场力是最小的，电场强度是最小的，最小的电场力为 最小的电场强度为 故B正确，ACD项错误。 故选B。 4. 平行板间距为d，长度为l，加上电压后，可在A、B之间的空间中（设为真空）产生电场（设为匀强电场）。在距A、B两平行板等距离的O点处，有一电荷量为、质量为m的粒子以初速度沿水平方向（与A、B板平行）射入，不计重力，要使此粒子恰好能从C处射出，则A、B间的电压应为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】带电粒子只受电场力作用，在平行板间做类平抛运动。设粒子由O点到C处的运动时间为t，则有 设A、B间的电压为U，则偏转电极间的匀强电场的电场强度为 粒子所受电场力为 根据牛顿第二定律得粒子沿电场方向的加速度为 粒子在沿电场方向做匀加速直线运动，位移为，由匀加速直线运动的规律得 联立解得 故选D。 5. 图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸板接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等差等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（　　） A. a点的电势比b点的低 B. a点的电场强度比b点的小 C. 液滴在a点的加速度比在b点的小 D. 液滴在a点的电势能比在b点的大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．高压电源左为正极，则所加强电场的场强向右，而沿着电场线电势逐渐降低，可知 故A错误； B．等差等势线的疏密反映场强的大小，由图可知a处的等势线较密，则 故B错误； C．液滴的重力不计，根据牛顿第二定律可知，液滴的加速度为 因，可得 故C错误； D．液滴在电场力作用下向右加速，则电场力做正功，动能增大，电势能减少，即 故D正确； 故选D。 6. 静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差的大小。如图所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计。开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列采取的措施可行的是（ ） A. 保持开关S闭合，将A、B两极板分开些 B. 保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些 C. 断开开关S后，将A、B分开些 D. 保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．要使静电计的指针张开角度增大些，必须使静电计金属球和外壳之间的电势差增大，保持开关S闭合，则电容器两端的电压不变，故不管是AB之间的距离增大还是减小，将滑动变阻器滑动触头向右移动还是向左移动，静电计金属球和外壳之间的电势差不变，都不能使张角增大，故ABD错误； C．断开开关S后，将A、B分开些，电容器的带电量不变，由及得C减小，U增大，故C正确。 故选C。 7. 如图，空间存在足够大的水平方向的匀强电场，绝缘的曲面轨道处于匀强电场中，曲面上有一带电金属块在力的作用下沿曲面向上移动。已知金属块在向上移动的过程中，力做功，金属块克服静电力做功，金属块克服摩擦力做功，重力势能改变了，则（　　） A. 电场方向水平向左 B. 电场方向水平向右 C. 在此过程中金属块电势能减少 D. 在此过程中金属块机械能增加 【答案】D 【解析】 【详解】AB．因为不知道带电物体的电性，所以无法判断电场方向，故AB错误； C．克服电场力做功为，则电势能增加，故C错误； D．机械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功，故应为 故D正确。 故选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. 如图所示是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，A、B、C为介质中的三个质点，此时质点B沿y轴正方向运动，且经过第一次到达波峰。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的传播速度为10m/s C. A比C先回到平衡位置 D. 在内，A的路程比C的小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．因此时质点B沿y轴正方向运动，根据质点的振动方向和波的传播方向的关系可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图可知，该波的波长 又 得 故该波的波速，故B正确； CD．质点A正在向正向最大位移处运动，质点C正在向平衡位置运动，故C比A先回到平衡位置，在内，A的路程小于振幅，C的路程大于振幅，A的路程比C的小，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 测定电子的电荷量的实验装置示意图如图所示，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板M、N，并分别与电压为U的恒定电源两极相连板的间距为d。现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷为e、重力加速度为g，则（　　） A. 油滴中电子的数目为 B. 