精品解析：上海市松江二中2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷

松江二中2024学年高二第一学期期中考试试卷 【考生注意】 （1）试卷满分100分，考试时间60分钟。 （2）答题前，在答题纸上填写姓名、班级和考号。答案写答题纸上，写试卷上作答不得分。 （3）简答计算题需给出必要的图示、文字说明、公式演算等。 一、磁场、能量（32分） 磁场，自古以来便吸引着人类的好奇心。从古代司南指引方向，到现代科技中无所不在的应用，它跨越时空，见证了人类文明的进步与科技的飞跃。 1. 一根长为的通电导线放在匀强磁场中，导线中的电流为，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力大小为，则磁感应强度为________；若将导线中的电流增大为原来的2倍，其他条件不变，则通电导线受到的磁场力变为原来的________倍。 2. 矩形金属线框位于通电长直导线附近，线圈与直导线在同一竖直平面内，线框的两个边与直导线平行，若使长直导线中的电流增大，线框中________产生感应电流（选填“能”或“不能”）；为使得线框中产生感应电流，可以让线框________平移（选填“向上”或“向右”）。 3. 1820年，丹麦物理学家________发现了“电流的磁效应”，建立了电和磁的联系。1831年，________通过多年的实验研究终于实现了“磁生电”的梦想，发现了电磁感应定律，并且制造了世界上第一台电动机和发电机。 4. 如图所示，矩形线框面积为S，处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，线框可绕如图所示的方向与磁场垂直的虚线轴转动，当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为________；从当前位置转动240°后，穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为________。 5. 作图题：在“用研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，调节传感器的高度，使它的探管正好在螺线管的轴线上，用该传感器测量、之间各点的磁感应强度的大小，并将传感器顶端与点的距离记作，试定性画出图像________。 6. 画出由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向________。 7. 电磁波的应用非常广泛，电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线等，电视机的遥控器是利用________工作的；军事上雷达利用电磁波可以探测飞机的踪迹，某雷达从发出到接收由飞机反射回的电磁波的时间为，则飞机与雷达的距离为________（光速为）。 8. 可燃冰是一种天然气水合物的俗称，每立方米可燃冰可释放164立方米甲烷。可燃冰虽好，但开采不易。2017年我国突破了这一开采技术。那么可燃冰所含有的能量形式是（　　） A. 核能 B. 化学能 C. 内能 D. 太阳能 【答案】1. ①. 0.2 ②. 2 2. ①. 能 ②. 向右 3. ①. 奥斯特 ②. 法拉第 4. ①. ②. 5. 6. 7. ①. 红外线 ②. 120 8. B 【解析】 【1题详解】 [1][2]根据 F=BIL 得 T=0.2T 若将导线中的电流增大为原来的2倍，该处的磁感应强度不变，则通电导线受到的磁场力变为原来的2倍。 【2题详解】 [1] 若使长直导线中的电流增大，线框中的磁通量增大，能产生感应电流； [2]线框向上运动时，磁通量不变，向右移动时磁通量变小，则为使得线框中产生感应电流，可以让线框向右平移。 【3题详解】 [1]1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了“电流的磁效应”，建立了电和磁的联系。 [2]1831年，法拉第通过多年的实验研究终于实现了“磁生电”的梦想，发现了电磁感应定律，并且制造了世界上第一台电动机和发电机。 【4题详解】 [1] 当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为 [2] 从当前位置转动240°后，穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为 【5题详解】 螺线管内部的磁场近似为匀强磁场，螺线管管口向外，磁场减弱。根据该性质可知，B随x的变化是先增大，后不变，再减小，故最后做出B-x图象是 【6题详解】 根据安培定则可知电流方向如图 【7题详解】 [1] 电视机的遥控器是利用红外线工作的； [2]根据位移时间公式有 m=1.2m=120km 【8题详解】 可燃冰所含有的能量形式是化学能。 故选B。 二、电路（32分） 家庭电路由入户电源线（火线，零线）、电能表、总开关、断路器、用电器、导线、插座开关组成。火线相当于实验室电路的电源正极，零线相当于电源负极，火线和零线之间的电压为交流电，所以家庭电路比实验室电路连接要更注重安全性，尤其在电路出故障进行维修时要尽可能避免危险。 9. 作图题：在符合安全用电的原则下，在图中用笔画线代替导线正确连接电路________。 10. 节日用的一串串小彩灯中，每个灯的构造都如图所示，除灯丝电阻外，在灯丝引线上还并联有金属丝，下列说法中正确的是（　　） A. 正常工作时电流主要流过 B. 的阻值远大于 C. 灯丝断后电流只流过 D. 不发光的灯越多，剩余亮着的灯就越亮 11. 图（a）中的元件符号表示用伏安法测电池电动势和内电阻实验中所用的器件。 （1）试在图中画出连线，将器件连接成为实验电路________。 （2）设所得的图线如图（b）所示，可求出电池的电动势为________，电池内阻为________。 12. 在如图所示的电路中，电阻R两端的电压是U；当将R换成3R之后，其两端的电压为2U。则电路换成3R时的电流是电路接入R时的________倍；该电源________内电阻r（填写“存在”或“不存在”）；理由是________。 13. 如图所示，电路中有四盏相同规格的灯，规格均为“，”，，，； （1）要使电灯消耗的总功率最大，应该接________盏灯，该功率是________ （2）要使电阻上消耗的电功率最大，应该接________盏灯； （3）要使电源输出功率最大，应该接________盏灯。 14. 一台小型电动机在的电压下工作，通过的电流是。该电动机能在内把的物体匀速提升。不计各处摩擦，取，求电动机的输入电功率、输出机械功率、电动机的效率及电动机线圈的电阻。 【答案】9. 10. ABC 11. ①. ②. 1.5 ③. 0.75 12. ①. ②. 存在内阻r ③. 若电源无内阻，当将R换成3R之后电阻两端电压即电源两端电压不变。由闭合电路欧姆定律，，解得 13. ①. 2 ②. 6.75 ③. 4 ④. 3 14. 6W 4.8W 【解析】 【9题详解】 [1]开关接在火线上，电流在经过灯泡回到零线上 【10题详解】 [1]并联电阻的阻值远大于灯丝的电阻。因此，在正常发光时，绝大部分电流是通过灯丝的，只有少量电流通过并联电阻，这样小灯泡能够正常发光。如果某个灯的灯丝被烧毁，那么该灯的电阻将不再存在，电流将全部通过并联电阻。由于并联电阻的阻值远大于灯丝，所以并联电阻上的电压会大大增加。这会导致其他灯上的电压减小，从而使其他灯变得比原来暗一些，故选ABC。 【11题详解】 [1]电流传感器与电阻R串联测干路电压，电压传感器并联测路端电压，连接电路如图所示 [2][3]根据闭合电路的规律可得 图像与纵轴的交点表示电源电动势，即 E=1.5V 图像的斜率表示内阻 【12题详解】 [1]电路接入R时，根据欧姆定律，电路中的电流 电路接入3R时，根据欧姆定律，电路中的电流 则 得 换成3R时的电流是电路接入R时的倍。 [2][3]略； 【13题详解】 [1][2]灯泡的电阻为 根据数学知识可知当外阻等于内阻时，电源输出功率最大，即 解得 n=2 该功率为 [3] 对于定值电阻，当电路中电流最大时，消耗功率最大 当n=4时，电路中电流最大； [4]灯泡的电阻为 根据数学知识可知当外阻等于内阻时，电源输出功率最大，即 解得 n=3 【14题详解】 [1]电动机的输入功率为 重物匀速上升，则绳的拉力为 重物上升的速度为 电动机提升重物的功率为 电动机的效率为 根据能量的转化与守恒，可得电动机的热功率为 热功率为 解得线圈的电阻为 三、静电场（36分） α粒子由2个质子和2个中子构成，其质量和电荷量分别为m、2e。若放射出的α粒子（不计重力）进入一分布有场强大小为E的匀强电场的空间中。如图所示，α粒子恰沿与y轴成30°方向做单向直线运动。 15. 空间中电场的场强方向可能（　　） A. 与x轴正方向夹角30° B. 与y轴正方向夹角30° C. 与z轴正方向夹角30 D. 与x轴负方向夹角30° E. 与y轴负方向夹角30° F. 与z轴负方向夹角30° 16. 沿x、y、z轴三个方向，电势变化最快的是（　　） A. x轴 B. y轴 C. z轴 17. α粒子运动距离s后，电势能的变化情况可能是（　　） A. 保持不变 B. 增加Ees C. 减小Ees D. 增加2Ees E. 减小2Ees 【答案】15. BE 16. B 17. E 【解析】 【15题详解】 不计重力，粒子所受电场力即为其合力，若α粒子恰沿与y轴成30°方向做单向直线运动，表明电场力方向与粒子运动速度方向相同，即粒子做匀加速直线运动，则空间中电场的场强方向可能沿与y轴正方向夹角30°，此时速度方向也沿与y轴正方向夹角30°，或者沿与y轴负方向夹角30°，此时速度方向也沿与y轴负方向夹角30°。 故选BE。 【16题详解】 结合上述可知，电场沿与y轴成30°方向，该方向与x轴方向垂直，沿x轴方向的电势没有发生变化，由于电场沿与y轴成30°方向，则电场沿与z轴成60°方向，可知，相等电势差对应的z轴方向的间距大于y轴方向的间距，可知，电势变化最快的是y轴方向。 故选B。 【17题详解】 结合上述可知，粒子做匀加速直线运动，电场力做正功，α粒子电荷量为2e，则有 根据功能关系可知，电势能减小2Ees。 故选E。 电场可以对“带电体”施加力的作用，当今世界已经研发利用电场的力的性质来控制“带电体”的运动，在科研、工业、医疗、军事等领域的发展提供前沿技术支持。 18. 如图是静电推进装置的原理图，发射极与吸板分别接在直流电源两端，两极间产生电场，虚线为等差等势面。在电场力的作用下，一个带电液滴从发射极加速飞向吸板，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，则（　　） A. 液滴带正电，b点电场强度大 B. 液滴带正电，a点电场强度大 C. 液滴带负电，b点电场强度大 D. 液滴带负电，a点电场强度大 19. 平行板电容器C的极板水平放置，它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路。今有一质量为m的带电油滴在两极板之间静止悬浮。为了使油滴上升，可采用的办法是（　　） A. 增大R1 B. 增大R2 C. 增大R3 D. 增大C的极板间距 20. 如图，四幅图描绘了生活中常见的电容器，下列说法叙述正确的是（　　） A. 图甲为可变电容器，动片旋出时可以使其与定片的距离增大，从而改变电容 B. 图乙为莱顿瓶，瓶内外锡箔相当于电容器的两个极板，可以用来储存电荷 C. 图丙中电容器只要与电源相连，电流表的示数始终不为零 D. 图丁所示是电解电容器，击穿电压为80 V 21. 如图，等腰直角三角形ABC三个顶点各固定一个点电荷，AB中点M处的电场强度方向指向C，若B、C两处电荷互换位置，则互换后M点的电场强度方向垂直于BC，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，AC = L，静电力常量为k。则下列判断正确的是（　　） A. 原来B点处点电荷带正电 B. 原来B点处点电荷电荷量的绝对值为q C. 原来C点处点电荷电荷量的绝对值为 D. 原来M点处电场强度大小为 22. 如图所示，半径为2r的均匀带电球体电荷量为Q，过球心O的x轴上有一点P，已知P到O点的距离为3r，现若挖去图中半径均为r的两个小球，且剩余部分的电荷分布不变，静电力常量为k，则下列分析中正确的是（　　） A. 挖去两小球前，两个小球在P点产生的电场强度相同 B. 挖去两小球前，整个大球在P点产生的电场强度大小为 C. 挖去两小球后，P点电场强度方向与挖去前相同 D. 挖去两小球后，剩余部分在P点产生的电场强度大小为 23. 如图所示，用一条绝缘轻绳在竖直平面内悬挂一个带正电小球，小球质量为1.0 × 10−3 kg，所带电荷量为2.0 × 10−8 C。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角为30°。取g = 10 m/s2，求： （1）匀强电场的电场强度； （2）若可以加任意方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角仍为30°，则所加匀强电场电场强度大小的最小值是多大，方向如何。 【答案】18. B 19. C 20. B 21. BD 22. BCD 23. （1）；（2），方向与水平方向成30°斜向右上方 【解析】 【18题详解】 由题可得发射极与吸板之间的电场方向从发射极指向吸板，因为在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸板，即液滴所受电场力与电场方向相同，故液滴带正电，且等差等势面越密集的地方电场强度越大，由图可以看出a点电场强度大。 故选B。 【19题详解】 A．电路稳定后R1相当于未接入闭合回路中，改变R1对电路没有影响，故A错误； BC．由图可知电容器两端电压等于R3上的电压。增大R2时根据闭合电路欧姆定律可知R3上的电压变小，所以电容器两端电压变小，油滴受到的向上的电场力变小，油滴将向下运动；同理，增大R3时，电容器两端电压变大，油滴受到的向上的电场力变大，油滴将向上运动。故B错误，C正确； D．当电容器两端电压不变时，增大两极板间距，根据可知极板间场强变小，油滴将向下运动，故D错误。 故选C。 【20题详解】 A．图甲所示的电容器为可变电容器，动片旋出时与定片的距离不变，极板间的正对面积减小，从而改变电容，故A错误； B．图乙为莱顿瓶，瓶内外锡箔相当于电容器的两个极板，可以用来储存电荷，故B正确； C．图丙中电容器在充电或者放电过程中，电流表的示数不为零，电路稳定时电流表的示数为零，故C错误； D．图丁是电解电容器，额定电压为80 V，小于击穿电压，故D错误。 故选B。 【21题详解】 AB．已知AB中点M处的电场强度方向指向C，可知AB两点处的电荷一定带等量同种电荷，C点处的点电荷带负电荷；假设AB两点处的电荷带等量同种正电荷，则若B、C两处电荷互换位置，此时AC处的两个等量正电荷在M点的场强方向水平向右，而B处的负电荷在M点的场强指向MB方向，两场强合成后不可能在M点的电场强度方向垂直于BC，则假设错误；即AB两点处的电荷一定带等量同种负电荷，即原来B点处点电荷的电荷量的绝对值为q，三个点电荷均为负电荷，如图所示 故A错误，B正确； C．根据几何关系可得 则调换位置后，AC处的两个负电荷−q在M点的合场强为 B点的−Q电荷在M点的场强为 解得 故C错误； D．原来M点处电场强度大小为 故D正确。 故选BD。 【22题详解】 A．两小球分别在x轴上下两侧，电性相同，它们在P点产生的场强分别斜向上和斜向下，与x轴夹角相等，方向不同，故A错误； B．大球所带电荷均匀分布整个球体，它在外部产生的电场可等效为所有电荷集中在球心O点时在外部产生的电场，则整个大球在P点产生的电场强度大小为 故B正确； C．大球在P点产生的电场沿x轴方向，两小球在P点的合场强也沿x轴方向，且小于大球在P点的场强，由场强叠加原理可知，挖去两小球后，P点场强方向不变，故C正确； D．设两小球的球心到P点的距离为l，有几何关系 根据球的体积公式，由于小球半径是大球半径的一半，故小球体积是大球体积的八分之一，故小球所带电荷量为 两小球在P点场强大小均为 合场强大小为 挖去两小球后，剩余部分在P点的场强为 故D正确。 故选BCD。 【23题详解】 （1）根据题意，小球的受力情况如图所示 根据几何关系有 解得 （2）当电场方向与绳垂直时，电场强度最小，如图所示 根据平衡条件有 解得 方向与水平方向成30°斜向右上方。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 松江二中2024学年高二第一学期期中考试试卷 【考生注意】 （1）试卷满分100分，考试时间60分钟。 （2）答题前，在答题纸上填写姓名、班级和考号。答案写答题纸上，写试卷上作答不得分。 （3）简答计算题需给出必要的图示、文字说明、公式演算等。 一、磁场、能量（32分） 磁场，自古以来便吸引着人类的好奇心。从古代司南指引方向，到现代科技中无所不在的应用，它跨越时空，见证了人类文明的进步与科技的飞跃。 1. 一根长为的通电导线放在匀强磁场中，导线中的电流为，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力大小为，则磁感应强度为________；若将导线中的电流增大为原来的2倍，其他条件不变，则通电导线受到的磁场力变为原来的________倍。 2. 矩形金属线框位于通电长直导线附近，线圈与直导线在同一竖直平面内，线框的两个边与直导线平行，若使长直导线中的电流增大，线框中________产生感应电流（选填“能”或“不能”）；为使得线框中产生感应电流，可以让线框________平移（选填“向上”或“向右”）。 3. 1820年，丹麦物理学家________发现了“电流的磁效应”，建立了电和磁的联系。1831年，________通过多年的实验研究终于实现了“磁生电”的梦想，发现了电磁感应定律，并且制造了世界上第一台电动机和发电机。 4. 如图所示，矩形线框面积为S，处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，线框可绕如图所示的方向与磁场垂直的虚线轴转动，当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为________；从当前位置转动240°后，穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为________。 5. 作图题：在“用研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，调节传感器的高度，使它的探管正好在螺线管的轴线上，用该传感器测量、之间各点的磁感应强度的大小，并将传感器顶端与点的距离记作，试定性画出图像________。 6. 画出由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向________。 7. 电磁波的应用非常广泛，电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线等，电视机的遥控器是利用________工作的；军事上雷达利用电磁波可以探测飞机的踪迹，某雷达从发出到接收由飞机反射回的电磁波的时间为，则飞机与雷达的距离为________（光速为）。 8. 可燃冰是一种天然气水合物的俗称，每立方米可燃冰可释放164立方米甲烷。可燃冰虽好，但开采不易。2017年我国突破了这一开采技术。那么可燃冰所含有的能量形式是（　　） A. 核能 B. 化学能 C. 内能 D. 太阳能 二、电路（32分） 家庭电路由入户电源线（火线，零线）、电能表、总开关、断路器、用电器、导线、插座开关组成。火线相当于实验室电路的电源正极，零线相当于电源负极，火线和零线之间的电压为交流电，所以家庭电路比实验室电路连接要更注重安全性，尤其在电路出故障进行维修时要尽可能避免危险。 9. 作图题：在符合安全用电的原则下，在图中用笔画线代替导线正确连接电路________。 10. 节日用的一串串小彩灯中，每个灯的构造都如图所示，除灯丝电阻外，在灯丝引线上还并联有金属丝，下列说法中正确的是（　　） A. 正常工作时电流主要流过 B. 的阻值远大于 C. 灯丝断后电流只流过 D. 不发光的灯越多，剩余亮着的灯就越亮 11. 图（a）中的元件符号表示用伏安法测电池电动势和内电阻实验中所用的器件。 （1）试在图中画出连线，将器件连接成为实验电路________。 （2）设所得的图线如图（b）所示，可求出电池的电动势为________，电池内阻为________。 12. 在如图所示的电路中，电阻R两端的电压是U；当将R换成3R之后，其两端的电压为2U。则电路换成3R时的电流是电路接入R时的________倍；该电源________内电阻r（填写“存在”或“不存在”）；理由是________。 13. 如图所示，电路中有四盏相同规格的灯，规格均为“，”，，，； （1）要使电灯消耗的总功率最大，应该接________盏灯，该功率是________ （2）要使电阻上消耗的电功率最大，应该接________盏灯； （3）要使电源输出功率最大，应该接________盏灯。 14. 一台小型电动机在的电压下工作，通过的电流是。该电动机能在内把的物体匀速提升。不计各处摩擦，取，求电动机的输入电功率、输出机械功率、电动机的效率及电动机线圈的电阻。 三、静电场（36分） α粒子由2个质子和2个中子构成，其质量和电荷量分别为m、2e。若放射出的α粒子（不计重力）进入一分布有场强大小为E的匀强电场的空间中。如图所示，α粒子恰沿与y轴成30°方向做单向直线运动。 15. 空间中电场的场强方向可能（　　） A. 与x轴正方向夹角30° B. 与y轴正方向夹角30° C. 与z轴正方向夹角30 D. 与x轴负方向夹角30° E. 与y轴负方向夹角30° F. 与z轴负方向夹角30° 16. 沿x、y、z轴三个方向，电势变化最快的是（　　） A. x轴 B. y轴 C. z轴 17. α粒子运动距离s后，电势能的变化情况可能是（　　） A. 保持不变 B. 增加Ees C. 减小Ees D. 增加2Ees E. 减小2Ees 电场可以对“带电体”施加力的作用，当今世界已经研发利用电场的力的性质来控制“带电体”的运动，在科研、工业、医疗、军事等领域的发展提供前沿技术支持。 18. 如图是静电推进装置的原理图，发射极与吸板分别接在直流电源两端，两极间产生电场，虚线为等差等势面。在电场力的作用下，一个带电液滴从发射极加速飞向吸板，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，则（　　） A. 液滴带正电，b点电场强度大 B. 液滴带正电，a点电场强度大 C. 液滴带负电，b点电场强度大 D. 液滴带负电，a点电场强度大 19. 平行板电容器C的极板水平放置，它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路。今有一质量为m的带电油滴在两极板之间静止悬浮。为了使油滴上升，可采用的办法是（　　） A. 增大R1 B. 增大R2 C. 增大R3 D. 增大C的极板间距 20. 如图，四幅图描绘了生活中常见的电容器，下列说法叙述正确的是（　　） A. 图甲为可变电容器，动片旋出时可以使其与定片的距离增大，从而改变电容 B. 图乙为莱顿瓶，瓶内外锡箔相当于电容器的两个极板，可以用来储存电荷 C. 图丙中电容器只要与电源相连，电流表的示数始终不为零 D. 图丁所示是电解电容器，击穿电压为80 V 21. 如图，等腰直角三角形ABC三个顶点各固定一个点电荷，AB中点M处的电场强度方向指向C，若B、C两处电荷互换位置，则互换后M点的电场强度方向垂直于BC，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，AC = L，静电力常量为k。则下列判断正确的是（　　） A. 原来B点处点电荷带正电 B. 原来B点处点电荷电荷量的绝对值为q C. 原来C点处点电荷电荷量的绝对值为 D. 原来M点处电场强度大小为 22. 如图所示，半径为2r的均匀带电球体电荷量为Q，过球心O的x轴上有一点P，已知P到O点的距离为3r，现若挖去图中半径均为r的两个小球，且剩余部分的电荷分布不变，静电力常量为k，则下列分析中正确的是（　　） A. 挖去两小球前，两个小球在P点产生的电场强度相同 B. 挖去两小球前，整个大球在P点产生的电场强度大小为 C. 挖去两小球后，P点电场强度方向与挖去前相同 D. 挖去两小球后，剩余部分在P点产生的电场强度大小为 23. 如图所示，用一条绝缘轻绳在竖直平面内悬挂一个带正电小球，小球质量为1.0 × 10−3 kg，所带电荷量为2.0 × 10−8 C。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角为30°。取g = 10 m/s2，求： （1）匀强电场的电场强度； （2）若可以加任意方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角仍为30°，则所加匀强电场电场强度大小的最小值是多大，方向如何。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $