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河北省邢台市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题
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这是一份河北省邢台市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题，共8页。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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？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．第五代移动通信技术简称，应用频段的无线电波传送信号，将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波谱的说法正确的是（ ）
A．红外线的波长比无线电波的波长更长
B．遥控器是利用无线电波工作的
C．X射线的频率比射线的频率大
D．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒
2．如图所示，带有光滑四分之一圆弧轨道的物体静止在光滑的水平面上，将一小球（视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．小球下滑过程中，小球的机械能守恒
B．小球下滑过程中，小球和物体组成的系统机械能守恒
C．小球下滑过程中，小球和物体组成的系统动量守恒
D．小球下滑过程中，圆弧轨道对小球的弹力不做功
3．交流发电机模型如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动，从线圈平面与磁场垂直时开始计时，已知线圈转动的角速度，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生余弦变化规律的交变电流
B．时，线圈位于中性面
C．时，穿过线圈的磁通量变化率最大
D．时，线圈的感应电动势最大
4．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接。现将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈a的磁通量减小
B．从上往下看，线圈a中将产生逆时针方向的感应电流
C．线圈a有扩大的趋势
D．螺线管b对线圈a有吸引作用
5．如图所示，某空间存在水平向右的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场（图中未画出），一质量为m的带正电粒子恰能以速度v沿图中虚线所示的轨迹做直线运动，粒子的运动轨迹与水平方向的夹角为，匀强电场的电场强度大小为E，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的方向垂直纸面向外
B．匀强磁场的磁感应强度大小为
C．粒子的电荷量为
D．若粒子运动过程中磁场突然消失，则粒子可能做匀减速直线运动
6．如图所示，圆形单匝线圈a和正三角形单匝线圈b用完全相同的均匀电阻丝制成，线圈b与线圈a的周长相等，将它们放置在同一匀强磁场中，让线圈a绕其直径匀速转动，线圈b绕其对称轴匀速转动，线圈a和线圈b的转轴均和磁场方向垂直，两线圈转动的角速度相同，则两线圈消耗的电功率之比为（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，在原、副线圈的回路中均接有阻值相同的电阻R，原线圈回路接在电压有效值为的正弦交流电源上，则下列判断正确的是（ ）
A．原线圈的输入电压为
B．原、副线圈中交流电的频率之比为2：1
C．电压表的示数为
D．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为4：1
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。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．LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（ ）
A．电容器上极板带负电B．电路中的电场能正在增大
C．电路中的电流方向为由a到bD．电容器两极板间的电场强度正在减小
9．如图所示，小球A、B均可视为质点，先将小球A从距离水平地面高度处由静止释放，A球释放后将小球B从同一位置由静止释放，A球与地面碰撞后以原速率反弹，并立即与B球发生碰撞，碰后B球的速度大小为，方向竖直向上，A球与地面碰撞的时间为，A球与B球发生碰撞的时间极短可忽略不计。A球的质量为，B球的质量为，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．A球与B球发生碰撞的过程中，B球对A球的冲量与A球对B球的冲量相同
B．A球与地面碰撞的过程中，地面对A球的平均作用力为
C．A球与B球碰撞后瞬间，A球的速度大小为
D．A球与B球发生的碰撞是弹性碰撞
10．回旋加速器的工作原理如图所示，和是两个相同的半圆形中空金属盒，金属盒的半径为R，它们之间接交变电源，加速电压为，两个D形盒处于与盒面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从金属盒的A点由静止释放，带电粒子在回旋加速器中多次加速后最终从D形盒的边缘射出，粒子在电场中的加速时间不计，且不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A．粒子射出时的动能与加速电压成正比
