江苏省南京市2024-2025学年高二上学期期中考试 物理 含解析

南京市2024-2025学年度第一学期期中学调研测试高二物理一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项符合题意。1.“中国天眼”是世界最大的单口径射电望远镜，能接受来自宇宙深处的电磁波，帮助人类探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（）A.变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场B.不同电磁波在真空中传播速度不同C.电磁波不能在水中传播D.微波炉加热食物是利用了红外线的热效应【答案】A【解析】【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故A正确；B．电磁波在不同介质中传播速度不同，但在真空中传播的速度均等于光速，故B错误；C．电磁波传播不需要介质，可以水中传播，故C错误；D．微波炉加热食物是利用微波的频率与水分子的固有频率相近，从而使水分子产生共振，剧烈振动产生热量，达到加热食物的目的，故D错误。故选A。2.某同学在探究感应电流产生的条件时，进行了如图所示的实验。下面几种情况中，线圈B中没有感应电流产生的是（）A.开关闭合或开关断开的瞬间B.开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片C.开关闭合稳定后，将线圈A从线圈B中拔出D.开关断开状态下，将线圈A从线圈B中拔出【答案】D【解析】【详解】A．开关闭合或断开的瞬间，线圈A中的电流变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故A错误；B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片，线圈A中的电流变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故B错误；C．开关闭合稳定后，拔出线圈A的瞬间，B线圈中的磁通量减小，线圈B中产生感应电流，故C错误；D．开关断开状态下，穿过线圈B的磁通量为零，将线圈A从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量不发生变化，线圈中没有感应电流，故D正确。故选D。3.下列关于静电现象的说法不正确的是（）A.图甲中，当摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时变得清澈透明，利用了静电吸附的原理B.图乙中，优质话筒线的外层包裹着金属编织层，利用了静电屏蔽的原理C.图丙中，在加油站给汽车加油前触摸一下手形静电释放器，利用了感应起电的原理D.图丁中，燃气灶电子点火器的放电电极是针尖形，利用了尖端放电的原理【答案】C【解析】【详解】A．图甲中摇动起电机，电极之间形成电场，将气体电离，电子被吸附到烟雾颗粒上，使烟雾颗粒带负电，导致烟雾颗粒可以向正极移动，工作原理为静电吸附，故A正确；B．图乙中，优质话筒线的外层包裹着金属编织层，利用了静电屏蔽的原理屏蔽外部干扰，实现保真信号传输，故B正确；C．图丙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走人身上的静电，故C错误；D．图丁的燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，故D正确。本题选择不正确的，故选C。4.某同学将两个相同的灵敏电流表G分别改装成一个电流表和一个电压表，如图甲、乙所示，则下列说法正确的是（）A.甲表是电压表，R减小时量程减小 B.甲表是电流表，R减小时量程增大C.乙表是电流表，R增大时量程增大 D.乙表是电压表，R增大时量程减小【答案】B【解析】【详解】AB．由串并联规律可知，甲表表头满偏时，并联部分承担电流增大，所以甲表是电流表。表头满偏时，R越小，总电流越大，量程减大，故A错误，B正确；CD．由串并联规律可知，乙表表头满偏时，总电流不变，串联部分总电压升高，为电压表。表头满偏时，R越大，总电压增大，量程增大，故CD错误。故选B。5.如图所示，带正电的金属球C放在绝缘支架上，置于铁架台旁，把系在绝缘细线上带正电的铝箔小球a挂在P点下方，小球a静止时细线与竖直方向的夹角为θ。若用一个与球C完全相同的不带电的金属球D触碰一下球C，移走球D后小球a再次静止时（）A.球C所带的电荷量变为原来的一半B.细线上的拉力大小变为原来的一半C.细线与竖直方向的夹角θ变为原来的一半D.球C与小球a之间的静电力大小变为原来的一半【答案】A【解析】【详解】A．由于不带电的金属球D与球C完全相同，故二者接触后再分开，电荷量平分，所以球C所带的电荷量变为原来的一半，故A正确；BC．根据平衡条件可得由于小球再次达到平衡时，静电力减小，细线与竖直方向的夹角减小，细线拉力减小，但不能确定细线与竖直方向的夹角θ变为原来的一半，也不能确定细线上的拉力大小变为原来的一半，故BC错误；D．球C与小球a之间的静电力大小为由于球C所带的电荷量变为原来的一半，要让小球a处于平衡状态，则球C与小球a之间的距离减小，所以球C与小球a之间的静电力大小不会变为原来的一半，故D错误。故选A。6.如图甲所示为科研人员使用透射电子显微镜观察生物样品情景，电子显微镜利用电场控制电子运动，镜中电场的电场线分布如图乙所示，虚线为一个电子在此电场中运动的轨迹，若电子从A运动到B，则此运动过程中（）A.A点的电场强度比B点的电场强度大 B.电子在B点的加速度比在A点的加速度大C.电子的电势能不断增大 D.电子受到的电场力的功率越来越小【答案】B【解析】【详解】AB．由图可知，B点电场线较A点密，则A点的电场强度比B点的电场强度小，电子在A点受到的电场力比在B点受到的电场力小，所以电子在B点的加速度比在A点的加速度大，故A错误，B正确；C．由于电子所受电场力的方向与场强方向相反，所以若电子从A运动到B，电场力一直做正功，动能不断增大，电势能不断减小，故C错误；D．电子从A运动到B，动能不断增大，速度增大，电子受到的电场力增大，电场力方向（电场线的切线方向）与速度方向（轨迹的切线方向）的夹角减小，根据可知，电场力的功率越来越大，故D错误。故选B。7.如图所示，某实验小组用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。滑块A、滑块B上装有相同的遮光片，滑块A、滑块B的质量分别为、。下列相关操作（含读数）正确的是（）A.本实验需要通过垫高导轨一端的方式平衡滑块和轨道间的摩擦阻力B.该小组用游标卡尺测量遮光片的宽度，如图乙所示读数为C.两滑块的质量必须满足D.加橡皮泥后，滑块A和B的碰撞为弹性碰撞【答案】B【解析】【详解】A．本实验是通过气垫导轨把两个滑块托起，使两个滑块不受摩擦力，故本实验可以不通过垫高导轨的方式平衡滑块和轨道间的摩擦阻力，故A错误；B．如图乙所示读数为d=2mm+10×0.05mm=2.50mm故B正确；C．碰后两滑块可以向相反方向运动，所以不需要满足mA>mB，故C错误；D．加橡皮泥后，碰后两滑块粘在一起，所以滑块A和B的碰撞为完全非弹性碰撞，故D错误。故选B。8.如图甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最高点。规定向右为正方向，图乙所示是其振动图像。取π2≈10，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A.摆球摆到平衡位置O点时合力为零 B.在0.6s~0.8s时间内，小球的动能逐渐增大C.t=0.4s时摆球位于B点 D.此单摆的摆长约为0.16m【答案】D【解析】【详解】A．摆球摆到平衡位置O点具有向上的向心加速度，绳拉力大于重力，合力不为零，故A错误；B．在0.6s~0.8s时间内，图线切线的斜率逐渐减小，小球的速度减小，动能减小，故B错误；C．由于向右为正方向，t=0.4s时摆球位移达到正向最大，所以摆球位于C点，故C错误；D．由图可知，单摆的周期为0.8s，根据单摆周期公式可得故D正确。故选D。9.在平静的水面上漂浮着一块质量M的带有支架的木板，支架上蹲着一只质量为m的青蛙，，突然青蛙以相对于地面以一定水平速度向右跳出，恰好落到木板最右端。水的阻力不计，下列说法正确的是（）A.青蛙对木板的冲量大小大于木板对青蛙的冲量大小B.青蛙落到木板后两者一起向右做匀速直线运动C.该过程青蛙相对于地面的水平位移大于木板相对于地面的水平位移D.如果增加木板的质量（长度不变），则青蛙以同样的水平速度跳出后会落入水中【答案】C【解析】【详解】A．由于青蛙对木板的作用力与木板对青蛙的作用力是一对相互作用力，二者大小相等、方向相反，时间相等，所以青蛙对木板的冲量大小等于木板对青蛙的冲量大小，故A错误；B．由于青蛙和木板组成的系统水平方向动量守恒，系统初动量为零，所以末动量也为零，所以青蛙落到木板后二者静止，故B错误；C．设青蛙相对于木板的水平位移为L，根据人船模型的特点可得解得，由于所以故C正确；D．设支架高为h，根据可知，青蛙以同样的水平速度跳出，增加木板的质量（长度不变），则木板的速度减小，由于时间不变，所以青蛙相对于木板的位移减小，青蛙不会落入水中，故D错误。故选C。10.如图所示的电路中，平行板电容器C的两极板水平放置，R为滑动变阻器，L是小灯泡，D为二极管，有一带电油滴悬浮在两极板间。下列说法正确的是（）A.油滴带正电B.若滑动变阻器的滑片向上滑动，则小灯泡变暗C.若滑动变阻器的滑片向下滑动，则油滴向下运动D.若将电容器的下极板向下平移一些，则油滴仍静止【答案】D【解析】【详解】A．电容器上极板与电源的正极相连，电容器上极板带正电；带电油滴悬浮在两极板间，油滴所受电场力向上，油滴带负电，故A错误；B．若滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流减小，则电源内压减小，由可知路端电压增大，则小灯泡变亮，故B错误；C．若滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流增大，则电源内压增大，由可知路端电压减小；由于电容器与二极管串联，二极管反向电阻较大，电容器不能放电，则电容器保持电压不变，所以电容器内部的电场强度不变，油滴所受电场力不变，则油滴静止不动，故C错误；D．若将电容器的下极板向下平移一些，电容器两极板间距变大，由可知电容减小，由可知在电量不变的情况下，电容器两极板电压增大，由于电容器不能放电，则电容器所带电量不变，则电容器内部电场强度所以油滴所受电场力不变，则油滴仍静止，故D正确。故选D。11.如图所示，牛顿摆是一组相互紧挨且悬挂在同一水平线上的相同小钢球，小明用牛顿摆进行探究活动，下列四组实验中左图为释放前的初始状态，右图为他预测的某些球升至最高点的状态，则下列选项中可能与实际情况相符的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】A．相同的小球在碰撞过程中满足动量守恒，机械能守恒，所以碰撞后进行速度交换，第1个球静止释放后，与第2个球碰撞时，进行速度交换，依次类推，所以最终第5个球获得与1球相同的动量，应向右摆到与1球相同的高度处，故A错误；B．第1、2个球向右摆动，最终第4、5个球获得与1、2相同的动量，摆到相同的高度，故B错误；C．第1、2、3个球一起向右摆动，速度交换后，最终第3、4、5个球获得与1、2、3相同的动量，摆到相同的高度，故C正确；D．第1、2个球一起向右摆动，第4、5个球一起向左摆动，系统总动量为零，所以速度交换后，最终第1、2个球获得与第4、5个球相同的动量向左摆动，第4、5个球获得与第1、2个球相同的动量向右摆动，最终摆到相同的高度，故D错误。故选C。二、非选择题：共5题，共56分，其中第13题~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。12.某课外科技活动小组利用铜片、锌片和橙汁制作了如图1所示的橙汁电池，现要测量这种电池的电动势E和内阻r。（1）甲同学想利用已完成机械调零的多用电表对该电池进行粗测，你认为合理的是_________A.用直流电压2.5V挡，粗略测出电池电动势；B.用电阻挡，经欧姆调零后，粗略测出电池内阻。（2）乙同学用如图2所示的实验电路测量这种电池的电动势E和内阻r。灵敏电流表的内阻，量程为0~300，电阻箱阻值的变化范围为0－9999Ω。①连接电路后，开关闭合前电阻箱的阻值应调节到_________（选填“最大”或“最小”或“任意值”）②正确连接电路后，调节电阻箱R的阻值，得到的测量数据如下表所示：876543102115131152180220③根据实验数据计算出电阻箱R与电流I的乘积，作出的图像如图3所示，则从图像中得出该橙汁电池的电动势为_________V，内阻为_________。（均保留3位有效数字）。④实验时，乙同学进行了多次测量，测量期间一直保持电路闭合且时间较长，这样操作是否合理？_________（选填“合理”或“不合理”）；理由是___________________________。【答案】（1）A（2）①.最大②.0.950③.1.15④.不合理⑤.见解析【解析】【小问1详解】A．多用电表的直流电压挡可以直接测量直流电源的路端电压，即粗略的测量电池的电动势，故A正确；B．使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，必须将电阻断电测量，但若测量电池的内阻无法断电，故B错误。故选A。【小问2详解】[1]连接电路后，为了保护电路，开关闭合前电阻箱及的阻值应调节到最大；[2][3]由闭合电路的欧姆定律整理得由图像可知则[4][5]长时间保持电路闭合，电池会发热，电池内阻会发生变化，电池长时间放电，也会引起电动势变化，导致实验误差增大，所以这种操作不合理。13.某物理兴趣小组探究简谐运动的规律。现有下端缠有铁丝的粗细均匀的较长木棒漂浮在水中，水面足够大。把木棒向下缓慢按压一小段距离后释放，木棒在竖直方向上振动，某时刻开始计时，木棒上A点的振动图像如图所示，设竖直向上为正方向。则求：（1）A点的振动方程；（2）A点在第20s时的位移和前20s内的路程。【答案】（1）（2），【解析】【小问1详解】由图可知，振幅，周期，圆频率，初相位。所以振动方程为小问2详解】前20s内振动的周期数为第20s时的位移前20s内的路程14.某同学制作航模时发现电动机两端电压小于某一值时电动机无法转动，于是设计实验进行探究。过程中发现：在电动机两端加U1=0.5V的电压时，电动机不转动，测得电流为I1=0.5A；在电动机两端加U2=3V的电压时，电动机正常转动，测得电流为I2=0.8A。求：（1）此电动机线圈的电阻；（2）当U2=3V时，电动机工作的机械功率。【答案】（1）1Ω（2）1.76W【解析】【小问1详解】电动机不转动时为纯电阻，所以小问2详解】正常工作时，输入功率为发热功率为机械功率为15.如图甲所示，飞行时间质谱仪通过探测不同离子到达探测器左端探测头Q的时间，可以测得离子比荷。假设离子源P产生的正离子电荷量为q，质量为m，离子在A极板处初速度为0，AB极板间的加速电压为U0，离子加速后从B板小孔射出，沿图中虚线方向进入C、D板间的偏转控制区。已知AB的间距为L，偏转极板的长度和间距也为L。设加速电场和偏转电场均为匀强电场，不计离子重力和离子间的相互作用。（1）求离子沿虚线到达B板的速度大小；（2）若离子刚好从D极板右端射出，求UCD的大小；（3）若偏转电压UCD与时间t的关系如图乙所示，周期，并且离子在t=0时刻开始连续均匀地射入偏转电场。以D极板的右端点为坐标原点，竖直向上建立y轴，探测器可在竖直方向