卷子答案网-一个不只有答案的网站广东省深圳市光明区2022-2023学年高二上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2023高二上·光明期末）下列选项中相关描述及判定正确的是（）
A．图甲中两个线圈面积相同，通过它们的磁通量也相同
B．图乙中条形磁铁向铝环B快速靠近，铝环B中有感应电流产生
C．图丙为水波明显衍射图样，若仅将孔的尺寸扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．图丁为单摆，和的合力为单摆的回复力
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；波的衍射现象；磁通量
【解析】【解答】A．图甲中两线圈所处的位置磁感应强度不同，通过它们的磁通量不同，A不符合题意；
B．由于铝环B不是闭合的，铝环B中没有感应电流产生，B不符合题意；
C．如果将孔的尺寸扩大，当孔的尺寸大于水波的波长时，可能观察不到明显的衍射现象，C符合题意；
D．图丁中F为单摆的回复力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用磁感线的疏密性不同可以比较磁通量的大小；利用铝环不闭合所以没有感应电流的产生；当孔的尺寸大于水波的波长时，可能不能观察不到明显的衍射现象；摆球中沿切线方向为摆球的回复力。
2．（2023高二上·光明期末）法国物理学家查尔斯-库仑于1785年提出了库仑定律，该定律为电学发展史上第一条定量规律。如图所示，带正电的点电荷1固定，另一带负电的点电荷2在变力的作用下沿着图中虚线从点匀速运动到点，不计点电荷的重力，变力值最大时其方向为（）
A．水平向左 B．水平向右 C．竖直向上 D．竖直向下
【答案】C
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】由 可知，当电荷2在电荷1正上方时，电荷2所受的库仑引力最大，方向竖直向下。因为电荷2匀速运动，故变力与库仑力平衡，此时变力F取最大值，方向竖直向上。
故答案为：C。
【分析】利用库仑定律可以判别电荷2在1电荷正上方受到的库仑力最大，则利用平衡条件可以判别变力最大。
3．（2023高二上·光明期末）使用蓝牙耳机可以接听手机来电，已知蓝牙通信的电磁波波段为，可见光的波段为，下列说法正确的是（ ）
A．在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐
B．蓝牙通信的电磁波波长比可见光的波长短
C．蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子大
D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小
【答案】A
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁波的周期、频率与波速
【解析】【解答】A．电磁波传播不需要介质，在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐，A符合题意；
BD．电磁波在真空中传播速度为光速，速度与可见光一致，由 可知，蓝牙通讯的电磁波波长比可见光的波长长，BD不符合题意；
C．由 可知蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子小，C不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电磁波传播不需要介质，所以可以使用蓝牙耳机收听音乐；利用频率的大小可以比较波长的大小，利用频率的大小可以比较能量的大；电磁波在真空中传播速度相等。
4．（2023高二上·光明期末）如图所示，我国“嫦娥五号”探测器成功着陆在月球表面。在着陆过程中，探测器移动到着陆点正上方之后开始竖直下降，到距离月球表面较近时关闭发动机，然后利用“着陆腿”的缓冲实现软着陆。从“着陆腿”触地到探测器速度减为0的过程中，“着陆腿”有利于减小（ ）
A．探测器的动能变化量
B．探测器的动量变化量
C．月球表面对探测器的冲量
D．月球表面对探测器的平均撞击力
【答案】D
【知识点】动量定理
【解析】【解答】从“着陆腿”触地到探测器减速到0的过程中，探测器着陆时的动能变化量、动量变化量、月球表面对探测器的冲量不变，由动量定理可知，“着陆腿”有利于减小月球表面对探测器的平均撞击力。
故答案为：D。
【分析】着陆腿延长着陆的时间，结合动量定理可以减小月球表面对探测器的平均撞击力的大小。
5．（2023高二上·光明期末）如图所示，带电量均为的两点电荷固定于同一竖直线上，点为两点电荷连线的中点，直线为两点电荷连线的中垂线，为直线上关于点对称的两点。一带负电的试探电荷（不计重力）从点由静止释放，此时它的加速度最大，则试探电荷由点运动到点的过程中，下列说法错误的是（ ）
A．速度先增大后减小 B．加速度先减小后增大
C．所受的电场力先减小后增大 D．所具有的电势能先增大后减小
【答案】D
【知识点】电场及电场力；电场力做功；电场线
