安徽省合肥市某中学2023-2024学年高二年级上册期末考试物理试题（A）（含答案解析）

安徽省合肥市第一中学2023-2024学年高二上学期期末考试物

理试题（A）

学校:姓名：班级：考号：

一、单选题

1.某智能手机中有多种传感器，其中包括磁传感器，安装合适的软件后，利用手机中的磁

传感器可以测量磁感应强度。地磁场的磁感线分布如图（。）所示。小明为了测量当地的地

磁场，如图（6）,在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy平面。某次测量手

机水平放置，Z轴正方向竖直向上，测出以下数据冬=50灯、纥=0、昆=0。根据测量结

B.测量地点位于赤道

c.＞轴正方向指向南方

D.当地的地磁场大小约为50岛1

2.某同学观看了著名科幻电影《流浪地球》后，提出大胆假设，除了建造太空电梯外还可

以建设一条如图所示穿过地心的隧道，假设地球的半径为五，质量分布均匀，根据万有引力,

我们可以合理假设小球在地心隧道运行时（）

A.小球将一直做匀加速运动

B.小球将做减速运动

C.小球将做往返运动

试卷第1页，共8页

D.小球将运动到地心后减速到0,最终悬停在地心

3.如图所示，是用频率不同的单色光。、。射入水球对应的光路图，下列说法中正确的是

（）

A.。光更容易发生明显的衍射现象

B.单色光。在水中的传播速度比b光快

C.。光的频率大于6光的频率

D.利用同一个双缝干涉装置，〃光得到的干涉条纹间距大于6光

4.一列简谐横波沿x轴负方向传播，已知x轴上再=2m和》2=5m处质点的振动图像如图

甲、图乙所示，则此列波的传播速度可能是（）

A.0.6m/sB.0.8m/sC.lm/sD.2m/s

5.静电场方向平行于x轴，其电势。随x的分布可简化为如图所示的折线x轴上的两点8、

C的电场强度分别为蜃和纭，下列说法中正确的有（）

A.£台大于&

B.B点的电场强度方向沿x轴正方向

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C.2点的电势低于C点的电势，UBC为正值

D.负电荷沿x轴从2点移到C点的过程中，静电力先做正功，后做负功

6.如图是某电容式话筒的原理示意图，E为电源，尺为电阻，薄片P和Q为两金属板，从

左向右对着振动片P说话，P振动而Q不动，在P、Q间距增大的过程中（）

B.P上的电量保持不变

C.点”的电势比点N的低D.有电流从M流向N

7.如图所示，电阻A=2.0。，4=3.0。，R为一滑动变阻器，电压表、电流表均为理想电

表，且电源内阻恒定。现将开关S闭合，调节滑片P,观察电压表和电流表示数的变化。当

3

滑片P距鸟左端M点的长度为尾总长度的,时，两个电压表的示数均达到最大值。下面正

确的是（）

A.滑片P从初端滑向N端过程中，电压表示数之比务不断变大

U2

B.滑片P从“端滑向N端过程中，电流表示数之比，保持不变

C.由于电源内阻未知，所以属的阻值无法确定

D.若电源内阻r=2.5O,电压表示数达到最大值时，电源的输出功率也达到最大值

8.在生活中躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。如图所示，假设手机和手机外壳

总质量约为200g,从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机反弹速率为碰撞前

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的1，眼睛受到手机的冲击时间约为0.11s,取重力加速度g=10m/s2,下列分析正确的是

)

