河北省邢台市部分重点高中2023-2024学年高二年级上册1月期末考试物理试题（含答案解析）

河北省邢台市部分重点高中2023-2024学年高二上学期1月期

末考试物理试题

学校:姓名：班级：考号：

一、单选题

1.有人说：避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，下列说法正确的是（）

A.避雷针的尖端周围会产生强电场使空气电离

B.避雷针的原理是静电屏蔽

C.避雷针尖端的感应电荷与云层下端电性相同

D.避雷针安装时应与大地保持良好绝缘

2.某同学在单人练习场练习网球，如图中1、2为两次网球打出后的运动轨迹，两轨迹均与

墙壁垂直，设两次网球打出时的速度分别为匕、％，网球在空中运动的时间分别为4、t2,

不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A.匕、匕的方向可能相同B.%、VZ的大小可能相同

C.小可能相同D.乙＞/2

3.我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研站，开

展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设在月球上的宇航员，如果他已知月球的

半径R,且手头有一个钩码、一盒卷尺和一块停表，利用这些器材和已知数据，他能得出的

是（）

A.引力常量B.钩码的质量

C.月球的质量D.月球的“第一宇宙速度”

4.我国最高防护实验室中的一种污水流量计如左图所示，其原理可以简化为如右图所示模

型：废液中的大量正、负离子以速度v（未知）从直径为d的圆柱形容器右侧流入左侧流出，

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容器处在磁感应强度大小为3、方向垂直纸面向里的匀强磁场中（流量。等于单位时间通

过横截面的液体的体积）。下列说法正确的是（）

B

xxMxx

xxNxx

A.右图中N点的电势低于M点的电势

B.正、负离子所受洛伦兹力的方向相同

C.当污水中离子的浓度升高时，M、N两点间的电势差不变

D.推算废液的流量不需要测量M、N两点间的电势差

5.浅水波是指当水深与波长的比值较小时，水底边界影响水质点运动的波浪。浅层水波可

看成简谐横波，如图甲所示是/=ls时的波形图，图乙是水中平衡位置在x=2.5m处的可看成

质点的浮标P的振动图像，浮标。的平衡位置在x=3m处，下列说法正确的是（）

A.浮标尸向浮标0的方向移动

B.Z=Os时，x=l.5m处的质点位移为-6cm

C.Z=3s到片4.5s浮标P的路程为（6+30）cm

D.z=3.5s时，浮标P与浮标。的位移等大反向

6.电容式麦克风（图甲）是利用导体间的电容器充放电原理，以超薄的金属或镀金的塑料

薄膜为振动膜感应音压，以改变导体间的静电压直接转换成电讯号，能实现原音重现，具有

超高灵敏度、快速的瞬时响应等特点，是音响专家的最佳选择。图乙为电容式麦克风的原理

示意图。E为电源，R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。某歌手歌唱前有拍话筒的习惯，于是P、Q间距先变小再变大，若电源负极接

地，在这个过程中（）

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A.板间场强先变小再变大

B.Q板上电荷量先变小再变大

C.电阻R中先有从N到"的电流，再有从M到N的电流

D.若P、Q正中间固定一带负电粒子，P、Q靠近过程中（不碰到粒子），粒子的电势能

变小

7.如图所示，绝缘的水平面上固定两根相互垂直的光滑金属杆，沿两金属杆方向分别建立

x轴和y轴。另有两光滑金属杆1、2与两固定杆围成正方形，金属杆间彼此接触良好，空

间存在竖直向上的匀强磁场。已知四根金属杆完全相同且足够长，下列说法正确的是（）

A.分别沿x轴正向和了轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆1、2,回路中电流方

向为顺时针

B.分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆1、2,回路中电流随

时间均匀增加

C.分别沿x轴正向和y轴负向移动金属杆1、2,移动过程保持金属杆围成的矩形周长

不变，回路中的电流方向为顺时针

D.分别沿x轴正向和y轴负向移动金属杆1、2,移动过程保持金属杆围成的矩形周长

不变，通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加

二、多选题

8.如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表均为理想电表。三个定值电

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阻阻值分别为人、及、为，其中与＞鸟。在M、N两端接电压有效值为U的交流电源，开

