28，山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题

这是一份28，山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题，共18页。试卷主要包含了选择题的作答，填空题和解答题的作答，考试结束后，将答题卡上交，1N等内容，欢迎下载使用。

（本试题满分100分，考试时间75分钟。答案一律写在答题卡上）
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号等信息填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.填空题和解答题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，将答题卡上交。
一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列公式中，、、、、、、、分别表示静电力、电荷量、电场场强、电势差、点电荷之间的距离、沿电场线方向的距离、电场中某点的电势、电荷在电场中某点所具有的电势能：①，②，③，④，⑤，以下说法正确的是（ ）
A. 它们都只对点电荷或点电荷的电场成立
B. ①②只对点电荷成立，③④对任何电场都成立，⑤只对匀强电场成立
C. ①②③④只对点电荷或点电荷电场成立，⑤对任何电场都成立
D. ①②只对点电荷成立，③④⑤对任何电场都成立
【答案】B
【解析】
【详解】①是库仑定律表达式，只对点电荷成立；②是点电荷电场强度表达式，只对点电荷成立；③是电场强度的定义式，对任何电场都成立；④是电势的定义式，对任何电场都成立；⑤是匀强电场中场强与电势差之间的关系式，只对匀强电场成立。
故选B。
2. 如图所示，三个点电荷、、电性如图所示，其中、电荷固定且所带电荷量均为，点电荷质量为，自由放在倾角为的光滑斜面上处于静止状态。、、三点连线构成等边三角形，边长为，连线平行于斜面，已知静电力常量为，重力加速度为，所处空间为真空，则电荷所您看到的资料都源自我们平台，家威鑫 MXSJ663 免费下载 带的电荷量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对点电荷受力分析，如图所示
根据库仑定律可得
因为点电荷处于平衡状态，根据平衡条件，可得
解得
故选A。
3. 某静电场中，其一条电场线恰好与轴重合，其电势随位置坐标变化的关系如图所示，一个质子沿轴正方向运动，途中经过间距相等的A、B、C三点，三点的坐标位置分别为，，。若该质子只受电场力作用，则（ ）
A. A点的电场强度大于B点的电场强度
B. 质子经过A点的速率大于经过B点的速率
C. C、B两点电势差等于B、A两点电势差
D. 质子在A点所具有的电势能大于质子在B点所具有的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图像中斜率表示电场强度，由图可知，A点的电场强度小于B点的电场强度，故A错误；
BD．由图可知，从A到C电势升高，则电场方向沿轴负方向，质子沿轴正方向运动，电场力做负功，质子的动能减小，电势能增加，则质子经过A点的速率大于经过B点的速率，在A点所具有的电势能小于在B点所具有的电势能，故B正确，D错误；
C．根据图像中斜率表示电场强度，由图可知，B、A两点间的平均电场强度小于C、B两点间的平均电场强度，由可知，C、B两点电势差大于B、A两点电势差，故C错误。
故选B。
4. 人体含水量约为，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某型号脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，测试者两手分别握两手柄A、B，闭合开关，体型相近的两人相比，脂肪含量高者则（ ）
A. 电流表示数大B. 路端电压小C. 电压表示数大D. 电源的输出功率大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由闭合电路欧姆定律可知
脂肪含量越高，电阻越大，电流越小，电源内阻不变，路端电压越大，故A、B错误；
C．电压表示数
电流越小，电源内阻不变，定值电阻不变，电动势不变，则电压表示数越大，故C正确；