A.手机对眼睛的冲量方向竖直向上

B.手机对眼睛的冲量大小约为0.66N-s

C.手机对眼睛的平均作用力大小约为4N

D.手机与眼睛作用过程中手机的动量变化大小约为0.36kg.m/s

二、多选题

9.已知：①单个点电荷q周围空间的电势。=左殳，，,为到点电荷的距离；②系统的电势能

r

等于每个电荷电势能总和的一半。现在光滑绝缘水平面上，有三个带电量均为+4、质量均

为别的相同金属小球，用三根长为乙的轻质绝缘细绳连接，处于静止状态。/、8、C分别

为其中点，。为三角形中心，下列说法正确的是（）

A.O点的电场强度和电势均为零

B./、B、C三点电场强度大小相等，方向不同

2由kq

C.夕4=%=9c=

3L

D.系统的总电势能为

10.如图所示，质量"=4kg的圆环套在光滑的水平轨道上，质量〃?=2kg的小球通过长

£=0.9m的轻绳与圆环连接。现将细绳拉直，且与48平行，小球以竖直向下的%=2Cm/s

初速度开始运动，已知重力加速度g=10m/s2。则（）

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MB

4(）

L/

A.运动过程中，小球和圆环满足水平方向动量守恒

B.在运动过程中，小球能绕圆环做完整的圆周运动

C.小球通过最低点时，小球的速度大小为届m/s

D.从小球开始运动到小球运动到最高点这段时间内，圆环向左运动的位移大小为0.3m

三、实验题

11.气垫导轨上有A、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹

簧，滑块间用绳子连接（如图甲所示），绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它

们运动过程的频闪照片，频闪的频率为20Hz,由图可知：

10908070605040302010cm

hwliwhiiiliwIiiiihiiHiiiihii由ii|hiiilwihiiiliiiil|iiilwihiiihwhwhiiilii

甲

10908070605040302010cm

1山山|"|1川1①|||川|1川山"||山ii|hwlwihwlwiWiili|iihi|ilw|hw|iwhi

BBBBB

乙

（1）根据照片记录的信息，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方

是O

（2）若不计此失误，已知滑块A、B的质量分别为200g、300g,与弹簧分开后，B的动量

的大小为kg-m/s,本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统

动量守恒”这一结论的依据是o

12.在进行“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材如下：

“3.8V,0.3A”的小灯泡；电流表：A1（量程100mA,内阻约20）,A2（量程0.6A,内阻

约0.3。）；电压表：V（量程5V,内阻约3k。）；滑动变阻器：（阻值范围070。），（阻值

范围0〜2k。）；电源：E（电动势为5V,内阻约为0.04。）；一个开关和导线若干。

试卷第5页，共8页

UN

00.81.62.43.24.04.8*UN00.81.62.43.24.04.8*

甲乙

（1）在图的虚线框中画出“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验的电路图；

（2）为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表,滑动变阻器应选用—

（请填器材的符号）。

（3）根据实验数据，还可以绘出灯丝电阻及随电压。变化的图像和小灯泡耗电功率随所加

电压U变化的图像，请根据给定的甲、乙两个图像进行判断，表示灯丝电阻R随电压。变

化的图像是（填“甲”或"乙”）；小灯泡消耗电功率随电压变化的图像是

（填“甲”或，乙”）。

四、解答题

13.如图所示为一块玻璃砖横截面，已知48c为一直角三角形，ZA=30°,BC=2a,三

角形右侧为四分之一圆弧，。点为圆心，且现有一束单色光从/C的中点尸与/C

夹角为45。射入，折射光恰好过B点，（已知光在真空中传播速度为c）求：

（1）该玻璃枝的折射率；

（2）光线从玻璃砖射入到第一次射出所经历的时间。

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14.光滑绝缘水平面上有一质量％=1kg、电荷量4=+5X1（）TC的小球系在长£=血的绝缘

细线上线的另一端固定在。点。整个装置放置于E=2xlO，N/C的匀强电场中，电场方向与

水平面平行且沿04方向，如图所示（此图为俯视图）。现给小球一垂直于细线的初速度

v0=10m/s使其从A点开始绕。点做圆周运动，小球可视为质点。

（1）求小球运动过程中绳子拉力的最大值容；

（2）小球转过角度6满足0W04楙时，求绳子张力大小巴关于夕的表达式；

（3）当某次小球运动到A点时，电场方向突然反向但场强大小不变，并且此后小球每转过

万rad,场强均反向且场强大小不变，假设细线最大张力足够，记小球在A点的动能为%,

求这以后小球第力次回到A点时％的表达式。

15.如图所示，一轻质弹簧的左端固定在小球B上，右端与小球C接触但未拴接，球B和

球C静止在光滑水平台面上（此时弹簧处于原长）。小球A从左侧光滑斜面上距水平台面高

度为/?处由静止滑下（不计小球A在斜面与水平面衔接处的机械能损失），与球B发生正碰

后粘在一起，碰撞时间极短，之后球C脱离弹簧，在水平台面上匀速运动并从其右端点。

水平抛出，落入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内，该段圆弧的圆心在

。点，半径为7?=血已知三个小球A、B、C均可看成质点，且质量分别为加、2m、m,

重力加速度为g,不计空气阻力和一切摩擦。求：

（1）小球A、B碰撞后瞬间的速度大小；

（2）弹簧具有的最大弹性势能；

（3）若改变圆弧的半径，使R=26〃，其他条件不变，则A球质量为多大时，C球落到圆

弧面上时动能最小。

试卷第7页，共8页

试卷第8页，共8页

参考答案:

题号12345678910

答案BCCADDDBBDAB

1.B

【详解】ABC.地磁场可以看成一巨大的“条形磁铁”，地磁场的N极在地球的南极附近，

在磁场的S极在地球的北极附近。在赤道上地磁场的磁感线是平行于地面的，所以，测量地

点在赤道，且y轴正方向指向东方或西方，故AC错误，B正确；

D.测量点的磁场大小是三个方向的磁场的合成，所以测量地点的磁场大小为

故D项错误。

故选B。

2.C

【详解】A.物体在地表时重力近似等于万有引力，有

GMm

—^=ms

4,

以地心为位移起点，设某时刻物体的位移为x,则半径为I刘的球的质量

4

由于均匀球壳对壳内物体引力为零，则此时物体所受引力大小为

k「mM'

