浙江省杭州市浙里特色联盟2024-2025学年高二上学期11月期中物理试卷（解析版）

这是一份浙江省杭州市浙里特色联盟2024-2025学年高二上学期11月期中物理试卷（解析版），共21页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷共8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I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列物理量全是矢量的一组是（ ）
A. 电荷量、电势B. 电势、电场强度
C. 电场强度、电场力D. 电场力、电容
【答案】C
【解析】电荷量、电势和电容都是只有大小没有方向，均为标量；电场强度、电场力都是既有大小又有方向，均为矢量。
故选C。
2. 俗话说：鸡蛋碰石头，自不量力。如图所示，拿鸡蛋与石头相碰，鸡蛋碎了。若鸡蛋对石头的力记为，石头对鸡蛋的力记为，则（ ）
A. B. 和大小相等
C. 先于产生D. 后于产生
【答案】B
【解析】鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知这两个力等大反向，同生同灭，故B正确，ACD错误。
3. 如图所示，飞机机翼上安装有一排很细的针，这些细针的功能是（ ）
A. 装饰B. 防雷击
C. 释放静电D. 发射电磁波
【答案】C
【解析】飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电，电荷在越尖锐的地方分布越多，可以通过尖端放电将静电释放出去，所以这些细针的功能是释放静电。
故选C。
4. 如图，观察桌面微小形变实验与库仑扭秤实验中都体现的物理思想方法是（ ）
A. 理想模型法B. 小量放大法
C. 控制变量法D. 等效替代法
【答案】B
【解析】题目右图是利用光的多次反射将桌面微小形变放大，便于观察；左图中库仑扭秤实验，由于电荷间的静电力通常非常小，直接测量很难实现。而通过扭秤装置，将微小的力引起的悬丝扭转角度进行放大，使实验者能够较为明显地观察和测量到这种微小的变化，进而得出静电力与相关因素的关系，故都用了小量放大法。故B正确，ACD错误；
故选B 。
5. 下列家用电器工作时，把电能主要转化为内能的是（ ）
A. 电饭煲B. 电风扇
C. 电吹风D. 吸尘器
【答案】A
【解析】电风扇、电吹风和吸尘器把电能主要转化为机械能，电饭煲把电能主要转化为内能。
故选A。
6. 两个相距为的点电荷，它们之间的静电力为。若二者电荷量均加倍，将它们的距离变为，那么它们之间静电力的大小将变为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】两个相距为的点电荷，设电量为、，它们之间的静电力为，则有
若二者电荷量均加倍，将它们距离变为，那么它们之间静电力的大小为
故选D。
7. 静电除尘器的集尘板周围电场线分布如图所示，A、B、、为电场中的四点，下列说法正确的是（ ）
A. A点场强最大、电势最高B. B点场强最大、电势最高
C. 点场强最小、电势最低D. 点场强最小、电势最低
【答案】A
【解析】根据电场线疏密程度可知，A、B、、四点中点的场强最大，点场强最小；根据沿电场方向电势降低可知，A、B、、四点中点的电势最高，点电势最低。
故选A。
8. 关于电场强度的三个公式、、，下列说法正确的是（ ）
A. 由可知，电场中某点的电场强度与成正比，与成反比
B. 由可知，点电荷周围某点的电场强度与成正比，与成反比
C. 由可知，某匀强电场的电场强度与成正比，与成反比
D. 平行板电容器两极板间的电场强度只能用公式求，其它两个都不适用
【答案】B
【解析】A．公式是电场强度的定义式，它表示电场中某点的电场强度E可以通过试探电荷在该点所受的电场力F和试探电荷的电量q的比值来测量。但电场强度E是由电场本身决定的，与试探电荷的电量q和所受的电场力F无关。故A错误；
B．公式是点电荷周围某点的电场强度的计算式。在这个公式中，电场强度E与点电荷的电量Q成正比，与距离点电荷的距离r的平方成反比。这是由点电荷的电场性质决定的，故B正确；
C．公式是匀强电场中电场强度的计算式。在这个公式中，电场强度E与匀强电场两极板间的电势差U成正比，与两极板间的距离d成反比。但需要注意的是，这个公式只适用于匀强电场。在非匀强电场中，电场强度E与电势差U和距离d的关系可能不同。然而，即使在匀强电场中，电场强度E也是由电场本身决定的，与电势差U和距离d无关。公式只是提供了一种计算匀强电场中电场强度的方法。因此很容易让人误解为电场强度E与电势差U和距离d有关，故C错误；
D．如果知道平行板电容器所带电荷量和极板面积，则有
，
以上方程代入得
