山东省青岛市莱西市2023-2024学年高二上学期11月期中考试物理试题（解析版）

PAGEPAGE1高二学业水平阶段性检测（一）物理试题（等级考）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个进项中，只有一项是符合题目要求的。1.物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究、在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了现在比较完善的体系。下列关于物理学重大历史事件描述合理的是（）A.19世纪30年代，库仑认为在电荷周围存在着由它产生的电场，电荷之间通过电场相互作用，并引入电场线的手段进行描述B.安培发现了电流的热效应C.奥斯特在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了，这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系D.法拉第受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说〖答案〗C〖解析〗A．19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间通过电场相互作用，并引入电场线的手段进行描述，故A错误；B．英国物理学家焦耳发现了电流的热效应，定量地总结了电能和热能之间的转换关系，故B错误；C．奥斯特在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了，这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，故C正确；D．为了解释磁体产生磁场，安培提出了分子电流假说，认为在物质的内部存在着一种环形电流—分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为微小磁体，它的两侧相当于两个磁极，故D错误。2.关于磁感应强度，下列说法正确的是（）A.沿磁感线方向，磁场逐渐减弱B.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C.由可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的成反比D.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零〖答案〗B〖解析〗A．沿磁感线方向，磁场不一定减弱，如匀强磁场，故A错误；B．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向，故B正确；C．，是磁感应强度的定义式，某处磁感应强度的大小由磁场本身决定，与放入该处的通电导线所受磁场力F、无关，故C错误；D．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，可能是电流方向与磁场平行，故D错误；故选B。3.物理观念建构过程中都有特定的物理情境、对应的条件。关于动量守恒的条件，下列说法正确的是（）A.只要系统所受外力的合力为零，系统动量一定守恒B.只要系统内某个物体做加速运动，系统动量就不守恒C.只要系统所受合外力恒定，系统动量守恒D.只要系统内存在摩擦力，系统动量不可能守恒〖答案〗A〖解析〗A．只要系统所受合外力为零，系统动量守恒，故A正确；B．只要系统所受合外力为零，系统动量守恒，与系统内物体的运动状态无关，系统内的物体可以做加速运动，故B错误；C．系统所受合外力为零系统动量守恒，系统所受合外力恒定但不为零时，系统动量不守恒，故C错误；D．系统所受合外力为零，系统动量守恒，如果系统内存在摩擦力，并且系统所受合外力为零，系统动量一定守恒，故D错误。故选A。4.如图所示电路，电源电动势为，内电阻为，定值电阻的阻值为，且。开始时和均能发光，当滑动变阻器的滑片从图示位置向上滑动少许时，下列说法正确的是（）A.、都变暗B.滑动变阻器的电流一定变大C.变亮，变暗D.电源的输出功率一定变小〖答案〗D〖解析〗AC．当滑动变阻器向上滑动少许时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，则电路中的总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的总电流减小，内电压减小，路端电压增大，而路端电压而与在干路，则可知减小，从而可知两端的电压增大，因此灯变暗，灯变亮，故AC错误；B．