F=G0

考虑到尸与x方向相反，联立可得

F—西x

R

等为常数，即该物体的运动为简谐运动，故A错误；

R

B.同理B错误；

C.因该物体的运动为简谐运动，因此小球将做往返运动，C正确；

D.同理D错误。

故答案选C。

3.C

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【详解】AC.波长越长，越容易发生明显衍射现象，由题图可知，。光的折射率比6光的折

射率大，根据波长与折射率的关系可知。光的波长小，由于。光波长大于。光波长，可知。光

的频率大于6光的频率，因此。光比。光更容易发生明显的衍射现象，故A错误，C正确；

B.由于b光的折射率小，根据光在介质中传播速度与折射率关系公式"=£可知，b光在介

质水中传播速度大，故B错误；

D.根据双缝干涉条纹间距公式可知，通过同一个双缝干涉装置进行实验时，由于

6光波长大于。光波长，所以。光的干涉条纹间距小于6光。故D错误。

故选C。

4.A

【详解】因为该列波向左传播，根据题干可知占=2m和％=5m之间的距离满足的关系为

3m=+

4

解得

T=4s

则由y=K可得波速为

当〃=1时可得

v=0.6m/s

故选Ao

5.D

【详解】A.电场强度的大小等于图象斜率的大小，可知8点的电场强度的大小为

玛=^C点的电场强度的大小为

即心等于/，故A错误；

B.根据顺着电场线方向电势逐渐降低，可知沿x轴从到0,电势升高，电场的方向沿x

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轴负方向，即8点的电场强度方向沿x轴负方向，故B错误；

C.从图像上可知B点的电势低于C点的电势，所以有

uBC=（PB-9c<0UBC为宽电,故C错误；

D.沿x轴从3点移到C点的过程中，电势先增大后减小，根据%=4。可知负电荷沿x轴从

3点移到C点的过程中电势能先减小后增大，所以静电力先做正功，后做负功，故D正确；

故选D。

6.D

【详解】A.由电容器电容的决定式。=君y,在P、Q间距增大时，即d增大，可知电容

器的电容C减小，A错误；

B.由于两极板间电压不变，由电容器电容的定义式。=带可知，电容C减小，电容器带电

量。减少，即P上的电量减小，B错误；

CD.电容器电量。减少，电容器放电，Q板带正电，则通过电阻尺的电流方向由M到N,

则W点的电势比N点的高，C错误，D正确。

故选D。

7.D

【详解】A.由图可知，两个电压表测量的都是路端电压，所以比值始终不变。故A错误；

B.两支路电压始终相同，所以电流与电阻成反比，滑片P从M端滑向N端过程左边支路

电阻增大，右边支路电阻减小，所以在:减小。故B错误；

A

C.设九。间阻值为此，则并联部分的总阻值为

aJ4+♦）（■+——凡）一£+。+与）4+2&+6

&+7?2+&35+&

其分子是4的二次函数，由已知条件知，凡=?时，两个电压表的示数均达到最大值，

此时R应具有极大值。利用二次函数求极值的公式得到

R=一-1+&=也

x2x（-1）5

解得

4-5.0Q

故C错误；

答案第3页，共11页

3

D.依题意，当滑片P距片左端/点的长度为《总长度的y时，外电路电阻为

R外—―[=24

Rl+~R3+Rl+~尾

当外电路总电阻与电源内阻相等时，电源输出功率有最大值，所以若电源内阻厂=2.5。，电

压表示数达到最大值时，电源的输出功率也达到最大值。故D正确。

故选D。

8.B

【详解】A.手机对眼睛的冲量方向与手机对眼睛的作用力方向相同，因此冲量方向竖直向

下。故A错误；

D.手机未接触眼睛前做自由落体运动，则有

V；=2gh

解得

匕=2m/s

手机反弹后速度大小为

V,=-V.=0.2m/s

210,

取竖直向上为正方向，手机与眼睛作用过程中手机的动量变化大小约为

Ap=m[v2-（-v；）]=0.2x22kg-m/s=0.44kg-m/s

故D错误；

BC.由动量定理有，手机对眼睛的平均作用力声大小满足

Ft-mgt=\p

解得

F=6N

手机对眼睛的冲量大小为

/=FZ=0.66NS

故B正确；C错误。

故选B。

9.BD

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【详解】A.。点是正三角形的中心，到各个点的距离都相同，由于各点电荷的电荷量相等，