其中ε 是相对介电常数，Q是电荷量，S是极板面积，两极板间的电场强度也可以使用以上公式​来计算，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，水平轨道与竖直面内的半圆形轨道在点相切，半圆形轨道光滑、半径为。一个质量为的物块将弹簧压缩至点，此时弹簧的弹性势能为。物块由静止释放脱离弹簧后沿轨道运动，恰能通过最高点。空气阻力不计，则（ ）
A. 物块到达点时速度为0
B. 物块从到克服摩擦力做功
C. 物块经过半圆形轨道上的点时对轨道的压力为
D. 若物块刚好能回到点，则物体与水平轨道间的动摩擦因数为0.5
【答案】D
【解析】A．物块恰能通过最高点，重力刚好提供向心力，则有
解得物块到达点时速度为
故A错误；
C．物块从点到点过程，根据机械能守恒可得
解得
在点，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，物块经过半圆形轨道上的点时对轨道的压力为，故C错误；
B．物块从到过程，根据功能关系可得
解得物块从到克服摩擦力做功为
故B错误；
D．若物块刚好能回到点，物块从点到点做平抛运动，则有
，
联立解得
则有
可得物体与水平轨道间的动摩擦因数为
故D正确。
10. 如图所示，由电阻、平行板电容器、二极管与电动机组成的电路接到的恒压电源上，电动机恰好正常工作。其中电阻，平行板电容器内的一带电液滴恰能处于静止状态，电动机的额定电压，线圈电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 正常工作时，电动机上的电流为
B. 正常工作时，电动机的发热功率为
C. 若电动机因故障被卡住，电阻上的电流将减小
D. 若电动机因故障被卡住，带电液滴将加速向下运动
【答案】B
【解析】AB．正常工作时，电动机两端电压为，则电阻两端电压为
根据欧姆定律可得
则电动机上的电流为；正常工作时，电动机的发热功率为
故A错误，B正确；
CD．若电动机因故障被卡住，则电动机变为纯电阻
根据欧姆定律可得
可知电阻上的电流将增大，阻两端电压将增大，则电动机两端电压将减小，如果不考虑二极管的单向导电性，则电容器两端电压减小，电容器所带电荷量减小，但由于二极管的单向导电性，不能放电，所以电容器所带电荷量Q不变，电容器两端电压不变，则板间场强E不变，带电液滴仍保持静止状态，故CD错误。
故选B。
11. 如图所示，两根绝缘细线的上端都系在水平天花板上，另一端分别连着两个带电小球P、Q，两小球静止时处于同一水平高度，球质量为，两细线与天花板间的夹角分别为，，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 两个小球带同号电荷
B. 两个小球具有相同的质量
C. 两细线对小球的拉力大小相等
D. 细线对球的拉力小于细线对球的拉力
【答案】D
【解析】A．对小球P或Q受力分析，根据平衡条件可知，两小球之间的库仑力只能为引力，则两个小球带异种电荷，故A错误；
BCD．对小球P或Q受力分析如图所示
根据平衡条件，可得
，
，
求得两小球质量关系为
两细线对小球的拉力大小关系为
故BC错误，D正确。
12. 如图所示为一种电容式传感器，电路可将声音信号转化为电信号。电路中a、b构成一个电容器，b是固定不动的金属板，a是镀有金属层的振动膜，能在声波作用下发生振动。若声源S发出频率恒定的声波使a振动，则在a振动的过程中（ ）
A. a、b两极所带电荷量不变
B. a、b两极间的电压不变
C. 电路中电流的方向不变
D. G表上信号电流的频率不变
【答案】D
【解析】ABC．因为在a板振动的过程中，两极板之间的距离d在不断变化，根据
可知，电容在不断变化，电容器在不断充放电，a、b两极所带电荷量在不断变化，a、b两极间的电压在不断变化，电路中的电流方向也在不断变化，故ABC错误；
D．由于声源S发出频率恒定的声波使a振动，a振动的频率与声源频率相同，所以G表上信号电流的频率不变，故D正确。
故选D。
13. 如图所示，用某种金属材料制成长为a、宽为b、厚为c的长方体，已知a = 2b = 4c，现将该长方体以不同方式与某一定值电阻R串联后接到一恒压电源上，当长方体以AB端接入电路时，电流为1.0 A，长方体以CD端接入电路时，电流为4.0 A。则长方体用EF端接入电路时，电流为（ ）
A. 1.5 AB. 2.0 AC. 2.5 AD. 3 A
【答案】C
【解析】由电阻公式
则当长方体以AB端接入电路时，电阻为
当长方体以CD端接入电路时，电阻为
当长方体以EF端接入电路时，电阻为
根据串联电路有
，
联立方程得
，
长方体用EF端接入电路时电流为
故选C。
二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 一个质量为的带电微粒，仅在电场力和重力作用下，以大小为的加速度沿竖直方向加速下降高度，则在该过程中微粒的（ ）
A. 重力势能减少了B. 动能增加了
C. 电势能减少了D. 机械能减少了
【答案】BD
【解析】由题意可知微粒受到的电场力竖直向上，大小为
A．根据题意可知，重力做功为