【解析】【解答】AD．由题中情景可以判断，P、Q关于O点对称，两电荷对试探电荷先做正功，再做负功，试探电荷速度先增大后减小，电势能先减小后增大，A正确，不符合题意，D错误，符合题意；
BC．根据等量同种电荷电场分布情况，试探电荷由P运动到Q过程中，所受的电场力先减小后增大，加速度先减小后增大，BC正确，不符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用电场线的疏密可以判别电场力的大小变化；利用电场力的方向可以判别试探电荷的速度大小变化，利用电场力做功可以判别电势能的大小变化；利用电场力的大小变化可以判别加速度的大小变化。
6．（2023高二上·光明期末）如图是一种利用电磁原理制作的充气冢的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到反复充气的目的。图中小磁体下端为极，下列说法正确的是（）
A．电磁铁的工作原理与“磁生电”原理相同
B．工作时，A，B接线柱间接入的是恒定电流
C．电流从B接线柱流入时，小磁体被吸引向下运动
D．电磁铁用的铁芯应选用易磁化和易退磁的软磁性材料
【答案】D
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应，A不符合题意；
B．若工作时A、B接线柱间接入恒定电流，则小磁体与电磁铁始终断开或接触，达不到反复充气的目的，B不符合题意；
C．小磁体下端为N极，若向下运动，则电磁铁上端应该是S极，由安培定则可知电流应从A接线柱流入，C不符合题意；
D．电磁铁的特点是通电时有磁性，断电时无磁性，因此电磁铁用的铁芯应选用易磁化和易退磁的软磁性材料，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电磁铁的工作原理是电流的磁效应；工作时由于小磁铁与电磁铁反复断开与接触，所以电磁铁接交变电流；利用安培定则结合电磁铁的方向可以判别电流的方向。
7．（2023高二上·光明期末）“热敏电阻”是一种由半导体制成的元件，其阻值的大小与温度密切相关，因此广泛应用于温控电路。如图所示为某温控电路，电源电动势为、内阻为，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，灯泡、均可发光。现将开关闭合且稳定后，缓慢降低环境温度，不考虑灯泡电阻随温度的变化，下列说法正确的是（）
A．灯泡逐渐变暗 B．电容器所带的电荷量变大
C．电流表的示数变大 D．消耗的电功率增大
【答案】A
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】A．热敏电阻阻值的增大，使得并联支路的阻值变大，故分压变大，所以通过灯泡 的电流变大，而干路电流变小，所以流过 的电流一定变小，所以灯泡 逐渐变暗，A符合题意；
BCD．降低温度时，热敏电阻的阻值逐渐变大，故电路总电阻变大，干路电流减小，所以电流表示数减小，定值电阻的分压减小，消耗电功率减小，对于电容器，由 可得，电容器所带的电荷量变小，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当热敏电阻阻值变化时，利用动态电路的串反并同可以判别电流和电压、电功率的大小变化；利用电容器的电压变化结合电容的定义式可以判别电荷量的大小变化。
8．（2023高二上·光明期末）示波管原理图如图甲所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。如果在偏转电极和之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在菼光屏中心，产生一个亮斑如图乙所示。若板间电势差和随时间变化关系图像如丙、丁所示，则苂光屏上的图像可能为（）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】 为恒定电压，电子带负电，故电子向Y轴正方向偏转，在 之间加如图丙所示的正弦电压，电子在X轴方向发生偏转，电压越大侧移量越大，由运动的合成，会在荧光屏上看到过Y轴正方向上某点且平行X轴的一条水平的亮线（在Ⅰ、Ⅱ象限），C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用偏转电压的方向结合大小可以判别偏移量的大小进而判别光屏上对应的图象。
二、多选题
9．（2023高二上·光明期末）波的干涉在生活中屡见不鲜，如薄膜干涉、水波的干涉等。如图甲所示，在某种介质中有两个振动方向始终相同的波源、，振幅均为。两列波在点处叠加时点的振动图像如图乙所示，则（ ）
A．两波源振动频率相同
B．点为振动减弱点
C．两列波的传播周期均为
D．时，一列波的波峰与另一列波的波谷在点相互叠加
【答案】A,C
【知识点】简谐运动的表达式与图象
【解析】【解答】ABC．由图乙可知M点的振幅为两列波的振幅之和，可知M点发生干涉，且为振动加强点，因此两波源的振动频率相同，周期也相同，由图乙可知皆为0.2s，AC符合题意，B不符合题意；