由

E4

r

所以各点电荷在。点产生的场强相同，且两两之间的夹角为120。，由电场叠加原理可得，。

点的场强为零。由题意可知点电荷的电势

r

各点电荷在。点的电势，均相等，由于电势是标量，所以其叠加遵循运算法则，叠加后不

为零，故A项错误；

B.根据点电荷的电场强度有

由于各点电荷都是正电荷，所以有电场叠加可知，/3C三点的电场强度大小相等，方向不

同，故B项正确；

3,所以A点的电势为

C.A点到小球3的距离为-

2

。广啥2+上选-=14+胡吟

2

同理2点的电势为

%=吟.2+左看=卜+一

了rZc点的电势为

2'

(pc=k^--2+k-^=(4+—

L[3JZ

22

所以有

(PA=(PB=(Pc=4+^^j左:

故C项错误；

D.1电荷的电势能

%=(%+0)q=左誓

同理可得2和3电荷电势能

答案第5页，共11页

E=E3=k^~

P2P3L

故整个系统电势能为

E,+Ey+E

E————巴“"

p2L

故D项正确。

故选BDo

10.AB

【详解】A.分析小球和圆环组成的系统可知，水平方向上不受外力，所以系统水平方向动

量守恒，A正确；

C.从开始运动到小球运动到最低点时，圆环和小球的速度大小分别为匕和匕，由水平方向

动量守恒可知

Mvx=mv2

由能量守恒可知

mgL+^mvl=+

代入数据解得小球的速度大小为

v2=2V?m/s

所以C错误;

B.若小球运动到最高点时，圆环和小球的速度大小分别为V3、匕，由水平方向动量守恒可

知

MV3=mv4

由能量守恒可知

；加说+mgL

解得速度大小为

v3=Im/s

v4=2m/s

小球相对圆环的速度恰好为

3m/s=y[gL

答案第6页，共11页

所以小球可以绕圆环做完整的圆周运动，所以B正确；

D.小球从开始到运动到最高点的过程中，圆环向右运动的位移

x=加L=0.3m

M+m

所以D错误。

故选AB»

11.滑块应该有加速过程，然后再匀速运动0.36A、B的动量始终大小相等

方向相反

【详解】（1）[1]A、B离开弹簧后，应该做匀速直线运动；烧断细线后，在弹簧恢复原长的

过程中，应先做加速运动，当弹簧恢复原长后，滑块做匀速直线运动，由图中闪光照片可知,

滑块直接做运动直线运动，没有加速过程，与事实不符。

（2）⑵[3]频闪照相的时间间隔

滑块A的速度

动量为

PA=刈A?A=0.200kgx1.8m/s=0.36kg-m/s

滑块B的速度

滑块B的动量

PB=mBvB=0.3kgx1.2m/s=0.36kg-m/s

由此可见A、B的动量大小相等、方向相反，它们的总动量为零，与释放前的动量相等，因

此系统动量守恒。

12.见解析A2K甲乙

【详解】（1）[1]电路图如图所示。

答案第7页，共11页

(2)⑵Ai的量程只有0.1A,小灯泡的额定电流是0.3A,因此电流应该选择A?。

[3]描绘小灯泡伏安特性曲线，滑动变阻器需要采用分压式接法，选择较小的滑动变阻器便

于调节，因此选择4。

(3)[4][5]电压为0时，灯的电阻不为0,而电功率是0,所以甲是电阻随电压变化的曲线,

乙是电功率随电压变化的曲线。

13.(1)收；(2)氧生

C

【详解】(1)光路图如图所示，光线从尸点射入时，入射角0=45。，折射角£=30。，则玻

璃砖的折射率为

(2)设全反射的临界角为C,贝(JsinC=L,可得

n

C=45°

由光路图几何关系分析可知，光线在5点的入射角为60。，大于临界角C,光线在5点发生

全反射，同理，知光线在圆弧上E点也发生全反射，因此，光线在圆弧上5、E发生两次全

反射，然后从8边方点垂直射出。光线从玻璃砖射入到第一次射出所经历的总路程为

s=PB+BE+EF=5a

答案第8页，共11页

光线在玻璃砖中传播速度为V=-,传播时间为

n

s

t=-

v

联立解得

5亚Q

t=-------

C

14.(1)110N；(2)耳=80+30cos9(N)104。4曰；(3)%=5O+4O〃(J)(〃=1,2,3…)

【详解】(1)由题意可知小球在A点时绳中张力最大，在A点对小球由牛顿第二定律

2

Tm-qE=m^

解得

2=H0N

(2)由牛顿第二定律得

2

V

F^-qEcos0=m-

由动能定理得

1212

-qEL(\-cos0)=—mv--mv0

解得

耳=80+30cos6(N)

(3)从电场第一次反向到小球第〃次回到A点，对小球列全过程动能定理

2n-qE-2L=(〃=1,2,3…)

解得

%=50+40〃(J)(〃=1,2,3…)

15.(1)(2)—mgh；(3)3m

v=312

【详解】(1)设A球到达