天津市西青区2024届高二物理第一学期期中学业水平测试试题含解析

天津市西青区2024届高二物理第一学期期中学业水平测试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、下列说法中正确的是（）A．物体受力平衡，则机械能一定守恒B．物体做匀速直线运动，则机械能一定守恒C．物体做自由落体运动，则机械能一定守恒D．物体沿斜面滑下，则机械能一定守恒2、图中的电容器C两板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是（）A．两板间距离增大B．两板间距离减小C．两板间相对面积减小D．两板间相对面积增大3、下列数据中记录时刻的是（）A．从一楼走到三楼需要2分钟 B．看一场电影用1.5小时C．会议从9点开始 D．离期末考试还有5天4、关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是（

）A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B．电荷在电场中一定受电场力作用C．电荷所受的电场力一定与该处电场方向一致D．电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直5、下列各物理量中，与电荷量q有关的物理量是A．洛仑兹力 B．电场强度 C．电势 D．磁感应强度6、夸克(quark)是一种基本粒子，也是构成物质的基本单元．其中正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为Ep＝－k，式中r是正、反顶夸克之间的距离，αs是无单位的常量，k是与单位制有关的常数，则在国际单位制中常数k的单位是()A．N·m B．NC．J/m D．J·m二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，在水平向右的匀强电场中，某带电粒子从A点运动到B点，在A点时速度竖直向上，在B点时速度水平向右，在这一运动过程中粒子只受电场力和重力，并且克服重力做的功为1J，电场力做的正功为3J，则下列说法中正确的是（）A．粒子带正电B．粒子在A点的动能比在B点多2JC．粒子在A点的机械能比在B点少3JD．粒子由A点到B点过程中速度最小时，速度的方向与水平方向的夹角为60°8、如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电粒子（不计重力）以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场，粒子穿过此区域的时间为t，粒子飞出此区域时速度方向偏转60°角，根据上述条件可求下列物理量中的()A．带电粒子的初速度B．带电粒子的比荷C．带电粒子在磁场中运动的半径D．带电粒子在磁场中运动的周期9、如图所示，d处固定有负点电荷Q，一个点电荷只在电场力作用下，沿图中曲线abc的运动．a、b、c、d恰好是一正方形的四个顶点，则有（）A．a、b、c三点处电势高低关系是acbB．质点由a到c，电势能先增加后减小，在b点动能最小C．质点在a、b、c三点处的加速度大小之比为2:1:2D．若将d处的点电荷改为Q，该点电荷的轨迹可能仍为曲线abc10、如图所示，直线A为电源的UI图线，直线B和C分别为电阻R1、R2的UI图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则()A．P1>P2 B．P1＝P2C．η1>η2 D．η1<η2三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）要测量某种合金的电阻率．（1）若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ=___，用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为___mm．（2）图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关．根据原理图在图丙中将实物连线补充完整_______________．(3)闭合S1,当S2处于位置a时,电压表和电流表的示数分别为U1=1.35V,I1=0.30A；当S2处于位置b时,电压表和电流表的示数分别为U2=0.92V,I2=0.32A，根据以上测量数据判断,当S2处于位置___(选填“a”或“b”)时,测量相对准确,测量值Rx=___Ω.(结果保留两位有效数字)．12．（12分）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:A．被测干电池一节B．电流表量程0～3A,内阻约为0.3ΩC．电流表量程0～0.6A,内阻约为0.1ΩD．电压表量程0～3V,内阻未知E.滑动变阻器0～10Ω,2AF.滑动变阻器0～100Ω,1AG.定值电阻陷(阻值为1Ω、额定功率为5W)H.开关、导线若干在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)，电流表选择______，滑动变阻器选择_____；(2)请按照图甲设计的电路图用笔画线将图乙实物电路图补充完整____；(3)该同学按照要求连接好电路并进行实验,根据实验数据绘出了图所示的图像,则电源的电动势E=___V,电源内阻r=____Ω(保留两位有效教字)．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，R为电阻箱，为理想电压表，当电阻箱阻值R1＝14Ω时，电压表读数U1＝7V；当电阻箱阻值R2＝6Ω时，电压表读数U2＝6V．求：（1）电源的电动势E和内阻r；（2）当电阻箱R阻值为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？14．（16分）质量m=0.60kg的篮球从距地板H=0.80m高处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大高度h=0.45m，从释放到弹跳至h高处经历的时间t=1.1s，忽略空气阻力，重力加速度取g=10m/s2。求：（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能；（2）篮球与地板撞击的时间；（3）篮球对地板的平均撞击力。15．（12分）有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1＝0.2V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I1＝0.4A；若把电动机接入U2＝2.0V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0A，试求：(1)电动机正常工作时的输出功率多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C【解题分析】物体沿斜面匀速上滑，受力平衡，但过程中动能不变，重力势能增大，故机械能不守恒，AB错误；物体做自由落体运动，过程中只有重力做功，机械能一定守恒，C正确；物体沿斜面下滑，若斜面不光滑，过程摩擦力做功，所以机械能不守恒，D错误．【题目点拨】在判断物体的机械能是否守恒，可根据运动过程中是否只有重力做功或根据物体的动能和势能之和是否保持恒定来判断．2、B【解题分析】

