2024届清华大学中学生标准学术能力诊断性测试物理高二第一学期期中学业水平测试模拟试题含解析

2024届清华大学中学生标准学术能力诊断性测试物理高二第一学期期中学业水平测试模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（）A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，都不是一种物质B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线2、如图一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点，另一端系一带电小球，置于水平向右的匀强电场中，现把细线水平拉直，小球从A点静止释放，经最低点B后，小球摆到C点时速度为0，则A．小球在B点时的速度最大B．从A到C的过程中小球的电势能一直增大C．小球从A到C的过程中，机械能先减少后增大D．小球在B点时的绳子拉力最大3、两个小灯泡，分别标有“1A4W”和“2A1W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为()A．2∶1 B．16∶1 C．4∶1 D．1∶164、某物体做直线运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是A．0~2s内物体做匀速直线运动B．0~2s内物体做匀减速直线运动C．0~2s内物体的位移为2mD．0~2s内物体的位移为零5、一个带电小球，用细线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把细线烧断，则小球将（假定电场足够大）（）A．做自由落体运动 B．做曲线运动C．做变加速直线运动 D．做匀加速直线运动6、关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（）A．法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机B．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说C．牛顿发现万有引力定律，并通过实验测出了引力常量D．库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值二、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、电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力．感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大．压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照．则红灯亮时()A．车轮停在感应线上时电阻R上有恒定电流B．车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，会被电子眼拍照8、如图所示，质量m=0.5kg、长L=1m的通电金属导体棒在安培力作用下静止在倾角为370的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架向下磁场范围足够大，右侧回路电源电动势E=8V，内电阻r=1Ω，额定功率为8W、额定电压为4V的电动机正常工作，则（）A．回路总电流为4AB．电动机的额定电流为4AC．金属导体棒的电阻为2ΩD．磁感应强度的大小为1.5T9、在星球X上将一个轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把质量为m的物体轻放在弹簧上端，物体由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的部分关系图线如图所示（其中a0与x0已知）．若星球的半径为R，万有引力常量为G，则（）A．轻弹簧的劲度系数为B．星球X的密度为C．物体向下运动的过程中，最大速度为D．在星球X上发射一颗卫星，最小发射速度是10、如图为静电除尘原理的示意图，尘埃在电场中通过某种方式带电，在电场力的作用下向集尘极移并沉积，以达到除尘目的．下列表述正确的是（）A．向集尘极方向运动的尘埃带正电荷B．电场方向由集尘极指向放电极C．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大D．带电尘埃所受电场力的方向与电场力相同三、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）如图为某实验小组验证动量守恒的实验装置示意图。(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2；则m1_____m2、r1_____r2(填“大于”、“等于”或者“小于”)；(2)为完成此实验，所提供的测量工具中必需的是_____（填下列对应的字母）。A．刻度尺B．游标卡尺C．天平D．弹簧秤E．秒表12．（12分）某物理实验小组用下列器材进行实验描绘一种特殊元件的伏安特性曲线，所测数据记录在表格中：器材有：A．待测元件B．电流表A（0～50mA，内阻约为）C．电压表（0～3V，内阻约为）D．电压表（0～6V，内阻约为）E．滑动变阻器（，2A）F．滑动变阻器（，0.2A）G．学生电源（直流4V）H．开关及导线（1）为了调节方便，尽可能准确测量，电压表应选_______，滑动变阻器应选_______．（填器材序号）（2）在虚线框内画出实验电路图．____（3）在坐标纸上用描点法画出元件的伏安特性（I～U）曲线．________（4）若该元件的最佳工作电压为2.8V，现用电动势为4V，内阻的电源为其供电，则要在电路中串联一个阻值为R＝________的电阻，才能使其处于最佳工作状态．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）在绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图（甲）所示，已知B处电荷的电量为+Q．图（乙）是AB连线之间的电势与位置x之间的关系图象，图中x=L点为图线的最低点，x＝-2L处的纵坐标，x＝0处的纵坐标，x=2L处的纵坐标．若在x＝-2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为+q的带电物块（可视为质点），物块随即向右运动．求：（1）固定在A处的电荷的电量QA；（2）为了使小物块能够到达x＝2L处，试讨论小物块与水平面间的动摩擦因数μ所满足的条件；（3）若小物块与水平面间的动摩擦因数，小物块运动到何处时速度最大?并求最大速度；14．（16分）在方向水平的匀强电场中，绝缘细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端悬挂于O点。将小球拿到A点（此时细线与电场方向平行）无初速释放，已知小球摆到B点时速度为零，此时细线与竖直方向的夹角为θ=30°，求：（1）小球速度最大的位置。（2）小球速度最大时细线对小球的拉力。15．（12分）一质量m=0.05kg的金属条搁在相距d=0.02m的两金属轨道上，如图所示。现让金属条以v0=5m/s的初速度从AA′进入水平轨道，再由CC′进入半径r=0.05m竖直圆轨道，完成圆周运动后，再回到水平轨道上，整个轨道除圆轨道光滑外，其余均粗糙，运动过程中金属条始终与轨道垂直。已知由外电路控制，流过金属条的电流大小始终为I=5A，方向如图中所示，整个轨道处于水平向右的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，AC的距离L=0.2m，金属条恰好能完成竖直面里的圆周运动。试求：(1)金属条到达竖直圆轨道最高点的速度；(2)水平粗糙轨道的动摩擦因数；(3)若将CC′右侧0.06m处的金属轨道在DD′向上垂直弯曲（弯曲处无能量损失），试求金属条能上升的高度。

