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广州市五校2023-2024学年高二上学期期末联考
物 理
本试卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试用时75分钟．
注意事项:
1．开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、班级、考号等相关信息填写在答题
卡指定区域内．
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上．
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液．不按以上要求作答的答案无效．
4．考生必须保持答题卡的整洁．
第一部分 选择题（共46分）
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，只有一个选项正确．
1．物理学是一门以实验为基础的学科，许多物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的．下面四个实验装置，描述正确的是（　　）
A．安培利用装置①测出了元电荷e的数值
B．库仑利用装置②总结出了点电荷间的相互作用规律
C．法拉第利用装置③发现了电流的磁效应
D．奥斯特利用装置④发现了电磁感应现象
2．关于电和磁的情景中，下列说法正确的是（　　）
图（a） 图（b） 图（c） 图（d）
A．图（a）是工厂静电除尘装置的示意图，A、B两端接直流高压电源后，则金属丝与管壁间的电场可视为匀强电场
B．图（b）是研究电磁感应的实验，若开关一直接通，小螺线管A插入大螺线管B 中不动，则滑动变阻器阻值匀速滑动时无感应电流，加速滑动时有感应电流
C．图（c）是微波炉，利用微波加热食物，微波是一种电磁波，具有可以连续变化的能量
D．图（c）是手机无线充电的原理，若将交流电接入送电线圈中，可以对手机进行充电
3．电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子枪发射电子束，通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散．电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势线．一电子仅在电场力作用下由a运动到d，运动轨迹如图实线所示，b、c是轨迹上的2个点，则下列说法正确的是（　　）
A．b处的电场强度与c处的电场强度相同
B．电子运动过程中，加速度大小保持不变
C．电子运动过程中，动能先增大后减少
D．电子运动过程中，电势能先增大后减小
4．2023年10月3日晚在第十九届杭州亚运会跳水女子10米跳台决赛中，中国选手全红婵在最后一轮还落后于对手的情况下，凭借最后一跳的“水花消失术”，以总分438.20的成绩，完美“逆袭”，斩获金牌．在该赛事的某次比赛中，全程可以简化为如图所示，全红蝉从最高点到入水前的运动过程记为I，入水后到最低点的运动过程记为II，速度减为零时并未到达池底，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．过程I中，她的动量改变量大子重力的冲量
B．过程I中，她的动量改变量等于零
C．过程II中，她的动量改变量等于合外力的冲量
D．过程II中，她的动量改变量等于水的作用力的冲量
5．有一家用电褽斗，其内部电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电褽斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，选项图中是它的四种不同的连接方式，其中能获得高挡温度的是（ ）
A． B． C． D．
6．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图表所示为某款扫地机器人的铭牌标有的数据，则该扫地机器人（　　）
电机基本参数
产品尺寸
电池 锂电池
质量
无线连接 智能快连
工作额定电压
工作额定功率
A．额定工作电流为5000mA
B．以额定电压工作时，每分钟消耗电能为2400J
C．以额定电压工作时，电机的内阻为10Ω
D．电池充满电后储存的总能量为5000J
7．某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（两电极始终不接触）．若极板上电荷量保持不变，P点为极板间的一点，下列说法正确的是（　　）
A．风力越大，电容器电容越小 B．风力越大，极板间电场强度仍保持不变
C．风力越大，P点的电势仍保持不变 D．风力越大，静电计指针张角越大
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，有选错或不答的得0分．