D．电源内阻与外电阻之间的大小关系没有明确，当外电阻增大时，输出功率无法判断，故D错误。
故选C。
5. 随着高层建筑的增多，高空坠物事件时有发生，《民法典》已明确规定禁止从建筑物高空抛掷物体。研究表明一个鸡蛋从25层楼拋下可能使人当场死亡。某高二同学用自己所学知识理论来证明高空坠物的危害性：设一个50g的鸡蛋从28楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差约为3m，鸡蛋与地面撞击时间约为3ms，不计空气阻力，则该鸡蛋对地面的平均冲击力约为（ ）
A 5000NB. 1000NC. 670ND. 250N
【答案】C
【解析】
【详解】鸡蛋下落高度
鸡蛋自由下落过程，由动能定理
在鸡蛋与地面撞击时间内，规定竖直向下为正方向，由动量定理，得
由牛顿第三定律知，鸡蛋对地面的平均冲击力
故选C。
6. 如图所示，地面上放着一个铝制线圈，线圈的正上方悬挂着用绝缘材料制成的轻弹簧，弹簧下端吊着质量为的条形磁铁，将磁铁向下拉，在其下降高度时将它由静止释放，在此后磁铁运动过程中，铝制线圈静止不动，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为，则下列判断正确的是（ ）
A. 磁铁向上运动过程中，弹簧向上的拉力等于磁铁的重力时磁铁速度最大
B. 磁铁向上运动过程中，弹簧向上的拉力等于铝制线圈中感应电流的磁场对磁铁向下的磁场力时磁铁速度最大
C. 磁铁运动过程中，铝制线圈对地面的压力均大于线圈的重力
D. 磁铁运动过程中，磁铁和弹簧总的机械能一直减少
【答案】D
【解析】
【详解】AB．磁铁向上运动过程中，弹簧向上的拉力等于磁铁重力与铝制线圈中感应电流磁场对磁铁向下的磁场力之和时速度最大，故AB错误；
C．磁铁向下的运动过程中，铝制线圈受到向下的磁场力，此时线圈对地面的压力大于线圈的重力；磁铁向上的运动过程中，铝制线圈受到向上的磁场力，此时线圈对地面的压力小于线圈的重力，故C错误；
D．磁铁运动过程中一直克服磁场力做功，磁铁和弹簧的总机械能一直减少，故D正确。
故选D。
7. 不计重力的带电粒子在以下四种仪器中运动，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场，击中光屏同一位置的粒子一定是相同的粒子
B. 乙图中等离子体进入A、B极板之间后，A极板电势高于B极板电势
C. 丙图中仅增大通过励磁线圈的电流，则电子的运动半径减小
D. 丁图中回旋加速器，带电粒子能获得的最大动能与加速电压有关
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场，在加速电场中有
根据洛伦兹力提供向心力
击中光屏同一位置
可知击中光屏同一位置的粒子比荷一定相等，但不一定是相同的粒子。故A错误：
B．乙图中等离子体进入A、B极板之间后，受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，正离子向B极板偏转，负离子向A极板偏转，因此A极板带负电，B极板带正电，A极板电势低于B极板，故B错误；
C．丙图中，电子的运动由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
当电子的速度一定时，通过励磁线圈的电流越大，线圈产生的磁场越强，电子的运动径迹半径越小，故C正确；
D．丁图中，根据洛伦兹力提供向心力
当粒子运动半径等于型盒半径时具有最大速度，即
粒子的最大动能为
可知粒子的最大动能与加速电压无关，故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3个小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目，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. 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的有（ ）
A. 按下按钮过程，螺线管端电势较高
B. 按住按钮不动，螺线管中产生恒定的电流
C. 若更快按下按钮，则电阻两端电压更大
D. 按下按钮的过程和松开按钮的过程，螺线管对磁铁都是做负功
【答案】CD
【解析】
