浙江省七彩阳光新高考研究联盟2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题（解析版）VIP

2024学年第一学期浙江“七彩阳光”新高考研究联盟期中联考高二年级物理学科试题考生须知：1．本卷共6页满分100分，考试时间90分钟；2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字；3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效；4．考试结束后，只需上交答题纸。选择题部分一、选择题1.下列器材不是用来测量基本物理量的是（）A.打点计时器 B.游标卡尺 C.电流表 D.测力计【答案】D【解析】【详解】打点计时器可以测量基本物理量时间；游标卡尺可以测量基本物理量长度；电流表可以测量基本物理量电流强度；测力计可以测量力的大小，而力不是基本物理量。故选D。2.比值定义法是物理学中常用的研究方法，它用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量。下面式子属于比值定义法的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，或基本运动特征，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变；电场中某点的电势是由电场本身决定的，与放入电场中的试探电荷的电势能与电量无关；即是比值定义法；而、、都不是比值定义法。故选D。3.关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（）A.静电喷漆是利用同种电荷相互排斥，使油漆微粒沉积在工件表面，完成喷漆工作B.燃气灶中电子点火器点火应用了静电屏蔽的原理C.油罐车拖着一根铁链的目的是导走静电D.高压输电线上方还架有与大地相连的两条导线，应用了尖端放电【答案】C【解析】【详解】A．静电喷漆是利用接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下向作为正极的工件运动，并沉积在工件表面，即利用异种种电荷相互吸引，故A错误；B．因尖端容易放电，则燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形，从而利用尖端放电的原理，故B错误；C．油罐车拖着一根铁链的目的是将产生的静电导走，故C正确；D．高压输电线上方的两根接地导线也被称为避雷线或架空地线，其主要作用是防止雷直接击到输电线上，原理是每一个铁塔的下面做一个地网线，再引到地面与铁塔联接，而塔顶上的两根避雷线与铁塔相联接。此时当遇到雷雨天时，带高压电荷云层的高压电荷会被两根避雷线吸收通过铁塔传到大地，因为大地相当于一个很大的电容，它能吸收并中和云层中的高压电荷。这样就可以避免雷电直接击到电力线路上了；与尖端放电的原理不同；故D错误。故选C。4.如图所示，带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（）A.若粒子是从A运动到B，则粒子带正电B.若粒子是从A运动到B，则加速度减小C.若粒子是从B运动到A，则其速度减小D.若粒子是从B运动到A，则其电势能减小【答案】D【解析】【详解】ACD．粒子受到的电场力与电场线相切且指向轨迹凹侧，为如图所示的F，与场强方向相反，故粒子带负电，与运动方向无关，若从B运动到A，电场力做正功，动能增大，速度增大，电势能减小，故AC错误，D正确；B．若粒子是从A运动到B，电场线变密，场强增大，电场力增大，则其加速度增大，C错误。故选D。5.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件吸尘清扫。已知某扫地机器人工作额定电压15V，额定功率30W，充电时额定电压24V，充电时间约240分钟，充电完成时电池容量2000mA·h，则下列说法正确的是（）A.充电电流为0.5AB.机器人正常工作的电压为24VC.机器人正常工作时的电流为1AD.机器人充满电后工作时间最多约为2小时【答案】A【解析】【详解】A.充电时间约240分钟，充电完成时电池容量2000mA·h，由可知，充电电流为故A正确；BC.机器人工作额定电压15V，额定功率30W，则正常工作时的电压为15V，正常工作时的电流为故BC错误；D.充电完成时电池容量2000mA·h，正常工作时的额定功率30W，由能量守恒定律可知解得充满电后工作时间为故D错误。故选A。6.某小组在实验室进行平行板电容器特性研究时，不小心转动其中一极板而使其发生倾斜，已知两板带有等量异种电荷，则两极板之间的电场线分布情况可能正确的是（）A B.C. D.