2023-2024 学年度高二年级上学期期中考试物理学科试卷
班型：北大班 时长：75 分钟 试卷满分：100 分
一、选择题（本部分共 10 题，其中 1-7 题为单选题，每题 4分；8-10 题多选题，每题 6分，
少选得 3分，错选或者多选不得分。共计 46 分）
1．某同学通过实验，描绘出了两个电阻 R1、R2的伏安特性曲线。如图所示，两条图线交于 P点，R2的图
像在 P点的切线与纵轴的交点坐标为 0.4。下列说法正确的是（ ）
A．R1的电阻为 0.5Ω
B．R2的电阻随电压的增大而减小
C．当 U=1V 时，R2与 R1的电阻相等
D．当 U=1V 时，R2的电阻为 10Ω
2．如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计 G 和一个变阻器 R组成，它们中一个是测电压的电
压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（ ）
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电压表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程增大
D．乙表是电压表，R增大时量程减小
3．如图所示塔吊利用电动机竖直向上拉升货物，货物上升的速度为 2m/s，上升的高度为H 20m。电动机
正常工作时，输入电压为 220V，输入电流为 10A。不计电动机的摩擦损耗，已知电动机提升货物体的效率
（电功机的输出功率与输入功率之比）为 75%，忽略空气阻力的影响，（g取10m / s2 ）则（ ）
A．货物的质量为87.5kg
B．电动机线圈的电阻为 22Ω
C．电动机输入功率为 1650W
D．电动机消耗的总电能为 2.2 104 J
4．如图所示，一质量为 2kg 的物体只在力 F的作用下由静止开始运动，则下列说法正确的是（ ）
A．0~4s 内力 F的冲量为 4kg·m/s
B．2s 末物体的速度方向改变
C．4s 末物体回到出发点
D．6s 末物体的速度大小为 1m/s
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5．在光滑水平地面上有静止的物体 A 和 B，两物体间有压紧的轻质弹簧。A 的质量是 B 的 3 倍。把连接物
体的细绳剪断，弹簧恢复原长时（ ）
1
A．A 受到的合力大于 B 受到的合力 B．A 的速率是 B 的速率的
3
C．A 的加速度大于 B 的加速度 D．A 的动量是 B 的动量的 3 倍
6．如图所示，圆上 a、b、c、d、e、f六点将圆 6 等分，该空间有平行于圆面的匀强磁场，圆心处有一长直
电流，电流方向垂直于圆面向里。若 b点磁感应强度为零，则 a、d两点磁感应强度大小的比值为（ ）
Ba 3 B 3 B B 1A． B． a C a． 2 D a． Bd Bd 3 Bd Bd 2
7．水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为 4.0 kg 的静止物
块以大小为 5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速
度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为 5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。
总共经过 8 次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于 5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰
面的摩擦力，该运动员的质量可能为（ ）
A．48 kg B．50 kg C．51kg D．58kg
8．下列说法正确的是（ ）
A．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
B．杀菌用的紫外灯属于电磁波应用于医用器械
C．闭合回路的磁通量发生变化，该回路一定会产生感应电流。
D．能量子与电磁波的频率成正比
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9．在如图甲所示的电路中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头 P向某一方向移动时，根据电流表A和
电压表V1的测量数据和电流表A和电压表V2的测量数据，描绘出如图乙所示的两条U I图线分别为图线 a
和图线b，则（ ）
A．电源电动势为 2V，内阻为1Ω
B．图线 a和图线b的交点代表滑动变阻器的滑动触头 P滑到
了最左端
C．滑片 P向右滑动时，电源的输出功率增大
D．当滑片 P滑到最左端时，定值电阻 R0 消耗的功率为 4W
10．如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为 M的小车，其左侧有半径为 R的四分之一光滑圆弧轨道
AB，轨道最低点 B与水平轨道 BC相切，整个轨道处于同一竖直平面内。将质量为 m的物块（可视为质点）
从 A点无初速度释放，物块沿轨道滑行至轨道末端 C处恰好没有滑出。重力加速度为 g，空气阻力可忽略
不计。关于物块从 A位置运动至 C位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小车和物块构成的系统动量守恒
m
B．物块从 A位置运动至 C位置时，小车向右运动的距离为 R
M m
C．摩擦力对物块和小车所做的功的代数和为 mgR
D．小车在运动过程中的速度先增大后减小，全程最大速度为
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二、实验题（共 14 分）
11．如图甲所示，用半径相同的 A、B 两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的 A 球从
斜槽上某一固定位置 C由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复
写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作 10 次，得到 10 个落点痕迹，再把质量为m2的 B 球放在
水平轨道末端，让 A 球仍从位置 C由静止滚下，A 球和 B 球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，
重复操作 10 次。如图乙所示，M、P、N为三个落点的平均位置，未放 B 球时，A 球的落点是 P点，O点是
水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。
（1）本实验中，除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还必须使用的两种器材是 。
A．秒表、天平 B．天平、刻度尺
C．秒表、刻度尺 D．天平、打点计时器
（2）下列说法中正确的有 。
A．安装轨道时，轨道末端必须水平
B．实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C．实验过程中，复写纸可以移动，白纸不能移动
D．用半径尽量小的圆把 10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
（3）在某次实验中，测量出两个小球的质量m1、m2记录的落点平均位置 M、N几乎与OP在同一条直线上，
测量出三个落点位置与 O点距离OM 、OP、ON的长度。在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，
则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。（用测量的量表示）
（4）实验中小球斜槽之间存在摩擦力，这对实验结果 （选填“有”或“没有”）影响。
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12．某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有；电流表A 0 0.6A 、电压表V 0 3V 、
滑动变阻器 R1 5Ω,1A 、滑动变阻器 R2 10Ω,2A 、定值电阻R0 为1.0Ω、电键S及导线若干。
利用电路图进行实验，改变滑动变阻器的阻值，根据所测数据画出的U I图线如图所示，则此干电池的电
动势 E V，内阻 r Ω。（均保留两位小数）考虑电表本身电阻对测量结果的影响，实验
所得的电源的电动势的测量值与真实值相比， E E测 真 。（填“<”“＝”或“>”）
三、计算题（共 40 分）
13．（10）假设有一颗质量 m = 0.5kg 的冰雹从 h = 1000m 的高空由静止下落，落地时摔得粉碎（没有反弹），
2
已知冰雹与地面的作用时间 t s。重力加速度 g = 10m/s2，不计空气阻力。求：
100
（1）冰雹落地前瞬间的速度大小；
（2）冰雹与地面作用过程中的平均作用力大小。
14．（12）如图所示的电路中，电容器的电容C 5 10 6μF，定值电阻 R1 1Ω,R2 2Ω,R3 3Ω,R4 6Ω，电
源的电动势 E＝3V、内阻 r＝0.75Ω，电流表 A、电压表 V 均为理想电表，求：
（1）电键K1闭合、K2断开时，电压表的示数及电容器所带的电荷量；
（2）电键K1闭合后，当电键K2由断开到闭合后稳定时，电容器所带的电荷量变化量
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15．（18 分）娱乐场有一种刺激的娱乐活动，装置的简化模型如图所示，在光滑的水平面上停放着一辆质量
为 M=150 kg 的平板车 C，其右端固定一弹性缓冲装置，平板车上表面 Q点到小车左端粗糙，Q点到小车右
端光滑，且粗糙段长为 L=2 m。小车的左端紧靠着一个固定在竖直平面半径为 r=5 m 的四分之一光滑圆弧形
轨道，轨道底端的切线水平且与小车的上表面相平。现有质量为 m1=50 kg 的物体 B 放于小车左端，A 物体
（活动者与滑车）从四分之一圆形轨道顶端 P点由静止滑下，A 的总质量 m2=50 kg。A 滑行到车上立即和物
体 B 结合在一起（结合时间极短），沿平板车向右滑动，一段时间后与平板车达到相对静止，此时他们距 Q
点距离 d=1 m。已知 A 和 B 与小车之间的动摩擦因数相同，重力加速度为 g=10 m/s2，A、B 均可视为质点。
求：
（1）活动者滑到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；
（2）小车的最终速度；
（3）物体 B 与小车之间的动摩擦因数。
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{#{QQABCQAAogiIABBAABgCQQXYCgAQkBGCAIoGwFAEoAIAQBFABAA=}#}2023-2024 学年度高二年级上学期期中考试物理学科答案
1．C【详解】ACD．由图可知R1阻值不变，R2的阻值随着变化的变化而变化，当U 1V时，R1、R2的阻值
1
相等，均为 R 2 故 C 正确，AD 错误；
0.5
1 I
B．根据 可知 I U 图像与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由图知， R2的电阻随电压的增大而R U
增大，故 B 错误。故选 C
2．C【详解】AB．甲是并联电阻起分流作用，为电流表，R增大，分流电流减小，量程变小，故 BA 错误；
CD．乙是串联电阻起分压作用，为电压表，R增大，分压电压变大，量程变大，故 C 正确，D 错误。故选 C。
3．D【详解】A．根据 75 0 0 IU mgv可得货物的质量为 m=82.5kg 选项 A 错误；
B．根据 25 0 IU I 20 r 可得电动机线圈的电阻为 r 5.5 选项 B 错误；
C．电动机输入功率为 P=IU=2200W 选项 C 错误；
H 20
D 4．电动机消耗的总电能为E Pt P 2200 J 2.2 10 J选项 D 正确。故选 D。
v 2
4．D【详解】AB．F-t图像所包围的面积表示力在Δt时间内的冲量，以开始运动的方向为正方向，在 0-4s
内力 F的冲量为 0，0-2s 内 F的冲量为正，根据动量定理可知速度方向为正，故 AB 错误；
C．4s 末物体速度为 0，物体位移最大，故 C 错误；
D．在 0-6s 内，根据动量定理可知 I mv
1 1
合 代入数据有 2 2N s 2 (6 2)N s=mv解得 v 1m/s2 2
则 6s 末物体的速度大小为 1m/s。故选 D。
5．B【详解】AC．两物体受到弹簧的力等大反向，当弹簧恢复原长时，两者的合力均为零，根据牛顿第二
定律 F ma可知，两者的加速度均为零，故 AC 错误。
BD．设物体 A 的质量是3m，物体 B 的质量是m，根据物体 A，B 和弹簧系统动量守恒，可知在弹簧恢复原
1 1
长时，有 pA pB即3mv1 mv2 得 v1 v2所以 A 的速率是 B 的 ，故 B 正确，D 错误。故选 B。3 3
6．B【详解】b点磁感应强度为零，直导线在 b点的磁场竖直向上，大小为 B，则匀强磁场的方向竖直向下，
大小为 B，则 a处的磁场为大小均为 B互成 120°的两个磁场的合磁场大小为 Ba B
d处的磁场为大小均为 B互成 60°的两个磁场的合磁场，大小为 Bd 2Bcos30
3B
a d 3、 两点磁感应强度大小的比值为 Ba :Bd 故选 B。3
7．D
【详解】取运动员速度方向为正方向，设经过 7 次这样推物块后，运动员退行速度的大小为 v7，经过 8 次
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这样推物块后，运动员退行速度的大小为 v8。根据动量定理，物块每次碰撞挡板前后，挡板对物块的冲量
为 I 2mv、对物块和运动员组成的系统，根据动量定理7I mv Mv7、8I mv Mv8
根据题意 v7 5m/s、 v8 5m/s代入数据解得52kg M 60kg 故选 D。
8．BCD【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场（电场）产生恒定的电场（磁场），A 错误；
B．紫外线属于电磁波，是电磁波在医学上的应用，故 B 正确。
C．闭合回路的磁通量发生变化，该回路一定会产生感应电流。故 C 正确。
D．根据E h 能量子与电磁波的频率成正比，D正确。
9．BD【详解】A．由电路结合图像可知，图像 a是电压表 V1随电流 I变化图像，图像 b是电压表 V2随电流
3
I变化图像，由图像 a可得，电源电动势为 E=3V，内阻为 r 0.5Ω选项 A 错误；
6
B．图线 a和图线b的交点代表两个电压表读数相等，此时滑动变阻器阻值为零，即滑动触头 P滑到了最左
端，选项 B 正确；
U 2
C．当电源内阻等于外电阻时电源输出功率最大，因电阻 R0 1 I 2
则滑片 P向右滑动时外电阻大于电源内阻且变大，电源的输出功率减小，选项 C 错误；
D．当滑片 P滑到最左端时，定值电阻 R0 消耗的功率为 PR0 IU 2 2W 4W选项 D 正确。故选 BD。
10．CD
【详解】A．小车和物块组成的系统水平方向所受合外力为零，水平方向动量守恒，系统整体所受合外力不
为零，系统动量不守恒，故 A 错误；
m
B．根据人船模型的推论可知物块刚到达水平轨道时，小车向左滑动 R，故 B 错误；
M m
D．小车与物块组成的系统水平方向动量守恒，物块下滑过程，以向右为正方向，由动量守恒定律得
mv Mv 0 1
2
1 2 由机械能守恒定律得mgR mv
2 1
1 Mv
2 v 2m gR2 解得 2 物块到达 B点时小车速度最大，2 2 M 2 Mm
故 D 正确；
C．根据题意结合水平方向动量守恒可知物块到达C点时，物块和小车速度均为零，根据能量守恒定律可知
摩擦力对物块和小车所做的功的代数和为 mgR，故 C 正确。故选 CD。
11、 B ACD m1 OP m1 OM m2 ON 没有
【详解】（1）[1]完成本实验还必须使用的两种器材是：用天平测小球的质量，用刻度尺测量小球做平抛运
动的水平位移。
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故选 B。
（2）[2]
A．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，安装轨道时，轨道末端必须水平，故 A 正确；
B．不需要测出斜槽末端距地面的高度，故 B 错误；
C．实验过程中，复写纸可以移动，白纸不能移动，故 C 正确。
D．用半径尽量小的圆把 10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故 D 正确。
故选 ACD。
（3）[3]设碰撞前瞬间m1的速度为 v0，碰撞后瞬间m1、m2的速度分别为 v1、v2，根据动量守恒可得
m1v0 m1v1 m2v2
小球做平抛运动下落的高度相同，则运动时间相同，则有m1v0t m1v1t m2v2t
则在实验误差允许范围内，若满足关系式m1 OP m1 OM m2 ON
则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。
（4）[4]实验中小球斜槽之间存在摩擦力，只要保证每次从同一位置静止释放入射小球，则摩擦力做功相同，
不影响每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同，则对实验结果没有影响。
12． 1.50 0.67 <
【详解】[1]根据闭合电路欧姆定律，可得 U与 I的函数关系为 U=E-I（r+R0）
根据 U-I图线的物理意义，图象纵轴截距表示电源电动势，可得此干电池的电动势为 E=1.50V
U 1.50 1.00
图象的斜率等于等效内阻，故干电池内阻为 r R 1.0 0.67
I 0 0.30
[2]该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流。利用等效
电源分析，即可将电压表等效为电源内阻，测实验中测出的电动势应为等效电源的输出的电压，由图可知，
输出电压小于电源的电动势，可知电动势的测量值小于真实值。
13．（1） v 100 2m/s ；（2）F = 5005N
【详解】（1）冰雹落地前瞬间的速度大小 v2=2gh 3 分 v 2gh 2 10 100m/s 100 2m/s 2 分
（2）根据动量定理可得 Ft mgt 0 mv 3 分 代入数据解得 F = 5005N 2 分
14．（1） 2.4V，4 10 12C；（2）4 10 12C
E
【详解】（1）电键K2断开时，电流表示数 I1 I 0.8AR 21 R
得 1 分
2 r
电压表示数U1 I1 R1 R2 得U1 2.4V 2分
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电容器的电荷量为Q1 C I1R1 4 10
12C 2 分
R R R R R（2）电键K2闭合后，外电阻 1 2 3 4 2.25 R1 R2 R3 R
1 分
4
I E总电流 1A 1 分
R r
U
电压表示数U 2 I R 2.25V 1分 电流表的示数 I2
2
R1 R
1 分
2
得 I2 0.75A电容两端电压U I2 R1 I I1 R3 0所以此时电容器的电荷量为Q2 0 1 分
故电容器的电量变化量 Q 4 10 12C 1 分
15．（1）1500N；（2）2m/s；（3）0.75 或 0.25
1 2
【详解】（1）A 在圆弧轨道上滑到最低点过程机械能守恒，由机械能守恒定律得m2gr m v2 2 1
2 分
v2
代入数据解得 v1=10m/s在轨道最低点，由牛顿第二定律得 F m g m 12 2 2 分 代入数据解得 F=1500Nr
由牛顿第三定律可知，活动者对轨道的压力大小 F′=F=1500N 1 分 方向竖直向下。1 分
（2）A、B 碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 m2v1=（m1+m2）v2
代入数据解得 v2=5m/s 2 分
A、B、C 系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 m2v1=（m1+m2+M）v3
代入数据解得小车最终的速度 v3=2m/s 2 分
1 1
（3）AB C 2 2在 上滑动的过程中，由能量守恒定律得 m
2 1
m2 v2＝ m1 m M v2 2 3 Q
代入数据解得 Q=750J 2分
①当 A、B 没有滑进光滑段，相对小车的路程为 s1=L-d=（2-1）m=1m 1 分
则 Q=μ1（m1+m2）gs1 1 分
代入数据解得μ1=0.75 1 分
②当 A、B 滑进光滑段又反弹回到粗糙段，相对小车的路程为 s2=L+d=（2+1）m=3m 1 分
则 Q=μ2（m1+m2）gs2 1 分
代入数据解得μ2=0.25 1 分
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