【详解】A．按下按钮过程中，穿过线圈内向左的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向右，此时螺线管端电势高，故A错误；
B．按住按钮不动，线圈内磁通量不发生变化，无感应电动势，故无感应电流，故B错误；
C．根据法拉第电磁感应定律可知，产生的电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化率成正比，若更快按下按钮，穿过线圈的磁通量的变化率变大，感应电动势变大，则定值电阻两端的电压变大，故C正确；
D．按下按钮的过程，螺线管对磁铁有排斥力，磁铁所受排斥力的方向和位移方向相反，螺线管对磁铁做负功；松开按钮的过程，螺线管对磁铁有吸引力，磁铁所受吸引力的方向和位移方向相反，螺线管对磁铁做负功，故D正确。
故选CD。
9. 如图所示，两平行光滑导轨相距，处于一竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B大小为。金属棒的质量为，电阻，水平放置在倾角为的导轨上，并与导轨接触良好，导轨电阻不计。电源电动势为10V，内阻，当开关闭合时，处于静止状态。则（ ）
A. 金属棒受到的安培力方向水平向右
B. 金属棒受到的安培力大小为0.1N
C. 变阻器此时的电阻值为7Ω
D. 当变阻器滑片向左滑时，金属棒将沿导轨下滑
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据左手定则，金属棒所受安培力的方向水平向左，故A错误；
B．根据题意，对金属棒受力分析，由平衡条件有
故B正确；
C．根据题意，此时有
由闭合电路欧姆定律有
解得
故C正确；
D．当变阻器滑片向左滑时，接入电路的电阻减小，电流增大，则安培力变大，则金属棒将沿导轨上滑，故D错误。
故选BC。
10. 除尘器是常用的空气净化设备，保护人们的建康。生活中家用除螨除尘器深受年轻人的喜爱，而工业中常用静电除尘。某实验室设计了一种静电除尘装置，如图所示，收集箱长，宽，高，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料，上、下两板与电压恒定为的高压直流电源相连，带负电的尘埃如图所示均匀排入收集箱通道，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时恰好被全部收集。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，设尘埃排放的流量一定，（流量，流量等于流速和截面积的乘积），但由于受到建筑条件的限制，仅将排风管口宽度调整为，则（ ）
A. 调整后，上下两板间电场强度增大
B. 调整后，被收集的尘埃到达集尘板的时间不变
C. 为保证还能将带负电的尘埃完全收集，可只将电压增大为原来的2倍
D. 为保证还能将带负电的尘埃完全收集，可只将长度增大为原来的2倍
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由
调整后，，均未变，则上下两板间电场强度不变，故A错误；
B．带电尘埃在矩形通道内做类平抛运动，在沿电场方向上的运动规律不变，故调整后，被收集的尘埃到达集尘板的时间不变，故B正确；
CD．沿电场方向上的位移为
根据
可得
只将电压增大为原来的2倍，可得
只将长度增大为原来的2倍，可得
故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题：共5个小题，共54分。
11. 2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中神舟十六号三位宇航员景海鹏、朱杨柱、桂海潮通过精彩的实验面向全国青少年进行太空科普授课。其中一个情境为动量守恒演示实验。如图所示：大钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出小钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向大钢球A，撞后小钢球B水平向右运动，大钢球A水平向左运动。将该实验理想化成在一条直线上的对心碰撞。
（1）为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，若已知两小球的质量，还需要测量的物理量是___________。
A.两个钢球的直径 B.两个钢球的碰撞时间
C.手对小钢球B推力的冲量 D.两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间
（2）若分析实验视频，每隔相等的时间截取一张照片，如图所示。小球和大球的质量分别为、，可估算出___________。
A. B. C. D.
【答案】 ①. D ②. D
【解析】
【详解】（1）[1]根据题意可知，若两球组成的系统在碰撞中动量守恒，则有
可知，若已知两小球的质量，还需要测量的物理量是两个小球碰撞前后的速度，由于两个小球碰撞前后均做匀速直线运动，则可利用两钢球运动的距离和对应时间解得速度。
故选D。
（2）[2]根据题意，设相等时间为，由第一张与第二张照片可知小球的初速度大小为
由第二张与第三张照片可知碰撞后小球的速度大小为
碰撞后大球的速度大小为
设水平向左为正方向，根据动量守恒定律可得
由图可知
联立解得
故选D。
12. 某小组的同学设计了测定金属丝的阻值和电源的电动势与内阻的实验，已知定值电阻的阻值为，电压表为理想电表。
（1）该实验小组同学首先用多用电表粗略测量了该金属丝的电阻，当多用电表的旋钮置于“”挡位时，指针位置如图所示，则金属丝的电阻值为___________Ω；用螺旋测微器测得金属丝的直径为___________mm。
（2）该实验小组同学又设计了如下图所示电路图，操作步骤如下：
①实验时，将单刀双掷开关扳到位置“1”，调节电阻箱的阻值为时，电压表的示数为；
②仅将单刀双掷开关扳到位置“2”，电压表的示数为；
③为了完成电源电动势和内阻的测量，将单刀双掷开关扳到位置“1”，多次调节电阻箱的阻值，并读出相对应的电压表的示数，利用数据描绘了如图乙所示的图像。
根据电路图甲将实物图丙补充连接完整；___________
由操作①、②可知电路图中电阻___________（用以上的测量量表示）；
若测得定值电阻，如果图乙中、、，则该电源的电动势为___________V；内阻为___________Ω（结果均保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 6##6.0 ②. 6.575##6.574##6.576##6.577 ③. 见解析 ④. ⑤. 2.0 ⑥. 1.2
【解析】
【详解】（1）[1]多用电表的旋钮置于“”挡位时，指针位置如图所示，则金属丝的电阻值为
[2]螺旋测微器的精确值为，由图可知金属丝的直径为
（2）[3]根据电路图，实物连接如图所示
[4]根据闭合电路欧姆定律，单刀双掷开关接1时，有
单刀双掷开关接2时，有
联立解得
[5][6]由闭合电路欧姆定律得
整理得
结合图乙得
联立解得
，
13. 如图所示，质量为2kg的物块A（可视为质点），时刻以3m/s的初速度滑上静止放置于光滑水平面上质量为4kg的长木板B的左端，经过1s，A恰好到达B的右端且未掉落，取重力加速度大小，求：
（1）物块A与长木板B最终速度的大小；
（2）物块A与长木板B之间的动摩擦因数；
（3）物块A与长木板B因摩擦而产生的热量。
【答案】（1）；（2）0.2；（3）6J
【解析】
【详解】（1）由动量守恒得
解的
（2）A加速度为
对物块A分析，根据牛顿第二定律有
可得，物块A与长木板B之间的动摩擦因数为
（3）根据能量守恒，物块A与长木板B因摩擦而产生的热量为
代入数据得
14. 如图甲所示，正方形闭合线圈边长为，总电阻为，匝数为100匝，放在垂直于纸面向里匀强磁场中，磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示。求：
（1）在内线圈中感应电流的大小；
（2）在时线圈的边所受安培力的大小和方向；
（3）内线圈产生的热量。
【答案】（1）；（2），方向向左；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，由法拉第电磁感应定律有
代入数据解得，内线圈中感应电动势的大小为
则感应电流的大小
（2）内线圈中感应电动势的大小为
解得
感应电流为
由图知时，磁感应强度，则此时线圈的边所受安培力的大小为
解得
由楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针，由左手定则可知，边所受安培力的方向水平向左。
（3）由图乙可知，内线圈产生的热量为
代入数据解得
15. 如图所示，在平面内，直线与轴正方向夹角为45°，直线左侧存在平行于轴的匀强电场，方向沿轴负方向。直线右侧存在垂直平面向里的磁感应强度为的匀强磁场。一带电量为，质量为带正电的粒子（忽略重力）从原点沿轴正方向以速度射入磁场。当粒子第三次经过直线时，电场方向突然调整为垂直于直线斜向右下方，电场强度的大小不变，粒子恰好从电场中回到原点。粒子通过边界时，其运动不受边界的影响。求：
（1）粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径和周期；
（2）匀强电场电场强度的大小；
（3）从点射出至第一次回到点所用的时间。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
故
可得
（2）如图所示，设粒子第一次经过上的点为点，粒子第三次经过上的点为点。由几何关系可知
过点后，粒子在新的电场中沿方向做匀速直线运动，沿方向的速度大小为
粒子在新的电场中沿垂直于方向先做匀减速运动后做匀加速直线运动。
解得
（3）根据轨迹图可知，粒子在磁场中时间为
粒子在旧电场中运动的时间为
粒子在新电场中运动的时间为
粒子从点射出到第一次回到点的时间为