8．我国特高压技术一路领先全球，即便美国也无法超越，特高压技术，指交流1000kV和直流±800kV电压等级的输电技术．该技术最大的特点是能够实现长途高效输电，被称为“电力系统高速铁路”．如图的高压输电线上使用“abcd正方形间隔棒”支撑导线L1、L2、L3、L4，目的是将导线间距固定为l，防止导线相碰，图为其截面图，abcd的几何中心为O，当四根导线通有等大同向电流时，不计地磁场的影响，则（　　）
A．穿过abcd的磁通量为零
B．穿过abcd的磁通量不为零
C．O点的磁感应强度为零
D．ad边中点处的磁感应强度不为零
9．某节能路灯可通过光控开关自动随周围环境的亮度改变进行自动控制．其内部电路简化如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），R0为定值电阻，灯泡电阻不变．随着傍晚到来，光照逐渐减弱时，下列判断正确的是（　　）
A．A灯、B灯都变亮
B．电源的输出功率变大
C．电源的效率变大
D．R1中电流变化量等于R0中电流变化量
10．空间存在平行纸面的匀强电场，但电场方向未知．现在纸面上建立直角坐标系xOy，用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场的各点电势，得到电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示．则关于该电场，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度的大小为300V/m
B．电场强度的大小为500V/m
C．电场强度的方向指向第三象限
D．沿－y方向是电势降低最快的方向
第二部分 非选择题（共54分）
三、实验题：把答案填在答题卡对应横线上，本题共2题，共16分．
11．（8分）某同学按图（a）电路进行电学实验时，闭合开关后发现小灯泡不亮．已知电源、开关完好，连线正确，他使用多用电表检测小灯泡、电流表是否有故障．
（1）在开关闭合时，他用多用电表的电压挡测得1、2两点间的电压接近电源电动势，3、4两点间的电压为零，则说明小灯泡出现了_______(填“断路”或“短路”)故障．
（2）他将电流表拆离电路，用多用电表的欧姆挡测量其电阻在选择“×10”倍率并欧姆调零后，测量时，发现指针偏角过大．
①此过程中欧姆挡的黑表笔应接触电流表的________接线柱(填“正”或“负”)．
②为较准确地测量电流表的电阻，下面给出了可能的操作步骤，请选择正确步骤前面的字母并按合理的顺序填写在横线上： ．
A．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向欧姆挡右端的零刻线；
B．将两表笔正确接触电流表的正、负接线柱，读出电阻数值；
C．选择 “×100”倍率；
D．选择 “×1”倍率；
E．将选择开关旋至“OFF”挡并拔出两表笔．
（3）他在（2）中按正确操作测量电流表的电阻时，欧姆档的刻度盘如图（b）所示，则电流表电阻为_____Ω，说明电流表没有故障．
图（a） 图（b）
12．（8分）某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表A（0~0.6A）、电压表V（0~3V）、滑动变阻器R1（(最大阻值30Ω）、滑动变阻器R2（最大阻值250Ω）、定值电阻R0为1.0Ω、开关、导线若干．
图（a） 图（b） 图（c）
（1）请根据图（a）中的电路图完成图（b）的实物连线．
（2）为方便调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用 （填“R1”或“R2”）．
（3）为使电压表的示数变化更明显，请将上述器材的连线略加改动，在图（c）中方框画出改动后的实验电路图．
（4）该同学利用（3）中改动后的正确电路进行实验，根据测出数据画出的U-I图线如图（d）所示，则此干电池的电动势E= V，内阻r= Ω．（结果均保留到小数点后两位）
图（d）
四、计算题：本题共3题，共38分，按题目要求在答题卡的指定区域内作答，超出答题框的不给分．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
13．（10分）2023年3月12日，在短道速滑世锦赛男子5000米接力决赛中，中国队以7分04秒的成绩获得冠军。某次训练中，参与接力的两队员，甲质量为m=60kg，乙质量为M=75kg，接力前两人的速度均为v0=10m/s，方向均向前，且甲在前，乙在后．接力时，如图所示，乙从后面猛推甲，动作完成瞬间，乙的速度变为v1=2m/s，方向不变，若接力过程两人所受的系统外力远小于推力，且接力前后瞬间两人均在同一条直线上运动，求：
（1）乙猛推甲的动作完成瞬间，甲的速度大小v2；
（2）乙猛推甲过程，甲和乙组成的系统增加的机械能ΔE．
14．（12分）如图，在竖直平面内存在竖直向上的匀强电场．长度为l的轻质绝缘细绳一端固定在O点，另一端连接一质量为m、电荷量为+q的小球（可视为质点），初始时小球静止在电场中的a点，此时细绳拉力为2mg，g为重力加速度．
（1）求电场强度E的大小；
（2）求a、O两点的电势差UaO；
（3）若小球在a点获得一水平初速度，使其在竖直面内做圆周运动，求小球运动到b点时，细绳拉力F的大小．
15．（16分）如图（a）所示，两竖直平行金属板A、B与x轴垂直，接在电压大小为的稳压电源上，A板过原点，在B板上靠近中间处有一长度的水平狭缝．在B板右侧水平放置边长为的两正方形平行金属板C、D，两板间距，距板右端处垂直x轴有一足够大的荧光屏．A板中间位置沿z轴方向有一线形离子源，可以连续释放初速度为零的正离子．已知离子源、B板上的狭缝和C、D板中间线均在同一水平面内，且C、D板不加电压时，屏上会出现长2cm一条水平亮线．现在C、D两极板间接上如图（b）所示的交变电压（若每个离子穿过C、D板间的时间极短，可认为此过程中C、D板间电压不变，极板间形成的电场可视为匀强电场），忽略电场的边缘效应，不计离子重力以及离子间的相互作用力，离子的比荷均为=．求：
（1）离子穿过B板狭缝时的速度大小；
（2）C、D板间电压为U1=400V时，离子离开C、D板时的速度与水平方向夹角(即速度偏向角)的正切值；
（3）离子打在屏上的区域面积S．
图（a） 图（b）
参考答案：
1．B
【解析】密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值．故A错误；库仑利用装置②总结出了电荷间的相互作用规律．故B正确；1820年奥斯特利用装置③发现了电流的磁效应．故C错误；法拉第利用装置④发现了电磁感应现象．故D错误．
故选B．
2．D
【解析】A．如图（a）所示，金属丝与管壁间的电场是非匀强电场．故A错误；
B．如图（b）所示，开关一直接通，小螺线管插入大螺线管中不动，只要移动滑片，电路中的电流就发生变化，A产生的磁场就发生变化，B中的磁通量会发生变化，电路中就有感应电流．故B错误；
C．如图（c）所示，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波的能量是不连续的，量子化的．故C错误；
D．如图（d）所示，电磁感应式无线充电的原理是通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电．故D正确．
故选D．
3．C
【解析】A．根据电场线与等势线垂直，且电场线上该点的切线方向为该点的场强方向，由图可知b处电场线的切线方向斜向左上方，c处电场线的切线方向斜向左下方，所以b、c点的电场强度不相同，故A错误；
B．等势线的疏密也可以反映电场的强弱，由a到d等势线先变疏后变密，所以电场强度先减小后增大，则电子的加速度先减小后增大，故B错误；
CD．电子从a到d运动时，因为电子仅受电场力，电场力与电子运动方向的夹角先是锐角，后面变成钝角，即电场力先做正功，后做负功，则动能先增大后减小，而电势能先减小后增大，故C正确；D错误．
故选C．
4．C
【解析】A．从空中最高点到入水前的过程中，她仅受重力作用，她的动量改变量等于重力的冲量，A错误；
B．从空中最高点到入水前的过程中，速度增大，动量增大，动量的变化量不为零，B错误；
CD．从接触水面到水中最低点的过程中，除了重力还有水的作用力，根据动量定理可知，从接触水面到水中最低点的过程中，她的动量改变量等于水对她的冲量与重力的冲量之和，D错误，C正确．
故选C．
5．D
【解析】A．A选项为断路，没有电流，不工作，A错误；
BCD．B选项R1、R2串联，发热功率为：
；
C选项只有R1工作，发热功率为：
；
D选项R1、R2并联，发热功率为：
；
可以判断出，P2最小，P4最大，所以能获得高挡温度的是D选项．
故选D．
6．B
【解析】ABC．由铭牌知，扫地机器人工作的额定电压为20V，额定功率为40W，则额定电流
=2000mA
以额定电压工作时每分钟消耗电能为
以额定电压工作时电阻如果用欧姆定律进行计算为
由于电动机不是纯电阻电路，故用欧姆定律算出来的是错误的内阻值；
故AC错误，B正确；
D．充满电后的电量为
充满电后的能量为
故D错误．
故选B．
7．B
【解析】A．根据题意可知，风力越大，则越小，由公式
可得，电容器电容越大，故A错误；
B．由公式
，，
整理可得
根据题意可知，Q保持不变，风力越大，则越小，极板间电场强度不变，故B正确；
C．由
可知，由于不变，可动极板与点的距离减小，则可动极板与点电势差减小，由于可动极板接地，电势一直为0，则点电势改变，故C错误；
D．由
可知，由于Q保持不变，C变大，则减小，则静电计指针张角越小，故D错误．
故选B．
8．ACD
【解析】AB．根据右手螺旋定则可知，四根通电导线产生的磁场方向与abcd所在平面平行，所以穿过abcd的磁通量为零．故B错误，A正确；
C．因四条导线中的电流大小相等，O点与四条导线的距离均相等，由安培定则和对称性可知，L1在O点的磁感应强度与L3在O点的磁感应强度等大反向，L2在O点的磁感应强度与L4在O点的磁感应强度等大反向，所以四条导线在O点的磁感应强度等于零．故C正确；