【答案】C【解析】【详解】根据题意可知，两板间电势差相等，从左到右板间距离增大，根据可知，场强越来越小，电场线越来越稀疏，平行板电容器中，极板分别是等势体，根据电场线始终垂直等势面可知，C正确；故选C。7.如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是（）A.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值B.b代表的电阻丝较粗C.a、b并联之后的总阻值的伏安特性曲线应该落在Ⅱ区域D.a、b串联之后的总阻值的伏安特性曲线应该落在Ⅲ区域【答案】B【解析】【详解】AB．根据欧姆定律可得可知伏安特性曲线的斜率是电阻的倒数，因此a代表的电阻较大，b的较小；根据电阻定律可知a的电阻丝较细，b的较粗，故A错误，B正确；C．把ab代表的电阻丝并联后阻值比金属丝b的更小，伏安特性曲线应分布在III区域，故C错误；D．a、b串联之后的总阻值比金属丝a的更大，伏安特性曲线应该落在I区域，故D错误。故选B。8.已知灵敏电流表G的满偏电流为，内阻为，变阻箱R接入电路的阻值为。下列说法正确的是（）A.改装为3V量程的电压表，选择图甲，B.改装为3V量程的电压表，选择图乙，C.改装为0.6A量程的电流表，选择图甲，D.改装为0.6A量程的电流表，选择图乙，【答案】B【解析】【详解】AB．改装为3V量程的电压表，应该选择图乙，串联一个大电阻，起到分压的作用，分压电阻的阻值故A错误；B正确；CD．若改装成0.6A的电流表，应该选择图甲，并联一个小电阻，起到分流的作用，分流电阻的阻值故CD错误。故选B。9.如图所示，质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，另一个带电量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方，已知细线OA长为2l，O到B点的距离为l，平衡时AB带电小球处于同一高度，已知重力加速度为g，静电力常量为k。则（）A.A、B间库仑力大小为B.A、B间库仑力大小为2mgC.细线拉力大小为mgD.细线拉力大小为【答案】D【解析】【详解】A.根据题述和图中几何关系，A、B间的距离为根据库仑定律，可得库仑力大小为故A错误；B．对小球A受力分析，受到竖直向下的重力mg，水平向右的库仑力F，细线的拉力T，由可得A、B间库仑力大小为故B错误；C．由mg∶T＝1∶2可得细线拉力大小为T＝2mg故C错误；D．由可得细线拉力大小为故D正确。故选D。10.如图甲为直线加速器原理图，由多个横截面积相同的圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。已知电子的质量为m、元电荷为e、电压的绝对值为u，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的圆板（序号为0）中央有一个初速度为零的电子。下列说法正确的是（）A.可以选用高强度的玻璃作为圆筒材料 B.电子在圆筒内运动的时间为TC.进入第2个金属圆筒时的速度为 D.第8个金属圆筒的长度为【答案】C【解析】【详解】A．圆筒需要和交流电源相连形成电场，必须导电，故A错误；B．因为电子从金属圆筒出来后要继续做加速运动，所以电子在金属圆筒中的运动时间应该为交变电源周期的一半，即，故B错误；C．由动能定理得所以电子进入第2个圆筒瞬间速度为故C正确；D．由动能定理得所以电子进入第8个圆筒瞬间速度为因为金属圆筒处于静电平衡状态，圆筒内部场强为零，电子在圆筒中做匀速直线运动，所以第8个圆筒长度为故D错误。故选C。11.如图所示两对等量异种电荷固定于边长为L正方形顶点上，其中a、b两点为对角线上四等分点，O为对角线交点，下列说法正确的是（）A.a、b两点电场方向相互垂直B.一带电粒子（不计重力）垂直纸面穿越O点，穿越过程中速度大小不变C.O点的场强为零D.带电粒子从a运动到b，电场力不做功【答案】B【解析】【详解】A．根据等量异种电荷电场线的分布特点可知，a、b两点电场方向不垂直，故A错误；B．垂直纸面过O点的直线是等势线，一带电粒子（不计重力）垂直纸面穿越O点，电势能不变，则穿越过程中动能不变，速度大小不变，故B正确；C．根据电场的矢量叠加可知O点的场强不为零，故C错误；D．a点靠近正电荷，电势较高，带电粒子从a运动到b，电势能发生变化，电场力做功，故D错误；故选B。12.某空间的x轴上只存在沿此轴方向的静电场，x轴上各点电势分布如图。一带电量为的粒子只在电场力作用下由x轴上某点无初速释放，下列说法正确的是（）A.若粒子沿x轴运动过程中的总能量恒为零，则粒子的运动区间是B.运动过程中最大动能为C.原点的电场强度最大D.若粒子在位置释放，则会在和原点间来回往复运动【答案】A【解析】【详解】A．粒子带负电荷，开始时由电势低处向电势高处运动，又粒子沿x轴运动过程中的总能量恒为零，则开始运动时动能为零，电势能也为零，则粒子的活动区间是[x2，x3]，故A正确；B．