滑动变阻器与灯并联，可得灯两端的电压变大，则可知通过灯的电流变大，而总电流减小，因此可知，通过滑动变阻器的电流一定减小，故B错误；D．电源输出功率可知，当时，电源的输出功率有最大值，由于而可知因此，当增大时，电源的输出功率减小，由此可知，当滑动变阻器向上滑动时，电源的输出功率一定变小，故D正确。故选D。5.一个直流电动机，当转子被抱死时，它两端所加电压为0.2V，通过它的电流为0.2A；当它两端所加电压为8V，电动机正常工作，通过电动机的电流为2A．由此可知电动机正常工作时（）A.电动机消耗的电功率为24WB.电动机的焦耳热功率为12WC.电动机输出的机械功率为12WD.电动机工作效率为85%〖答案〗C〖解析〗A．电动机消耗的电功率为故A错误；B．电动机内阻为电动机的焦耳热功率为故B错误；C．电动机输出的机械功率为故C正确；D．电动机的工作效率为故D错误。故选C。6.如图在真空中一个光滑绝缘的水平面上，有两个完全相同的金属球A、C，两球质量均为，静止在磁感应强度的匀强磁场中的C球带正电，电荷量，在磁场外的不带电的A球以速度进入磁场中与C球发生正碰后，C球对水平面压力恰好为零，设向右为正，不计涡流的影响，重力加速度为，则碰后A球的速度大小为（）A.0m/s B.2m/s C.7m/s D.12m/s〖答案〗B〖解析〗依题意，碰后两球平均分配电荷量，C球对水平面压力恰好为零，则有解得两球碰撞过程，系统动量守恒，有联立，解得故选B。7.如图竖直放置的等边三角形，其中两点在同一竖直线上，点在三角形中心。三角形的三个顶点处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。则下列说法正确的是（）A.处磁感应强度的方向竖直向下B.导线所受安培力的方向与边平行C.、两导线之间的安培力是斥力D.处的磁感应强度方向垂直纸面向里〖答案〗A〖解析〗A．通电指导线周围产生环形磁场，距通电直导线距离相等的点处的磁感应强度大小相等，根据安培定则，分别做出通电直导线a、b在c处的磁场强度，如图所示根据平行四边形定则可知，处的磁感应强度的方向竖直向下，故A正确；B．c处的合磁场竖直向下，则根据左手定则可知，c处的通电直导线所受安培力的方向水平向左，垂直于边，故B错误；C．根据安培定则可知，b导线在a处产生的磁场水平向右，则根据左手定则可知，a导线在b的磁场中所受安培力竖直向下，同理可得b导线在a的磁场中所受安培力竖直向上，即两导线相互吸引，故C错误；D．做出三根导线在o点产生的磁感应强度，如图所示易知但根据几何关系可知，三个场强之间互成，则可知合磁场等于0，故D错误。故选A。8.“雨打芭蕉”是文学中常见的抒情意向。当雨滴竖直下落的速度为时，将一圆柱形量杯置于雨中，测得时间内杯中水面上升的高度为。为估算雨打芭蕉产生的压强，建立以下模型，芭蕉叶呈水平状；所有落到芭蕉叶上的雨滴，都有一半向四周溅散开，溅起时竖直向上的速度大小为，另一半则留在叶面上；芭蕉叶上的积水很少可忽略，但雨滴的重力不能忽略。不计风力以及淀起的水珠对下落雨滴的影响。已知水的密度为，则关于压强下列说法正确的是（）A.小于 B.小于C.大于 D.小于〖答案〗C〖解析〗设芭蕉叶的面积为，则时间内落到芭蕉叶上面雨滴的质量为根据题意，有一半的雨滴向四周散开，取竖直向上为正方向，根据动量定理有另一半留在叶面上，根据动量定理有根据压强的定义式可得联立解得故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.一只质量为的乌贼吸入的水后，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以大小为的速度向前逃窜。下列说法正确的是（）A.在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为B.在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大C.乌贼喷出的水的速度大小为D.在乌贼喷水的过程中，有的生物能转化成机械能〖答案〗ACD〖解析〗A．在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为故A正确；B．在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统所受合力为零，所以系统动量守恒，故B错误；C．由动量守恒定律可得故C正确；D．在乌贼喷水的过程中，生物能转化成机械能，可得故D正确。故选ACD。10.