由功能关系可知，重力势能减少了mgh，故A错误；
B．根据题意可知，合外力做功为
由动能定理可知，动能增加了了mgh，故B正确；
CD．根据题意可知，电场力做功为
由功能关系可知，电势能增加了mgh，机械能减少了mgh，故C错误，D正确。
故选BD。
15. 如图所示，竖直平面内有一组平行等距的电场线，方向未知。在竖直平面内，一带电小球以的初速度抛出，只在重力和电场力的作用下沿直线由运动到，则在该过程中（ ）
A. 小球一定带负电
B. 电场线方向一定向左
C. 小球的动能一定减小
D. 小球的电势能一定增大
【答案】CD
【解析】AB．带电小球只在重力和电场力的作用下沿直线由运动到，则重力和电场力的合力方向一定与速度方向在同一直线上，所以电场力方向一定向左，由于不知道电场方向，所以无法判断小球的电性，故AB错误；
C．由于重力和电场力的合力方向一定与速度方向在同一直线上，且合力方向与速度方向相等，所以合力做负功，小球的动能一定减小，故C正确；
D．由于电场力方向向左，可知电场力对小球做负功，则小球的电势能一定增大，故D正确。
故选CD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共7小题，共55分）
16. 某实验小组利用电子秤和频闪照相机测量一把弹弓发射出的钢珠弹的动能，具体步骤如下：
（1）用电子秤测得钢珠弹的质量；
（2）在背景方格前使用弹弓水平发射钢珠弹，使用频闪照相机（每隔相等时间拍一次照片）拍摄钢珠弹在空中的位置。
如图所示为钢珠弹运动的频闪照片的一部分，已知图中背景小方格的边长表示实际长度为，重力加速度为，则：
①钢珠弹在点的水平速度___________（填“大于”、“小于”或“等于”）在点的水平速度。
②钢珠弹从到的下落高度为，从到的下落高度为，则___________m。
③照相机的频闪周期___________s；
④钢珠弹刚发射出时的动能___________J。
【答案】（2）①等于 ②0.10 ③0.1 ④0.0225
【解析】①[1]由频闪照相可知水平距离等于水平距离，则钢珠弹在水平方向做匀速直线运动，所以钢珠弹在点的水平速度等于在点的水平速度。
②[2]频闪照相可知
③[3]竖直方向根据
可得照相机的频闪周期为
④[4]钢珠弹刚发射出时的初速度为
则钢珠弹刚发射出时的动能为
17. 图甲是研究自由下落物体机械能的实验装置。重物由静止自由下落，带着纸带打出一系列的点并对纸带上的点进行测量。图乙是实验中获取的一条纸带，是起始点，在纸带上选取三个相邻的点、、，测得它们与之间的距离分别是、、，打点计时器的打点周期为，重力加速度大小为。
（1）重物下落时的瞬时速度计算式应为___________；
A. B. C.
（2）由测得数据可求得重物下落的加速度为___________，该加速度理论上应___________（填“大于”、“小于”或“等于”）当地的重力加速度。
【答案】（1）C （2） 小于
【解析】（1）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则重物下落时的瞬时速度为
故选C。
（2）[1]根据匀变速直线运动推论可得
可得重物下落的加速度为
[2]由于重物下落过程存在一定的空气阻力和摩擦阻力，所以重物下落的实际加速度小于当地的重力加速度，则由测得的数据求得的加速度理论上应小于当地的重力加速度。
18. 某兴趣小组测量金属丝的电阻率。给定的实验器材有：
A.螺旋测微器
B.多用电表
C.电源（提供电压）
D.电流表A量程1为，内阻约为）
E.电压表V（量程1为，内阻约为）
F.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）
G.开关，导线若干。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图1所示，其读数为___________mm。
（2）用多用电表粗略测量金属丝的电阻，当选择“”倍率的电阻挡测量时，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择___________倍率（填“”或“”）的电阻挡，欧姆调零后再进行测量，多用电表的示数如图2所示，测量结果为___________。
（3）该兴趣小组用伏安法进一步精确测量该金属丝的电阻值。他们利用所给器材，设计好实验电路如图3所示，实验时，部分实物连线电路如图4所示，正确连接好电路后进行实验测量，记录多组实验数据，并在坐标纸上建立直角坐标系，描绘出图线，根据图像求得其电阻为。已知实验时所用待测金属丝接入电路部分的长度为。
①请按电路在答题纸中完成实物连线；___________
②根据以上数据估算出该金属丝的电阻率约为___________（保留两位有效数字）。
【答案】（1） （2） 7 （3）
【解析】（1）根据螺旋测微器的读法可知，金属丝的直径
