山东省济南市2024-2025学年高二上学期期末学情诊断物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高二年级学习质量评估物理试题本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分为100分，考试用时90分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号，座号填写在规定的位置上。2.选择题答案必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁、不折叠、不破损。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选项中只有一项符合题目要求。1.在下列四幅交流电的图像中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】我国交流电的有效值为220V，频率为50Hz，可得我国交流电的最大值为故选C。2.如图是一种叫“指尖陀螺”的玩具。当将陀螺绕位于中心A的转轴旋转时，陀螺上B、C两点的周期、角速度及线速度的关系正确的是（）A.TB=TC，vB>vC B.TB>TC，vB<vCC.ωB=ωC，vB=vC D.ωB=ωC，vB<vC【答案】D【解析】由于B、C是属于共轴转动，所以BC两点的角速度相等，则转动周期相等；由于C的半径大于B的半径，所以根据v=rω知，C的线速度大于B的线速度。ABC错误，D正确。故选D。3.如图所示，关于涡流，下列说法中错误是（）A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流【答案】B【解析】A．真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，故A正确，不符合题意；B．家用电磁炉锅体中的涡流是由交变磁场产生的，不是由恒定磁场产生的，故B错误，符合题意；C．根据楞次定律，阻尼摆摆动时产生涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用，故C正确，不符合题意；D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块的铁芯，以减小涡流，故D正确，不符合题意。4.雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手摇脚踏板，使后轮匀速转动，泥巴就被甩下来。如图所示，图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则（）A.泥巴在图中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度B.泥巴在图中的b、c位置时最容易被甩下来C.泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来D.泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来【答案】C【解析】A．a、b、c、d共轴转动，角速度相等，半径也相等，根据公式a=rω2分析知它们的向心加速度大小都相等，故A错误；BCD．泥块做匀速圆周运动，合力提供向心力，根据F=mω2r知，泥块在车轮上每一个位置的向心力相等，当提供的合力小于向心力时做离心运动，所以能提供的合力越小越容易飞出去，最低点，重力向下，附着力向上，合力等于附着力减重力，最高点，重力向下，附着力向下，合力为重力加附着力，在线速度竖直向上或向下时，合力等于附着力，所以在最低点c所需要的附着力最大，最容易飞出去，故C正确，BD错误。故选C。5.科学家们在距离地球约31光年的地方，发现了一颗可能有生命存在的“超级地球”。科学家们把这颗“超级地球”命名为GJ357d，质量至少是地球的6.1倍，半径约为地球的2倍，围绕一颗比太阳小得多的恒星运行，每55.7天运行一周。若已知地球的第一宇宙速度，根据以上信息可以算出“超级地球”的（）A.所绕恒星的质量 B.公转的线速度 C.第一宇宙速度 D.密度【答案】C【解析】A．设所绕恒星的质量为，“超级地球”的质量为，由牛顿第二定律可得解得由于不知道“超级地球”绕恒星的轨道半径，无法求出所绕恒星的质量，A错误；B．根据同样，由于没有给出“超级地球”绕恒星的轨道半径，无法求出其公转的线速度，B错误；C．根据牛顿第二定律可知，地球的第一宇宙速度（题目已给出）解得同理可得解得D．根据密度的公式可得，地球的密度为“超级地球”的密度解得但题目没有给出地球的密度，故无法求得“超级地球”的密度，D错误。故选C。6.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，是一种极不文明的行为，而且会带来人身伤亡和重大财物损失等很大的社会危害。假设有一质量为0.5kg的玻璃瓶从45m高的楼上掉出窗外（不计空气阻力），落地时破碎，其与地面作用时间为0.1s，重力加速g取10m/s2，则玻璃瓶落地时对地面的压力是（）A.155N B.150N C.145N D.140N【答案】A【解析】规定竖直向上为正方向，玻璃瓶落地前瞬间速度为玻璃瓶与地面作用过程，由动量定理得：代入数据得根据牛顿第三定律可知玻璃瓶落地时对地面的压力是155N。