某同学做“旋转的液体”实验，实验装置如图所示，在玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，蹄形磁铁两极正对部分的磁场可视为匀强磁场。已知电源的电动势为，内阻，限流电阻，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为。闭合开关后，当液体旋转稳定时，电压表的示数为，此时下列说法正确的是（）A.从上往下看，液体做顺时针旋转动B.从上往下看，液体做逆时针旋转动C.电源的输出功率为3.0WD.液体中产生的热功率为0.5W〖答案〗BD〖解析〗AB．磁场竖直向上，圆柱形电极电流由边缘指向玻璃皿中心，根据左手定则可知，从上往下看，液体做逆时针旋转动，故A错误，B正确；C．电压表的示数为，根据闭合电路欧姆定律有电源的输出功率为W故C错误；D．液体中产生的热功率为W故D正确；故选BD。11.如图所示，一块长、宽、高分别为、、的矩形霍尔元件，元件内单位体积自由电子数为，电子电量大小为，通入方向向上大小为的电流，此时显示屏闭合，元件处于垂直于右侧面、方向水平向右，大小为的匀强磁场中，前后表面间出现大小为的电压，以此控制屏幕的熄灭。则关于该元件的下列说法正确的是（）A.后表面的电势比前表面的低B.自由电子受到的洛伦兹力大小为C.自由电子受到的洛伦兹力大小为D.电压满足〖答案〗AB〖解析〗A．电流的方向竖直向上，而电流的方向为正电荷定向移动的方向，为负电荷定向移动的反方向，则可知电子移动的方向竖直向下，因此，根据左手定则可知，电子将向着后表面偏转，后表面积累了电子，则后表面的电势低于前表面的电势，故A正确；B．设电子定向移动的速度为，根据电流的微观表达式可得解得则电子所受洛伦兹力的大小为故B正确；C．前后表面间出现大小为的电压时，电子受力平衡，所受洛伦兹力的大小等于电场力的大小，设霍尔电场场强为，则有而联立可得故C错误；D．根据以上分析可得解得故D错误。故选AB。12.如图，质量为的小车静止在光滑水平面上，小车段是半径为的四分之一光滑圆弧，段是长为的水平粗糙轨道，两段轨道相切于点。一质量为的滑块从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入轨道，最后恰好停在点，已知小车质量，滑块与轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为，则下列说法正确的是（）A.小车和滑块组成的系统动量守恒B.滑块运动过程中，最大速度为C.滑块从到运动过程中，小车的位移为D.滑块运动过程中对小车的最大压力为5mg〖答案〗BCD〖解析〗A．小车与滑块组成的系统，竖直方向合力不为零，因此该系统动量不守恒，而水平方向该系统不受外力，则该系统在水平方向动量守恒，故A错误；B．分析可知，滑块运动到B点时速度最大，取水平向右为正方向，根据该系统水平方向动量守恒可得滑块滑到B点的过程中，根据机械能守恒有由已知解得，故B正确；C．根据水平方向动量守恒，可知滑块从B到C时滑块和小车速度都为0，设滑块从B到C的过程中，小车的位移大小为，则滑块的位移大小为，小车与滑块运动时间相同，则由动量守恒定律有解得故C正确；D．滑块到达B时对小车的压力最大，在B点对滑块由牛顿第二定律有解得根据牛顿第三定律可知，滑块运动过程中对小车的最大压力为，故D正确。故选BCD。三、非选择题，共6小题，共60分。13.利用DIS实验装置验证变力作用下的动量定理时，组装了如图所示的装置。将力传感器、光电传感器接入计算机，将遮光片的宽度和小车质量输入计算机。推动小车使其与力传感器测力点发生碰撞，通过传感器在计算机中描绘出碰撞中作用力随时间变化的图像，得出小车受到此力的冲量。由光电传感器测量的时间等得到小车动量的变化量。比较小车受到的力的冲量和动量变化量，来验证动量定理。某次验证实验时测得的数据如图乙所示。（1）由图乙中数据可求出碰撞过程小车动量的变化量为___________，小车受到的力的冲量为___________。（2）从图中可以看出碰撞前、后物体接近、远离“力传感器测力点”的动量大小相差不大。根据图中数据可知物体接近测力点过程中通过光电门的时间为___________s。〖答案〗（1）0.20410.1972（2）〖解析〗（1）[1]由图乙中数据可求出碰撞过程小车动量的变化量为[2]F-t图像的面积表示力的冲量，则冲量为（2）[3]小车接近测力点过程中通过光电门的速度大小为通过光电门的时间14.测一节干电池的电动势E和内阻r。某同学设计了如图甲所示的实验电路，已知电流表内阻与电源内阻相差不大。（1）连接好实验电路，开始测量之前，滑动变阻器R的滑片P应调到________（选填“a”或“b”）端。