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、B【解题分析】试题分析：磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，都具有能量，所以是客观存在的物质，A错误；磁感线的疏密程度表示磁场强度，磁感线的切线方向表示该点的磁场方向，B正确；磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁铁的北极出发，进入南极；在磁体内部，从南极指向北极．故C错误．用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线可以模拟磁感线，但并不是磁感线．没有细铁屑的地方同样可以画出磁感线．故D错误．故选B考点：本题对磁场和磁感线的理解能力，点评：磁场与电场一样是一种客观存在的物质，磁极之间的作用是通过磁场发生的．而磁感线不是客观存在的物质．磁感线是闭合曲线．磁感线可以模拟，但模拟出来的曲线并不是磁感线．2、B【解题分析】

小球受电场力、重力和绳子拉力作用，在复合场中摆动，当重力与电场力的合力与绳子的拉力在同一直线上时，小球处于等效最低点。据对称性可找出等效最低点的位置，从而判断在小球在B点时的速度、小球在B点时的绳子拉力是否最大。据电场力的方向，可得从A到C的过程中电场力做功的正负，判断从A到C的过程中小球的电势能的变化。据功能关系可得小球从A到C的过程中小球机械能的变化。【题目详解】AD：小球受电场力、重力和绳子拉力作用，在复合场中摆动，当重力与电场力的合力与绳子的拉力在同一直线上时，小球处于等效最低点。据对称性可知B点不是等效最低点，则球在B点时的速度不是最大，小球在B点时的绳子拉力不是最大。故AD两项错误。BC：据小球的摆动情况知，小球所受电场力的方向水平向右，则从A到C的过程中小球所受电场力一直做负功，从A到C的过程中小球的电势能一直增大。据功能关系可得小球从A到C的过程中小球机械能变化等于电场力做的功，则从A到C的过程中小球的机械能一直减小。故B项正确，C项错误。【题目点拨】本题是复合场中等效最低点的问题，带电物体在电场中圆周运动的问题，常利用等效最低点的特点与电场力做功与电势能和机械能变化关系来分析解决。3、B【解题分析】由P=I2R得：两灯泡的电阻分别为：，；所以电阻之比为：，所以ACD错误，B正确，故选B。4、D【解题分析】

AB.物体0~1s内向正方向做匀减速直线运动，1s~2s向反方向做匀加速直线运动，故AB错误；CD.根据速度时间图象围成的面积表示位移，则0~2s位移为：m故C错误，D正确。5、D【解题分析】把细线烧断后，小球只受到重力和恒定的电场力的作用，由于小球的初速度为零，所以小球将沿着合力的方向做匀加速直线运动，故D正确，ABC错误．6、A【解题分析】

A．法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机，选项A正确；B．奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，选项B错误；C．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量，选项C错误；D．库仑提出了库仑定律，密立根最早用实验测得元电荷e的数值，选项D错误。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、BD【解题分析】

