上海金山中学2024届物理高二上期中学业水平测试试题含解析

上海金山中学2024届物理高二上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x-t图象中，表示物体做匀速直线运动的是（）A． B．C． D．2、如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列关于穿过平面的磁通量的情况中，不正确的是()A．如图所示位置时等于BSB．若使框架绕OO′转过60°角，磁通量为BSC．若从初始位置转过90°角，磁通量为零D．若从初始位置转过180°角，磁通量变化为2BS3、如图所示，一个带负电的金属圆环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时，A．N极竖直向上B．N极水平向左C．N极水平向右D．N极垂直纸面向里4、中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大．现有一可视为均匀球体的中子星，观测到它的自转周期为T=s，要维持该星体的保持稳定，不致因自转而瓦解的最小密度ρ约是（引力常量G=6.67×10﹣11m3/kg•s2）（）A．ρ=1.27×1014kg/m3 B．ρ=1.27×1013kg/m3C．ρ=1.27×1015kg/m3 D．ρ=1.27×1016kg/m35、下列说法正确的是A．电源电动势在数值上等于电源搬运单位正电荷由正极经由外电路运动到负极所做的功B．电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料有关，与温度、压力等外界因素无关C．点电荷是理想化模型，只有带电量小的带电体才可以看成点电荷D．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，但电容的大小并不是由Q(带电荷量)或U(电压)决定的6、关于闭合电路的性质，以下说法正确的是（）A．电源短路时，输出电流无限大B．电源断路时，路端电压无限大C．外电路电阻越大，输出电流越大D．外电路电阻越大，路端电压越大二、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，A、B两点各放一电荷量均为Q的等量异种电荷，有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上，a、b、c是杆上的三点，且ab＝bc＝l，b、c关于两电荷连线对称．质量为m、带正电荷q的小环套在细杆上，自a点由静止释放，则（）A．小环通过b点时速度为B．小环通过c点时速度为C．小环从b到c速度可能先减小后增大D．小环做匀加速直线运动8、如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错开一些，其它条件不变。则（）A．油滴将静止不动，电流计中电流由a流向bB．极板带电量减少，两板间电势差和场强不变C．油滴将向上加速，电流计中电流由b流向aD．油滴将向下加速，电流计中电流由a流向b9、如图，充电后的平行板电容器水平放置（与电源断开），电容为C，板间距离为d，上极板正中央有一小孔．质量为m、电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处的P点时速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）．下列说法正确的是A．电容器所带电荷量B．电容器板间的电场强度C．若下板下移的距离，小球到达P点（原下板处）时速度恰为零D．若下板水平右移一小段距离，小球到达下板处时速度恰为零10、一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势线，下列说法中正确的是()A．如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高B．如果实线是等势线，则a点的电势比b点的电势高C．如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大D．如果实线是等势线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小三、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）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，当地的重力加速度大小，所用重物和夹子的总质量m=1kg。在实验中得到一条点迹清晰的纸带，对纸带中连续的四个计时点A、B、C、D的测量结果如图乙所示。（1）为尽可能减小实验误差，打点计时器应选用____________________（选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。（2）从打点计时器打下B点到打下C点的过程中，重物（包括夹子）的重力势能的减少量为______J，动能的增加量为_________J。（结果均保留三位有效数字）12．（12分）某同学利用如图甲所示电路测定电源的电动势和内电阻。实验中电压表和电流表都是理想电表。闭合开关S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图乙的U—I图像中直线a、b所示。（1）若滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端过程中，电压表V2的示数一直增大，可知滑动触头P由_________端滑到_________端（用电路中的字母“c”、“d”表示）；（2）通过分析可知，图乙中的图线__________（填“a”、或“b”）表示电压表V1示数随电流表A示数变化的关系；（3）根据U—I图像中坐标轴所标出的数据，可以求出电源电动势E和内电阻r，其中内电阻r=_______________（用图中给出的坐标值表示）；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，间距为d的平行金属板间电压恒定．初速度为零的电子经电压U0加速后，沿两板间的中心线进入板间电场，电子恰好从下极板边缘飞出，飞出时速度的偏向角为θ．已知电子质量为m，电荷量为e，电子重力不计，求：（1）电子刚进入板间电场时的速度大小v0；（2）电子通过两极板间的过程中，电场力做的功W；（3）平行金属板间的电场强度大小E．14．（16分）如图甲所示，水平虚线下方有垂直于纸面方向的有界匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，规定磁场方向垂直于纸面向里为正，边长分别为L、2L的单匝长方形导体闭合线框用绝缘细线悬挂，线框一半位于磁场内，力传感器记录了细线拉力F随时间t的变化关系如图丙，设重力加速度为g，图中B0、F0、T是已知量．求：（1）0～T时间内线框内的感应电动势E和线框的电阻R；（2）若某时刻起磁场不再变化，磁感应强度恒为B0，剪断细线，结果线框在上边进入磁场前已经做匀速运动，求线框从开始下落到上边刚到虚线位置过程中产生的电热Q.15．（12分）如图所示，在第三、第四象限存在电场强度为E，方向与x轴成=60°的匀强电场，在第一象限某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的有界匀强磁场，x轴上的P点处在磁场的边界上，现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v（0≤v≤）垂直于x轴从P点射入磁场．所有粒子均与x轴负方向成=30°角进入匀强电场中，其中速度最大的粒子刚好从坐标原点O射入电场，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，第二象限为无场区，求：（1）P点的坐标；（2）速度最大的粒子自P点开始射入磁场到离开电场所用的时间；（3）磁场区域的最小面积．

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】

在x-t图像中，倾斜程度代表运动快慢即速度大小，因此匀速直线运动应该为一条过原点的倾斜直线，故C正确，ABD错误．2、B【解题分析】

图示时刻，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积．当它绕轴转过θ角时，线圈在磁场垂直方投影面积为Scosθ，磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积．线圈从图示转过90°时，磁通量为0，磁通量的变化量大小等于初末位置磁通量之差．【题目详解】A项：线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积．故图示位置的磁通量为φ=BS，故A正确；B项：使框架绕OO′转过60°角，则在磁场方向的投影面积为S/2则磁通量为BS/2，故B错误；C项：线圈从图示转过90°的过程中，S垂直磁场方向上的投影面积逐渐减小，故磁通量逐渐减小，当线圈从图示转过90°时，磁通量为0，故C正确；D项：从初始位置转过180°角，磁通量变化为△∅=BS-（-BS）=2BS，故D正确．本题选错误的，故选B．【题目点拨】本题要知道对于匀强磁场中磁通量计算的一般公式φ=BScosθ，θ是线圈与磁场垂直方向的夹角．夹角变化，磁通量也会变化，注意磁通量要分清穿过线圈的正反面．3、B【解题分析】带负电金属环，如图所示的旋转．则金属环的电流方向与旋转方向相反．再由右手螺旋定则可知金属环磁极的方向：左端N极，右端S极．因此小磁针N极沿轴线向左．故B正确，ACD错误；故选B．点睛：本题考查右手螺旋定则及磁极间的相互作用，要求能熟练准确的应用右手螺旋定则．注意电流的方向与负电荷的运动方向相反．4、A【解题分析】解：要维持该星体的保持稳定，则中子星上半径为R处的质量为m的物体随中子星自转时所需向心力不大于它受到的万有引力；万有引力相当于质量的物体距m为R时对m的万有引力，故有：；所以，，所以，，故A正确，BCD错误；点睛：星体不解体的临界条件是万有引力完全用来提供向心力．5、D【解题分析】

电源电动势在数值上等于电源搬运单位正电荷由负极经由内电路运动到正极所做的功，选项A错误；电阻率是反映材料导电性能的物理量，与材料有关，与温度、压力等外界因素都有关，选项B错误；点电荷是理想化模型，只有当带电体的电量与所研究的问题相比可以忽略不计时带电体才可以看成点电荷，所以带电量小的不一定能看做点电荷，选项C错误；电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，电容的大小是由电容器本身决定的，并不是由Q(带电荷量)或U(电压)决定的，选项D正确；故选D.6、D【解题分析】由于电源由内阻，所以电源短路时，输出电流不是无限大，A错；电源断路时，路端电压等于电源电动势，B错；由串联分压原理可知外电路电阻越大，路端电压越大，D对；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、AD【解题分析】

A、D图中ac是一条等势线，小环下落过程中电场力不做功，而在竖直方向小环只受到重力作用，故小环做初速度为零的匀加速直线运动．由初速度为零的匀加速直线运动的速度与位移关系可得：即：，AD正确．B、由初速度为零的匀加速直线运动的速度与时间关系可得：，B错误．C、中垂线上各点的合场强均为水平向右，与环的运动方向垂直，导致电场力不做功，而在竖直方向小环只受到重力作用，小环从b到c速度不断增加，故C错误．8、AB【解题分析】

将两极板稍错开一些，由于电势差不变，d不变，则根据知，电场强度不变，电场力不变，油滴不动；根据得，S减小，则电容变小，U不变，根据Q=CU知，电荷量减小，则电流计中的电流由a流向b；A．油滴将静止不动，电流计中电流由a流向b，与结论相符，选项Ａ正确；B．极板带电量减少，两板间电势差和场强不变，与结论相符，选项B正确；C．油滴将向上加速，电流计中电流由b流向a，与结论不相符，选项Ｃ错误；D．油滴将向下加速，电流计中电流由a流向b，与结论不相符，选项Ｄ错误；9、BC【解题分析】对从释放到到达下极板处过程由动能定理得：，解得：，电容器两极板间的电压为：，电容器的带电量为：，故A错误，B正确；由题意知，电容器的电量不变，根据、和，得，当下板向下移动时电场强度不变，根据动能定理可知，小球从相同高度的释放，到达P点时速度恰好为零；当下板水平右移一小段距离，面积S减小，故电场强度增大，下落相同的距离，电场力做的负功更多，故小球在到达下板前速度已经为零，故AD错误，BC正确，故选BC.【题目点拨】对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式求解电场强度，然后根据Q=CU求解电容器的带电量，根据、和，分析各种情况下电场强度的变化，再根据动能定理分析小球下落的速度．10、BCD【解题分析】

由电子的轨迹弯曲方向判断电子所受的电场力方向，确定电场线的方向，判断电势高低．匀强电场中场强处处大小相等．根据电场力方向与电子速度方向的夹角，判断电场力对电子做正功还是负功，确定电子在a点与b点动能的大小．【题目详解】AC、若图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向左，则a点的电势比b点低，由于从a点运动到b点电场力做正功，所以电子的电势能减小，所以电子在a点的电势能比在b点的电势能大，故A错误，C正确；BD、若实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向向下，则电场线方向向上，则a点的电势比b点高。从a到b电子做负功，所以电势能增加，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小，故BD正确；故选BCD。【题目点拨】物体做曲线运动时，所受合力指向轨迹弯曲的内侧，根据轨迹的弯曲方向要能判断出物体合力的大致方向．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、电火花计时器0.7430.719【解题分析】

（1）[1]打点计时器可以用电火花打点计时器，这样能减少摩擦阻力的影响，而且效果好；（2）[2][3]从B到C过程，重物的重力势能减少量，利用匀变速直线运动的推论得：，，从B到C过程，重物动能增加量；12、（1）d，c；（2）a；（3）r=U1【解题分析】

（1）电压表V2的示数一直增大，故电流不断增加，