油滴从小孔运动至N板过程中，电势能增加mgd C. 油滴从小孔运动至N板过程中机械能增加eU D. 若将极板M向下缓慢移动一小段距离油滴将加速下降 【答案】AB 【解析】 【详解】A．带电油滴在极板间匀速下落，故受力平衡，则有 所以，油滴带电荷量 所以电子的数目为 故A正确； B．M板为正极板，所以油滴匀速下降过程中，电场力方向向上，由动能定理 可得电场力做的功为 电场力做负功，所以电势能增加，则电势能增加量为，故B正确； C．油滴从小孔运动至N板过程中，电场力做负功，由功能关系可得，油滴机械能减少mgd，故C错误； D．若将极板M向下缓慢移动一小段距离，d减小，则电场力 增大，合外力竖直向上，油滴将先减速下降，故D错误。 故选AB。 10. 两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示（），取无限远处电势为零，由图可知（　　） A. B点电场强度为零 B. Q1为负电荷，Q2为正电荷 C. Q1的电荷量一定大于Q2的电荷量 D. 将质子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做正功 【答案】BC 【解析】 【详解】A．φ-x图像斜率的绝对值表示电场强度大小，B点的斜率不为0，所以B点的电场强度不为0，A错误； BC．由图像可以发现，离Q1越近电场中的电势越低，由此可以判断Q1为负电荷，同理，由于离Q2越近电势越高，所以Q2为正电荷，在它们的连线上的B点的电势也是零，但B点离Q2近，所以Q1的电荷量要大于Q2的电荷量，BC正确； D．从A点到C点电势升高，正电荷在电势越高处电势能越大，质子的电势能增大，所以电场力一直做负功，D错误。 故选BC。 三、实验题（本题共2小题，共16分。） 11. 如图甲所示，某学习小组在实验室做“探究周期与摆长的关系”的实验。 （1）若用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间为t，请写出周期的表达式T =________。 （2）若利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系，由图乙可知，该单摆的周期T =________。 （3）在多次改变摆线长度测量后，根据实验数据，利用计算机作出周期与摆线长度的关系（）图线，并根据图线拟合得到方程T2=kL+b，，由此可得摆球半径r =________：（用k、b、π表示）。 【答案】（1） （2）2.0 （3） 【解析】 【详解】(1)单摆完成n次全振动所用的时间为t，则周期的表达式T＝ 。 (2)单摆摆动过程中，每次经过最低点时拉力最大，每次经过最高点时拉力最小，拉力变化的周期为1.0 s，故单摆的摆动周期为2.0 s。 (3)根据 得 而 联立得，图线拟合得到方程T2＝kL＋b 有， 因此摆球半径r＝ 。 12. 某同学用电流传感器观察电容器的放电过程。甲图为该实验电路图，其中电源电压恒为6V。该同学先将开关接1为电容器充电，待电容器充满电再将开关接2，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的图像如图乙。 （1）下列说法正确的是___________。 A. 电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的上极板 B. 电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大 C. 电容器放电的过程中，电容器两极板间的电场强度不断变小 D. 电容器放电的过程中，电路中电流不断增大 （2）根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为___________C。（结果保留三位有效数字） （3）该同学用相同实验装置测得另一电容器放电过程中释放的电荷量Q=6.6×10-3C，该电容器的电容为___________F。（结果保留两位有效数字） （4）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时图线与横轴所围成的面积将___________（填“增大”“不变”或“减小”）；放电时间将___________（填“变长”“不变”或“变短”）。 【答案】（1）C （2） （3） （4） ①. 不变 ②. 变短 【解析】 【小问1详解】 A．电容器充电的过程中，负电荷由电源的负极移动到电容器的下极板，故A错误； B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小，故B错误； C．电容器放电的过程中，电容器所带电荷量逐渐减小，则两极板间的电场强度不断变小，故C正确； D．电容器放电的过程中，电路中电流不断减小，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 I－t图像与时间轴所围的面积表示整个放电过程中释放的电荷量，根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子所表示的电荷量为 所以释放的电荷量是 【小问3详解】 电容器的电容为 【小问4详解】 [1][2]根据Q＝CU知，Q与电阻R无关，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时图像与横轴围成的面积将不变，由于电阻对电流有阻碍作用，所以减小电阻，放电时间将变短。 四、实验题（本题共3小题，共38分。） 13. 一列简谐横波在x轴线上传播，在和时的波形图如图所示，t1时刻为实线。 （1）读出简谐波的波长是多大？振幅多大？ （2）设波速为600m/s，求波的传播方向。 【答案】（1）， （2）向左传播 【解析】 【小问1详解】 由波的图像可以直接读出波长 振幅 【小问2详解】 已知波速，可以求出在时间内波沿x轴传播的距离 代入数据可得 根据波传播的周期性可知 因而波向左传播。 14. 如图所示为两组平行板金属板，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间， 若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，其中.求： (1)电子通过B点时的速度大小v0？ (2)右侧平行金属板的长度L？ 【答案】（1）（2） 【解析】 【分析】（1）电子在加速电场中，电场力做正功eU0，由动能定理求解电子射出加速电场的速度． （2）电子进入偏转电场后做类平抛运动，沿水平方向做匀速直线运动，位移大小等于板长L；竖直方向做匀加速直线运动，位移大小等于板间距离的一半，由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求解板长L． 【详解】（1）电子在AB间做加速运动，由动能定理可得： 可得： （2）电子以的速度进入偏转电场做类平抛运动，在竖直方向做匀加速运动，水平方向做匀速运动 可得： 则： 15. 如图所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为R的绝缘光滑圆轨道固定在竖直平面内，O是圆心，OC是水平方向的半径，AB是竖直方向的直径。一质量为m、电荷量为＋q（q＞0）的小球在圆轨道内，并能够静止在P点，OP与竖直方向的夹角θ＝45°，不计空气阻力，已知重力加速度为g。 （1）求电场强度E的大小； （2）若小球从B点静止释放，求它运动中速度的最大值； （3）若给小球一初速度从B点出发沿圆轨道运动，要使小球不脱离圆轨道，求小球初速度大小应满足的条件。 【答案】（1）；（2）；（3）或。 【解析】 【详解】（1）小球能够静止在P点，根据受力平衡可得 解得 （2）P点为重力场和电场的等效最低点，等效合场力大小为 可知小球运动到P点时速度最大，小球从B到P过程，由动能定理 解得 （3）若小球恰好经过等效最高点Q，如图所示 在Q点，根据牛顿第二定律 小球从B到Q过程，由动能定理 解得 如图，作，若小球恰好运动到F点速度为0，小球从B到F过程，由动能定理 解得 故要使小球在运动过程中不脱离圆轨道，则 或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 23级高二上学期期末联考物理试题 （时间：75分钟，总分100分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项是符合题目要求的。） 1. 根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器．通常大地带有50万库仑左右的负电荷，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300 kV左右．地球的电容约为 A. 0.17 F B. l.7 F C. 17 F D. 170 F 2. 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x-t）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，小鸟速度最大，方向竖直向上 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 3. 如图所示，一质量为m、带电量为q的小球用细线系住，线的一段固定在O点，若在空间加上匀强电场，平衡时线与竖直方向成60o角，则电场强度的最小值为（ ） A. B. C. D. 4. 平行板间距为d，长度为l，加上电压后，可在A、B之间的空间中（设为真空）产生电场（设为匀强电场）。在距A、B两平行板等距离的O点处，有一电荷量为、质量为m的粒子以初速度沿水平方向（与A、B板平行）射入，不计重力，要使此粒子恰好能从C处射出，则A、B间的电压应为（　　） A. B. C. D. 5. 图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸板接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等差等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（　　） A. a点的电势比b点的低 B. a点的电场强度比b点的小 C. 液滴在a点的加速度比在b点的小 D. 液滴在a点的电势能比在b点的大 6. 静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差的大小。如图所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计。开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列采取的措施可行的是（ ） A. 保持开关S闭合，将A、B两极板分开些 B. 保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些 C. 断开开关S后，将A、B分开些 D. 保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动 7. 