根据电流和电路图分析电容器的充放电过程，并根据工作原理明确汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内是否符合拍照条件．【题目详解】车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；由乙图可知，当车轮经过时电流先增大后减小，然后再反向增大减小；因电压是在受压时产生的；故说明电容器先充电后放电；故B正确，C错误；若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照；故D正确；故选BD．【题目点拨】本题考查传感器的应用及电容器的使用，要注意对于未知事物能有效建立物理模型，应用所学过的物理规律求解．8、ACD【解题分析】

由P=UI求出电动机中的电流，由串并联电路的电压关系得到内电阻上的电压，由欧姆定律得到干路电流；进而得到磁场中导线的电流，由平衡条件得到安培力，由安培力公式得到B。【题目详解】A、B项：电动机的正常工作时，有：PM=UIM代入数据解得：IM=2A

通过电源的电流为：I总=E-Ur=4AC项：流过导体棒的电流I为：I=I总-IM=4A-2A=2A，导体两端电压为4V，所以导体棒的电阻为：42Ω=2Ω，故D项：导体棒静止在导轨上，由共点力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力，即：F=mgsin37°=0.5×10×0.6=3N，流过导体棒的电流I为：I=I总-IM=4A-2A=2A，由安培力的公式：F=BIL

解得：B=1.5T，故D正确。故应选：ACD。【题目点拨】本题借助安培力与电路问题考查了平衡条件的应用，解答的关键是正确找出两个支路的电流之间的关系。9、AC【解题分析】

A.由图可知，当弹簧压缩量为0时，物体只受重力，则有：当弹簧的压缩量为时，物体的加速度为0，则弹簧的弹力等于，所以弹簧的劲度系数：故A正确；B.对星球表面的物体，有：解得：又：联立可得：故B错误；C.物体压缩弹簧的过程中重力与弹簧的弹力做功，当物体的加速度为0时速度最大，与动能定理可得：联立可得：故C正确；D.在星球X上发射一颗卫星，最小发射速度是卫星绕该星球的表面做匀速圆周运动，则有：解得：故D错误．10、BC【解题分析】由图知，放电极为负电极，集尘极为正电极，电场方向为从集尘极指向放电极，被吸引到达集尘极的尘埃必带负电荷，则带电尘埃所受电场力方向与电场方向相反，故AD错B正确；由可可脂，同一位置，确定，随q增大而增大，故C正确．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、大于等于AC【解题分析】

(1)[1][2]在小球碰撞过程中，水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2假设碰撞为弹性的，则碰撞过程中机械能守恒解得则要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1—m2＞0，m1＞m2，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，r1=r2。(2)[3]小球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m1v0=m1v1+m2v2小球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点高度相等，小球做平抛运动的时间t相等，则有m1v0t=m1v1t+m2v2t则有m1x0=m1x1+m2x2故实验需要测量：小球质量与小球做平抛运动的水平位移，测质量需要天平，测小球水平位移需要用刻度尺，故选AC。12、CE【解题分析】试题分析：（1）由表格中的数据可知，测量的最大电压是3V，所以选择的电压表是量程3V的；由于测量过程中的电压是从0开始，所以实验使用滑动变阻器的分压式接法，要选择电阻值比较小的．故选CE.（2）待测电阻的电阻值约为：，即待测元件的电阻值小于电流表的电阻值，所以测量电路需要使用电流表外接法．由于测量过程中的电压是从0开始，所以实验使用滑动变阻器的分压式接法．则实验的原理图如图．（3）将表格中的数据先在图中描点，然后用平滑的曲线连接如图；（4）该元件的最佳工作电压为2.8V，由I-U图象可得对应的电流I=32mA，设需要串联一个电阻值为R的电阻，则由闭合电路的欧姆定律有：，解得：.【题目点拨】对电学实验应明确：①若要求电流从零调时变阻器应用分压式接法．②当待测电阻远小于电压表内阻时，电流表应用外接法．③注意实物图的连接方式．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）（2）；（3）小物块运动到x＝0时速度最大．【解题分析】试题分析：（1）由图（乙）得，点为图线的最低点，切线斜率为