两极板间距离d增大，而电容器的电压U不变，则板间场强减小，电荷所受电场力减小，电荷将向下运动．故A错误．两极板间距离d减小，而电容器的电压U不变，则板间场强增大，电荷所受电场力增大，电荷将向上运动．故B正确．两极板正对面积S减小或变大时，电容器的电压U和距离d都不变，则板间场强不变，电荷并不运动．故CD错误．故选B．【题目点拨】本题是简单的电容器动态变化分析问题，抓住板间电压不变是关键；熟练掌握匀强电场的场强公式．3、C【解题分析】

从一楼走到三楼需要2分钟，指的是时间，选项A错误；看一场电影用1.5小时，指的是时间，选项B错误；会议从9点开始，指的是时刻，选项C正确；离期末考试还有5天，指的是时间，选项D错误；故选C.4、B【解题分析】

A．当电荷的运动方向与磁场方向平行，则电荷不受洛伦兹力．故A错误．B．电荷在电场中一定受到电场力作用．故B正确．C．正电荷所受电场力一定与该处电场方向一致，负电荷所受电场力一定与该处电场方向相反．故C错误．D．电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直．故D错误．5、A【解题分析】

A．磁场力为F=qBv，可知磁场力既与磁场有关，又与试探电荷电量有关，还与其速度有关，及速度与磁场的夹角，故A正确；BC．电场强度和电势是描述电场的性质的物理量，是由电场本身决定的，与试探电荷无关。故BC错误；D．磁感应强度属于比值定义法，即，其与电量无关，故D错误；6、D【解题分析】由题意有，是无单位的常量，EP的国际单位是J，r的国际单位是m，在国际单位制中常数k的单位是，D正确，ABC错误；故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ACD【解题分析】解：A、从A到B，电场力做正功，可知电场力方向水平向右，电场强度方向水平向右，所以粒子带正电．故A正确．B、根据动能定理得，从A到B动能的变化量△EK=WG+W电=﹣1+3=2J，所以粒子在A点的动能比B点少2J．故B错误．C、除重力以外只有电场力做功，因为除重力以外其它力做功等于机械能的增量，所以A到B机械能增加3J．故C正确．D、竖直方向mgh=1J=全程故即由动量定理：mgt=mvqEt=mv'得可知合力与水平方向成30度角，当合速度与合力垂直时，合速度达到最小值，故速度方向与水平方向成60度角．故D正确．故选ACD．【点评】本题综合考查了动能定理以及动量定理和功能关系，D选项较难，关键知道当合力方向与合速度方向垂直时，速度达到最小值．8、BD【解题分析】画出粒子的运动轨迹，如图实线所示：B、由几何知识得到，轨迹的圆心角，则粒子穿过此区域的时间为，，而，粒子的比荷为，B、t均已知，则比荷、周期可求出，故BD正确；

A、设磁场圆形边界的半径为R，粒子轨迹的半径为r，则由几何知识得到，，又，由于R未知，则r，v都无法求出，故AC错误．点睛：本题是带电粒子在有界的磁场中运动的问题，关键是画出粒子运动轨迹，运用几何知识研究粒子轨迹的半径和圆心角．9、BC【解题分析】试题分析：根据负点电荷电场线分布可知，a、b、c三点处电势高低关系是φa＝φc＜φb，选项A错误；质点由a到b，电场力做负功，电势能增大，从b到c，电场力做正功，电势能减小，故质点由a到c电势能先增加后减小，在b点动能最小，选项B正确；设正方形的边长为L，则对角线db长为，则,，所以电荷在abc三点受电场力关系为2:1:2，所以加速度大小之比为2∶1∶2，选项C正确；若将d处的点电荷改为＋Q，该带正电的质点将受到斥力作用，所以运动的轨迹就不可能为曲线abc，选项D错误．考点：带电粒子在电场中的运动．10、BC【解题分析】

电源的U-I与电阻的U-I的交点代表该电阻接入电源时的路端电压和电流，对照图像可得该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2：．P1=4v×2A=8w，P1=2v×4A=8w所以P1=P2选项B对A错．电源的效率η=I2R三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、0.650b2.9如图所示：【解题分析】

(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数.(2)根据电路图连接实物电路图.(3)根据实验数据判断电压与电流变化大小，从而确定电压表还是电流表误差较大，进而确定外接法还是内接法，再由欧姆定律，求解电阻.【题目详解】(1)有电阻的决定式得电阻率为；由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+15.0×0.01mm=0.650mm；(2)根据图2所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：(3)由实验数据可知：,由此可知：,电流表分压较大，为减小实验误差，电流表应采用外接法，即S2处于位置a，根据欧姆定律，则有：；【题目点拨】本题考查了螺旋测微器读数、求电阻率，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数，螺旋测微器需要估读一位，读数时视线要与刻度线垂直，并掌握电流表内接法与外接法的确定依据.12、BE1.50.6【解题分析】

(1)电流表：为了读数准确，所以选择B；滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，减小误差，故选E；(2)按原理图连接实物图如图：(3)由U-I图可知，电源的电动势为：E=1.5V；内电阻为：．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）8V；2Ω.（2）2Ω；8W【解题分析】

（1）由闭合电路欧姆定律得：①②联立①②并代入数据解得：E＝8Vr＝2Ω（2）由电功率表达式：③将③式变形为：④由④式可知，当R＝r＝2Ω时P有最大值，则有：W14、（1）2.1J（2）0.4s（3）16.5N，方向向下【解题分析】

（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能为：解得2.1J（2）设篮球从H高处下落到地板所用时间为t1，刚接触地板时的速度为v1；反弹离地时的速度为v2，上升的时间为t2，由动能定理和运动学公式下落过程：解得：；上升过程：解得篮球与地板接触时间为（3）设