负电荷在电势最高处，电势能最小，根据总能量守恒，可知此时动能最大，则可知运动过程中的最大动能为故B错误；C．根据图像的斜率大小表示电场强度大小，由图可知原点图像的切线斜率为零，故原点的电场强度零，不是最大，故C错误；D．若粒子在位置释放，粒子在处的动能为零，由图可知，粒子在和两个位置的电势相等，则粒子在两处的电势能也相等，根据总能量守恒可知，粒子在的动能也为零，故粒子会在和间来回往复运动，故D错误。故选A。13.如图所示，竖直面内存在水平向左的电场，有一质量为m、带电的小球，从斜面上a点抛出，落回在斜面b点。其中在a点的速度大小为v，方向与a、b连线成角；在b点的速度大小也为v，方向与a、b连线成角，斜面倾角，小球的空气阻力忽略不计，重力加速度g，下列说法正确的是（）A.从a运动到b点所用的时间为B.ab之间的距离为C.若将抛出角度a改为，小球会落在ab之间D.若将小球的带电量改为，同样从a点以相同速度抛出，其仍能击中b点【答案】C【解析】【详解】A．在竖直方向上受重力作用，根据可得从a运动到b点所用时间为故A错误；B．竖直方向上根据几何关系可知ab之间的距离为故B错误；C．由于角度未改变前二者在水平方向与竖直方向上的运动距离相等，故加速度大小相等；若将抛出角度a改为，则水平方向的分速度大于竖直方向上的分速度，且水平方向上速度比改变前小，所以若运动相同距离，则所用时间变长；且在竖直方向上有向下的初速度，若可知若下降相同高度h，所用时间变短；故小球会落在ab之间，故C正确；D．若将小球的带电量改为，所受电场力增大，由于电场力为阻力，根据牛顿第二定律可知水平方向上加速度增大；若同样从a点以相同速度抛出，则运动相同距离所用时间变短，故不会击中b点，故D错误。故选C。二、选择题14.如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为+Q的金属小球置于距O点r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，无穷远处电势为0，下列说法不正确的是（）A.防护服上的感应电荷在O点处产生的场强大小等于B.由于静电屏蔽所以防护服内不存在金属小球激发的电场C.防护服金属网带电是因为其电子的转移D.由于防护服金属网左侧外表面带负电，右侧外面表带正电，所以左侧电势低，右侧电势高【答案】BD【解析】【详解】A．金属小球和防护服在防护服内产生的合场强为零，金属小球+Q在O点产生的场强与感应电荷在该处产生的电场强度大小相等方向相反，感应电荷在O点产生的场强大小为故A正确，不符合题意；B．金属小球激发的电场存在于防护服内，与防护服上感应电荷的电场大小相等方向相反，故B错误，符合题意；C．物体带电的实质都是电子的转移，故C正确，不符合题意；D．防护服接地，由静电感应原理可以知道，防护服内金属网左侧外表面带负电，大地的无限远处带正电，但防护服金属网是个等势体，左侧和右侧的电势相等，故D错误，符合题意。故选BD。15.某电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，一切测量在量程内。下列说法中正确的是（）A.称量物的质量越大，电源输出功率越大B.电压表的示数与称量物质量成正比C.电子称的最大量程为D.电压与称量物质量m的关系为【答案】CD【解析】【详解】A．物体质量越大，滑动变阻器阻值越大，电流越小，由于外电阻与内阻的大小关系未知，无法判断输出功率变化，故A错误；BCD．设滑动变阻器上端到滑动端的长度为x，则滑动变阻器接入电路的阻值为根据闭合电路欧姆定律电压表示数为联立得电压表的示数与称量物质量不成正比，当时电子秤达到最大量程，解得故B错误，CD正确。故选CD。三、非选择题16.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：（1）利用图1探究实验，两辆小车放在水平木板上，左端各系一条细线，线的另一端跨过光滑定滑轮各挂上槽码（图中未画出），两小车右端各系一条细线，用一个黑板擦把两条细线同时按在木板上使小车静止，抬起黑板擦，两小车同时开始运动，再次按下黑板擦，两车同时停止运动。下列说法正确的是________A.实验中需要测量小车的运动时间B.在两车运动时间相同的情况下，可通过位移测量代替加速度测量C.本实验无需补偿阻力D.本实验需要保证槽码的质量远小于小车质量（2）用如图2所示的装置进行实验①关于补偿小车阻力，下列说法正确的是____A．需要连接纸带B．需要将细绳与小车相连C．必须反复调整木板倾斜度，直至小车能静止在木板上D．在小车上增减钩码并进行多次实验，不需要重新补偿阻力②在规范的实验操作下，打出的一条纸带如图3所示，相邻两计数点间均有4个点未画出，已知电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为____m/s（结果保留2位有效数字）。