始时开关S接触6点，现使S接触。点，下列说法正确的是（）

A.电流表示数变小B.电压表示数不变

C.变压器的输出功率一定变大D.整个电路消耗的功率变小

9.国庆节，某游乐场在确保安全的情况下燃放烟花。质量加=0.3kg的烟花点燃后，在

仁0.01s时间内发生第一次爆炸，向下高速喷出少量高压气体（此过程烟花位移可以忽略）。

然后被竖直发射到距地面〃=20m的最高点。在最高点时剩余火药在极短时间内发生第二次

爆炸，烟花被炸成两部分，其中质量为町=02kg的部分以h=20m/s的速度向东水平飞出,

不计空气阻力和火药的质量，g取lOm/s?。则（）

A.第一次火药爆炸，烟花动量变化量的大小为3.0kg-m/s

B.第一次火药爆炸过程中高压气体对烟花平均作用力大小为603N

C.第二次火药爆炸过程有180J的化学能转化为机械能

D.第二次火药爆炸后两部分烟花落地点间距为120m

10.如图所示，在水平面内半径为R的圆周上的4等分点B、C、。处各固定一个点电

荷，所带电荷量大小均为。，其中C处为正电荷，B、。处为负电荷，E、尸分别为8c

和中点。在距圆心。点正上方R处的M点固定一个试探电荷q（图中未画出），规定无

穷远处电势为零，不考虑试探电荷对电场的影响，下列说法正确的是（）

A.E、/两点的场强相同

B.移走。处点电荷，M点的场强为黑

2R

C.移走。处点电荷，将试探电荷4由M点移到。点，试探电荷4的电势能一定增加

D.移走。处点电荷，下点与“点的电势差大于M点与E点的电势差

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三、实验题

11.某同学用DIS装置（由位移传感器、数据采集器、计算机组成，可以通过电脑软件作

（1）实验时需要先平衡摩擦力，该同学在不悬挂钩码的情况下在轨道上由静止释放小车，

反复调整右侧垫块的位置，直到释放小车后电脑作出的v-t图像为o

（2）平衡摩擦力后，该同学悬挂〃个相同钩码（»=k2、3、4）,调整滑轮使细线和轨道

平行，从图示位置由静止释放小车，作出对应钩码个数时小车运动的v-f图像（1、2、3、4）

如图6所示。分析图像该同学发现图像1、2、3、4的加速度分别为0.25m/s2、0.5m/s\0.

74m/s2>0.95m/s2-图像4的加速度增量较小的原因为=

A.钩码个数增多后需要重新平衡摩擦力

B.钩码个数较多后钩码的质量不能满足远小于小车质量（含车上传感器）的条件

C.释放小车的位置离接收器太远

（3）根据以上实验数据可知，小车质量（含车上传感器）约为每个钩码质量的倍。

（g=9.8m/s2,结果保留两位有效数字）

12.某同学找到一组采用“三串两并”方式连接的电池，即将6块相同的铅蓄电池分成3组，

每组2块，将三组电池串联起来，将每组的两块并联起来。该同学想要测量这样的一组电池

中每块电池的电动势和内阻，可供选择的器材如下：

A.待测电池组（电动势约为6.0V,内阻较小）；

B.电流表A（量程为0~3A,内阻约为1Q）；

C.电压表V（量程为0~3V,内阻约为1000Q）；

D.电压表V2（量程为0~8V,内阻约为2000Q）；

E.滑动变阻器4（0~5。）；

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F.滑动变阻器上（0~50。）；

G.导线若干、开关。

（1）本实验中电压表应选择,滑动变阻器应选择（填写器材前面

的代号）;

（2）探究小组设计了甲、

—®—

——©-----------

甲

（3）探究小组测得多组。、/数据，绘制出如图丙所示的图线，则每块铅蓄电池的电

动势为V,内阻为Q（结果均保留两位小数），铅蓄电池电动势的测

量值___________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值，内阻测量值____________（填“大于”“等

于，，或“小于”）真实值。

四、解答题

13.如图甲所示为月饼排盘器，月饼可以通过排盘器整齐地摆盘，再进入烘焙设备。将排盘

过程简化为如图乙所示的模型，开始时排盘器静止在盘子上方，排盘器上表面距离盘子的高

度%=0.2m,排盘器右端与盘子右端相距占=0」5m,月饼向右运动，当月饼与排盘器右端

相距遍=1111时，月饼的速度%=2m/s,排盘器立刻以°=Zm/s,的加速度向左做匀加速运动。

己知月饼与排盘器间的动摩擦因数〃=0.2,重力加速度为g=10m/s2,求：

（1）从排盘器运动开始计时，经过多长时间月饼将离开排盘器？

（2）月饼落入盘子时距离盘子右端的距离X。

14.如图所示，一群电荷量为e、质量为加的电子从与y轴平行的虚线处垂直虚线射入圆形

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匀强磁场后均从坐标原点。进入x轴上方的匀强磁场区域，这群电子在虚线处的y坐标范

