上海市川沙中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷（等级考）

1 / 6 上海市川沙中学 2024 学年第一学期高二期中考试物理试卷 等级考 命题人：王丽霞 审题人：靳俊凤 考生注意： 1. 本考试设试卷和答题纸两部分，试卷包括试题与答题要求，所有答题必须涂（选择题） 或写（非选择题）在答题纸上，做在试卷上一律不得分。 2. 答卷前，务必用钢笔、水笔或圆珠笔在答题纸正面清楚填写班级、姓名、准考证号。 3. 考试时间：60分钟。 一、中国空间站(17分) 2021 年 6 月 17 日，搭载神舟十二号 载人飞船的长征二号 F 遥十二运载火箭成 功发射。载人飞船与天和核心舱顺利自主 快速交会对接。航天员聂海胜、刘伯明、 汤洪波先后进入天和核心舱，这标志着中 国人首次进入自己的空间站。 1．（1）（2 分）火箭竖直起飞时宇航员处于 状态（选涂：A．失重 B．平衡 C．超重）； （2）（2 分）宇航员对座椅的压力 其受到的支持力（选涂：A．大于 B．等 于 C．小于）。 2．（3 分）宇航员在空间站里（ ） A．完全失重，所以没有惯性 B．“飘浮起来”，说明没有受到重力 C．进入核心舱时需借助外力，说明力是改变物体运动状态的原因 3．（2 分）假设空间站在距地面 h 高度处绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为 M，半 径为 R，引力常量为 G。则空间站在轨运行线速度：v=____________； 4．（4 分）【多选】如图，天和核心舱处于半径为 r3的圆轨道Ⅲ； 飞船处于半径为 r1 的圆轨道Ⅰ上的 Q 点，通过变轨操作后，沿椭 圆轨道Ⅱ 运动到 P 处与核心舱对接。则飞船（ ） A．由轨道Ⅰ 进入轨道Ⅱ 要在 Q 点加速 B．由轨道Ⅱ 进入轨道Ⅲ 要在 P 点减速 C．沿轨道Ⅱ 运动到对接点 P 过程中，速度不断增大 D．沿轨道Ⅲ 运行的周期大于沿轨道Ⅰ 运行的周期 5．（4 分）【多选】航天员在空间站开展基础物理实验，为全国青少年进行太空授课。有同 学设想在空间站利用下列装置进行高中物理实验，你认为可行的是（ ） 2 / 6 二、电池和电容 （27分） 小李做了关于电池和电容器的实验，其中太阳能电池的电动势在 3V左右，电容器的电 容大于 1000μF。 6．小李设计的电路如图甲所示（图中电源为太阳能电池，定值电阻 R0=4Ω）。 （1）（2 分）电路中 R0的作用是 。 （2）（4 分）小李调节滑动变阻器测得多组数据，描绘出光照一定情况下电压 U 与电流 I 的关系，如图乙所示，由图像知当输出电流 0≤I≤150mA 时，U 与 I 成线性关系。则电池电 动势 E＝ V，在满足 U 与 I 成线性关系的条件下，该电池的内阻 r＝ Ω。（均保留两位有效数字） （3）（4 分）当电流大于 150mA 时，随着电流增大，电池的电阻 （选涂：A.增 大 B 减小 C 不变）；当电压表的示数为 0.5V 时，电池的输出功率为 W （保留两位有效数字）。 D．研究向心力的实验 E．验证机械能守恒定律 F．羽毛和金属小球在玻璃管中下落 B．用力传感器研究作用力 和反作用力的关系 A．探究两个互成角度 的力的合成规律 C．研究平抛运动的规律 3 / 6 7．（4 分）【多选】小李把牙刷内充满电的电池拆解出来后接 入图（a）所示的电路中进行放电测试，测得电压表和电流表 的示数随时间的变化关系如图（b）所示，关于实验后期，电 压表示数急剧变小，下列说法正确的是（ ）。 A 滑动变阻器的电压急剧变小 B 滑动变阻器的电压急剧变大 C 可能是电池内阻急剧变大导致的 D 可能是电池内阻急剧变小导致的 8．小李设计图 1 所示电路来观察电容器的放电过程，电源电 压 6.0V。小李先将单刀双掷开关 S 接通 2，一段时间后，把开关再改接 1 得到电流随时间 的变化关系如图 2 所示。 （1）（2 分）当开关 S 接“2”并达到稳定后，电容器上极板带 电（选涂：A.正 B. 负）；（2）（2 分）当开关 S 接到“1”的瞬间，电容器进行的是_______（选涂：A.充电 B.放电）过程；（3）（2 分）流过 R1 的电流方向_______（选涂：A.向上 B.向下）。 （4）（3 分）曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的__________（ ）； A．电压 B．电容 C．电量 D. 电阻 （5）（4 分）【多选】小李改变电流传感器的位置，进一步观察电容器充放电现象，在下列 四个图像中，表示电容器充放电过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像和两极板间 的电压随时间变化的图像，其中正确的有( )。 4 / 6 三、变阻器（14分） 变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电流和电 压，达到控制电路的目的。 9.在测量金属丝的电阻率的实验中，电路如图（a）所示。 （1）（2 分）在电子通过电源内部从电源正极到负极的过程中，非 静电力对其做 （选涂：A.“正” B.“负”）功；（2）（2 分）电势能 （选涂：A.“增大” B.“减小”），实现能量 转化。 （3）（3 分）若被测电阻丝的电阻在 30 Ω 左右，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值 范围为（ ） A．0 ~ 1 Ω B．0 ~ 50 Ω C．0 ~ 500 Ω 10．（3 分）如图（b）所示电路，在滑动变阻器的滑片 P 向左端滑 动过程中，电压表、电流表的示数变化情况为（ ） A．两表示数均增大 B．电压表示数增大，电流表示数减小 C．两表示数均减小 D．电压表示数减小，电流表示数增大 11．（4 分）变阻器可以改变电源的输出功率及用电器功率，在图 （c）电路中电源电动势 E =12 V，内阻 r =2 Ω，两个滑动变阻器变 化范围均为 0~10Ω，则当 R1= Ω、R2= Ω 时可使 R2 有最大功率。 四、雷 电（11分） 雷电是大气中的放电现象，多形成在积雨云中。通常下 部的雷云因摩擦而带负电，上部的雷云带正电。当某处积聚 的电荷密度很大，周围产生强电场，就可击穿空气分子，形 成雷电，释放巨大能量。 12．（2 分）由于静电感应，会使雷云下方附近的地面积聚 （选涂：A.正 B.负）电 荷。 13．为避免雷电造成损害，高大的建筑物会装有避雷针。如图，雷 雨天，在避雷针附近产生电场，其等势面的分布如虚线所示。 （1）（2 分）A、B、C 三点中，场强最大的位置是 （选 涂：A.A 点 B. B 点 C. C 点 ）； （2）（2 分）一带电量为-2.0×10-7C 的电荷 q，由 B 运动到到 C 点， 则其电势能的变化量∆Ep= J； 图(a) （a） P 图（b） 图（c） -1kV -3kV -5kV -7kV A B C 5 / 6 （3）（3 分）沿水平方向在某区域建立坐标轴 Ox，轴上各点 电势分布如图所示，b 为图线最高点，则（ ） A．b 点场强为零 B．b 点场强垂直 Ox 轴向上 C．a、c 两点场强相同 D．沿水平方向 b 点距离避雷针比 c 点更远 14．（2 分）1752 年 6 月的一天，富兰克林在空旷地带高举装有金属杆的风筝，刚好一道闪 电从风筝上掠过，他将风筝线上的电引入莱顾瓶中，回家进行了各种电学实验，证明雷电 与人工摩擦产生的电具有相同的性质。已知莱顿瓶的电容 C=1000pF，测出其两端的电压 U=120V，则富兰克林收集到雷电的电量 Q= C。（1pF=10-12F） 五、通电螺线管（13分） 用如图所示的电路研究通电螺线管的磁场（虚线框内是螺线管）。用磁传感器测量螺线 管内外的磁感应强度分布。 15．（2 分）虚线框内螺线管（空心线圈）符号是（ ） 16．（2 分）合上开关，固定滑片位置，记录磁传感器探 测管前端插入螺线管内部的距离 d与相应的磁感应强 度 B，正确操作后得到的实验图像应是（ ） 17．（2 分）用国际基本单位表示磁感应强度单位：1 T = 1 ___________________。 18．（2 分）若通电后，在螺线管正上方小磁针 N 极向右，如图所 示，则此时螺线管左侧为________（选涂：A.N 极 B. S 极）。 19．（5 分）（计算）移动滑片，多次测量通过螺 线管的电流强度 I、通电螺线管内部正中间磁 感应强度 B 和电池两端电压 U，以此绘出 B-I 和 B-U 图线。求电源电动势。 