【答案】（1）BD（2）①.AD②.0.50【解析】【小问1详解】A．实验中打点计时器为测量时间的工具，所以不需要测量小车的运动时间，故A错误；B．根据可知，在两车运动时间相同的情况下，可通过位移测量代替加速度测量，故B正确；C．由于槽码的重力等于小车所受合外力，因此需要平衡摩擦力，故C错误；D．槽码的质量要远小于小车的质量时，槽码的重力才近似等于小车所受的拉力，故D正确。故选BD。【小问2详解】①[1]A．补偿阻力时，小车上需要固定纸带，通过纸带点迹进行判断，故A正确；B．平衡摩擦力时，车前不能挂槽码，所以不需要将细绳与小车相连，故B错误；C．必须反复调整木板倾斜度，直至小车能匀速向下运动，故C错误；D．在小车上增减钩码并进行多次实验，不需要重新补偿阻力，故D正确。故选AD②[2]相邻两计数点间均有4个点未画出，交流电的频率为50Hz，则计数点间的时间间隔为由匀变速直线运动的推论可知，小车的加速度17.一实验小组测量干电池的电动势和内阻，所用器材如下：电压表（量程0~3V，内阻约为3kΩ）；电流表（量程0~0.6A，内阻为1.0Ω）；滑动变阻器（阻值0~50Ω）；干电池一节、开关一个和导线若干。（1）根据给出的实验器材，在图甲上用笔画线代替导线完成最合理的测量电路_______。（2）正确连接后，某次测量中电流表指针位置如图乙所示，其示数为______A（结果保留2位小数）。（3）调节滑动变阻器阻值，测得多组电表读数，作出图丙所示的U-I图像，则待测干电池电动势E=______V（结果保留2位小数），内阻r=______Ω（结果保留1位小数）。【答案】（1）（2）0.24（3）①.1.48②.0.7【解析】【小问1详解】由于电流表内阻已知，采用电流表内接法，如图所示【小问2详解】电流表精度为0.02A，所以电流表读数为0.24A。【小问3详解】[1][2]根据闭合电路欧姆定律得变形为根据图像可知，纵截距斜率的绝对值为所以待测干电池电动势电源内阻18.用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，通过测量重物运动过程中下落高度h和相应的速度大小v等物理量，进行分析验证。下列说法正确的是（）A.应先释放纸带再打开打点计时器电源B.可以利用公式计算重物的速度C.若交流电的实际频率小于，算得的动能偏大D.作图像，只有当图线是过原点的直线时，才能说明机械能守恒【答案】C【解析】【详解】A．打点计时器启动时打点不稳定，所打点要舍去，则应先打开打点计时器电源再释放纸带，故A错误；B．利用公式计算重物的速度，就是认为重物下落的加速度为g，相当间接验证了机械能守恒定律，故B错误；C．瞬时速度为若交流电的实际频率小于，则实际周期大于0.02s，代入计算出的速度偏大，由可知，算得的动能偏大，故C正确；D．根据可得则作图像，只有当图线是过原点的直线时且斜率为，才能说明机械能守恒，故D错误。故选C。19.如图所示，ABC为直角边长度为1cm的等腰直角三角形。在匀强电场中，将带电荷量的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做的功；将带电荷量的正电荷再从B点移到C点，电场力做了的功。（1）求A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差；（2）如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？（3）求电场强度。【答案】（1）3V，3V（2）3V，-3V（3）；方向A指向C【解析】【小问1详解】试探电荷从克服电场力做功，有可得试探电荷从电场力做正功，有解得【小问2详解】规定B点的电势为零，即，由可得同理可知可得【小问3详解】因，，则连线AC的中点D的电势为0V，即为0V的等势线，而电场线垂直于等势面由高电势指向低电势，即电场强度的方向由A指向C，场强大小为20.如图为某种投球装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向。AB管内有一长度为0.5R的弹射装置，内部有电容器可将其储存的能量转化成小球动能，设置储能电容器的工作电压可改变弹射速度，且接通后小球在D点瞬间获得动能。设质量为m的小球到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零。不计小球在运动过程中的机械能损失。已知重力加速度为g。求：（1）质量为m的小球到达管口C时的速度大小；（2）已知电容器储存的电能，转化为小球的效率为η，电容为C，设置电压为多少；（3）已知地面与水平面相距1.5R，若使该投球管绕AB管的中轴线在角的范围内来回缓慢转动。保持电容电压与（2）中相同，球的质量在到m之间变化，所有球均能落到水面。持续投放足够长时间后，球能够落到水面的最大面积S是多少？【答案】