广东省深圳市高级中学（集团）2024-2025学年高二上学期期中测试物理试卷

1 / 6 深圳市高级中学 2024-2025 学年第一学期期中测试题 高二物理 命题人：金玉权 审题人：孙 颖 本试卷由两部分组成．第Ⅰ卷选择题，共 46 分；第Ⅱ卷非选择题，共 54 分．全卷共计 100 分．考试时间为 75 分钟． 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号写清楚，并填涂相应的考号信息点． 2．选择题必须用 2B 铅笔填涂；解答题必须使用黑色墨水的签字笔书写，不得用铅笔 或圆珠笔答题；字体工整、笔记清楚． 3．请按照题号顺序在各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答题无效；在草稿 纸、试题卷上答题无效． 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破． 第 Ⅰ 卷（选择题 共 46 分） 一、单项选择题（本大题共有 7 小题，每小题 4 分，共 28 分．每小题只有一个 选项是正确的，选对得 4 分，选错或不选的得 0 分） 1．电场是一种看不见、摸不着的物质，人们却可以根据它所表现出来的性质来 认识它，研究它，试探电荷是研究电场的重要工具．在电场中的某点引入试探电 荷 X，测得 X 所受电场力为 F，下列说法正确的是（ ） A．该点的电场强度方向与 X 所受电场力方向一定相同 B．移走 X，该点的电场强度为零 C．该点的电场强度大小等于 F与 X 的电荷量绝对值的比值 D．该点的电场强度与 X 的电荷量成反比 2．在𝑥轴上关于坐标𝑂点对称的位置上有两个等量的正点电荷，其在𝑥 − 𝑧平面上 形成的电势分布沿𝑥轴的剖面图如图所示，则下列说法正确的是（ ） A．坐标𝑂点处的电势和场强均不为零 B．在𝑥轴上与𝑂点电势相等的点有两个 C．负电荷在𝑎点的电势能比在𝑂点低 D．在𝑧轴任意位置处把正电荷沿𝑥轴正方向单 向移动的过程中电场力均先做负功再做正功 3．如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用 下形成图中所示的运动轨迹．M和 N是轨迹上的两点，其中 M点是轨迹的最右 点．不计重力，下列表述正确的是（ ） A．粒子在M点的速率为零 B．粒子在电场中的加速度不变 C．粒子所受电场力的方向沿电场线方向 D．粒子在电场中的电势能始终在增加 2 / 6 4．2023 年 10 月，华为发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”充电速 度，比特斯拉超级充电站快了两倍以上．若该充电桩工作电压为 1000V，最大输 出功率为 600kW，现给某新能源汽车上的超级电容进行充电，则在充电过程（ ） A．最大电流为 6000A B．电容器电容逐渐增大 C．电容器两极板间的电压逐渐增大 D．充电电流一直保持不变 5．如图所示，直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，相邻圆筒 间的距离相同，其中心轴线在同一直线上，A、B 接在电压大小不变、极性随时 间周期性变化的交变电源上，粒子从序号为 0 的金属圆板的中心沿轴线进入圆 筒．则粒子（ ） A．在加速器中一直做匀加速直线运动 B．只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动 C．只在金属圆筒内做匀加速直线运动 D．在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动 6．现代多数人由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们 可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪积累程度，其原理是根据人 体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容 易导电），模拟电路如图乙所示．已知：𝑅1 = 𝑟，测量时，闭合开关，测试者分握 两手柄𝐴𝐵，体型相近的两人相比，脂肪含量高者，其电路中（ ） A．电压表示数更大 B．电源的输出功率更高 C．路端电压更小 D．电流表示数更大 3 / 6 7．如图所示，水平放置的轻质绝缘弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一放 置在光滑绝缘水平面上的带正电小球，水平面上方存在水平向右的匀强电场．初 始时弹簧处于压缩状态，将小球由静止释放，小球运动过程中弹簧始终在弹性限 度内，则在小球向右运动的过程中（ ） A．弹簧恢复原长时，小球的速度最大 B．小球运动到最右端时，小球的加速度为零 C．小球运动到最右端时，弹簧的弹性势能最大 D．小球运动到最右端时，弹簧的弹性势能与初始时相等 二、多项选择题（本大题共有 3 小题，每小题 6 分，共 18 分．每小题至少有二 个选项是正确的，全部选对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不选的得 0 分） 8．关于磁感应强度 B，下列说法正确的是（ ） A．一小段通电直导线放在磁感应强度为零处，它所受磁场力一定为零 B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 C．磁感应强度的方向，就是小磁针静止时 N 极所指的方向 D．磁感应强度的方向，就是一小段通电导线在该处受磁场力的方向 9．带有两接线柱的𝑅1和𝑅2是两个材质相同的立方体金属块，𝑅2的棱长是𝑅1的两 倍，两接线柱分别位于相对的两侧面中心，如图所示，现将𝑅1和𝑅2接到同一电源 上，下列说法正确的是（ ） A．𝑅1和𝑅2的电阻之比为 1∶2 B．𝑅1和𝑅2的电流之比为 1∶2 C．𝑅1和𝑅2的电压之比为 2∶1 D．𝑅1和𝑅2的功率之比为 2∶1 10．如图甲所示，用充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示，在某段时间 t内，充电宝的输出电压 U、输出电流 I恒定不变，手机电池的内阻为 r，设手机 电池获得的电能除发热外全部转化为化学能，则（ ） A．充电宝输出的电功率为𝑈𝐼 − 𝐼2𝑟 B．手机电池的热功率为𝐼2𝑟 C．手机电池产生的焦耳热为 𝑈2 𝑟2 𝑡 D．手机电池增加的化学能为𝑈𝐼𝑡 − 𝐼2𝑟𝑡 4 / 6 第 Ⅱ 卷（非选择题 共 54 分） 三、实验题（本大题共 2 小题，总分 16 分．其中第 11 题 8 分，第 12 题 8 分．请 将答案填写在题中的横线上，不要写出解题过程） 11．（8 分）某实验小组测量金属丝的电阻率．金属丝的总电阻约为5Ω，长度为 L．实验器材有电流表A（0~0.6A，𝑅A约为0.2Ω）、电压表V（0~3V，𝑅V约为3000Ω）、 滑动变阻器 R（最大阻值50Ω）、两节 1 号电池、导线、电键和游标卡尺． （1）用游标卡尺测量金属丝三个不同位置的直径，取平均值做为金属丝的直 径．某次测量时游标卡尺的读数如图所示，金属丝的直径为𝐷 = mm； （2）为减小实验误差，选择下图中的实验电路 ； （3）当电压表示数为 U时，电流表示数为 I，则金属丝的电阻率表达式为𝜌 = （用 U、I、L、D表示）： （4）该实验方案电阻率的测量值 （选填“大于”、“等于”、“小于”） 真实值． 12．（8 分）如图甲所示，某同学准备测定一电池（电动势约为 1.5V，内阻约为 几欧姆）的电动势 E和内阻 r． （1）除了待测电池外，还有下列器材供选用： A．电流表（量程 0~0.6A，内阻约为 0.1Ω） B．电流表（量程 0~3A，内阻约为 0.02Ω） 5 / 6 C．电压表（量程 0~3V，内阻约为 15kΩ） D．电压表（量程 0~15V，内阻约为 75kΩ） E．滑动变阻器（0~20Ω） F．开关（S）、导线若干 为使测量尽量准确，实验中电流表应选用 ；电压表应选用 ．（均填器材 的字母代号） （2）请在图乙所示的实物图中，用实线代替导线将器件按原理图甲连接成实验 电路 ； （3）按正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值 R， 读出对应的电流表的示数 I和电压表的示数 U，并作记录如图丙．根据图线得到 被测水果电池的电动势 E= V，内电阻 r= Ω（结果保留三位有效数字）． 四、计算题（本大题共 3 小题，共 38 分．其中第 13 题 9 分，第 14 题 13 分，第 15 题 16 分．解题必须有完整的解题过程，有数值计算的可以保留根号，但必须 写出物理量的单位．简单写出公式集的不能得分） 13．（9 分）𝑀𝑁、𝑃𝑄为水平放置、间距为 L=1m 的平行导轨，左端接有如图所示 的电路．电源的电动势为 E=10V，内阻为 r=0.5Ω，小灯泡乙的电阻为 RL=8Ω．将 导体棒𝑎𝑏静置于导轨上，整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度大小为 B=2T， 方向与导体棒垂直且与两水平导轨所在平面的夹角𝜃 = 53°，匀质导体棒质量为 m=0.52kg，阻值为 R=8Ω．闭合开关 S后，导体棒恰好未滑动．已知导体棒和导 轨间的动摩擦因数𝜇 = 0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计导轨的电阻， g取10m s2⁄ ，sin53° = 0.8． （1）请在导体棒截面图上画出其受力分析图 （力的示意图/正交分解图均可，要求尺规作 图） （2）求流过导体棒的电流 I的大小？ 