x φ O xc φ2 xb φ1 xa a b c B B B B d d d d B B B B d d d d A B C D M A B C D B B O I U/V 3.8 3.9 4.3 4.5 O 6 / 6 六、御电飞行的蜘蛛（18分） 大气层中存在着电场，在近地区域可视为匀强电场，平时电场强度为 100V/m，阴雨天 气时甚至能达 10000V/m。电势仅在竖直方向产生变化，高处电势更高。蜘蛛带上和地面相 同性质的电荷后，可利用电场起飞。某些小蜘蛛可以在空中“飞行”几十公里。 为了验证上述猜想，将一只质量 m 的蜘蛛放在密闭的容器中，隔绝空气流动、外部电 场。在容器内施加竖直方向的电场后，蜘蛛果然飞了起来！已知蜘蛛运动中受到空气阻力 大小为 f＝kv。 20．（3分）地表所带电荷性质、电场线方向是（ ） A．带正电，电场线竖直向上 B．带负电，电场线竖直向上 C．带正电，电场线竖直向下 D．带负电，电场线竖直向下 21．（3分）实验中采用两片间距 d、正对面积为 S 的水平金属板。闭合电键 K 用电压 U 充 电，完成后每片金属板带电量绝对值为 Q，中间产生匀强电场，如图所示。完成充电后 （ ） A．K 保持闭合，仅增大 d，则 Q 增大 B．K 保持闭合，仅减小 S，则 Q 增大 C．断开 K，仅增大 d，则两板之间电压大于 U D．断开 K，仅减小 S，则两板之间电压小于 U 22．（3分）调整电场强度的大小，蜘蛛在容器中竖直方向上匀速运动时其速度 v （向上为正）与场强 E 满足如图所示的图线Ⅰ。则增加蜘蛛带电量后，其 E-v 图线Ⅱ可能是（ ） A B C D 23．（4分）【多选】蜘蛛匀速竖直上升中，若突然减小电场强度（方向不变），在蜘蛛撞击 容器壁之前，蜘蛛的电势能可能（ ） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 24．（5分）（计算）用 100 E0 的电场使蜘蛛在容器底部从静止起竖直上升高度 h1，再改为 50 E0的电场（方向不变，忽略改变时间），蜘蛛以速度 v 匀速落回容器底部。整个过程 中，蜘蛛共克服空气阻力做功多少？（结果用 m、g、k、v、h1表示） U S K d E v O Ⅰ E v O E v O E v O E v O Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 7 / 6 上海市川沙中学 2024 学年第一学期高二期中考试物理试卷 参考答案（等级考） 一、中国空间站(17分) 1．（1）C（2 分） （2）B （2 分） 2． C （3 分） 3． GM v R h   （2 分） 4． AD （4 分） 5． ABD（4 分） 二、电池和电容 （27分） 6（1）保护电路 （2 分） （2）2.9 （2 分） 3.3 （2 分） （3）A（2 分） [0.42,0.43 ] 在此范围内均可以 （2 分） 7 （4 分）AC 8（1）B（2 分） B（2 分） A （2 分） （2）C （3 分） （3）AC（4 分） 三、变阻器（14 分） 9．（1）A （2 分）； A（2 分） （2）B （3 分） 10． D （3 分） 11． 0，2（4 分） 四、雷 电（11 分） 12．A （2 分）13．（1）A（2 分）， -8.0×10-4（2 分）。 （2）B（3 分）。 14． 1.2×10-7（2 分）。 五、通电螺线管（13分） 15． A（2分） 16． A（2分） 17． kg/(s2A) （2分） 18．A（2分） 19．（共 5 分） 设电源电动势为 E，内阻为 r，则 U＝E－Ir（1 分），可知当 I＝0 时，U＝E（1 分） 由图可知，B与 I成正比（1 分），即 I＝0 时，B＝0（1 分） 因此，E＝4.5V（1 分） 六、御电飞行的蜘蛛（18 分） 20．D（3分） 21．C（3 分） 22．D（3分） 23．BD（4分） 8 / 6 24．（共计 5 分） 蜘蛛匀速下降时受力如图所示（1 分） 50E0q＋kv＝mg （1 分） 整个过程，根据动能定理 100E0qh1－50E0qh1－WFf＝ 1 2 mv2（2 分） 可得 WFf＝（mg－kv）h1－ 1 2 mv2 （1 分） F mg Ff v