围为-2R<y<0。已知圆形区域磁场和x轴上方磁场的磁感应强度大小均为3,方向相反，

圆形磁场区域的半径为R且与x轴相切于。点，x轴上方磁场范围足够大。在了=1.6R处放

置一个长为2R且与x轴平行的荧光屏，荧光屏的中心刚好在。点正上方，不计电子重力及

电子间的相互作用，求：

(1)电子的初速度大小V0；

(2)荧光屏上发光区域x坐标的范围；

(3)打在荧光屏上的电子在进入圆形磁场时的y坐标的范围。

15.如图所示，倾角为9=37。的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一弹性挡板，斜面上

距离挡板一段距离处放置一质量为，〃的薄板B,其上下表面均与斜面平行，薄板由两段不

同材质的板拼接而成，上半段粗糙、下半段光滑。薄板3最上端放置一质量也为优的物块,

初始时A和2在外力作用下均处于静止状态。？=0时撇去外力，A、B开始运动，在第2s

末，物块刚好运动到薄板光滑段，第3s末与薄板同时运动到斜面底端弹性挡板处。已知物

3

体与弹性挡板的碰撞为弹性碰撞，A与B粗糙段间的动摩擦因数四=三，整个薄板与斜面间

O

的动摩擦因数〃2=06,重力加速度g取10m/s2,sin37o=w，设最大静摩擦力等于滑动摩擦

力。求：

(1)在0〜2s时间内A和B加速度的大小；

(2)薄板B的总长度；

(3)通过计算分析物块是否能从薄板左端滑出，若能，求出物块滑离薄板时的速度；若不

能，求出与弹性挡板碰撞后物块在薄板上粗糙部分运动的总路程。

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A

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参考答案:

题号12345678910

答案ABDCDCBADBDBD

1.A

【详解】ABC.避雷针的原理是通过尖端放电使周围空气电离，带电云层下端与避雷针尖端

电性相反形成通路，大量的电荷通过避雷针流入大地，从而减少对建筑物等的危害，故A

正确，BC错误；

D.避雷针安装时应与大地保持良好接触，使云层电荷能够顺利导入大地，故D错误。

故选Ao

2.B

【详解】CD.两轨迹均与墙壁垂直，故网球运动可视作从墙壁抛出的平抛运动，根据

]1,2

可知

tx<t]

故CD错误；

AB.根据

x=vot

可知水平方向

%>%工

根据

v2-2gh

可知竖直方向

综上所述，可得

匕=匕=

即大小可能相同，又

tan4=—,tan3=%-

V

Wx一2X

答案第1页，共12页

故匕、均的方向不可能相同。故A错误，B正确。

故选B。

3.D

【详解】D.在月球表面让一重物做自由落体运动，用卷尺测出下落的高度〃，用停表测量

出下落的时间E,根据

h=2gt

求得月球表面的重力加速度g,根据

mv2

m2=-----

R

得第一宇宙速度

v=4gR

可求出月球的“第一宇宙速度”，故D正确；

AB.由题给器材和已知数据无法求出引力常量和钩码质量，故AB错误；

C.根据万有引力等于重力得

Mm

G-^=mg

若想求出月球质量，还需要知道引力常量G,故C错误。

故选D。

4.C

【详解】AB.正、负离子从右侧垂直进入磁场时，根据左手定则可知，正离子受到向下的

洛伦兹力向下偏转在下管壁聚集，负离子受到向上的洛伦兹力向上偏转在上管壁聚集，故N

点的电势高于M点的电势，故AB错误；

C.当废液流速稳定后，水平向左运动的离子受力平衡，有

qvB=q^-

a

解得

U=Bvd

得M、N两点间的电势差与污水中离子的浓度无关，故C正确；

D.流量0等于单位时间通过横截面的液体的体积，得废液流量为

0=sv

而

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71d2

S=-----

4

其中

d=L

Bv

联立解得

八7iUd

Q=------

4B

可知推算废液的流量需要测量M、N两点间的电势差，故D错误。

故选C。

5.D

【详解】A.质点只会在平衡位置附近做简谐运动，而不会“随波逐流”，故A错误；

B.由图乙可知，周期7=4s,由图甲可知波长％=2m,则波速

4.

