博爱县2023-2024学年高二上学期11月期中考试
物 理
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚；
2.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，在试卷上作答无效；
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.如图所示，将弹性小球以10 m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出，小球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时，向上的速度为7 m/s，小球从A点到B点共用时0.3s，则此过程中（ ）
A.小球通过的路程为17m
B.发生的位移大小为0.5m，方向竖直向下
C.速度变化量的大小为3 m/s，方向竖直向下
D.小球平均速度的大小为8.5 m/s，方向竖直向下
2.英语听力磁带盒的示意图如图所示，A、B为缠绕磁带的两个轮子，其半径均为r。当放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径。现在进行倒带，使磁带绕到A轮上，可以认为此过程A轮是主动轮，B轮是从动轮，主动轮的角速度不变。经测定磁带全部绕到A轮上需要的时间为t，当B轮的角速度也为时所用的时间记为，此时磁带的线速度记为，磁带厚度均匀，则下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
3.最近，我国推出全球首款支持卫星通话的智能手机，该手机的卫星通信功能可以让我们在无信号环境下，通过“天通一号”卫星与外界进行联系。“天通一号”卫星位于36000公里距离的地球同步轨道，单颗卫星可以覆盖地球的面积，目前我国已发射有“天通一号”01、02、03卫星。关于该系列卫星，下列说法正确的是（ ）
A.不同质量的“天通一号”卫星轨道半径不相等
B.它们的运行速度都大于7.9km/s
C.它们可以在北京的上空保持相对静止
D.它们距地面的高度约为地球半径的5倍，则其向心加速度约为地面上物体的重力加速度的
4.如图所示，空间立方体的棱长为a，O、P分别为立方体上下表面的中心，在两条竖直边MN和FG的中点处分别固定甲和乙两个带电荷量均为q的负点电荷，上下表面中心连线OP所在直线上O点的上方有一点S（图中未画出），S到O点的距离为r，电子的电荷量为e，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A.重力不计、比荷为的电荷沿OP所在直线运动时，在O和P点的加速度最大，最大值为
B.在S点固定一个电荷量为4q的负电荷，当时， O点的电场强度恰好等于零
C.在S点固定一个电荷量为4q的负电荷，无论r为何值，比荷为的电荷在M点的电势能总大于在F点的电势能
D.在立方体所在空间加一方向竖直向上、电场强度为E的匀强电场，将一电子由M移动到G时，电子的电势能减少了
5.某同学根据查阅到的某种热敏电阻的特性曲线（如图1），设计了图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中，为热敏电阻，为可变电阻，控制系统可视作的电阻，电源的电动势，内阻不计。当通过控制系统的电流小于时，加热系统将开启，为恒温箱加热；当通过控制系统的电流等于时，加热系统将关闭。下列说法正确的是（ ）
A.若要使恒温箱内温度保持20℃，应将调为
B.若要使恒温箱内温度升高，应将增大
C.若恒温箱内温度降低，通过控制系统的电流将增大
D.保持不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化
6.如图所示，在等腰直角三角形ABC的顶点上固定着三根互相平行的长直导线A、B、C，三导线中通入的电流大小相同，其中导线A、C中的电流垂直平面向外，导线B中的电流垂直平面向里。在该区域加上一个磁感应强度大小为的匀强磁场（未画出），此时斜边BC中点O处的磁感应强度恰为零。如果撤去匀强磁场和导线C，则O点的磁感应强度的大小和方向分别为（ ）
A.，方向由A指向C B.，方向由C指向A
C.，方向由B指向A D.，方向由A指向B
7.如图所示，可视为质点、质量的物块用长的细绳拴接放在水平转盘上，细绳的另一端固定在通过转盘轴心的竖直杆上，细绳刚好伸直且与竖直方向的夹角。已知物块与转盘之间的动摩擦因数，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，，.现让整个装置由静止开始缓慢的加速转动起来，则下列说法正确的是（ ）
A.整个过程中，细绳的拉力不可能为零
B.从开始转动到细绳对物块刚好有作用力的过程中，转盘对物块所做的功为1.5 J
C.当转盘的转速为时，物块刚好与转盘分离
D.从开始转动到物块刚好与转盘分离的过程中，合外力对物块的冲量为
8.如图所示，两足够大的金属板P、Q水平放置，两金属板正中间有一水平放置的接地金属网G，金属板P、Q的电势均为（>0）。金属网G上方固定着比荷均为k的两带正电粒子a、b，它们到金属网G的距离均为h。某时刻将粒子a以水平速度v0向右抛出，同时粒子b由静止释放，若粒子a从开始运动到第一次通过金属网G时水平位移为2h，一段时间后两粒子相遇，相遇时粒子b的速度大小为v0。两粒子的重力及它们间的相互作用可忽略，两粒子在两板间运动时不会与金属网G相撞。下列说法正确的是（ ）
A.粒子b的最大速度为v0
B.金属板P、Q间的距离为
C.粒子a、b初始位置之间的距离可能为10h
D.若增大粒子a的初速度，粒子a、b有可能不相遇
9.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时（未到 a），下列说法正确的是（ ）
A.定值电阻R2的电功率减小
B.电压表和电流表的示数都减小
C.电压表的示数增大，电流表的示数减小
D.R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值
10.据报道ACF极限缓震材料，是一种集缓冲、减震、吸能于一身的高分子高性能材料，能吸收90%以上的机械能并瞬间把它转化为不明显的热能。为了验证该报道，某同学找来一个ACF缓震材料置于水平地面，将质量为m的钢球置于缓震材料上方H1处静止释放，通过相机测出钢球与缓震材料的接触时间为t及钢球反弹的最大高度H2，假设钢球始终在竖直方向上运动，则下列说法正确的是（ ）
A.冲击时机械能转为热能百分比为
B.冲击时机械能转为热能百分比为
C.钢球与缓震材料接触过程中，始终处于超重状态
D.缓震材料受到钢球的平均冲力为
二、非选择题：本题共6小题，共70分。
11.（9分）某同学利用如图所示的斜槽轨道和两个由相同材料制成、表面粗糙程度相同的滑块A、B做“验证动量守恒定律”的实验，斜槽轨道由倾斜轨道和平直轨道组成，两部分间由一段圆弧平滑连接，在平直轨道上一侧固定有刻度尺，其操作步骤如下：
①将斜槽轨道放置在水平桌面上；
②用天平测得A、B两个滑块的质量分别为m1、m2；
③不放滑块B，使滑块A从倾斜轨道顶端P点由静止释放，滑块A最终静止在平直轨道上，记下滑块A静止时其右侧面对应的刻度x1；
④把滑块B放在平直轨道上，记下其左侧面对应的刻度x0；
⑤让滑块A仍从倾斜轨道顶端P点由静止释放，滑块A与滑块B发生碰撞后最终均静止在平直轨道上，记下最终滑块B静止时其左侧面对应的刻度x2、滑块A静止时其右侧面对应的刻度x3。
（1）实验中，必须满足的条件是 。
A.倾斜轨道必须光滑
B.平直轨道必须水平
C.滑块A的质量应大于滑块B的质量
D.同一组实验中，滑块A静止释放的位置可以不同
（2）实验中滑块A碰撞前的速度大小v0与 成正比。
A. B. C. D.
（3）若关系式 成立，则可得出结论：滑块A、B碰撞过程中动量守恒，若要进一步验证滑块A、B的碰撞是否为弹性碰撞，则应满足的关系式为： 。（均用给定的物理量符号表示）
12.（6分）为观察电荷在导体上的分布规律，将一个大的导体安放在绝缘支架上，并使导体带上负电荷，如图所示.用带绝缘柄的小验电球P依次接触导体上的名点，再与不带电的验电器接触，通过验电器金属箔片的张角判断各点的带电情况.主要实验步骤如下：
①用P接触导体上的A点，再与不带电的验电器接触﹐发现验电器的金属箔片张角较小；
②用P接触导体上的B点，再与不带电的验电器接触﹐发现验电器的金属箔片张角较大；
③用P接触导体的尖端C点，再与不带电的验电器接触，发现验电器的金属箔片张角最大.由此可以确定：（1）电荷在导体表面的分布是不均匀的；突出的位置，电荷分布比较 ；平坦的位置，电荷分布比较 .（均选填“密集”或“稀疏”）
（2）比较导体上A、B、C三点附近电场强度的大小，其中电场强度最大的是 点附近，电场强度最小的是 点附近.（均选填“A”“B”或“C”）
13.（10分）在如图所示的电路中，，两端的电压，电压表和电流表均为理想电表。电路稳定后，求：
（1）电流表、电压表的示数；
（2）电容器极板所带的电荷量。
14.（12分）如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、方向竖直向下、电场强度大小为的匀强电场，在虚线PQ右侧距离为L处有一竖直放置的屏。现将一带电量为、质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，最后打在右侧屏上的K点（图中未画出）。已知A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，O为垂足，不计带电粒子的重力，求：
（1）带电粒子到MN的速度大小；
（2）若，带电粒子离开电场时的速度；
（3）调节的大小可使K点在屏的位置发生变化，由于实际生产的需要，现要保证K点到O点的距离d满足，此条件下的范围。
15.（15分）如图所示，电源电动势E=12 V，内阻r=1，电阻R1=2，R2=3，R3=7.5，电容器的电容C=3μF。开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试求：
（1）S断开时，R2两端的电压；
（2）S合上，电路稳定后电容器两端的电压；
（3）这一过程中通过电流表的电荷量和流过电流表的电流方向（回答向上或向下）。
16.（18分）如图所示，粗细均匀的光滑直杆竖直固定在地面上，一根轻弹簧套在杆上，下端与地面连接，上端连接带孔的质量为的小球B并处于静止状态，质量为的小球A套在杆上，在B球上方某一高度处由静止释放，两球碰撞后粘在一起。当A、B一起上升到最高点时，A、B的加速度大小为，为重力加速度，弹簧的形变总在弹性限度内，已知弹簧的弹性势能表达式为，其中为弹簧的劲度系数、为弹簧的形变量，A，B两球均可视为质点。求：
（1）小球A开始释放的位置离B球的距离；
（2）两球碰撞后，弹簧具有的最大弹性势能；
（3）若将A球换成C球，C球从A球开始静止的位置由静止释放，C、B发生弹性碰撞，碰撞后立即取走C球，此后B球上升的最大高度与A、B一起上升的最大高度相同，则C球的质量多大。
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物理 参考答案
一、选择题
1.答案：B
解析：A.小球通过的路程为
A错误；
B.小球的位移指初末位置有向线段，大小为0.5m方向竖直向下，B正确；
C.速度变化量
方向竖直向上，C错误；
D.平均速度
方向竖直向下，D错误。
选B。
2.答案：C
解析：AB：磁带的总长度不变，磁带对应的圆环面积不变，设当两轮角速度相等时磁带的半径为，有，解得，则，AB错误；
CD：此过程中磁带的线速度随时间均匀增加，则，解得，C正确，D错误。选C。
3.答案：D
解析：A.“天通一号”卫星位于36000公里距离的地球同步轨道，所以轨道半径都一样，与卫星质量无关，选项A错误；
B.根据
可得地球卫星的环绕速度大小
可知第一宇宙速度7.9km/s是近地卫星的环绕速度，也是地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，从表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，选项B错误；
C.它们若在除赤道所在平面外的任意点实现了“同步”，那它们的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，所以同步卫星不可能经过北京的正上空，选项C错误；
D.根据万有引力提供向心力得
根据地球表面万有引力等于重力得
由以上两等式得，所以它们的向心加速度约为地面上物体的重力加速度的，选项D正确。选D。
4.答案：A
解析：A.如图所示，连接甲乙，设OP所在直线上某点Q（图中未画出）与甲乙连线的夹角为θ，甲乙两电荷间的距离为L，利用点电荷电场场强决定式和平行四边形定则可求出Q点电场强度大小的表达式为
令，则有
解得当
时该点的场强最大，将代入以上关系式可求得最大值为
作图如图所示
根据几何关系可求Q点到甲乙连线中点的距离为
可见Q点跟O点重合，可知在甲乙等量同种电荷电场中O、P两点的场强最大，最大值为
根据牛顿第二定律可求得比重力不计、比荷为的电荷沿OP所在直线运动时，在O和P点的加速度最大，最大值为，A正确；
B.在S点固定一个电荷量为4q的负电荷，O点的电场强度恰好等于零，有
解得
B错误；
C.在S点固定一个电荷量为4q的负电荷，根据电场的对称性特点可知，无论r为何值，M点和F点的电势总相等，所以比荷为的电荷在M点和F点的电势能总是相等的，C错误；
D.在立方体所在空间加一方向竖直向上、电场强度为E的匀强电场，将一电子由M移动到G，根据对称性可知，甲乙电荷电场中M、G两点电势相等，则所加电场的电场力对电子做正功
所以电子的电势能减少了eEa，D错误。
故选A。
5.答案：B
解析：A.制系统的电流等于时，电路中的总电阻，20℃热敏电阻的阻值为，若要使恒温箱内温度保持20℃，应将调为，A错误；
B.由于加热系统关闭的电流临界值2mA一定，即加热系统关闭的电路中临界的总电阻始终4500Ω。可知若要使恒温箱内保持的温度值升高，即热敏电阻的阻值减小，则必须使增大，B正确；
C.若恒温箱内温度降低，热敏电阻阻值增大，通过控制系统的电流减小，C错误；
D.根据图1可知，恒温箱内的温度与热敏电阻的阻值成线性关系，通过控制系统的电流，可知，通过控制系统的电流大小与热敏电阻的阻值不是线性关系，即保持不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度不是均匀变化，D错误。
6.答案：A
解析：根据几何关系可知，A、B、C三导线在O处产生的磁感应强度大小相等，设为；根据右手螺旋定则可知，B、C两导线在O处产生的磁感应强度方向均垂直于BC向下，A导线在O处产生的磁感应强度方向由O指向C，则A、B、C三导线在O处的合磁感应强度大小为，由于在该区域加上一个磁感应强度大小为的匀强磁场后，O处的磁感应强度恰为零，则有，解得，如果撤去匀强磁场和导线C，剩下A导线在O处产生的磁感应强度方向由O指向C，大小为，B导线在O处产生的磁感应强度方向垂直于BC向下，大小为，则A、B两导线在O处合磁感应强度大小为，方向由A指向C。
故选A。
7.答案：B
解析：转盘刚开始转动，细绳未硼紧，此时静摩摖力提供向心力，当物块线速度大小为时，静摩擦力达到最大值，根据牛顿第二定律有，从开始运动到细绳中将要出现拉力过程中，设转盘对物块做的功为W，对物块由动能定理可得，联立解得，A错误，B正确；当转盘对物块的支持力恰好为零时，竖直方向有，水平方向有，联立解得，此时转盘的转速大小为，C错误；此时物块的线速度大小为，从开始运动到转盘对物块的支持力刚好为零过程中，设合外力对物块的冲量为I，对物块由动量定理可得，解得，D错误。
8.答案：AC
解析：A.对粒子a到达虚线位置时，水平方向上
竖直方向上
解得
由题意知相遇时粒子b的速度大小也为v0，因此相遇位置必在G板上，此时b粒子的速度最大，最大速度为v0，A正确；
B.根据
且
解得
B错误；
C.由于两粒子在竖直方向上都做往复运动，因此在G板上相遇时应满足
解得
（n=0、1、2…）
当n=2时，粒子a、b初始位置之间的距离为10h，C正确；
D.因两粒子在竖直方向的运动完全相同，则若增大粒子a的初速度，粒子a、b仍能相遇，选项D错误。选AC。
9.答案：BD
解析：A.滑动变阻器的触头由中点滑向a端过程，滑动变阻器接入电阻减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，干路电流增大，则定值电阻R2的电功率增大，故A错误；
BC.根据上述，干路电流增大，根据
可知，电压表示数减小，根据
可知，并联电路两端电压减小，则电流表示数减小，故B正确，C错误；
D.由于
则有
根据上述，干路电流增大，通过电流表的电流减小，可知通过滑动变阻器中的电流增大，则有
，，
可知
即R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值，故D正确。
故选BD。
10.答案：BD
解析：AB.根据题意可知，冲击前钢球的机械能为
冲击后钢球的机械能为
由能量守恒定律可得，转化内能的机械能为
冲击时机械能转为热能百分比为
A错误，B正确；
C.钢球与缓震材料接触过程中，先加速下降再减速下降，然后加速上升，再减速上升，则钢球先失重后超重再失重，C错误；
D.以向上为正方向有，对钢球，根据动量定理有
缓震材料受到钢球的平均冲力为
D正确。选BD。
二、非选择题
11.（9分）答案：C；D；；
解析：（1）[1]A.倾斜轨道不一定必须光滑，只要滑块A到达底端的速度相同即可，A错误；
B.因为两滑块的材料相同，表面的粗糙程度相同，若平直轨道的倾角为θ，由动能定理得
解得
可见平直轨道不水平时，两滑块在轨道上碰撞前后的速度的平方仍与位移成正比，仍可用运动的位移代替速度，B错误；
C.为防止滑块A与滑块B碰后反弹，则滑块A的质量必须大于滑块B的质量，C正确；
D.为保证滑块A每次到达底端的初速度相同，则同一组实验中，滑块A静止释放的位置要相同，D错误。
选C。
（2）[2]对滑块A由动能定理得
可得滑块A碰撞前的速度大小为
即
（3）[3]若滑块A、B碰撞过程中动量守恒，则有
又因为
，，
联立可得
[4]若滑块A、B发生弹性碰撞，则由机械能守恒定律得
联立可得
12.（6分）答案：（1）密集；稀疏（每空1分）；（2）C；A（每空2分）
解析：由于带电导体上尖端处带电量最多，故接触C点时，P带电量最多，故验电球P接触带电导体的 C点，然后接触验电器金属小球时金属箔张开角度最大；
(1)由以上的分析可知，电荷在导体表面的分布是不均匀的.突出的位置，电荷比较密集;平坦的位置，电荷比较稀疏；
(2)同一个带电体，带电越密集处附近的电场强度越大，则比较导体外A、B、C三点附近电场强度的大小，可知其中电场强度最大的是C点附近;电场强度最小的是A点附近。
13.（10分）答案：（1）4.5A，7.5V；（2）
解析：（1）根据电路图可以看出，R2、R3、R4串联后与R1并联，R5上无电流通过，R2、R3、R4串联后与R1并联的等效电阻
由欧姆定律，可得电流表的示数
电压表的示数等于R4两端电压，R4中电流
电压表的示数
（2）电容器两极板之间的电压
电容器极板所带的电荷量
14.（12分）答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）电子从A运动到MN的过程中，根据动能定理得，解得。
（2）由上可知，电子到达MN时的速度，电子从MN到屏的过程做平抛运动，沿AO方向做匀速直线运动，电子到达PQ时有L=vt3，垂直于AO方向做匀加速直线运动，电子到达PQ时的竖直速度vy=a2t3，根据牛顿第二定律可知，此时的加速度为，带电粒子离开电场E2时的速度。
（3）由上可知，电子到达MN时的速度，电子在电场E2中做类平抛运动，设加速度为a2，所用时间为t3，竖直方向侧向位移为y1，射出电场E2时平行电场方向的速度为vy，则在平行于电场方向上，在竖直方向上，在垂直于电场方向有L=vt3
速度vy=a2t3，电子离开PQ后做匀速直线运动直到打到屏幕的K点，设所用时间为t4，竖直方向侧向位移为y2，则有y2=vyt4，又有L=vt4，则电子打到屏幕K点到O点的距离d=y1+y2，联立代入解得，由题意，保证K点到O点的距离d满足2L≤d≤4L
则的范围为。
15.（15分）答案：（1）6 V；（2）3.6 V；（3）2.88×10-5C，S断开时，电流方向向下，S合上，电流方向向上。
解析：（1）根据闭合电路欧姆定律有
R2两端的电压为
（2）S合上，电阻R1与电阻R2先串联再与电阻R3并联，则有
根据闭合电路欧姆定律有
路端电压为
电路稳定后电容器两端的电压等于电阻R1两端电压，则有
（3）S断开时，电容器两端的电压等于电阻R2两端电压，则通过电流表的电荷量为
S合上，通过电流表的电荷量为
则这一过程中通过电流表的电荷量为
S断开时，电流方向向下，S合上，电流方向向上。
16.（18分）答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）开始时，弹簧的压缩量，当A、B一起上升到最高点时，设弹簧的伸长量为，根据牛顿第二定律，解得，设开始时A、B间的距离为，根据机械能守恒定律得，设A、B碰撞后一瞬间，A、B共同速度大小为，根据动量守恒定律有，从碰后一瞬间到上升到最高点，根据机械能守恒定律有，解得。
（2）两球碰撞后，两球运动到最低点时弹簧的弹性势能最大，则从碰撞结束至两球运动到最低点，设小球向下运动的距离为，根据机械能守恒定律，得到，解得，则弹簧具有的最大弹性势能。
（3）设C球的质量为，根据动量守恒定律得，根据机械能守恒定律有，解得，根据题意有，解得 。
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