2024届北京市西城区徐悲鸿中学物理高二上期中学业水平测试试题含解析

2024届北京市西城区徐悲鸿中学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、如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝10cm，ad＝bc＝20cm，电场线与矩形所在平面平行．已知a点电势为20V，b点电势为24V，则()A．电场强度大小一定为E＝40V/mB．cd间电势差一定为4VC．电场强度的方向一定由b指向aD．c点电势可能比d点低2、如图，不可伸长的细绳长为L，一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球。将小球从与O点等高位置无初速度释放，若以O点所在的平面为参考面，则小球摆到最低点时的重力势能为（）A．0B．mgLC．2mgLD．﹣mgL3、下列关于电源电动势的说法中正确的是（）A．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多B．电源的路端电压增大时，其电源提供的电能一定也增大C．无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D．在某电池的电路中，每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5V4、一根一端封闭，另一端装有阀门的玻璃管，内有纸片、羽毛、金属片．用抽气机把管内的空气几乎抽尽，再把玻璃管倒过来(如图所示)．观察这些物体下落的快慢情况，下列说法中正确的()A．纸片下落最快B．羽毛下落最快C．金属片下落最快D．三者下落一样快5、下列说法正确的是A．水平桌面上的杯子受到的支持力是桌面发生形变而产生的B．物体间相互作用时，先有施力物体，后有受力物体C．同一物体在赤道和北极受到的重力大小相等D．物体的重心总在物体的几何中心6、图示电路中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计．那么，开关K接通后流过R2的电流是K接通前的（）A．B．C．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、如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径m，最低点处有一小球（半径比小很多）。现给小球一水平向右的初速度，则要使小球不脱离圆轨道运动，应当满足g=10m/s2（）A． B．m/s C．m/s D．m/s8、如图所示，一质量为m、带电荷量为的物体处于场强按E＝E0－kt（E0、k均为大于零的常数，取水平向左为正方向）变化的电场中，物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，当t＝0时刻物体处于静止状态．若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是A．物体开始运动后加速度先增加、后保持不变B．物体开始运动后加速度不断增大C．经过时间t＝，物体在竖直墙壁上的位移达最大值D．经过时间t＝，物体运动速度达最大值9、如图所示的电路中,电源内阻一定,电压表和电流表均为理想电表。现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离,测得电压表V1的示数变化大小为ΔU1,电压表V2的示数变化大小为ΔU2,电流表A的示数变化大小为ΔI,对于此过程下列说法正确的是()A．ΔUB．路端电压的增加量等于ΔU2C．R0两端的电压的变化量大小等于ΔU2-ΔU1D．通过电阻R1的电流变化量大小等于Δ10、如图所示.用绝缘细线悬挂一个带正电的小球，置于水平向右的匀强电场中，将小球从最低点A无初速释放，当小球通过B点时具有速度v，则这一过程中下列说法正确的是()A．小球的重力势能增加B．小球的电势能减少C．增加的重力势能等于减少的电势能D．增加的重力势能小于减少的电势能三、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）用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图Ⅰ所示，实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P；③用图像处理实验数据，得出如图2所示图线，（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______；（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_______和_____；（3）如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表_____．12．（12分）某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图(a)所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；⑤先接通打点计时器的电源，再放开滑块1，让滑块1带动纸带一起运动；在中间与滑块2相撞并粘在一起运动；⑥取下纸带，重复步骤④⑤，选出理想的纸带如图(b)所示；⑦测得滑块1的质量310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量205g．(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg·m/s(保留三位有效数字)．(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是______________________________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，质量m=11kg的一箱苹果静置于水平地面上的A点，AB间距L=35m，箱子与地面间的动摩擦因数。现用大小为141N，与水平方向成的力斜向下推动此箱苹果，使它由A点静止开始运动并能到达B点。求：（已知cos=1.8，sin=1.6）(1)推力作用下箱子的加速度a大小；(2)推力作用的最短时间t；(3)撤去推力后，箱子正中央一个质量m1=1．2kg的苹果受到其他苹果给它的作用力大小。14．（16分）如图所示,在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场,y轴右侧区域Ⅰ内存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向外的匀强磁场,区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为L,高度均为质量为m、电荷量为的带电粒子从坐标为的A点以速度沿方向射出,恰好经过坐标为的C点射入区域Ⅰ粒子重力忽略不计．（1）求匀强电场的电场强度大小E；（2）求粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标；（3）要使粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场,可在区域Ⅱ内加垂直纸面向内的匀强磁场试确定磁感应强度B的大小范围。15．（12分）如图所示为一真空示波器，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点．已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子质量为m，电荷量为e．不计重力，求：（1）电子穿过A板时的速度大小；（2）P点到O点的距离．（3）电子打在荧光屏上的动能大小．

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】

根据题设条件可知，场强方向无法确定，知道了ab间电势差，但不能根据E=U/d求出场强的大小．故AC错误．根据匀强电场的电场线与等势线分布的特点可知，cd间电势差必等于ba间电势差，为4V，故B正确．cd间电势差为4V，则知c点电势比d点高4V．故D错误．故选B．2、D【解题分析】

明确重力势能的定义，知道要想确定重力势能应先确定零势能面，再根据相对高度确定重力势能。【题目详解】以O点为零势能面，故最低点相对于参考平面的高度为-L，故最低点处的重力势能为-mgL，故D正确A,B,C错误.故选D.【题目点拨】本题考查重力势能的定义，要注意明确重力势能为相对量，在确定重力势能时必须先确定零势能面.3、C【解题分析】电动势越大，电源将单位正电荷负极移到正极提供的电能越多，故A错误；电源的路端电压增大时，其电源提供的电能的能力增大，而电源提供的电能不一定也增大，故B错误；无论无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变，故C正确；根据电动势的定义式：，可知这个电池的电动势是2V，故D错误。所以C正确，ABD错误。4、D【解题分析】把管内的空气全部抽尽，则物体不受空气阻力，三个物体都做自由落体运动，都只受重力作用，下落加速度均为g，经过相同时间，物体的速度为，g相同，v一样大，即下落一样快，D正确．5、A【解题分析】

A.杯子受到桌面的支持力是一个弹力，根据弹力的产生可知，该力是由于桌面发生弹性形变而产生的，故A正确；B.物体相互作用具有同时性，因此施力物体和受力物体没有先后，故B错误；C.从赤道到两极，重力加速度不同，所以同一物体在赤道和北极受到的重力大小不相等，故C错误；D.只有质量分布均匀形状规则的物体，其重心才在几何中心上，故D错误．故选A6、B【解题分析】

设三个电阻均为R；开关S接通前，流过R2的电流为：；开关S接通后，流过R2的电流为：．则I2：I1=2：3；故选B．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、CD【解题分析】

小球不脱离圆轨道时，最高点的临界情况为解得m/s根据机械能守恒定律得解得m/s故要使小球做完整的圆周运动，必须满足m/s；若不通过四分之一圆周小球也不会脱离圆轨道，根据机械能守恒定律有解得m/s故小球不越过四分之一圆周，必须满足m/s，所以要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足m/s或m/s，故CD正确，AB错误。故选CD。8、BC【解题分析】

AB．物体带正电，电场方向未改变之前，物体沿竖直墙运动，水平方向的支持力和电场力大小相等，电场力减小，支持力减小，滑动摩擦力减小，那么重力和摩擦力的合力竖直向下且增大，加速度增大；当电场方向反向时，物体脱离墙面，电场力增大，重力和电场力的合力增大，加速度增大，所以物体的加速度一直增大，A错误，B正确；C．电场强度为零时，物体开始离开墙面，此时物体在竖直墙壁上的位移达最大值，即：解得：，C正确；D．物体的加速度不断增大，速度不断变大，在这个过程中速度没有最大值，D错误。故选BC。9、ACD【解题分析】

A、根据电路结构可知：V1测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知：ΔU1ΔI=rB、滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离，电阻变大，回路电流变小，路端电压增大，即R0与滑动变阻器的电压增大，但电阻R0上的电压是减小的，所以ΔU2与ΔU1不相等，故BC、路端电压即为R0与滑动变阻器的电压之和，所以R0两端的电压的变化量大小等于ΔU2-ΔU1，故C对D、R1两端的电压即为路端电压，路端电压的变化引起了电阻R1上电流的变化，所以通过电阻R1的电流变化量大小等于ΔU1R1故选ACD【题目点拨】根据滑动变阻器的移动明确电阻的变化,由闭合电路欧姆定律可以知道电路电流的变化,则可分析内电压、路端电压及各部分电压的变化10、ABD【解题分析】

A、小球从A到B的过程中小球的位置升高，重力做负功，小球的重力势能增加；故A正确.B、小球带正电荷，到的电场力的方向向右，运动的方向向右，该过程中电场力做正功，电势能减少；故B正确.C、小球在B点有速度v，所以小球在B点的动能大于在O点的动能，小球增加的重力势能小于减少的电势能；故C错误，D正确.故选ABD.【题目点拨】小球从A到B的过程中，电场力做功与重力做功的和等于小球动能的增加，可以使用能量的转化与守恒说明小球的动能、电势能和重力势能之间的转化，也可以用动能定理来表达它们之间的转化．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、（1）在注射器活塞上涂润滑油（2）移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分（3）注射器与压强传感器连接部位的气体体积【解题分析】

（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油．这样可以保持气密性．（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分．这样能保证装置与外界温度一样．（3）体积读数值比实际值大．根据，C为定值，则．如果实验操作规范正确，则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积．12、接通打点计时器的电源；放开滑块；0.620；0.618；纸带与打点计时器限位孔有摩擦；【解题分析】(2)放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得，碰撞前滑块1的动量为：，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg•m/s.碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：.(3)结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．【题目点拨】本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞，用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度，计算前后的动量，多次重复，在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．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)5s；(3)【解题分析】

(1)由牛顿第二定律得：则(2)设撤去推力后的加速度为，撤去推力后到箱子停止所用时间为，则得箱子加速阶段和减速阶段发生的总位移其中，联立各式得(3)中央苹果受到其他苹果给它的作用力14、（1）（2）x=L，y=0（3）【解题分析】

（1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动

则有：

x轴方向：2L=v0ty轴方向：解得：

（2）设带电粒子经C点时的竖直分速度为

vy、速度为v

则有：

所以方向与x轴正向成45°

斜向上

当粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动，由牛顿第二定律，有解得：由几何关系知，离开区域I时的位置坐标：x=L，y=0（3）根据几何关系知，带电粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场的半径，满足因解得15、（1）（2）（3）【解题分析】

（1）电子在加速电场U1中运动时，电场力对电子做正功，根据动能定理求解电子穿过A板时的速度大小．

（2）电子进入偏转电场后做类平抛运动