B．仅增大，粒子在加速器中运动的时间变短
C．粒子从D形盒的边缘射出时的速度大小为
D．交变电源的频率为
三、非选择题：共54分。
11．（6分）熊同学正在做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，该同学使用的可拆变压器如图所示。
（1）为了减少涡流的影响，实验用的变压器铁芯是__________。
A．由彼此绝缘的铜片叠成的B．由彼此绝缘的硅钢片叠成的
C．整块硅钢铁芯D．整块不锈钢铁芯
（2）该同学将正弦交流电源接在原线圈的“0”和“14”两个接线柱上，用（交流）电压表测得副线圈的“1”和“4”两个接线柱之间的电压为，若实验用的变压器为理想变压器，则输入电压的有效值应为__________V，该同学对比后发现实际输入的正弦交流电源的有效值__________（填“大于”或“小于”）理论值，认真分析后发现是漏磁导致的。
12．（9分）熊同学正在测量一节干电池的电动势和内阻，该同学设计的实验电路图如图甲所示，实验室提供的电流表和电压表都是双量程的，提供了两个滑动变阻器待选，分别为滑动变阻器（阻值范围为，允许通过的最大电流为）和滑动变阻器（阻值范围为，允许通过的最大电流为）。
（1）为了调节方便，测量精度更高，实验中电流表应选用的量程为__________A（填“”或“”），电压表应选用的量程为__________V（填“”或“”），滑动变阻器应选用__________（填“”或“”）。
（2）该同学正确连接电路并正确操作，实验中多次改变滑动变阻器的阻值，读出电流表和电压表的示数，得到多组数据，根据实验数据描绘制得的图线如图乙所示。由此可知这个干电池的电动势__________V，内阻__________。（计算结果均保留两位小数）
13．（10分）如图所示，第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴上的M点以速度垂直于x轴射入磁场，从y轴上的N点射出时速度方向与y轴正方向的夹角，M点和原点O间的距离为d，不计粒子受到的重力。求：
（1）匀强磁场磁感应强度B的大小；
（2）粒子在第一象限内运动的时间t。
14．（12分）如图所示，P为固定的竖直挡板，质量的长木板A静置于光滑水平面上（A的上表面略低于挡板P下端），质量的小物块B（可视为质点）以水平初速度从A的左端向右滑上A的上表面，经过一段时间A、B第一次达到共同速度，此时B恰好未从A上滑落，一段时间后B与挡板P发生了弹性碰撞。B与挡板P发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，已知A、B间的动摩擦因数，重力加速度大小。求：
（1）木板A的长度L；
（2）A、B第二次达到共同速度时B离A左端的距离。
15．（17分）如图所示，固定光滑绝缘斜面与水平面的夹角，斜面所在空间存在两个相邻且互不影响的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，磁场边界水平，磁场Ⅰ的方向垂直斜面向里、磁感应强度大小，磁场Ⅱ的方向垂直斜面向外、磁感应强度大小，磁场Ⅰ、Ⅱ的宽度均为。现有一边长也为、电阻的正方形闭合导线框abcd从距磁场Ⅰ上边界处由静止释放，已知线框ab边刚进入磁场Ⅰ时线框恰好做匀速直线运动，进入磁场Ⅱ经一段时间后，在ab边未出磁场Ⅱ区域下边界之前线框又做匀速直线运动，整个线框在穿过磁场区域的过程中，ab边始终水平，取重力加速度大小。求：
（1）线框abcd的质量m；
（2）线框ab边刚到达磁场Ⅱ下边界时 线框的速度大小；
（3）线框从开始运动至ab边刚到达磁场Ⅱ下边界的过程中，线框内产生的焦耳热Q。
邢台市2023—2024学年高二（上）期末测试
物理参考答案
1．D2．B3．D4．B5．B6．A7．C8．AD9．BD10．BC
11．（1）B（2分）（2）35（或35.0）（2分） 大于（2分）
12．（1）（1分） （1分） （2分）
（2）1.42（2分） 0.70（3分）
13．解：（1）设粒子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动，
根据几何关系有（2分）
粒子受到的洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有（1分）
解得。（2分）
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期（2分）
粒子在第一象限内运动的时间（2分）
解得。（1分）
14．解：（1）设A、B第一次共速时速度大小为，
根据物块和木板组成的系统动量守恒，有（2分）
根据能量守恒定律有（2分）
解得。（2分）
（2）物块第一次与挡板碰撞后的速度大小不变、方向向左，
设二者第二次碰撞前共速的速度大小为，取向右为正方向，
根据动量守恒定律有（2分）
根据能量守恒定律有（2分）
此时物块距木板左端的距离（1分）
解得。（1分）
15．解：（1）线框由静止开始做匀加速运动，设加速度大小为a，线框ab边到达磁场Ⅰ上边界时速度为，
根据牛顿第二定律有（1分）
根据运动学公式有（1分）
线框ab边进入磁场Ⅰ边界切割磁感线产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律有（1分）
根据闭合电路欧姆定律有（1分）
线框ab边受到的安培力大小（1分）
线框ab边刚进入磁场Ⅰ时恰好做匀速直线运动，根据受力平衡有（1分）
解得。（1分）
（2）当ab边进入磁场Ⅱ后，线框再次匀速运动时的速度为，
线框ab边和cd边同时切割磁感线，产生同方向感应电流，
此时回路的感应电动势（1分）
此时线框abcd中的电流（1分）
线框ab边和cd边同时受到沿斜面向上的安培力，
由受力平衡可得（2分）
解得。（1分）
（3）从线框开始运动到ab边刚到达磁场Ⅱ下边界的过程中，
设安培力做的功为，根据动能定理有（2分）
根据功能关系有（1分）
解得。（2分）
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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？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．第五代移动通信技术简称，应用频段的无线电波传送信号，将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波谱的说法正确的是（ ）
A．红外线的波长比无线电波的波长更长
B．遥控器是利用无线电波工作的
C．X射线的频率比射线的频率大
D．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒
2．如图所示，带有光滑四分之一圆弧轨道的物体静止在光滑的水平面上，将一小球（视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．小球下滑过程中，小球的机械能守恒
B．小球下滑过程中，小球和物体组成的系统机械能守恒
C．小球下滑过程中，小球和物体组成的系统动量守恒
D．小球下滑过程中，圆弧轨道对小球的弹力不做功
3．交流发电机模型如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动，从线圈平面与磁场垂直时开始计时，已知线圈转动的角速度，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生余弦变化规律的交变电流
B．时，线圈位于中性面
C．时，穿过线圈的磁通量变化率最大
D．时，线圈的感应电动势最大
4．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接。现将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈a的磁通量减小
B．从上往下看，线圈a中将产生逆时针方向的感应电流
C．线圈a有扩大的趋势
D．螺线管b对线圈a有吸引作用
5．如图所示，某空间存在水平向右的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场（图中未画出），一质量为m的带正电粒子恰能以速度v沿图中虚线所示的轨迹做直线运动，粒子的运动轨迹与水平方向的夹角为，匀强电场的电场强度大小为E，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的方向垂直纸面向外
B．匀强磁场的磁感应强度大小为
C．粒子的电荷量为
D．若粒子运动过程中磁场突然消失，则粒子可能做匀减速直线运动
6．如图所示，圆形单匝线圈a和正三角形单匝线圈b用完全相同的均匀电阻丝制成，线圈b与线圈a的周长相等，将它们放置在同一匀强磁场中，让线圈a绕其直径匀速转动，线圈b绕其对称轴匀速转动，线圈a和线圈b的转轴均和磁场方向垂直，两线圈转动的角速度相同，则两线圈消耗的电功率之比为（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，在原、副线圈的回路中均接有阻值相同的电阻R，原线圈回路接在电压有效值为的正弦交流电源上，则下列判断正确的是（ ）
A．原线圈的输入电压为
B．原、副线圈中交流电的频率之比为2：1
C．电压表的示数为
D．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为4：1
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。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．LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（ ）
A．电容器上极板带负电B．电路中的电场能正在增大
C．电路中的电流方向为由a到bD．电容器两极板间的电场强度正在减小
9．如图所示，小球A、B均可视为质点，先将小球A从距离水平地面高度处由静止释放，A球释放后将小球B从同一位置由静止释放，A球与地面碰撞后以原速率反弹，并立即与B球发生碰撞，碰后B球的速度大小为，方向竖直向上，A球与地面碰撞的时间为，A球与B球发生碰撞的时间极短可忽略不计。A球的质量为，B球的质量为，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．A球与B球发生碰撞的过程中，B球对A球的冲量与A球对B球的冲量相同
B．A球与地面碰撞的过程中，地面对A球的平均作用力为
C．A球与B球碰撞后瞬间，A球的速度大小为
D．A球与B球发生的碰撞是弹性碰撞
10．回旋加速器的工作原理如图所示，和是两个相同的半圆形中空金属盒，金属盒的半径为R，它们之间接交变电源，加速电压为，两个D形盒处于与盒面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从金属盒的A点由静止释放，带电粒子在回旋加速器中多次加速后最终从D形盒的边缘射出，粒子在电场中的加速时间不计，且不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A．粒子射出时的动能与加速电压成正比
B．仅增大，粒子在加速器中运动的时间变短
C．粒子从D形盒的边缘射出时的速度大小为
D．交变电源的频率为
三、非选择题：共54分。
11．（6分）熊同学正在做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，该同学使用的可拆变压器如图所示。
（1）为了减少涡流的影响，实验用的变压器铁芯是__________。
A．由彼此绝缘的铜片叠成的B．由彼此绝缘的硅钢片叠成的
C．整块硅钢铁芯D．整块不锈钢铁芯
（2）该同学将正弦交流电源接在原线圈的“0”和“14”两个接线柱上，用（交流）电压表测得副线圈的“1”和“4”两个接线柱之间的电压为，若实验用的变压器为理想变压器，则输入电压的有效值应为__________V，该同学对比后发现实际输入的正弦交流电源的有效值__________（填“大于”或“小于”）理论值，认真分析后发现是漏磁导致的。
12．（9分）熊同学正在测量一节干电池的电动势和内阻，该同学设计的实验电路图如图甲所示，实验室提供的电流表和电压表都是双量程的，提供了两个滑动变阻器待选，分别为滑动变阻器（阻值范围为，允许通过的最大电流为）和滑动变阻器（阻值范围为，允许通过的最大电流为）。
（1）为了调节方便，测量精度更高，实验中电流表应选用的量程为__________A（填“”或“”），电压表应选用的量程为__________V（填“”或“”），滑动变阻器应选用__________（填“”或“”）。
（2）该同学正确连接电路并正确操作，实验中多次改变滑动变阻器的阻值，读出电流表和电压表的示数，得到多组数据，根据实验数据描绘制得的图线如图乙所示。由此可知这个干电池的电动势__________V，内阻__________。（计算结果均保留两位小数）
13．（10分）如图所示，第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴上的M点以速度垂直于x轴射入磁场，从y轴上的N点射出时速度方向与y轴正方向的夹角，M点和原点O间的距离为d，不计粒子受到的重力。求：
（1）匀强磁场磁感应强度B的大小；
（2）粒子在第一象限内运动的时间t。
14．（12分）如图所示，P为固定的竖直挡板，质量的长木板A静置于光滑水平面上（A的上表面略低于挡板P下端），质量的小物块B（可视为质点）以水平初速度从A的左端向右滑上A的上表面，经过一段时间A、B第一次达到共同速度，此时B恰好未从A上滑落，一段时间后B与挡板P发生了弹性碰撞。B与挡板P发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，已知A、B间的动摩擦因数，重力加速度大小。求：
（1）木板A的长度L；
（2）A、B第二次达到共同速度时B离A左端的距离。
15．（17分）如图所示，固定光滑绝缘斜面与水平面的夹角，斜面所在空间存在两个相邻且互不影响的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，磁场边界水平，磁场Ⅰ的方向垂直斜面向里、磁感应强度大小，磁场Ⅱ的方向垂直斜面向外、磁感应强度大小，磁场Ⅰ、Ⅱ的宽度均为。现有一边长也为、电阻的正方形闭合导线框abcd从距磁场Ⅰ上边界处由静止释放，已知线框ab边刚进入磁场Ⅰ时线框恰好做匀速直线运动，进入磁场Ⅱ经一段时间后，在ab边未出磁场Ⅱ区域下边界之前线框又做匀速直线运动，整个线框在穿过磁场区域的过程中，ab边始终水平，取重力加速度大小。求：
（1）线框abcd的质量m；
（2）线框ab边刚到达磁场Ⅱ下边界时 线框的速度大小；
（3）线框从开始运动至ab边刚到达磁场Ⅱ下边界的过程中，线框内产生的焦耳热Q。
邢台市2023—2024学年高二（上）期末测试
物理参考答案
1．D2．B3．D4．B5．B6．A7．C8．AD9．BD10．BC
11．（1）B（2分）（2）35（或35.0）（2分） 大于（2分）
12．（1）（1分） （1分） （2分）
（2）1.42（2分） 0.70（3分）
13．解：（1）设粒子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动，
根据几何关系有（2分）
粒子受到的洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有（1分）
解得。（2分）
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期（2分）
粒子在第一象限内运动的时间（2分）
解得。（1分）
14．解：（1）设A、B第一次共速时速度大小为，
根据物块和木板组成的系统动量守恒，有（2分）
根据能量守恒定律有（2分）
解得。（2分）
（2）物块第一次与挡板碰撞后的速度大小不变、方向向左，
设二者第二次碰撞前共速的速度大小为，取向右为正方向，
根据动量守恒定律有（2分）
根据能量守恒定律有（2分）
此时物块距木板左端的距离（1分）
解得。（1分）
15．解：（1）线框由静止开始做匀加速运动，设加速度大小为a，线框ab边到达磁场Ⅰ上边界时速度为，
根据牛顿第二定律有（1分）
根据运动学公式有（1分）
线框ab边进入磁场Ⅰ边界切割磁感线产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律有（1分）
根据闭合电路欧姆定律有（1分）
线框ab边受到的安培力大小（1分）
线框ab边刚进入磁场Ⅰ时恰好做匀速直线运动，根据受力平衡有（1分）
解得。（1分）
（2）当ab边进入磁场Ⅱ后，线框再次匀速运动时的速度为，
线框ab边和cd边同时切割磁感线，产生同方向感应电流，
此时回路的感应电动势（1分）
此时线框abcd中的电流（1分）
线框ab边和cd边同时受到沿斜面向上的安培力，
由受力平衡可得（2分）
解得。（1分）
（3）从线框开始运动到ab边刚到达磁场Ⅱ下边界的过程中，
设安培力做的功为，根据动能定理有（2分）
根据功能关系有（1分）
解得。（2分）
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