（2）闭合开关S1，S2接位置1，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数。（3）重复（1）操作，闭合开关S1，S2接位置2，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数。（4）建立坐标系，在同一坐标系中分别描点作出S2接位置1、2时图象如图乙所示。①S2接2时的图线是图乙中的_______________（选填“A”或“B”）线。②每次测量操作都正确，读数都准确。由于S2接位置1，电压表的分流作用，S2接位置2，电流表的分压作用，分别测得的电动势和内阻与真实值不相等。则由图乙中的A和B图线，可得电动势和内阻的真实值，E=______________V，r=______________Ω。（保留3位有效数字）③进一步对该实验误差进行分析，下列说法中正确的是______。A．开关S2接1时，电池电动势的测量值等于真实值，电池内阻的测量值小于真实值。B．开关S2接1时，电池电动势的测量值小于真实值，电池内阻的测量值大于真实值。C．开关S2接2时，电池电动势的测量值等于真实值，电池内阻的测量值大于真实值。D．开关S2接2时，电池电动势的测量值小于真实值，电池内阻的测量值小于真实值。〖答案〗（1）a（4）A1.501.50C〖解析〗（1）[1]为保护电流表，开始测量之前，滑动变阻器R的滑片P应调到阻值最大的a端；（2）[2]当S2接1位置时，可把电压表与电源并联看作一个等效电源，设电压表内阻为，则电动势和内阻测量值分别为，可知电动势和内阻的测量值均小于真实值；当S2接2位置时，可把电流表与电源串联看作一个等效电源，设电流表内阻为，则电动势和内阻测量值分别为，可知电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值均大于真实值；则S2接2时的图线是图乙中的A线。（4）②[3]当S2接2位置时，可把电流表与电源串联看作一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律可知电动势测量值等于真实值，图线应是A线，则有[4]当S2接1位置时，图线的B线对应的短路电流为真实值，为内阻的真实值为③[5]AB．开关S2接1时，可把电压表与电源并联看作一个等效电源，可知电动势和内阻的测量值均小于真实值；故AB错误；CD．开关S2接2时，可把电流表与电源串联看作一个等效电源，可知电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值均大于真实值；故C正确，D错误。15.如图所示，体育课上一位同学正在练习用头颠球。某一次顺球，球由静止下落1m，足球落到头部与头部作用时间0.1s后，以大小为4.8m/s的速度被重新顶起离开头部，经0.4s竖直上升至最高点。已知足球的质量为0.4kg，足球在空中受到的空气阻力大小恒定，与头部接触过程不计空气阻力。重力加速度g取10m/s2，在此次颠球过程中，求：（1）足球上升过程中，受到的空气阻力的冲量大小；（2）足球与头部作用过程中，头对足球的平均作用力。〖答案〗（1）；（2），方向竖直向上〖解析〗（1）取向上为正方向，足球上升过程中，根据动量定理得其中解得（2）根据题意有解得足球由静止下落过程，根据动能定理有解得足球被顶起过程，取向下为正方向，根据动量定理有其中解得头部对足球的作用力大小为，方向竖直向上。16.如图甲所示，水平放置的两光滑平行导轨P、Q间的距离，垂直于导轨平面有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度，棒垂直于导轨放置，系在棒中点的水平绳跨过定滑轮与物块相连，质量为1.8kg的物块放在电子秤上。物体一直静止在电子秤上，电子秤的读数随滑动变阻器阻值变化的规律如图乙所示，导轨及棒的电阻均不计，取。求：（1）磁场方向；（2）电源电动势和内阻。〖答案〗（1）磁场方向向上；（2），〖解析〗（1）根据图乙可知，滑动变阻器阻值接入电路中的电阻为时，电子秤的读数为零，则可知此时绳子张紧，安培力大小等于物块重力大小，安培力方向水平向左，由左手定则可知，磁场方向向上。（2）当滑动变阻器接入电路中的阻值为为1Ω时，对物体有解得根据闭合电路欧姆定律，可得回路中的电流当电阻箱阻值为5Ω时，对物体解得根据闭合电路欧姆定律，可得回路中电流联立解得17.如图甲是一种回旋加速器的原理图：半径为的两个中空形盒，处于垂直于盒面向里、磁感应强度为的匀强磁场中。两形盒左端狭缝处放置一场强恒定的加速电场，加速电压为。质量为，带电量为的带正电粒子从处进入加速电场。粒子初速度很