7.一根有质量金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于ab两点。棒的中部处于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N。为了使悬线中的拉力等于零，可以（）A.只适当减小磁感应强度B.只适当减小电流强度C.使磁场反向，并需要考虑是否调整磁感应强度B的大小D.使磁场反向，不需要考虑是否调整磁感应强度B的大小【答案】C【解析】根据左手定则可知，此时导体棒受到的安培力竖直向下，要使悬线的拉力为零，必须使导体棒受到的安培力竖直向上，可以通过改变电流方向或磁场方向改变安培力的方向，通过改变电流的强弱或磁感应强度的大小来改变安培力的大小。故选C。8.某试验卫星在地球赤道平面内一圆形轨道上运行，每5天对某城市访问一次，下列关于该卫星的描述中正确的是（）A.线速度可能大于第一宇宙速度B.角速度可能大于地球自转角速度C.高度一定小于同步卫星的高度D.向心加速度可能大于地面的重力加速度【答案】B【解析】A．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以该卫星的线速度不可能大于第一宇宙速度，故A错误；BC．由题，卫星每5天对某城市访问一次，卫星的角速度可能大于地球自转的角速度，即卫星得周期小于地球自转得周期，此时满足因同步卫星的周期等于地球自转的周期，由可得此时卫星的高度小于地球同步卫星的高度；卫星的角速度可能小于地球自转的角速度，此时满足同理可知卫星的高度大于地球同步卫星的高度，故B正确，C错误；D．卫星的向心加速度由地球的万有引力提供，则地球表面的重力加速度近似等于由于卫星的轨道半径大于地球的半径，所以卫星的向心加速度一定小于地面的重力加速度，故D错误；故选B。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，有多项符合题目要求。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.交流电压表和交流电流表的测量量程有限，不能直接接在大电压或大电流的电路中使用，但可以利用互感器来实现测量。如下图甲和乙是两个互感器的原理图，下列说法正确的是（）A.图甲是电压互感器，表中测量的电压比线路中的电压小B.图甲是电流互感器，表中测量的电流比线路中的电流大C.图乙是电压互感器，表中测量的电压比线路中的电压大D.图乙是电流互感器，表中测量的电流比线路中的电流小【答案】AD【解析】AB．图甲互感器并联接入电路，应为电压互感器，根据变压器的原理可知，表中测量的电压比线路中的电压小，A正确，B错误；CD．图乙互感器串联接入电路，应为电流互感器，根据变压器电流与线圈匝数的关系可知，表中测量的电流比线路中的电流小，C错误，D正确。10.2018年珠海航展，我国五代战机“歼20”再次闪亮登场．表演中，战机先水平向右，再沿曲线ab向上(如图)，最后沿陡斜线直入云霄．设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变．则沿ab段曲线飞行时，战机A.所受合外力大小为零B.所受合外力方向不断变化C.竖直方向的分速度逐渐增大D.水平方向的分速度不变【答案】BC【解析】A.战机做曲线运动，运动状态发生变化，合外力不为零，故A错误；B.战机飞行速率不变，合力方向始终与速度方向垂直，即指向圆心，故B正确；C.飞机速度大小不变，与水平方向的倾角θ增大，则vy=vsinθ增大，即竖直方向的分速度逐渐增大，故C正确；D.飞机速度大小不变，与水平方向的倾角θ增大，则vx=vcosθ减小，即水平方向的分速度减小，故D错误．11.下图是一种简易风速仪的示意图。当水平方向有风吹来时，风速仪的外接电流计就有示数。下列说法正确的有（）A.该风速仪工作时应用了电磁感应原理B.该风速仪工作时应用了电流的磁效应C.风速越大，电流计的示数越大D.风速越大，电流计示数越小【答案】AC【解析】AB．当有风吹来时，线圈随着转轴转动而切割磁感线，线圈与外电路形成回路而产生感应电流，故应用了电磁感应原理，故A正确，B错误；CD．风速越大，线圈转动的角速度越大，由可知感应电动势越大，由闭合电路欧姆定律知，感应电流越大，电流计示数越大，故C正确，D错误。故选AC。12.如图甲为洛伦兹力演示仪的实物照片，图乙为其工作原理图。励磁线圈为两个圆形线圈，线圈通上励磁电流I后，在两线圈间可得到垂直线圈平面的匀强磁场，其磁感应强度的大小和Ⅰ成正比，I的大小可通过“励磁电流调节旋钮”调节；电子从被加热的灯丝逸出（初速不计），经加速电压U加速形成高速电子束，U的大小可通过“加速电压调节旋钮”调节。玻璃泡内充有稀薄气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。某次实验中，电子加速后向右飞出，垂直进入磁场，在磁场中逆时针运动形成一个完整的圆周轨迹。下列说法正确的是（）A.所加励磁电流的方向为顺时针B.所加励磁电流的方向为逆时针C.要使圆周轨迹的半径变为原来的一半，可以只调节励磁电流Ⅰ变为2倍D.要使圆周轨迹的半径变为原来的一半，可以只调节加速电压U变为【答案】BC【解析】AB．根据电子的运动轨迹，结合左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，则由安培定则可知，所加励磁电流的方向为逆时针，选项A错误，B正确；CD．根据根据可得可知要使圆周轨迹的半径变为原来的一半，则需要使磁感应强度变为原来的2倍，因磁感应强度的大小和Ⅰ成正比，则可以只调节励磁电流Ⅰ变为2倍，或者将加速电压调节为原来的，选项C正确，D错误。故选BC。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某实验小组利用如图甲所示装置测量小球在离开水平桌面边缘О点时做平抛运动的初速度。在地面上沿抛出的速度方向水平放置一把刻度尺，让悬挂在抛出点O处的重锤的投影恰好落在刻度尺的零刻度线上，利用小球在刻度尺上的落点位置，就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度，并可以制成如图乙所示的速度标尺（图中Р点为重锤的投影位置）。（1）由标尺信息可知，小球在空中的飞行时间为__________。（2）桌面离地面的高度________m（重力加速度g取9.8m/s2）（保留三位有效数字）（3）关于该速度标尺，下列说法正确的是（）A.增大桌面离地面高度，速度刻度的间距将变大B.增大桌面离地面高度，速度刻度的间距将变小C.增大桌面上倾斜轨道的倾角，速度刻度的间距将变大D.增大桌面上倾斜轨道的倾角，速度刻度的间距将变小【答案】（1）0.5s（2）1.23（3）A【解析】（1）由标尺信息可知，小球在空中的飞行时间为（2）桌面离地面的高度（3）AB．增大桌面离地面高度，则运动时间增加，根据x=v0t可知，速度刻度的间距将变大，选项A正确，B错误；CD．增大桌面上倾斜轨道的倾角，因小球释放的位置不确定，则小球到达斜槽底端时的速度不一定变大，也不一定减小，根据x=v0t可知，速度刻度的间距不一定变大，也不一定减小，选项CD错误。故选A。14.某实验小组用如图所示的装置验证碰撞前后动量守恒。光滑的圆弧形轨道固定在粗糙水平面上，下端与水平面相切。实验时，测出A、B两滑块的质量mA、mB，先让A多次从圆弧形轨道上同一位置由静止释放，记下其在水平面上滑行距离的平均值，然后把B静置于轨道下端与水平面相切的位置，并将A从轨道上同一位置由静止释放，与B发生正碰。重复多次实验并进行验证。（1）关于实验中滑块的要求，下列说法正确的是（）A.两个滑块的材质可以不同，且不必测量滑块与水平面间的动摩擦因数B.两个滑块的材质必须相同，且必须测量滑块与水平面间的动摩擦因数C.两个滑块的材质必须相同，且不必测量滑块与水平面间的动摩擦因数（2）为确保实验中A不反向运动，则应满足mA________mB；（填“大于”、“小于”或“等于”）；（3）写出实验中还需要测量的物理量及符号：______________________________。（4）若碰撞前后动量守恒，写出要验证的表达式：________________________。【答案】（1）C（2）大于（3）碰撞后A、B在水平面滑行的距离xA、xB（4）【解析】（1）[1]根据动能定理，有可知要验证的关系是因，则表达式可写成则可用来代替滑块的速度，则实验中不必测量滑块与水平面之间的动摩擦因数，但要求两个滑块的材质必须相同，才能保证摩擦因数相同，故选C。（2）[1]为了保证A滑块与B滑块碰后不反弹，则需要A滑块的质量大于B滑块质量。（3）[1]由上可知需要测量碰后两滑块在水平面滑行的距离xA、xB。（4）[1]由上分析可知只需验证即可。15.宇航员站在一星球表面h高处，以初速v0度沿水平方向抛出一个小球，球落到星球表面的水平射程为s，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度g0；（2）该星球的质量M。【答案】（1）；（2）【解析】（1）近似认为小球受到万有引力恒定，由星球表面物体受到的重力等于万有引力可知小球只受重力作用，故小球做平抛运动，由平抛运动规律可得，所以，该星球表面的重力加速度为（2）由星球表面物体受到的重力等于万有引力可得所以，该星球的质量为16.质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具。如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从小孔S1飘入电势差为U的加速电场，初速度几乎为0。加速后从S2出射，再经过S3垂直进入匀强磁场中，最后打在荧光屏的中点，中点与S3的距离为D，荧光屏的宽度为d。求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）若匀强磁场的磁感应强度从B0到2B0范围内可调，求能在荧光屏上检测到的粒子比荷的范围。【答案】（1）（2）【解析】（1）根据动能定理可求出粒子经加速电场后的速度，之后根据在磁场中洛伦兹力提供向心力可求出匀强磁场的磁感应强度大小。（2）由（1）可以推导出粒子比荷，由此可知半径、磁感应强度两者最小时，比荷最大；半径、磁感应强度两者最大时，比荷最小。（1）在电场中由动能定理得在磁场中，由牛顿第二定律得联立以上各式解得（2）由（1）可以推导出最小半径且对应最小的磁感应强度时，比荷最大最大半径且对应最大的磁感应强度时，比荷最小能在荧光屏上检测到的粒子比荷的范围17.如图所示，竖直面内两条长直金属导轨成楔形分布，所夹角度为2θ，上端相连于О点，导轨电阻不计，处