v=—=0.5m/s

T

由图乙可知，"Is时尸向上运动，根据“质点带动法”可判断波源在左侧，波的传播方向向

右，ls=：T，可沿波传播的反方向平移波形!2,可知1=Os时，x=1.5m处的质点位移为6cm,

故B错误；

C.由图乙可知1=3s至卜=4.5s,浮标P的路程为

6+611-sinfjcm=(12-3

x=

故C错误；

D.A?=3.5s-Is=2.5s,/=3.5s时，图甲中波形沿x轴正方向平移

x=vAt=1.25m

则P、。之间中点x=2.75m处位于平衡位置，可知浮标尸和浮标0位移大小相等，方向相

反，故D正确。

故选D。

6.C

【详解】A.。不变，d先变小再变大，由场强表达式

d

可知板间场强先变大再变小，故A错误；

BC.由

答案第3页，共12页

Q_

4nkd

d先变小再变大，可知C先变大再变小，因为U不变，由

Q=CU

可知。先变大再变小，先充电再放电，先有从N到M的充电电流，再有从〃■到N的放电

电流，故B错误，C正确；

D.P、Q靠近过程中，场强变大，中点电势变小，带负电粒子电势能变大，故D错误。

故选C。

7.B

【详解】A.设初始正方形边长为乙金属杆单位长度电阻为5，分别沿x轴正向和〉轴负

向以相同大小的速度v匀速移动金属杆1、2,1杆产生的感应电动势为

Ex-B^L-vt^v

方向为顺时针，2杆产生的感应电动势为

E2=B^L+vt^v

方向为逆时针

E2>Ex

故回路中电流方向为逆时针，故A错误；

B.回路中总电阻

R&=2(L+vt+L-vt)r0=4r0L

不变，故回路中总电流为

E?—E[28V%

k二K

随时间均匀增加，故B正确；

C.分别沿x轴正向和y轴负向移动金属杆1、2,移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变,

则初始时刻回路面积最大，在移动过程中穿过闭合回路的磁通量减小，根据楞次定律可知，

电流方向为逆时针，故C错误；

D.穿过闭合回路的磁通量为

随时间并非均匀变化，回路中总电阻保持不变，故回路电流并非定值，则通过金属杆截面的

答案第4页，共12页

电荷量随时间不是均匀增加，故D错误。

故选B。

8.AD

【详解】AB.设原、副线圈的匝数比为左，设变压器原、副线圈的电流为人、12,变压器原

线圈的等效电阻为隔效，根据理想变压器输入功率与输出功率的关系可得

根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系

%_1

/2々k

可得

穴等效='R副

则原、副线圈和负载电阻可等效为阻值左2尺的电阻，当S从接触6点到接触。点时，负载电

阻由鸟变为4,负载电阻阻值变大，等效电阻阻值也变大，M、N两端所接电压U不变，

则原线圈电流变小，电阻几分压变小，电压表示数以变大，故A正确，B错误；

C.题目未知电阻居、冬与凡关系及变压器原副线圈的匝数关系，变压器的输出功率如何变

化不能确定，故C错误；

D.开关S接触a点后，原线圈电路中电流变小，电源电压不变，故整个电路消耗的功率变

小，故D正确。

故选ADt,

9.BD

【详解】A.第一次火药爆炸后，设烟花的速度为v,则有

v2=2gh

解得

v=20m/s

烟花动量变化量的大小为

Ap=mv-0=6.0kg-m/s

故A项错误；

B.第一次火药爆炸过程对烟花应用动量定理有

答案第5页，共12页

(F-mg)t=mv-Q

解得高压气体对烟花平均作用力大小为

F=603N

故B项正确；

C.第二次爆炸，水平方向动量守恒，有

0=-(in-wj])v2

解得

v2=40m/s

所以另一部分烟花的速度大小为40m/s,方向水平向西，转化为机械能的化学能

E=；町丫：/)v；=120J

故C项错误;

D.两部分下落均做自由落体运动，有

]1.2

两部分烟花水平方向为匀速直线运动，且运动方向相反，根据相对运动。其两部分落地点间

距为

尤=(%+v,)z=120m

故D项正确。

故选BDo

10.BD

【详解】A.根据对称性和电场叠加原理可知，E点处场强方向由E指向8,尸点场方向由

尸指向大小相等、方向相反，A错误；

B.A.B、C、。处在M点的场强为零，移走。处点电荷，根据电场矢量叠加可得M点的

场强为

方向由。指向B正确；

C.移走。处点电荷，根据电势叠加可知M点到O点电势升高，但不知道试探电荷电性,

所以不能确定电势能变化，C错误；

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D.移走。处点电荷，根据对称性及电势叠加，可知厂点与"点的电势差大于M点与E点

