河南省焦作市2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题

这是一份河南省焦作市2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题，共17页。

考生注意：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图所示，在水平向右的匀强磁场中，闭合矩形导体线框平行磁场方向放置，′为垂直过边的轴线。下列操作能使线框中产生感应电流的是
A.线框竖直向上平移B.线框以为轴转动
C.线框以为轴转动D.线框沿垂直纸面方向向外平移
2.如图所示为静电场中一与x轴重合电场线上各点的电势随位置x的变化规律，其中位置是图像的最低点。已知电子的电荷量为，则下列说法正确的是
A.处电场强度为0
B.处电场强度方向沿轴正方向
C.将电子从处沿轴正方向移动到处的过程中，电场力先做正功后做负功
D.电子在处的电势能比在处少
3.用不同材料制成的电阻甲、乙的伏安特性曲线如图所示，其中倾斜的虚线为图像甲电压为时的切线。下列说法正确的是
A.甲的电阻随电压的升高而增大B.电压为时，甲的电阻值为
C.电压为时，乙的电阻值为D.电压为时，甲的电阻小于乙的电阻
4.一质点沿平直的轨道运动时，通过位移传感器描绘了质点位移随时间的变化规律，如图所示。已知该图像为开口向下的抛物线，为抛物线的最高点，倾斜的虚线为时的切线，质点在时的速度大小为。下列说法正确的是
A.质点始终沿同一方向运动B.
C.质点的加速度大小为D.
5.如图所示的电路中，将滑动变阻器与电阻箱的阻值调到合适位置，闭合开关，带电小球在平行板电容器间刚好保持静止。下列说法正确的是
A.小球可能带负电
B.仅增大电阻箱接入电路的电阻，小球向上加速运动
C.仅将的滑片向右移动，小球向下加速运动
D.同时断开两个开关，电容器的下极板向左移动少许，小球向上加速运动
6.如图所示，直角三角形中为边的中点，边的长度为。现在三点分别固定电荷量为的点电荷，若使点的电场强度为零，有两种方案：一是在空间加一匀强电场；二是在边的中点（图中未画出）固定一点电荷。已知静电力常量为，则下列说法正确的是
A.匀强电场竖直向上B.匀强电场的电场强度大小为
C.点的点电荷带负电D.点的点电荷所带电荷量大小为
7.2024年8月3日，在巴黎奥运会网球女子单打金牌赛中，中国选手郑钦文2比0战胜克罗地亚选手维基奇，夺得金牌。郑钦文某次击球时，将球沿斜向上的方向击出，击球点距离地面的高度为，速度大小为，与水平方向的夹角为，重力加速度大小为，不计空气阻力。从网球被击出到落地这一过程，下列说法正确的是
A.网球运动的最高点到地面的距离为B.网球在空中运动的总时间为
C.网球的水平射程为D.网球落地瞬间的速度大小为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图所示的电路中，各电表均为理想电表，三个定值电阻的阻值均为，当滑动变阻器的滑片向左缓慢移动时，电压表电V、流表示数变化量的绝对值分别为。下列说法正确的是
A.电流表的示数均增大B.电流表示数增大、电流表示数减小
C.的比值减小D.
9.2024年7月21日，特鲁姆普经过16局大战以11比5击败对手肖恩·墨菲，获得2024年斯诺克上海大师赛冠军。如图所示，某次特鲁姆普击打白球撞击静止的绿球，白球、绿球和底袋在一条直线上，碰撞前瞬间白球的动能为，碰撞后瞬间绿球的动能为，碰撞时间极短。已知白球和绿球的质量相等，则下列说法正确的是
A.该碰撞为弹性碰撞B.碰撞后瞬间白球的动能为
C.该碰撞损失的动能为D.碰后白球与绿球的速度比为
10.如图所示，竖直面内正方形区域abcd中存在竖直向下的匀强电场，分别为边的中点，f为的中点。三个质量相同的粒子1、2、3以相同的速度同时由点沿方向射入正方形区域，经过一段时间，粒子1、2、3分别从三点离开电场，忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是
A.粒子1、2、3在电场中运动的时间之比为
B.粒子1、2、3所带的电荷量之比为
C.粒子1、2、3经过瞬间的竖直速度之比为
D.电场力对粒子1、23做功之比为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某同学利用如图所示的装置完成了机械能守恒定律的验证，拉力传感器固定在天花板上，用轻质细线拴接一小球。实验时完成了如下的操作：
a.小球静止时，拉力传感器的示数为；
b.将小球拉离至与竖直方向成角，且细线刚好伸直，由静止释放小球，小球摆到最低点时拉力传感器的示数为；
c.改变夹角，重复步骤，记录相对应的拉力传感器的示数。
（1）若，忽略空气阻力，小球的机械能守恒，则__________。
（2）由于空气阻力的影响，操作中，拉力传感器的实际示数__________（填“大于”“等于”或“小于”）不考虑空气阻力时的理论值。
（3）利用图像法处理实验数据，选取为纵轴，以为横轴，将图线拟合成一条直线，如果小球的机械能守恒，则图像斜率的绝对值为________（用表示）。
12.（10分）某实验小组的同学设计了如图1所示的电路，测量电源的电动势和内阻，电路中定值电阻的阻值约为十几欧姆，电阻箱的调节范围为，两电压表的量程足够且内阻足够大。实验时进行了如下操作：

（1）该小组的同学按照图1电路图连接电路，图2中部分电路已完成，请用笔画线代替导线将实物图补充完整。
（2）将电阻箱的阻值置于最大位置，闭合开关，调节电阻箱的阻值使其逐渐减小，则电压表的读数逐渐增大，电压表的读数___________（填“逐渐减小”“不变”或“逐渐增大”），同时记录多组电阻箱的阻值与相对应的电压表的读数。
（3）该小组的同学利用记录的数据描绘了关于的函数图像，如图3所示，则定值电阻________。

（4）通过讨论，该小组的同学又作出了关于的函数图像，如图4所示，则电源的电动势为_____，电源的内阻为__________。
13.（10分）如图所示的电路中，为电动机，电表均为理想电表，当电动势为、内阻为的电源接入电路，闭合开关，电动机不转动，此时电压表和电流表的示数分别为；当电动势为、内阻为的电源接入电路，闭合开关，电动机刚好正常工作，此时电压表的示数为，导线的电阻可忽略。求：
（1）电动机的内阻；
（2）电动机刚好正常工作时，电源的输出功率；
（3）电动机刚好正常工作时，电动机的效率（最后一问结果保留2位有效数字）。
14.（12分）如图所示，矩形虚线区域ABCD所在的空间存在竖直向下的匀强电场，。矩形区域右侧有一沿竖直方向固定的足够长接收屏，接收屏到的距离也为点为虚线的中点。比荷为的带正电粒子从点沿水平方向射入电场，粒子的初速度大小为，粒子从边射出后到达接收屏的位置到的距离为。已知沿水平方向，忽略粒子的重力。
（1）求粒子从点到接收屏的运动时间；
（2）求电场强度的大小以及粒子在矩形区域的偏移量；
（3）不改变入射点的位置，改变粒子的入射速度大小和方向，结果粒子刚好从点沿与平行的方向离开矩形区域，求粒子的入射速度大小以及速度与水平方向夹角的正切值。
15.（16分）如图所示，绝缘水平面上固定一光滑绝缘的圆弧轨道BCD，半径，圆心为点与圆心等高，点为轨道的末端，点为圆弧轨道与水平面的切点，与水平面的夹角为。质量为m=0.4kg、电荷量为的带负电滑块静止在点，，滑块与水平面间的动摩擦因数为。某时刻在整个空间加上水平向右电场强度大小为的匀强电场，经过一段时间滑块从点离开圆弧轨道。滑块可视为质点，重力加速度取，规定点电势为零。求：（1）滑块在圆轨道上电势能的最小值；
（2）滑块从运动到点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）滑块从点抛出后运动到最高点时到点的水平距离。
焦作市普通高中2024一2025学年（上）高二年级期中考试
物理·答案
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。小题每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.答案B
命题透析 本题考查了感应电流的产生条件，考查考生的理解能力。
思路点拨 线框中产生感应电流的条件为穿过闭合回路的磁通量发生变化。图示状态穿过线框的磁通量为零，线框竖直向上平移，穿过线框的磁通量仍为零，线框中无感应电流产生，A错误；线框以ad为轴转动，穿过线框的磁通量发生变化，则线框中有感应电流产生，正确；线框以为轴转动，穿过线框的磁通量仍为零，线框中无感应电流产生，C错误；线框垂直纸面向外平移，穿过线框的磁通量仍为零，线框中无感应电流产生，D错误。
2.答案A
命题透析 本题考查了电场力以及电场能的性质，考查考生的推理能力和科学思维。
思路点拨 图像中，图线的斜率反映电场强度的大小，由图像可知处图线的斜率为，则处电场强度为A正确；沿电场线方向电势降低，结合图像可知处电场强度方向沿轴正方向，内电场强度方向沿轴负方向，B错误；电子在内所受的电场力沿轴的负方向，电子在内所受的电场力沿轴的正方向，则电子从的过程中，电场力先做负功后做正功，C错误；电子在处的电势能为，电子在处的电势能为，则到的过程中，电子电势能的减少量为D错误。
3.答案C
命题透析 本题考查了伏安特性曲线，考查考生综合图像分析问题的能力。
思路点拨 由欧姆定律可知，图线割线斜率的倒数为电阻值，图线甲的割线斜率逐渐增大，则电阻值逐渐减小，图线乙的割线斜率逐渐减小，则电阻值逐渐增大，A错误；由可知，电压为时，乙的电阻值为，同理甲的电阻值为，B错误，C正确；电压为时，两电阻的阻值相等，D错误。
4.答案B
命题透析 本题考查了匀变速直线运动的规律，考查考生综合图像解决问题的能力。
思路点拨 的时间内质点沿正方向运动，的时间内质点沿负方向运动，A错误；由于位移一时间图像为抛物线，则质点做匀变速直线运动，位移一时间图像图线的切线斜率表示物体的速度，则时刻质点的速度为，又由题意可知，解得B正确；设的时间内，由速度公式得，加速度大小为C错误；时间内质点做初速度为零的匀加速直线运动，则有，解得D错误。
5.答案D
命题透析 本题考查了电容器的动态分析，考查考生的推理能力。
思路点拨 闭合开关，带电小球刚好静止不动，则小球所受的电场力竖直向上，又由电路图可知，平行板电容器的下极板带正电，极板间的电场方向竖直向上，则小球应带正电，A错误；仅增大电阻箱接入电路的电阻，电容器两极板之间的电压不变，两极板间的电场强度大小不变，小球所受的电场力大小不变，小球仍受平衡力的作用，则小球仍静止不动，B错误；仅将的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻值减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知总电流增大，定值电阻两端的电压增大，电容器两极板间的电压增大，电场强度增大，电场力增大，小球将向上加速运动，C错误；由公式可知，两极板间的场强为，同时断开两个开关，平行板电容器所带的电荷量保持不变，减小两极板正对面积，则两极板间场强增大，小球所受的电场力增大，小球向上加速运动，D正确。
6.答案D
命题透析 本题考查了电场强度的叠加，考查考生的推理能力和科学思维。
思路点拨 点的点电荷在点产生的电场强度大小为，方向由指向点的点电荷在点产生的电场强度大小为，方向由指向点的点电荷在点产生的电场强度大小为，方向由指向，则两点的电荷在点产生的电场强度大小为，方向由指向，将与合成，点的合场强大小为方向竖直向上，欲使点的合场强为，则匀强电场的方向应竖直向下，大小为，A、B错误；方案二中，点固定的点电荷应带正电，C错误；设点的点电荷所带电荷量为，由几何关系得，则由点电荷的场强公式得，且，解得，D正确。
7.答案C
命题透析 本题考查了斜抛运动的知识，考查考生构建物理模型以及解决问题的能力。
思路点拨 网球被击出后做斜抛运动，网球在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，网球水平方向的速度大小为，竖直方向的速度大小为，网球被击出后上升的最大高度为，联立解得，网球运动的最高点到地面的高度为A错误；网球上升的时间为，网球下降的时间为，网球运动的总时间为B错误；网球的水平射程为，联立解得C正确；网球落地瞬间的竖直速度为，则网球落地瞬间的速度大小为，解得D错误。
8.答案AD
命题透析 本题考查了直流电路的动态分析，考查考生的推理能力。
思路点拨 由于两电流表与滑动变阻器均串联，滑动变阻器的滑片向左缓慢移动时，滑动变阻器的阻值减小，由串反并同法可知，两电流表的示数均增大，A正确，B错误；由闭合电路的欧姆定律有，得，则，即的比值保持不变，C错误；由电路图可知电流表测量的是总电流，而电流表测量的是定值电阻所在支路的电流，又，所以，D正确。
9.答案CD
命题透析 本题考查了动量守恒定律以及能量守恒定律，考查考生的推理能力和科学思维。
思路点拨 碰前白球的动量为，碰后绿球的动量为，两球碰撞的过程动量守恒，则有，碰后白球的动量为，所以碰后白球的动能为B错误；该碰撞损失的动能为，即该碰撞为非弹性碰撞，A错误，C正确；两球质量相同，由公式可知，则碰后白球与绿球的速度之比为D正确。
10.答案BD
命题透析 本题考查了带电粒子在电场中的运动，考查考生构建物理模型的能力以及推理能力。
思路点拨 三个粒子在电场中均做类平抛运动，则水平方向的分运动均为匀速直线运动，则由公式可知，由题意可知粒子1、2、3的水平位移之比为，则三个粒子在电场中的运动时间之比为A错误；三个粒子在竖直方向均做初速度为零的匀加速直线运动，则有，又，整理得，粒子1、2、3的竖直位移之比为，则粒子1、2、3的电荷量之比为B正确；在竖直方向上有，又，整理得，则粒子1、2、3经过瞬间的竖直速度之比为C错误；电场力做的功为，则电场力对粒子1、2、3做功之比为D正确。
11.答案（1）2（2分）
（2）小于（2分）
（3）（2分）
命题透析 本题考查了机械能守恒定律的验证，考查考生的实验探究能力。
思路点拨 （1）小球静止时，有，小球由释放到最低点的过程，设小球摆动的半径为，若机械能守恒，则有，小球在最低点时，由牛顿第二定律得，解得，当时。
（2）由于空气阻力的影响，小球摆到最低点时速度小于理论值，由可知，小球在最低点时拉力传感器的实际示数小于理论值。
（3）由整理得，若小球的机械能守恒，则图像斜率的绝对值应为。
12.答案（1）如图所示（2分）
（2）逐渐减小（2分）
（3）12（12.0，2分）
（4）6（6.0，2分）1（1.0，2分）
说明：（1）连错一根即不得分；（4）答6.1亦对。
命题透析 本题考查了电源电动势和内阻的测量，考查考生设计实验的能力。
思路点拨 （1）电压表测两端的电压，电压表测路端电压，如图所示。
（2）由电路图可知，电阻箱的阻值逐渐减小时，回路的总电流逐渐增大，则定值电阻两端的电压逐渐增大，电压表的读数逐渐增大；电源内阻分得的电压逐渐增大，则由闭合电路欧姆定律可知电压表的读数逐渐减小。
（3）定值电阻和电阻箱串联，则由串联电路的特点可知电流处处相等，则，整理得，当时，，所以图像在纵轴的截距为1.0，图像的斜率为，又由图像可知，解得。
（4）由题图1所示电路图结合闭合电路欧姆定律得，整理得结合图4得解得，图线的斜率为，由题图4可知解得，。
13.命题透析 本题考查了非纯电阻电路的计算，考查考生的推理能力。
思路点拨 （1）当电动势为内阻为的电源接入电路时由欧姆定律得，代入数据解得定值电阻的阻值为（1分）
由闭合电路欧姆定律
得（1分）
解得电动机的内阻为（1分）
（2）当电动势为内阻为的电源接入电路时
由欧姆定律可得电路中的电流，
解得（1分）
电源的输出功率为（2分）
（3）电动机刚好正常工作时，电动机两端的电压为
，
解得（1分）
电动机消耗的电功率为（1分）
电动机内阻消耗的电功率为（1分）
电动机输出的机械功率为
则电动机正常工作时的效率为，
解得………（1分）
14.命题透析 本题考查了带电粒子在电场中的运动，考查考生构建物理模型的能力和科学思维。
思路点拨 （1）粒子在矩形区域中做类平抛运动，离开矩形区域后做匀速直线运动，由于粒子在水平方向不受外力的作用，则粒子在水平方向始终做匀速直线运动，则有……（1分）
解得（1分）
（2）设粒子在电场中的运动时间为，加速度为，粒子离开矩形区域瞬间的速度与水平方向的夹角为
由牛顿第二定律得……（1分）
粒子在矩形区域中做类平抛运动，则水平方向有
竖直方向的位移为…………（1分）
整理得
粒子离开电场瞬间的竖直速度为（1分）
又，
且由几何关系得（1分）
联立解得
（1分）
说明：直接用相似比求出偏移量也给分，但要有必要的文字说明。
（3）由题意可知，粒子由到做类斜抛运动，竖直向上做匀减速直线运动，水平方向做匀速直线运动，设粒子的速度与水平方向的夹角为
粒子射入电场时水平和竖直方向的速度分别为（1分）
则粒子在矩形区域运动的时间为（1分）
则粒子在竖直方向上（1分）
竖直方向的位移为（1分）
联立解得（1分）
说明：或用逆向思维，为反方向的类平抛运动，速度正切值为位移正切值2倍，再求出，进而得，亦对。
15.命题透析 本题考查了带电体在复合场中的运动，考查考生构建物理模型的能力和科学思维。
思路点拨 （1）滑块带负电，则滑块在电势高处的电势能小，由图可知滑块在点的电势最高，则滑块在点的电势能最小
两点的电势差为……………（1分）
又
解得1分）
滑块最小的电势能为（1分）
代人数据解得（1分）
（2）滑块所受的电场力大小为
摩擦力大小为（1分）
滑块在段做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得（1分）
解得（1分）
由位移公式，滑块在点的速度为（1分）
代入数据解得
由牛顿第二定律得
（1分）
整理得
解得
由牛顿第三定律得滑块在点对轨道的压力大小为（1分）
（3）滑块由到的过程，由动能定理得
……（1分）
解得
滑块离开点后做匀减速直线运动
竖直方向分速度为，水平方向分速度为……（1分）
由速度公式得（1分）
则（1分）
（1分）
解得（1分）