D．根据安培定则以及对称性，L1和L4在ad边中点处的磁感应强度方向与L2和L3在ad边中点处的磁感应强度方向相反，但大小不相等，所以ad边中点处的磁感应强度不为零．故D正确．
故选ACD．
9．AC
【解析】光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大．
A．外电压增大，A灯变亮；支路R0上的电流减小，R0上的电压减小，又因为外电压增大，所以B灯电压增大，所以B灯变亮，故A正确；
B．电源的输出功率
显然，只有当外电阻等于内阻时电源的输出功率才最大，而当，且始终增大时，电源的输出功率始终减小，而当，且始终增大时，电源的输出功率会先增大，后减小；电源电动势不变，电源内阻与外电路电阻关系不确定，故电源输出功率无法判断，故B错误；
C．因为外电阻变大，根据
可知，电源的效率变大，故C正确；
D．对于支路R0，有
其中、
，
所以
故D错误．
故选AC．
10．BC
【解析】ABC．从题中的图像可以得到，坐标为和的A、B两点为等势点，如图所示，则电场强度的方向垂直于AB且指向第三象限，由几何关系可知
故A错误，BC正确；
D．沿电场线方向是电势降低最快的方向，如图电场方向不是－y的方向，故D错误．
故选BC．
11． 断路 DABE 16
【解析】（1）在开关闭合时，他用多用电表的电压挡测得1、2两点间的电压接近电源电动势，3、4两点间的电压为零，则说明1、2接线柱间出现了断路，即说明小灯泡出现了断路。
（2）多用电表在使用时必须使电流从红表笔（正接线柱）流进，黑表笔（负接线柱）流出，串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进，负接线柱流出，所以可以判断黑表笔应接触电流表的正极；
测量电阻时若表盘的指针偏转角度过大，则说明待测电阻较小，所以应旋至倍率较小的挡位，则倍率选择“×1”挡位，然后再进行欧姆调零，再进行电阻的测量，最后将选择开关旋转到“OFF”挡位，并将红、黑表笔从插孔中拔出．
故选DABE．
（3）由于欧姆表是“×1”挡位，则图中表盘的读数为16Ω．
12． R1 1.50V（1.50~1.53） 0.67（0.60-0.80）
【解析】（1）由电路图可得实物图连线如图
（2）因为干电池电动势大约为1.5V，所以让电流表安全的前提下，应该让电路中电阻不小于
所以为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用；
（3）因为由闭合电路欧姆定律知
即
所以U-I图像的斜率为电源内阻，即
所以为使电压表的示数变化更明显，应该增大电源的等效内阻，所以可以将定值电阻连线如图
此时电源的等效内阻为
（4）由（3）分析知，U-I图像与纵轴交点即为电动势，斜率为内阻与定值电阻之和，由图像知电动势为
斜率为
解得内阻为
13．（1）20m/s；（2）5400J
【解析】（1）所求甲的速度为，乙猛推甲，系统动量守恒
解得
方向与初速度方向相同
（2）乙推甲过程，若乙肌肉做功，消耗生物能量全部转化为甲、乙系统机械能的增加量，甲、乙系统机械能的增加量为ΔE，对二者系统，由能量守恒定律
解得
14．（1）；（2） ； （3）；
【解析】（1）根据题意，细绳受到的是拉力（即被拉长，细绳有收缩至原长的趋势），故在a点时，根据牛顿第三定律，小球受到细绳向下的拉力；小球静止在a点时，根据受力平衡可得
解得
方向竖直向上；
(2)在匀强电场中，有
则a、O两点电势差为
(3) 小球从a点运动到b点，设到b点速度大小为，由动能定理得
解得
小球做圆周运动通过b点时，由牛顿第二定律得
解得
方向竖直向上．
15．（1）；（2）；（3）4×10-3m2；
【解析】（1）设离子穿过B板狭缝时速度为，根据动能定理有
①
解得
②
（2）C、D两板间电压
设粒子离开C、D间电场时的竖直方向的速度分量为，速度偏向角为θ
由牛顿第二定律可得
③
④
⑤
联立：①③④⑤得
⑥
代入数据得
⑦
（3）设粒子在运动过程中的加速度大小为a，离开偏转电场时偏转距离为y，沿电场方向的速度为vy，速度偏转角为θ，其反向延长线通过O点，O点与板右端的水平距离为x，则有
y＝at2
l＝v0t
vy＝at
联立以上各式解得
即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点
设离子恰好从极板边缘射出时极板两端的电压为，有
⑧
⑨
由③⑧⑨得
⑩
可知，当时离子打到极板上，时离子打到屏上；
设粒子打到屏上区域的竖直高度为y0，根据上述推导可得结论：打到屏上的离子好像是从两极板间中线的中点沿直线射出一样
结合题图由三角形相似可得

解得
=0.1m
因此，打到屏上区域为高2y0、宽的长方形
面积
=4×10-3m2

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