（2）[1]选用“”倍率的电阻挡测量，多用电表指针偏转的角度较大，则说明电阻较小，故应换用小挡位，故选用“”挡;
[2] 多用电表的示数为，即金属丝的电阻为。
（3）[1]根据电路图，实物图连接情况如下
[2]根据电阻的公式
解得
19. 如图所示，电荷量为、质量为的带正电小球，用轻质不可伸长的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，细线长为。假设电场区域足够大，静止时细线与竖直方向夹角，小球在运动过程中电荷量始终保持不变，，，重力加速度为。
（1）求匀强电场电场强度的大小；
（2）若把小球拉到最低点由静止释放，当小球运动到细线与竖直方向夹角时忽然撤去电场，则
①小球回到最低点时的速度多大？
②小球回到最低点时对细线的拉力多大？
【答案】（1） （2）①；②
【解析】（1）对小球受力分析，根据平衡条件则有
解得
（2）①设小球回到最低点的速度为，整个过程中只有电场力做功，根据动能定理可知
解得
②小球在最低点时，由牛顿第二定律可得
结合上式可得
根据牛顿第三定律可知，小球回到最低点时对细线的拉力为
20. 如图所示，在平面直角坐标系第一象限和第二象限区域内有电场强度均为、方向分别沿负方向和负方向的匀强电场，将一电荷量为（）、质量为的粒子由第一象限的（，）点静止释放，不计粒子重力，求：
（1）粒子到达轴的速度；
（2）粒子恰能到达（，）时的点的纵坐标；
（3）若点坐标为（，），粒子离开电场时的坐标。
【答案】（1），方向沿负x轴方向 （2） （3）（，）
【解析】（1）根据动能定理可得
解得粒子到达轴的速度为
方向沿负x轴方向。
（2）粒子恰能到达（，），粒子在第二象限的电场中做类平抛运动，则有
，，
联立解得对应的纵坐标为
（3）若点坐标为（，），根据（2）问分析可知，粒子将从第二象限中电场的左边界离开电场，从左边界离开电场位置的纵坐标为
则粒子离开电场时的坐标为（，）。
21. 某学习小组的同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”测量竖直运行电梯的加速度。测量仪如图所示，劲度系数为的轻弹簧上端固定在测量仪外壳上，弹簧下端悬挂一个质量为的小球，弹簧左侧沿竖直方向固定一长为的均匀电阻丝，电阻丝两端与一电压恒为的电源相连，在电阻丝上端与弹簧之间接有一理想电压表V，量程大于。当小球静止时，弹簧下端的指针指在电阻丝的中点上，此时电压恰为，指针与电阻丝良好接触，弹簧与指针均导电且电阻忽略不计，指针与电阻丝间的摩擦忽略不计。将测量仪沿竖直方向固定在电梯轿厢侧壁上。重力加速度为，弹簧始终在弹性限度内。
（1）当电梯加速上升时，电压表的示数是增大还是减小？
（2）若要使仪器正常工作，电梯的加速度最大不能超过多大？
（3）把电压表的刻度换为加速度的刻度，电压表电压为对应的加速度值是多少？（以向上加速为正）
【答案】（1）增大 （2） （3）
【解析】（1）电梯静止时有
当电梯加速上升时，加速度向上，则有
可知
根据欧姆定律可知电压表示数增大。
（2）若要使仪器正常工作，则电压表最大为，则有
解得
（3）电压恰为，弹簧形变量为，设电压为U时，形变量为x，则有
解得
22. 太阳能是21世纪重点发展的能源之一、太阳能汽车利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车。如图是一辆太阳能实验车，在晴朗天气，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为。该太阳能电池将太阳能转化为电能的效率。电池产生的电压恒为，当车正常行驶时，对电动机提供的电流。汽车在只有电池板供电的情况下行驶，求：
（1）在晴朗天气，为保证汽车能正常行驶，则车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积应为多大？
（2）如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为，在水平路面上正常行驶的速度为，此时汽车受到的阻力多大？
（3）设汽车在水平路面上行驶时的阻力，其中，若电能转化效率同（2）问，当太阳光减弱，照射到电池板的辐射功率变为原来的40%时，汽车匀速行驶的速度变为多大？
【答案】（1） （2）75N （3）
【解析】（1）设在晴朗天气，为保证汽车能正常行驶，车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积应为S，则有
代入数值解得
（2）辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为，则汽车的机械功率为
当汽车匀速行驶时
则有
（3）由小问2知，当时，代入车在水平路面上行驶时阻力公式解得
当太阳光减弱，照射到电池板的辐射功率变为原来的40%时，则汽车太阳能电池板接受到太阳辐射功率为
则太阳能转化为电能的功率为
汽车的机械功率为
根据公式则有
代入数值解得