的电势差，D正确。

故选BDo

II.平行于/轴的直线B37

【详解】（1）［1］平衡摩擦力后，小车在轨道上做匀速直线运动，小车运动的v-/图像为平

行于f轴的直线；

（2）［2］小车的加速度

a=哂

m+M

当m远小于M时

_mg

a=----

M

即

aocm

当加较大不满足远小于M时以上关系不成立，加速度增量较小，故ACD错误，B正确。

故选B。

（3）［3］设小车质量（含车上传感器）为M,每个钩码的质量为外,钩码个数为小根据

an=叽g

nm0+M

利用”=1、2、3、4时的数据求出丝，再求平均值为37,可得小车质量（含车上传感器）

约为每个钧码质量的37倍。

12.DE甲1.900.15小于小于

【详解】（1）口］电池组的电动势约为6.0V,因此电压表选量程为0~8V的V?。

⑵为了使电压表示数变化明显些，滑动变阻器应选择最大阻值较小的4。

（2）［3］电源内阻较小，电流表应采用“相对电源外接法”，误差更小，选甲方案。

（3）［4］根据闭合电路欧姆定律有

3

U=3E——ri

2

由图像可知截距

b=3£=5.70V

可得

答案第7页，共12页

£=1.90V

[5]斜率的绝对值

II_3r5.70-5.30

“一2

1.80

可得

r®0.15Q

[6][7]实验电路图甲中的误差来源于电压表的分流，使得电流表的示数小于真正流过电源

的总电流，而短路时电流是相同的，则测量图线与真实图线如图所示:

由图像纵轴截距可知，电动势的测量值小于真实值；由图像的斜率大小可知，内阻的测量值

小于真实值。

13.(1)t=0.5s；(2)x=0.2m

【详解】(1)月饼向右做匀减速运动，由牛顿第二定律得

pimg=ma'

解得

。'-4g=2m/s2

经过/时间的位移为

1,

'饼=vot~2。t2

排盘器向左做加速运动，经过,时间的位移为

X整—dt

器2

位移满足关系

%2=%饼+%器

联立解得

x器=0.25m

答案第8页，共12页

，=0.5s

(2)月饼离开排盘器的速度

%=v0—6/7

解得

匕=lm/s

做平抛运动，水平方向有

x3=V/,

竖直方向有

,12

h=2gt~

月饼落入盘子时距离盘子右端的距离

X=再+X器一工3

解得

%=0.2m

14.(1)—；(2)-0.87?<x<0,87?；(3)-2R<y<-\.6R

m

【详解】(1)电子射入圆形磁场后均从坐标原点。进入X轴上方的磁场区域，所以电子运

动半径与圆形磁场区域半径相同，根据牛顿第二定律

解得

eRB

%二

m

(2)电子到达。点时的速度方向在沿x轴负向到x轴正向180度的范围内，由于磁感应强

度大小不变，电子在x轴上方运动的轨迹半径不变，仍为R。如图所示，沿x轴正向运动的

粒子到达荧光屏上的/点，由几何关系可知〃、/点距离为

4=J.2_(L6__.)2=0.8五

粒子到达左侧最远时与荧光屏相切于B点，由几何关系可知M.B点距离为

d,=7^2-(1.67?-7?)2=0.8A

荧光屏上发光区域x坐标的范围为

答案第9页，共12页

-0.87?Wx<0.87?

(3)到达荧光屏上4点的电子在进入圆形磁场时的y坐标为

y=-2R

到达荧光屏上B点的电子在。点出射的速度方向与x轴正向夹角0满足

cos。3=0.6

R

此时电子在进入圆形磁场时的y坐标为

)=-(&+Reos3^=-1.67?

打在荧光屏上的电子在进入圆形磁场时的y坐标的范围为

-2R<y<-1.67?

15.(1)3mzs之；lm/s2;(2)12m；(3)8m

【详解】⑴在0〜2s时间内，A和B的受力如图所示，其中小仆是A与B之间的摩擦

力和正压力的大小，%、然2是B与斜面之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示。

由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得

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