D．因为M点为振动加强点，因此 时为两列波在平衡位置相互叠加，使得在M点处于平衡位置，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用两波振动时发生干涉可以判别频率相同，利用M的振幅可以判别M为振动加强点；利用图象可以求出传播的周期；利用振幅的叠加可以判别M点的位置。
10．（2023高二上·光明期末）某同学将一玩具车的太阳能电池板取下，并通过测量多组电池板的路端电压及流过其电流的数据描绘了电池板的图像，如图甲所示，图像的横、纵截距分别为和。现将该电池板与一定值电阻相连组成如图乙所示的电路，电压表和电流表的示数分别为和，两电表均为理想电表，下列说法正确的是（）
A．该电池板的内阻恒为
B．该电池板内阻消耗的功率为
C．该电池板的输出功率为
D．该电池板的效率为
【答案】B,D
【知识点】电功率和电功；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A． 图像的斜率表示内阻，该电池板的 图像为曲线，故内阻是变化的，A不符合题意；
B．该电池板内阻消耗的功率为 ，B符合题意；
C．该电池板的输出功率为 ，C不符合题意；
D．该电池板的效率为 ，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】利用图象斜率可以判别内阻的变化；利用外电压和电流可以求出输出功率的大小，利用总电压和总电流可以求出总功率的大小，两者可以求出内阻消耗功率的大小；利用输出功率和总功率可以求出效率的大小。
11．（2023高二上·光明期末）利用带电粒子探测电场的分布情况是一种重要的技术手段。如图所示，某圆形区域（圆心为）内存在平行于纸面的匀强电场（未画出），圆上点处有一粒子源，可向圆形区域内发射初动能相同的同种带电粒子，其中分别落在圆上A、两点的粒子动能仍然相同，不计粒子重力、粒子间相互作用及带电粒子对原电场分布的影响，则（）
A．直线为电场中的一条等势线
B．A、两点的电势大小关系为
C．、两点间和、两点间的电势差关系为
D．落在劣弧中点的粒子获得的动能最大
【答案】A,C
【知识点】动能定理的综合应用；电势；电势差
【解析】【解答】AB．由动能定理可知，电场力对落在A、B两点的粒子做功相等，A、B两点的电势相等，故过AB且垂直于圆环的面为等势面，A符合题意，B不符合题意；
C． ，故 ，C符合题意；
D．电场线与直线AB垂直，但不知电场线的指向和粒子的正负，故落在劣弧AB中点的粒子获得的动能可能最大也可能最小，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用动能定理可以判别等势面的位置，利用电势的分布可以比较电势差的大小；未知电场力的方向不能判别粒子的动能大小。
三、实验题
12．（2023高二上·光明期末）某同学利用如图甲所示装置验证碰撞过程中的动量守恒。一圆弧面和水平面在A点平滑连接，水平面上涂有润滑剂。在A、B两点处各安装一个光电门。现将质量为的滑块（含遮光条）Q静置于A、B之间，将质量为的滑块（含遮光条）P从圆弧面上某点释放，此后A点处光电门记录一个挡光时间，B点处光电门先后记录两个挡光时间，依次为和，遮光条的宽度均为d。
（1）遮光条的宽度可利用游标卡尺测出，如图乙所示的读数为 ；
（2）是否要求滑块P必须从静止释放？ （选填“是”或“否”）；
（3）滑块Q通过光电门的速度可表示为 （用题中所给物理量字母表示）；
（4）若两滑块碰撞瞬间满足动量守恒，则物理量、、、、应满足的关系式为 。
【答案】（1）4.35
（2）否
（3）
（4）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）该游标卡尺的读数为
（2）此题需求出滑块经过A点的瞬时速度，此时瞬时速度的大小可以用 求出，不涉及到P释放时的速度，故P释放时是否静止不影响实验的进行。
（3）由题可知，滑块Q先通过右侧光电门，故挡光时间为 ，所以
（4）若两滑块碰撞瞬间二者的总动量保持不变，则 ，即
【分析】（1）利用游标卡尺的精度和结构可读出对应的读数；
（2）利用平均速度公式可以判别滑块不需要从静止释放；
（3）利用平均速度公式可以求出平均速度的大小；
（4）利用动量守恒定律可以求出对应的表达式。
13．（2023高二上·光明期末）电工师傅利用多用电表测量某电阻的阻值，图为多用电表的部分内部结构图及刻度盘。
（1）若选择开关置于“1”或“2”，则选择的是 （选填“电流”或“电压”）挡，且置于 （选填“1”或“2”）时对应的量程较大；
（2）将选择开关置于“3”或“4”，选择欧姆挡“”挡。在连入被测电阻前应先将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向表盘 （选填“左”或“右”）端零刻度线；
（3）若发现指针在位置①，应重新将选择开关置于 （选填“”或“”）挡，正确操作后，指针指在位置②，则被测电阻的阻值为 。
【答案】（1）电流；1
（2）右
（3）；
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）若选择开关S置于“1”或“2”时为表头与电阻并联，故而改装的是电流表，即为电流挡。开关连接“1”时分流电阻较小，根据并联电路特征可知此时总电流更大，故而量程较大。
（2）欧姆表测量电阻前要进行欧姆调零，应调节欧姆调零旋钮使指针指向表盘右端零刻度线位置即欧姆挡的零刻度线处。
（3）指针在位置①时，偏角过小，欧姆挡读数过大，此处刻度线较密导致读数误差较大，应换高倍率以增大偏角，使指针指在中值附近，故应选“ ”挡。正确操作后，指针指在位置②，刻度值为11，欧姆挡倍率为“ ”，故被测电阻的阻值为 。
【分析】（1）利用电流表并联电阻可以判别开关选择的是电流，利用并联电阻越小可以判别对应量程的大小；
（2）测量电阻时，指针指向右端0刻度线；
（3）由于指针偏转角小所以电阻偏大应该换大档位，利用示数和档位可以求出电阻的大小。
四、解答题
14．（2023高二上·光明期末）如图甲所示，孩子们经常会在平静的水中投郑一块石头激起水波。现对该模型做适当简化，若小孩将小石头垂直于水面投入水中，以小石头人水点为坐标原点，沿波传播的某个方向建立坐标轴，在轴上离点不远处有一片小树叶，若水波为简谐横波，如图乙所示为时的波动图像，图丙为小树叶的振动图像。
（1）请判断小树叶位于、两点中的哪一点并写出合理的解释；
（2）求从开始，处质点的振动形式第一次传到P点所需要的时间；
（3）求质点Q在振动1s内经过的总路程。
【答案】（1）解：小树叶位于Q点，因波沿着x轴正方向传播，所以 时，P、Q两点的振动方向分别为向下和向上，而在振动图像中 时树叶正在向上振动，所以树叶所处的位置为Q点。
（2）解：根据题意，由图乙可知，波长为 ，由图丙可知，周期为 ，则水波的波速为
从 开始， 处质点的振动形式第一次传到P点需要的时间为
（3）解：根据题意可知，质点Q在1s内全振动的次数为
质点Q在1s内振动的总路程为
【知识点】横波的图象
【解析】【分析】 （1）由于波向x轴的正方向传播，利用波的传播方向可以判别质点振动方向进而判别树叶处于Q点；
（2）已知图的波长和周期，利用波长和周期的大小可以求出波速的大小，利用传播的距离和速度可以求出传播的时间；
（3）已知振动的时间可以求出质点振动的次数，利用振动的次数和振幅可以求出振动的总路程。
15．（2023高二上·光明期末）为了鉴别和选择特定的带电粒子，常利用各种不同形式的电场来控制带电粒子的速度和运动轨迹。如图所示，半径为、圆心角为的弧形细管道在B、C两点各连接一对平行板电容器（分别为竖直放置和水平放置）。在左侧电容器左极板附近点处有粒子源，可不断释放质量为、电荷量为且初速度为0的带电粒子（不计重力）。粒子经过加速后从点沿切线方向进入弧形细管道，从点射出后进入右侧电容器并恰好从上板极右端点水平飞出，已知两电容器的极板间距均为，弧形细管道中的电场强度大小为，且电场线均指向圆心。忽略粒子间的相互作用及空气阻力，板间电场视为匀强电场。求：
（1）该设备所加粒子的速度大小及左侧电容器中的电场强度大小；
（2）右侧电容器中的电场强度大小及极板的长度。
【答案】（1）解：粒子若能顺利通过弧形管道，必须有
可得速度
左侧加速场中
联立解得
（2）解：由题可知，在右侧电容器中，粒子速度的偏向角为60°，则水平方向
竖直方向
竖直方向
联立解得 ，
【知识点】牛顿第二定律；匀速圆周运动
【解析】【分析】（1）粒子在弧形管做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律可以求出粒子速度的大小，结合动能定理可以求出电场强度的大小；
（2）粒子在右侧电场中做类平抛运动，利用速度的分解结合竖直方向的位移公式可以求出电场强度及极板的长度。
16．（2023高二上·光明期末）如图所示，一质量为2m的小车静止在水平面上，其上表面为半径为R的四分之一圆弧轨道，轨道最右端O1处切线水平且在地面上的投影点为O，。地面上有两个标记点、，、、三点共线且、。现将一质量为的小球从圆弧轨道顶端点正上方某高度处由静止释放，一段时间后小球从点无碰撞地滑上小车并从点滑出，不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为。
（1）求小球在小车上运动过程中，小车位移的大小；
（2）若小球释放位置与点的距离为，欲使小球可以落在标记点、之间，求的取值范围。
【答案】（1）解：小球在运动过程中，设小车和小球的水平速度分别为v1x、v2x，则由动量定理可知
设小球滑到小车最底端时，小车和小球的对地位移大小分别为 、 ，则满足
由几何关系得
联立解得
（2）解：设小球滑到小车最底端时，车和小球的速度大小分别为 、 ，由系统机械能守恒得
由水平方向动量守恒得
小球离开小车最右端后做平抛运动，且其落在标记点A、B之间，设水平位移为x，水平方向
竖直方向
依题意
联立解得
【知识点】动量守恒定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）小球在运动的过程中，利用水平方向的动量守恒定律可以求出小车位移的大小；
（2）小球离开小车做平抛运动，利用位移公式可以求出初速度的大小，结合动量守恒定律及机械能守恒定律可以求出k的取值范围。
广东省深圳市光明区2022-2023学年高二上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2023高二上·光明期末）下列选项中相关描述及判定正确的是（）
A．图甲中两个线圈面积相同，通过它们的磁通量也相同
B．图乙中条形磁铁向铝环B快速靠近，铝环B中有感应电流产生
C．图丙为水波明显衍射图样，若仅将孔的尺寸扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．图丁为单摆，和的合力为单摆的回复力
2．（2023高二上·光明期末）法国物理学家查尔斯-库仑于1785年提出了库仑定律，该定律为电学发展史上第一条定量规律。如图所示，带正电的点电荷1固定，另一带负电的点电荷2在变力的作用下沿着图中虚线从点匀速运动到点，不计点电荷的重力，变力值最大时其方向为（）
A．水平向左 B．水平向右 C．竖直向上 D．竖直向下
3．（2023高二上·光明期末）使用蓝牙耳机可以接听手机来电，已知蓝牙通信的电磁波波段为，可见光的波段为，下列说法正确的是（ ）
A．在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐
B．蓝牙通信的电磁波波长比可见光的波长短
C．蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子大
D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小
4．（2023高二上·光明期末）如图所示，我国“嫦娥五号”探测器成功着陆在月球表面。在着陆过程中，探测器移动到着陆点正上方之后开始竖直下降，到距离月球表面较近时关闭发动机，然后利用“着陆腿”的缓冲实现软着陆。从“着陆腿”触地到探测器速度减为0的过程中，“着陆腿”有利于减小（ ）
A．探测器的动能变化量
B．探测器的动量变化量
C．月球表面对探测器的冲量
D．月球表面对探测器的平均撞击力
5．（2023高二上·光明期末）如图所示，带电量均为的两点电荷固定于同一竖直线上，点为两点电荷连线的中点，直线为两点电荷连线的中垂线，为直线上关于点对称的两点。一带负电的试探电荷（不计重力）从点由静止释放，此时它的加速度最大，则试探电荷由点运动到点的过程中，下列说法错误的是（ ）
A．速度先增大后减小 B．加速度先减小后增大
C．所受的电场力先减小后增大 D．所具有的电势能先增大后减小
6．（2023高二上·光明期末）如图是一种利用电磁原理制作的充气冢的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到反复充气的目的。图中小磁体下端为极，下列说法正确的是（）
A．电磁铁的工作原理与“磁生电”原理相同
B．工作时，A，B接线柱间接入的是恒定电流
C．电流从B接线柱流入时，小磁体被吸引向下运动
D．电磁铁用的铁芯应选用易磁化和易退磁的软磁性材料
7．（2023高二上·光明期末）“热敏电阻”是一种由半导体制成的元件，其阻值的大小与温度密切相关，因此广泛应用于温控电路。如图所示为某温控电路，电源电动势为、内阻为，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，灯泡、均可发光。现将开关闭合且稳定后，缓慢降低环境温度，不考虑灯泡电阻随温度的变化，下列说法正确的是（）
A．灯泡逐渐变暗 B．电容器所带的电荷量变大
C．电流表的示数变大 D．消耗的电功率增大
8．（2023高二上·光明期末）示波管原理图如图甲所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。如果在偏转电极和之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在菼光屏中心，产生一个亮斑如图乙所示。若板间电势差和随时间变化关系图像如丙、丁所示，则苂光屏上的图像可能为（）
A． B．
C． D．
二、多选题
9．（2023高二上·光明期末）波的干涉在生活中屡见不鲜，如薄膜干涉、水波的干涉等。如图甲所示，在某种介质中有两个振动方向始终相同的波源、，振幅均为。两列波在点处叠加时点的振动图像如图乙所示，则（ ）
A．两波源振动频率相同
B．点为振动减弱点
C．两列波的传播周期均为
D．时，一列波的波峰与另一列波的波谷在点相互叠加
10．（2023高二上·光明期末）某同学将一玩具车的太阳能电池板取下，并通过测量多组电池板的路端电压及流过其电流的数据描绘了电池板的图像，如图甲所示，图像的横、纵截距分别为和。现将该电池板与一定值电阻相连组成如图乙所示的电路，电压表和电流表的示数分别为和，两电表均为理想电表，下列说法正确的是（）
A．该电池板的内阻恒为
B．该电池板内阻消耗的功率为
C．该电池板的输出功率为
D．该电池板的效率为
11．（2023高二上·光明期末）利用带电粒子探测电场的分布情况是一种重要的技术手段。如图所示，某圆形区域（圆心为）内存在平行于纸面的匀强电场（未画出），圆上点处有一粒子源，可向圆形区域内发射初动能相同的同种带电粒子，其中分别落在圆上A、两点的粒子动能仍然相同，不计粒子重力、粒子间相互作用及带电粒子对原电场分布的影响，则（）
A．直线为电场中的一条等势线
B．A、两点的电势大小关系为
C．、两点间和、两点间的电势差关系为
D．落在劣弧中点的粒子获得的动能最大
三、实验题
12．（2023高二上·光明期末）某同学利用如图甲所示装置验证碰撞过程中的动量守恒。一圆弧面和水平面在A点平滑连接，水平面上涂有润滑剂。在A、B两点处各安装一个光电门。现将质量为的滑块（含遮光条）Q静置于A、B之间，将质量为的滑块（含遮光条）P从圆弧面上某点释放，此后A点处光电门记录一个挡光时间，B点处光电门先后记录两个挡光时间，依次为和，遮光条的宽度均为d。
（1）遮光条的宽度可利用游标卡尺测出，如图乙所示的读数为 ；
（2）是否要求滑块P必须从静止释放？ （选填“是”或“否”）；
（3）滑块Q通过光电门的速度可表示为 （用题中所给物理量字母表示）；
（4）若两滑块碰撞瞬间满足动量守恒，则物理量、、、、应满足的关系式为 。
13．（2023高二上·光明期末）电工师傅利用多用电表测量某电阻的阻值，图为多用电表的部分内部结构图及刻度盘。
（1）若选择开关置于“1”或“2”，则选择的是 （选填“电流”或“电压”）挡，且置于 （选填“1”或“2”）时对应的量程较大；
（2）将选择开关置于“3”或“4”，选择欧姆挡“”挡。在连入被测电阻前应先将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向表盘 （选填“左”或“右”）端零刻度线；
（3）若发现指针在位置①，应重新将选择开关置于 （选填“”或“”）挡，正确操作后，指针指在位置②，则被测电阻的阻值为 。
四、解答题
14．（2023高二上·光明期末）如图甲所示，孩子们经常会在平静的水中投郑一块石头激起水波。现对该模型做适当简化，若小孩将小石头垂直于水面投入水中，以小石头人水点为坐标原点，沿波传播的某个方向建立坐标轴，在轴上离点不远处有一片小树叶，若水波为简谐横波，如图乙所示为时的波动图像，图丙为小树叶的振动图像。
（1）请判断小树叶位于、两点中的哪一点并写出合理的解释；
（2）求从开始，处质点的振动形式第一次传到P点所需要的时间；
（3）求质点Q在振动1s内经过的总路程。
15．（2023高二上·光明期末）为了鉴别和选择特定的带电粒子，常利用各种不同形式的电场来控制带电粒子的速度和运动轨迹。如图所示，半径为、圆心角为的弧形细管道在B、C两点各连接一对平行板电容器（分别为竖直放置和水平放置）。在左侧电容器左极板附近点处有粒子源，可不断释放质量为、电荷量为且初速度为0的带电粒子（不计重力）。粒子经过加速后从点沿切线方向进入弧形细管道，从点射出后进入右侧电容器并恰好从上板极右端点水平飞出，已知两电容器的极板间距均为，弧形细管道中的电场强度大小为，且电场线均指向圆心。忽略粒子间的相互作用及空气阻力，板间电场视为匀强电场。求：
（1）该设备所加粒子的速度大小及左侧电容器中的电场强度大小；
（2）右侧电容器中的电场强度大小及极板的长度。
16．（2023高二上·光明期末）如图所示，一质量为2m的小车静止在水平面上，其上表面为半径为R的四分之一圆弧轨道，轨道最右端O1处切线水平且在地面上的投影点为O，。地面上有两个标记点、，、、三点共线且、。现将一质量为的小球从圆弧轨道顶端点正上方某高度处由静止释放，一段时间后小球从点无碰撞地滑上小车并从点滑出，不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为。
（1）求小球在小车上运动过程中，小车位移的大小；
（2）若小球释放位置与点的距离为，欲使小球可以落在标记点、之间，求的取值范围。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；波的衍射现象；磁通量
【解析】【解答】A．图甲中两线圈所处的位置磁感应强度不同，通过它们的磁通量不同，A不符合题意；
B．由于铝环B不是闭合的，铝环B中没有感应电流产生，B不符合题意；
C．如果将孔的尺寸扩大，当孔的尺寸大于水波的波长时，可能观察不到明显的衍射现象，C符合题意；
D．图丁中F为单摆的回复力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用磁感线的疏密性不同可以比较磁通量的大小；利用铝环不闭合所以没有感应电流的产生；当孔的尺寸大于水波的波长时，可能不能观察不到明显的衍射现象；摆球中沿切线方向为摆球的回复力。
2．【答案】C
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】由 可知，当电荷2在电荷1正上方时，电荷2所受的库仑引力最大，方向竖直向下。因为电荷2匀速运动，故变力与库仑力平衡，此时变力F取最大值，方向竖直向上。
故答案为：C。
【分析】利用库仑定律可以判别电荷2在1电荷正上方受到的库仑力最大，则利用平衡条件可以判别变力最大。
3．【答案】A
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁波的周期、频率与波速
【解析】【解答】A．电磁波传播不需要介质，在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐，A符合题意；
BD．电磁波在真空中传播速度为光速，速度与可见光一致，由 可知，蓝牙通讯的电磁波波长比可见光的波长长，BD不符合题意；
C．由 可知蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子小，C不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电磁波传播不需要介质，所以可以使用蓝牙耳机收听音乐；利用频率的大小可以比较波长的大小，利用频率的大小可以比较能量的大；电磁波在真空中传播速度相等。
4．【答案】D
【知识点】动量定理
【解析】【解答】从“着陆腿”触地到探测器减速到0的过程中，探测器着陆时的动能变化量、动量变化量、月球表面对探测器的冲量不变，由动量定理可知，“着陆腿”有利于减小月球表面对探测器的平均撞击力。
故答案为：D。
【分析】着陆腿延长着陆的时间，结合动量定理可以减小月球表面对探测器的平均撞击力的大小。
5．【答案】D
【知识点】电场及电场力；电场力做功；电场线
【解析】【解答】AD．由题中情景可以判断，P、Q关于O点对称，两电荷对试探电荷先做正功，再做负功，试探电荷速度先增大后减小，电势能先减小后增大，A正确，不符合题意，D错误，符合题意；
BC．根据等量同种电荷电场分布情况，试探电荷由P运动到Q过程中，所受的电场力先减小后增大，加速度先减小后增大，BC正确，不符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用电场线的疏密可以判别电场力的大小变化；利用电场力的方向可以判别试探电荷的速度大小变化，利用电场力做功可以判别电势能的大小变化；利用电场力的大小变化可以判别加速度的大小变化。
6．【答案】D
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应，A不符合题意；
B．若工作时A、B接线柱间接入恒定电流，则小磁体与电磁铁始终断开或接触，达不到反复充气的目的，B不符合题意；
C．小磁体下端为N极，若向下运动，则电磁铁上端应该是S极，由安培定则可知电流应从A接线柱流入，C不符合题意；
D．电磁铁的特点是通电时有磁性，断电时无磁性，因此电磁铁用的铁芯应选用易磁化和易退磁的软磁性材料，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电磁铁的工作原理是电流的磁效应；工作时由于小磁铁与电磁铁反复断开与接触，所以电磁铁接交变电流；利用安培定则结合电磁铁的方向可以判别电流的方向。
7．【答案】A
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】A．热敏电阻阻值的增大，使得并联支路的阻值变大，故分压变大，所以通过灯泡 的电流变大，而干路电流变小，所以流过 的电流一定变小，所以灯泡 逐渐变暗，A符合题意；
BCD．降低温度时，热敏电阻的阻值逐渐变大，故电路总电阻变大，干路电流减小，所以电流表示数减小，定值电阻的分压减小，消耗电功率减小，对于电容器，由 可得，电容器所带的电荷量变小，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当热敏电阻阻值变化时，利用动态电路的串反并同可以判别电流和电压、电功率的大小变化；利用电容器的电压变化结合电容的定义式可以判别电荷量的大小变化。
8．【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】 为恒定电压，电子带负电，故电子向Y轴正方向偏转，在 之间加如图丙所示的正弦电压，电子在X轴方向发生偏转，电压越大侧移量越大，由运动的合成，会在荧光屏上看到过Y轴正方向上某点且平行X轴的一条水平的亮线（在Ⅰ、Ⅱ象限），C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用偏转电压的方向结合大小可以判别偏移量的大小进而判别光屏上对应的图象。
9．【答案】A,C
【知识点】简谐运动的表达式与图象
【解析】【解答】ABC．由图乙可知M点的振幅为两列波的振幅之和，可知M点发生干涉，且为振动加强点，因此两波源的振动频率相同，周期也相同，由图乙可知皆为0.2s，AC符合题意，B不符合题意；
D．因为M点为振动加强点，因此 时为两列波在平衡位置相互叠加，使得在M点处于平衡位置，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用两波振动时发生干涉可以判别频率相同，利用M的振幅可以判别M为振动加强点；利用图象可以求出传播的周期；利用振幅的叠加可以判别M点的位置。
10．【答案】B,D
【知识点】电功率和电功；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A． 图像的斜率表示内阻，该电池板的 图像为曲线，故内阻是变化的，A不符合题意；
B．该电池板内阻消耗的功率为 ，B符合题意；
C．该电池板的输出功率为 ，C不符合题意；
D．该电池板的效率为 ，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】利用图象斜率可以判别内阻的变化；利用外电压和电流可以求出输出功率的大小，利用总电压和总电流可以求出总功率的大小，两者可以求出内阻消耗功率的大小；利用输出功率和总功率可以求出效率的大小。
11．【答案】A,C
【知识点】动能定理的综合应用；电势；电势差
【解析】【解答】AB．由动能定理可知，电场力对落在A、B两点的粒子做功相等，A、B两点的电势相等，故过AB且垂直于圆环的面为等势面，A符合题意，B不符合题意；
C． ，故 ，C符合题意；
D．电场线与直线AB垂直，但不知电场线的指向和粒子的正负，故落在劣弧AB中点的粒子获得的动能可能最大也可能最小，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用动能定理可以判别等势面的位置，利用电势的分布可以比较电势差的大小；未知电场力的方向不能判别粒子的动能大小。
12．【答案】（1）4.35
（2）否
（3）
（4）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）该游标卡尺的读数为
（2）此题需求出滑块经过A点的瞬时速度，此时瞬时速度的大小可以用 求出，不涉及到P释放时的速度，故P释放时是否静止不影响实验的进行。
（3）由题可知，滑块Q先通过右侧光电门，故挡光时间为 ，所以
（4）若两滑块碰撞瞬间二者的总动量保持不变，则 ，即
【分析】（1）利用游标卡尺的精度和结构可读出对应的读数；
（2）利用平均速度公式可以判别滑块不需要从静止释放；
（3）利用平均速度公式可以求出平均速度的大小；
（4）利用动量守恒定律可以求出对应的表达式。
13．【答案】（1）电流；1
（2）右
（3）；
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）若选择开关S置于“1”或“2”时为表头与电阻并联，故而改装的是电流表，即为电流挡。开关连接“1”时分流电阻较小，根据并联电路特征可知此时总电流更大，故而量程较大。
（2）欧姆表测量电阻前要进行欧姆调零，应调节欧姆调零旋钮使指针指向表盘右端零刻度线位置即欧姆挡的零刻度线处。
（3）指针在位置①时，偏角过小，欧姆挡读数过大，此处刻度线较密导致读数误差较大，应换高倍率以增大偏角，使指针指在中值附近，故应选“ ”挡。正确操作后，指针指在位置②，刻度值为11，欧姆挡倍率为“ ”，故被测电阻的阻值为 。
【分析】（1）利用电流表并联电阻可以判别开关选择的是电流，利用并联电阻越小可以判别对应量程的大小；
（2）测量电阻时，指针指向右端0刻度线；
（3）由于指针偏转角小所以电阻偏大应该换大档位，利用示数和档位可以求出电阻的大小。
14．【答案】（1）解：小树叶位于Q点，因波沿着x轴正方向传播，所以 时，P、Q两点的振动方向分别为向下和向上，而在振动图像中 时树叶正在向上振动，所以树叶所处的位置为Q点。
（2）解：根据题意，由图乙可知，波长为 ，由图丙可知，周期为 ，则水波的波速为
从 开始， 处质点的振动形式第一次传到P点需要的时间为
（3）解：根据题意可知，质点Q在1s内全振动的次数为
质点Q在1s内振动的总路程为
【知识点】横波的图象
【解析】【分析】 （1）由于波向x轴的正方向传播，利用波的传播方向可以判别质点振动方向进而判别树叶处于Q点；
（2）已知图的波长和周期，利用波长和周期的大小可以求出波速的大小，利用传播的距离和速度可以求出传播的时间；
（3）已知振动的时间可以求出质点振动的次数，利用振动的次数和振幅可以求出振动的总路程。
15．【答案】（1）解：粒子若能顺利通过弧形管道，必须有
可得速度
左侧加速场中
联立解得
（2）解：由题可知，在右侧电容器中，粒子速度的偏向角为60°，则水平方向
竖直方向
竖直方向
联立解得 ，
【知识点】牛顿第二定律；匀速圆周运动
【解析】【分析】（1）粒子在弧形管做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律可以求出粒子速度的大小，结合动能定理可以求出电场强度的大小；
（2）粒子在右侧电场中做类平抛运动，利用速度的分解结合竖直方向的位移公式可以求出电场强度及极板的长度。
16．【答案】（1）解：小球在运动过程中，设小车和小球的水平速度分别为v1x、v2x，则由动量定理可知
设小球滑到小车最底端时，小车和小球的对地位移大小分别为 、 ，则满足
由几何关系得
联立解得
（2）解：设小球滑到小车最底端时，车和小球的速度大小分别为 、 ，由系统机械能守恒得
由水平方向动量守恒得
小球离开小车最右端后做平抛运动，且其落在标记点A、B之间，设水平位移为x，水平方向
竖直方向
依题意
联立解得
【知识点】动量守恒定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）小球在运动的过程中，利用水平方向的动量守恒定律可以求出小车位移的大小；
（2）小球离开小车做平抛运动，利用位移公式可以求出初速度的大小，结合动量守恒定律及机械能守恒定律可以求出k的取值范围。