6 / 6 14．（13 分）工业上在生产氢气时会用到电解槽，其中 PEM 水电解槽以固体质 子交换膜 PEM 为电解质，以纯水为反应物．由于电解槽采用零间距结构，欧姆 电阻较低，可以显著提高电解过程的整体效率．如图所示，电解槽 A和电炉丝 B 并联接到电源上，电源内阻𝑟=1Ω，电炉丝电阻𝑅=19Ω，电解槽电阻𝑟′=0.5Ω．当 S1闭合、S2断开时，电炉丝消耗的功率为𝑃1 =684W；当S1、S2都闭合时，电炉丝 消耗的功率为𝑃2 =475W（电炉丝电阻不变）．试求： （1）电源电动势 E； （2）S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流 I的大小； （3）S1、S2都闭合时，电解槽消耗的电功率 P． 15．（16 分）X 射线技术是医疗、工业和科学领域中广泛应用的一种非侵入性检 测方法．如医院中的 X 光检测设备就是一种利用 X 射线穿透物体并捕获其投影 图像的仪器．图甲是某种 XCT 机主要部分的剖面图．其工作原理是在 X 射线管 中，从电子枪逸出的电子（初速度可忽略）被加速、偏转后高速撞击目标靶，实 现破坏辐射，从而放出 X 射线．图乙中 P、Q之间的加速电压𝑈0 = 1.82 × 10 4V， M、N 两板之间的偏转电压𝑈 = 2.184 × 104V，电子从电子枪中逸出后沿图中虚 线𝑂𝑂′射入，经加速电场，偏转电场区域后，打到水平靶台的中心点 C，虚线𝑂𝑂′ 与靶台 ACB 在同一竖直面内，且 AB 的长度为 10cm．已知电子质量𝑚 = 9.1 × 10−31kg，电荷量𝑒 = 1.6 × 10−19C，偏转极板 M，N长 L＝20cm，间距 d＝ 16cm，虚线𝑂𝑂′距离靶台的竖直高度 h＝30cm，不考虑电子的重力、电子间相互 作用力及电子从电子枪中逸出时的初速度大小，不计空气阻力． （1）求电子进入偏转电场区域时速度的大小𝑣0； （2）求靶台中心点 C离 N板右侧的水平距离𝑥𝐶； （3）若使电子打在靶台 ACB上，求 M、N两板之间的电压范围（计算结果保留 两位有效数字）． 乙 高二物理（参考答案） 一、选择题 1 2 4 6 7 8 9 10 C B B B C AC CD BD 二、非选择题 1l.(8分)【答案】(1)2.55：(2)乙：(3)D2 :(4)小于 12.(8分)【答案】(1)AC:(2) (3)1.50 1.00 13.(9分)【答案】(1)见解析(2分)：(2)1A 【详解】(1)对导体棒受力分析，如右图所示 (2)导体棒恰好未滑动，摩擦力达到最大静摩擦力，则有 F安sin8=ufFN…2分 F安C0s8+FN=mg2分 从Q往N看号体棒的栽面图 又由于 F安=B儿…2分 mg 解得流过导体棒的电流为 1=1A …分 14.(13分)【答案】(1)120V:(2)20A:(3)1900W 【详解】(1)当S1闭合、S2断开时，通过电炉丝的电流为 1=R…l分 电源的电动势为 E=1(R十T)…2分 解得 E=120V…1分 (2)当$1闭合、Sz闭合时，通过电炉丝的电流为 P2=·R… …】分 电炉两端电压为 U=12R… …1分 通过电源的电流为 E-U …2分 通过电解槽的电流为 1=1总-12“ …1分 解得 I=20A… …1分 (3)电解槽消耗的电功率为 P=U…2分 解得 P=1900W…1分 15.(16分)【答案】(1)o=8×107m/s:(2)xc=0.3m:(3)1.9×104V≤U'≤2.3×104V 【详解】(1)对电子在加速电场中的加速过程用动能定理有 eU0=mv02-0…分 解得 v0=8×107m/5…1分 (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，有 L=0t…l分 在竖直方向上做匀加速直线运动，有 y=at2…1分 其中加速度 a=Be=Ue. …1分 m md 解得 y=0.075m 电子离开偏转电场后做匀速直线运动，由几何关系可知，如右图 是- …1分 代入数据后得 Xc=0.3m…1分 (3)由题可知，A、B两点离N板右侧的水平距离分别为 X4=0.25m,xg=0.35m… 4…1分 若电子刚好到达A点，由几何关系有 是 L+XA =2 …l分 yI h 解得 y1=0.0857m>0.08m…1分 所以电子不能打到A点，所以有 y1= d 1Ue/L …1分 2 md 可得 U1=2.3×104V …1分 电子刚好到达B点时，由几何关系有 =+ …1分 解得 y2=0.067m 当偏转电压为U2,电子离开电场时的侧移量为y2, 为=器白 …l分 可得 U2=1.9×104V…1分 综上得 1.9×104V≤U'≤2.3×104V…1分