如图，空间存在足够大的水平方向的匀强电场，绝缘的曲面轨道处于匀强电场中，曲面上有一带电金属块在力的作用下沿曲面向上移动。已知金属块在向上移动的过程中，力做功，金属块克服静电力做功，金属块克服摩擦力做功，重力势能改变了，则（　　） A. 电场方向水平向左 B. 电场方向水平向右 C. 在此过程中金属块电势能减少 D. 在此过程中金属块机械能增加 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. 如图所示是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，A、B、C为介质中的三个质点，此时质点B沿y轴正方向运动，且经过第一次到达波峰。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的传播速度为10m/s C. A比C先回到平衡位置 D. 在内，A的路程比C的小 9. 测定电子的电荷量的实验装置示意图如图所示，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板M、N，并分别与电压为U的恒定电源两极相连板的间距为d。现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷为e、重力加速度为g，则（　　） A. 油滴中电子的数目为 B. 油滴从小孔运动至N板过程中，电势能增加mgd C. 油滴从小孔运动至N板过程中机械能增加eU D. 若将极板M向下缓慢移动一小段距离油滴将加速下降 10. 两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示（），取无限远处电势为零，由图可知（　　） A. B点电场强度为零 B. Q1为负电荷，Q2为正电荷 C. Q1的电荷量一定大于Q2的电荷量 D. 将质子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做正功 三、实验题（本题共2小题，共16分。） 11. 如图甲所示，某学习小组在实验室做“探究周期与摆长的关系”的实验。 （1）若用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间为t，请写出周期的表达式T =________。 （2）若利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系，由图乙可知，该单摆的周期T =________。 （3）在多次改变摆线长度测量后，根据实验数据，利用计算机作出周期与摆线长度的关系（）图线，并根据图线拟合得到方程T2=kL+b，，由此可得摆球半径r =________：（用k、b、π表示）。 12. 某同学用电流传感器观察电容器的放电过程。甲图为该实验电路图，其中电源电压恒为6V。该同学先将开关接1为电容器充电，待电容器充满电再将开关接2，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的图像如图乙。 （1）下列说法正确的是___________。 A. 电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的上极板 B. 电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大 C. 电容器放电的过程中，电容器两极板间的电场强度不断变小 D. 电容器放电的过程中，电路中电流不断增大 （2）根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为___________C。（结果保留三位有效数字） （3）该同学用相同实验装置测得另一电容器放电过程中释放的电荷量Q=6.6×10-3C，该电容器的电容为___________F。（结果保留两位有效数字） （4）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时图线与横轴所围成的面积将___________（填“增大”“不变”或“减小”）；放电时间将___________（填“变长”“不变”或“变短”）。 四、实验题（本题共3小题，共38分。） 13. 一列简谐横波在x轴线上传播，在和时的波形图如图所示，t1时刻为实线。 （1）读出简谐波的波长是多大？振幅多大？ （2）设波速为600m/s，求波的传播方向。 14. 如图所示为两组平行板金属板，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间， 若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，其中.求： (1)电子通过B点时的速度大小v0？ (2)右侧平行金属板的长度L？ 15. 如图所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为R的绝缘光滑圆轨道固定在竖直平面内，O是圆心，OC是水平方向的半径，AB是竖直方向的直径。一质量为m、电荷量为＋q（q＞0）的小球在圆轨道内，并能够静止在P点，OP与竖直方向的夹角θ＝45°，不计空气阻力，已知重力加速度为g。 （1）求电场强度E的大小； （2）若小球从B点静止释放，求它运动中速度的最大值； （3）若给小球一初速度从B点出发沿圆轨道运动，要使小球不脱离圆轨道，求小球初速度大小应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $