精品解析：上海市闵行区2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

2024学年第二学期高二年级学业质量调研 物理 试卷 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4.本试卷标注“计算”“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取。 一、飞镖 20世纪70年代以后，飞镖成为世界上最受欢迎休闲运动之一。视飞镖为质点，不计空气阻力，我们可对其运动进行简化研究。 1. 如图所示，靶盘竖直放置，将飞镖沿水平方向掷出，射中靶心正上方的某点。已知飞镖掷出前距靶心的水平距离为，下落高度，重力加速度取。 （1）飞镖在空中做（ ） A.变加速曲线运动 B.匀变速曲线运动 （2）飞镖射中靶盘时的速度v。____ （3）若要击中靶心，以下操作可行的是（ ） A.仅把投掷点向前移 B.仅减小投掷速度 2. 如图，将质量为m的飞镖从离地h高处以初速度斜向上掷出，轨迹最高点离地高H。飞镖从掷出到最高点过程中，重力做功为________，飞镖在最高点的动能为________。 二、物理模型 在物理学中，通过突出事物的主要因素，忽略次要因素而建立起来的理想化“模型”，称为“物理模型”。模型建构是一种重要的思想方法。 3. 自由落体运动是一种物理模型，关于自由落体运动，说法正确的是（　　） A. 当阻力大小比较小时，物体由静止自由下落可看自由落体运动 B. 从高空生成并从静止下落的雨滴，其运动可看作自由落体运动 C. 伽利略利用斜面做实验，并将实验结果外推，得到了自由落体运动是匀加速直线运动 4. 物体做自由落体运动，下落第3秒的平均速度为________m/s；下落第末、第末、第末时的速度之比为________。 5. 如图为库仑扭秤实验装置示意图。绝缘棒一端是带电小球A，另一端为平衡小球B，C为与A完全相同的可固定的带电小球。 （1）库仑扭秤实验中，________忽略带电小球A和C的形状和大小。 A.可以 B.不可以 （2）实验中，仅将A、C之间的距离减小为原来的，弹性扭丝的扭转角度将（ ） A.增大为原来2倍 B.减小为原来的 C.增大为原来的4倍 （3）若A、C都带负电荷，当仅将A、C之间的距离减小，A和C的电势能将（ ） A.增大 B.减小 （4）如图，若用电场线和等势面形象描述带正电的小球A的电场，P、M和N是同一电场线上的点，且。则，________（选涂：A．<、B．=或C．>）。 三、高空跳伞 高空跳伞是一项危险又刺激的运动，运动员在高空跳离飞机后，主要经历了第一阶段的加速下落，第二阶段打开降落伞后的减速下落以及第三阶段匀速下落过程。 6. 若降落伞完全打开后，运动员下落受到的阻力大小与速度的平方成正比，即（k为已知常数），重力加速度为g。 （1）常数k的单位是________。（用国际单位制的基本单位表示） （2）当运动员在减速下落过程中，他处于（ ） A.超重状态，机械能增加 B.失重状态，机械能增加 C.超重状态，机械能减少 D.失重状态，机械能减少 （3）已知运动员和装备总质量为m，打开降落伞时的速度为，方向竖直向下，从此刻开始计时，请在图中完成其之后的运动图像，并标出关键坐标的值____。 7. 若运动员跳离飞机后先做曲线运动，再做直线运动，运动轨迹简化为图中的ABC，其中BC段与水平地面的夹角。运动员在B点打开伞包，此后可认为运动员和装备整体受到与滑行方向垂直的空气升力和与滑行方向相反的空气阻力，两者大小与滑行速度v满足：，，其中、为可调节的系数。（，） （1）在图中画出运动员和装备在BC段的受力示意图____。 （2）若运动员在BC段的某时刻调节的值为9.6（国际单位），的值为1.2（国际单位），求此时运动员加速度a的大小____。 （3）若运动员在BC段的某时刻匀速滑行，能恰当表示运动员受力情况的是（ ） 四、地球同步卫星 地球同步卫星，与地球以相同点的角速度转动，因相对地面静止，也称静止卫星。 8. 地球同步卫星绕地球运行的角速度约为________rad/s。（保留2位有效数字） 9. 已知地球的半径为，地球表面处的重力加速度为，求地球同步卫星距离地面的高度h。（保留2位有效数字） 10. 从发射到进入“静止轨道”的过程中，地球同步卫星经历以下过程：先顺着地球自转方向发射卫星到达近地圆轨道I，再变轨进入椭圆轨道Ⅱ，最后变轨进入圆轨道Ⅲ。如图所示，a、b点为椭圆轨道Ⅱ的近地点和远地点。 （1）从地面发射卫星进入第Ⅰ轨道的速度（ ） A.小于第一宇宙速度 B.等于第一宇宙速度 C.大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度 （2）卫星分别在轨道Ⅰ和在轨道Ⅱ运行经过a点时，向心加速度（ ） A.相同 B.不相同 （3）卫星在轨道Ⅱ上由a到b运动时，其速度如何变化（ ） A.增大 B.减小 （4）卫星从轨道Ⅱ变轨到Ⅲ上需要在b点（ ） A.加速 B.减速 （5）卫星在轨道Ⅲ运行时的角速度________（选涂A.小于 B.大于）在轨道Ⅰ运行时的角速度。 11. 若只考虑广义相对论效应，与静置于地面上的钟相比，地球同步轨道卫星上的钟（　　） A. 偏快 B. 没有变化 C. 偏慢 五、电磁铁 电磁铁的结构为在铁芯外部缠绕通电线圈，在实际生活中是电磁继电器、电磁起重机、电磁阀门的核心部件之一。 12. 小何想估算一个铜制线圈的长度。 （1）用多用表测量铜制线圈的阻值时，应将选择开关旋至图中________（选涂：“A”、“B”、“C”或“D”）挡位。 （2）他测得铜制线圈的阻值为，铜线直径为。若所用铜线的电阻率为，则可估算出绕制该螺线管的铜线长度为________m（答案保留2位有效数字） 13. 如图所示，给线圈通电流，在线圈上方中心附近水平放置一段长度为d，电流为电流元，线圈内部中心水平放置面积为S的闭合线圈。 （1）通电线圈内部磁场方向________ A.向上 B.向下 （2）若该电流元受到的线圈的磁场力为F，则电流元所处位置的磁感应强度________。 （3）穿过闭合线圈的磁通量________。（为电流元处的磁感应强度） A.< B.= C.> （4）若在通电线圈中插入铁芯，电流元所在位置的磁感应强度B会（ ） A.不变 B.增大 14. 小何想用电磁铁和热敏电阻（阻值随温度变化如图1），设计一个“感温开关”用来控制电路。如图2，S闭合，电路电流大于时，电磁铁会将衔铁吸下，感温开关闭合。已知电源电动势为，内阻为，电磁铁线圈电阻为。 （1）如果将变阻箱的电阻R调节到，则感温开关闭合的温度为________℃。 （2）想要让感温开关的闭合温度降低，需要________（选涂：A.增大 B.减小）变阻箱的电阻。 15. 小何用“感温开关”控制一个小风扇，设定温度到达某值时，风扇可以在额定状态下工作。电路设计如图所示，电源为一蓄电池，，，定值电阻，风扇额定电流为，内阻。 （1）关于图中的电源下列说法正确的是（ ） A.电源电动势描述了电源将其他形式能转化为电能的本领 B.电动势的单位与电压相同，电动势就是电源正负极间的电压 C当从该电源负极向正极移动电荷时，非静电力做功 D.蓄电池内部只有非静电力做功 （2）风扇的热功率和风扇输出的机械功率_____。 16. 如图所示是常用的一种延时继电器示意图，图中的是常闭的。当开关闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C工作电路接通。当断开时，D将延迟一段时间才被释放，延时继电器就是这样得名的。你能解释“延时”的原因吗？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024学年第二学期高二年级学业质量调研 物理 试卷 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4.本试卷标注“计算”“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取。 一、飞镖 20世纪70年代以后，飞镖成为世界上最受欢迎的休闲运动之一。视飞镖为质点，不计空气阻力，我们可对其运动进行简化研究。 1. 如图所示，靶盘竖直放置，将飞镖沿水平方向掷出，射中靶心正上方的某点。已知飞镖掷出前距靶心的水平距离为，下落高度，重力加速度取。 （1）飞镖在空中做（ ） A.变加速曲线运动 B.匀变速曲线运动 （2）飞镖射中靶盘时的速度v。____ （3）若要击中靶心，以下操作可行的是（ ） A.仅把投掷点向前移 B.仅减小投掷速度 2. 如图，将质量为m的飞镖从离地h高处以初速度斜向上掷出，轨迹最高点离地高H。飞镖从掷出到最高点过程中，重力做功为________，飞镖在最高点的动能为________。 【答案】1. ①. B ②. 见解析 ③. B 2. ①. ②. 【解析】 【1题详解】 （1）[1]飞镖在空中只受重力作用，加速度为重力加速度，做匀变速曲线运动。 故选B。 （2）[2]竖直方向根据 可得 则水平分速度为 飞镖射中靶盘时的竖直分速度为 则飞镖射中靶盘时的速度大小为 速度方向与水平方向的夹角正切值为 （3）[3]若要击中靶心，则飞镖下落高度增大，在空中的运动时间增大；根据 可知应仅把投掷点向后移或者仅减小投掷速度。 故选B。 【2题详解】 [1]飞镖从掷出到最高点过程中，重力做功为 [2]根据动能定理可得 可得飞镖在最高点的动能为 二、物理模型 在物理学中，通过突出事物的主要因素，忽略次要因素而建立起来的理想化“模型”，称为“物理模型”。模型建构是一种重要的思想方法。 3. 自由落体运动是一种物理模型，关于自由落体运动，说法正确的是（　　） A. 当阻力大小比较小时，物体由静止自由下落可看为自由落体运动 B. 从高空生成并从静止下落的雨滴，其运动可看作自由落体运动 C. 伽利略利用斜面做实验，并将实验结果外推，得到了自由落体运动是匀加速直线运动 4. 物体做自由落体运动，下落第3秒的平均速度为________m/s；下落第末、第末、第末时的速度之比为________。 5. 如图为库仑扭秤实验装置示意图。绝缘棒一端是带电小球A，另一端为平衡小球B，C为与A完全相同的可固定的带电小球。 （1）库仑扭秤实验中，________忽略带电小球A和C的形状和大小。 A.可以 B.不可以 （2）实验中，仅将A、C之间的距离减小为原来的，弹性扭丝的扭转角度将（ ） A.增大为原来的2倍 B.减小为原来的 C.增大为原来的4倍 （3）若A、C都带负电荷，当仅将A、C之间的距离减小，A和C的电势能将（ ） A.增大 B.减小 （4）如图，若用电场线和等势面形象描述带正电的小球A的电场，P、M和N是同一电场线上的点，且。则，________（选涂：A．<、B．=或C．>）。 【答案】3 C 4. ①. 24.5 ②. 5. ①. A ②. C ③. A ④. C 【解析】 【3题详解】 A．当阻力大小与重力相比可以忽略不计时，物体由静止自由下落可看为自由落体运动，故A错误； B．静止下落的雨滴，其加速度向下逐渐减小为0，速度逐渐增大后保持不变，不可看作自由落体运动，故B错误； C．伽利略利用斜面做实验，并将实验结果外推，得到了自由落体运动是匀加速直线运动这个结论，故C正确。 故选C。 【4题详解】 [1]第3秒的平均速度为 [2]由，可得 则下落第末、第末、第末时的速度之比为 【5题详解】 [1]在库仑扭秤实验中，可以忽略带电小球A和C的形状和大小‌。这是因为实验中主要研究的是电荷之间的相互作用力，而带电体的形状和大小对这种相互作用力的影响可以忽略不计。当带电体的距离比其自身的大小大得多时，其形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略，这时可以将带电体看作点电荷‌。 故选A。 [2]弹性扭丝的扭转角度与两球间库仑力成正比，仅将A、C之间的距离减小为原来的，则库仑力是原来的4倍，所以扭转角度也是原来的4倍。 故选C。 [3]此时A、C之间的库仑斥力做负功，二者之间的电势能增加。 故选A。 [4]带正电的小球A的电场向外发散，等势面由里向外越来越稀疏，则 故选C。 三、高空跳伞 高空跳伞是一项危险又刺激的运动，运动员在高空跳离飞机后，主要经历了第一阶段的加速下落，第二阶段打开降落伞后的减速下落以及第三阶段匀速下落过程。 6. 若降落伞完全打开后，运动员下落受到的阻力大小与速度的平方成正比，即（k为已知常数），重力加速度为g。 （1）常数k的单位是________。（用国际单位制的基本单位表示） （2）当运动员在减速下落过程中，他处于（ ） A.超重状态，机械能增加 B.失重状态，机械能增加 C.超重状态，机械能减少 D.失重状态，机械能减少 （3）已知运动员和装备总质量为m，打开降落伞时的速度为，方向竖直向下，从此刻开始计时，请在图中完成其之后的运动图像，并标出关键坐标的值____。 7. 若运动员跳离飞机后先做曲线运动，再做直线运动，运动轨迹简化为图中的ABC，其中BC段与水平地面的夹角。运动员在B点打开伞包，此后可认为运动员和装备整体受到与滑行方向垂直的空气升力和与滑行方向相反的空气阻力，两者大小与滑行速度v满足：，，其中、为可调节的系数。（，） （1）在图中画出运动员和装备在BC段的受力示意图____。 （2）若运动员在BC段的某时刻调节的值为9.6（国际单位），的值为1.2（国际单位），求此时运动员加速度a的大小____。 （3）若运动员在BC段的某时刻匀速滑行，能恰当表示运动员受力情况的是（ ） 【答案】6. ①. ②. C ③. 7. ①. ②. ③. C 【解析】 【6题详解】 [1]k的单位是 [2]当运动员在减速下落过程中，加速度向上，空气阻力大于重力，处于超重状态，空气阻力做负功，机械能减少。 故选C。 [3]，v减小，a向上，大小减小，最终匀速为。如图所示 【7题详解】 [1]受力示意图，如下 [2]垂直于运动方向，受力平衡，有 沿运动方向，有 联立并代入数据，得 [3]运动员在BC段的某时刻匀速滑行，则其受力平衡。 故选C。 四、地球同步卫星 地球同步卫星，与地球以相同点的角速度转动，因相对地面静止，也称静止卫星。 8. 地球同步卫星绕地球运行的角速度约为________rad/s。（保留2位有效数字） 9. 已知地球的半径为，地球表面处的重力加速度为，求地球同步卫星距离地面的高度h。（保留2位有效数字） 10. 从发射到进入“静止轨道”的过程中，地球同步卫星经历以下过程：先顺着地球自转方向发射卫星到达近地圆轨道I，再变轨进入椭圆轨道Ⅱ，最后变轨进入圆轨道Ⅲ。如图所示，a、b点为椭圆轨道Ⅱ的近地点和远地点。 （1）从地面发射卫星进入第Ⅰ轨道的速度（ ） A.小于第一宇宙速度 B.等于第一宇宙速度 C.大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度 （2）卫星分别在轨道Ⅰ和在轨道Ⅱ运行经过a点时，向心加速度（ ） A.相同 B.不相同 （3）卫星在轨道Ⅱ上由a到b运动时，其速度如何变化（ ） A.增大 B.减小 （4）卫星从轨道Ⅱ变轨到Ⅲ上需要在b点（ ） A加速 B.减速 （5）卫星在轨道Ⅲ运行时的角速度________（选涂A.小于 B.大于）在轨道Ⅰ运行时的角速度。 11. 若只考虑广义相对论效应，与静置于地面上的钟相比，地球同步轨道卫星上的钟（　　） A 偏快 B. 没有变化 C. 偏慢 【答案】8. 9. 10. ①. B ②. B ③. B ④. A ⑤. A 11. A 【解析】 【8题详解】 角速度 【9题详解】 万有引力提供向心力，有 忽略地球自转，由黄金代换公式，有 联立解得 【10题详解】 [1]从地面发射卫星进入第Ⅰ轨道的速度应是最小的发射速度，即第一宇宙速度。 故选B。 [2]卫星分别在轨道Ⅰ和在轨道Ⅱ运行经过a点时，速度不同，根据，可知向心加速度不同。 故选B。 [3]卫星在轨道Ⅱ上由a到b运动时，远离地球，则其速度减小。 故选B。 [4]卫星从轨道Ⅱ变轨到Ⅲ上，则需要在b点加速。 故选A。 [5]由，得角速度 即卫星在轨道Ⅲ运行时的角速度小于在轨道Ⅰ运行时的角速度。 故选A。 【11题详解】 根据广义相对论，引力场强度越大，时间流逝越慢。地球同步轨道卫星距离地球较远，所处位置的引力场强度较弱，因此受引力影响较小，卫星上的钟会比地面上的钟走得更快‌。 故选A。 五、电磁铁 电磁铁的结构为在铁芯外部缠绕通电线圈，在实际生活中是电磁继电器、电磁起重机、电磁阀门的核心部件之一。 12. 小何想估算一个铜制线圈的长度。 （1）用多用表测量铜制线圈的阻值时，应将选择开关旋至图中________（选涂：“A”、“B”、“C”或“D”）挡位。 （2）他测得铜制线圈的阻值为，铜线直径为。若所用铜线的电阻率为，则可估算出绕制该螺线管的铜线长度为________m（答案保留2位有效数字） 13. 如图所示，给线圈通电流，在线圈上方中心附近水平放置一段长度为d，电流为电流元，线圈内部中心水平放置面积为S的闭合线圈。 （1）通电线圈内部磁场方向________ A.向上 B.向下 （2）若该电流元受到的线圈的磁场力为F，则电流元所处位置的磁感应强度________。 （3）穿过闭合线圈的磁通量________。（为电流元处的磁感应强度） A.< B.= C.> （4）若在通电线圈中插入铁芯，电流元所在位置的磁感应强度B会（ ） A.不变 B.增大 14. 小何想用电磁铁和热敏电阻（阻值随温度变化如图1），设计一个“感温开关”用来控制电路。如图2，S闭合，电路电流大于时，电磁铁会将衔铁吸下，感温开关闭合。已知电源电动势为，内阻为，电磁铁线圈电阻为。 （1）如果将变阻箱的电阻R调节到，则感温开关闭合的温度为________℃。 （2）想要让感温开关的闭合温度降低，需要________（选涂：A.增大 B.减小）变阻箱的电阻。 15. 小何用“感温开关”控制一个小风扇，设定温度到达某值时，风扇可以在额定状态下工作。电路设计如图所示，电源为一蓄电池，，，定值电阻，风扇额定电流为，内阻。 （1）关于图中的电源下列说法正确的是（ ） A.电源电动势描述了电源将其他形式能转化为电能的本领 B.电动势的单位与电压相同，电动势就是电源正负极间的电压 C.当从该电源负极向正极移动电荷时，非静电力做功 D.蓄电池内部只有非静电力做功 （2）风扇的热功率和风扇输出的机械功率_____。 16. 如图所示是常用的一种延时继电器示意图，图中的是常闭的。当开关闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C工作电路接通。当断开时，D将延迟一段时间才被释放，延时继电器就是这样得名的。你能解释“延时”的原因吗？ 【答案】12. ①. A ②. 49 13. ①. A ②. ③. C ④. B 14. ①. 55 ②. B 15. ①. AC ②. ， 16. 见解析 【解析】 【12题详解】 [1]多用表测量铜制线圈的阻值时，应将选择开关旋至欧姆挡。 故选A。 [2]由电阻公式，得 【13题详解】 [1]由右手螺旋定则，通电线圈内部磁场方向向上。 故选A [2]磁感应强度的方向与电流元垂直，则有磁感应强度 [3]通电线圈内部磁场方向向上，在端口处磁感线有向周围发散，则穿过闭合线圈的磁通量。 故选C。 [4]若在通电线圈中插入铁芯，铁芯的磁导率远高于空气，能够更好地聚集和传导磁场，从而减少磁场的扩散和损失‌。另外，铁芯被通电螺线管的磁场磁化后，会产生自己的磁场‌。这个由铁芯产生的磁场与通电线圈产生的磁场相互叠加，使得电流元所在位置的磁感应强度B会增大。 故选B。 【14题详解】 [1]由闭合电路的欧姆定律，有 代入数据，解得 则由图1可知，感温开关闭合的温度约为55℃。 [2]感温开关的闭合温度降低，则增大，则需要减小变阻箱的电阻。 故选B。 【15题详解】 [1] A．电源电动势描述了电源将其他形式能转化为电能的本领，这是电动势的物理意义，故A正确； B．电动势的单位虽然与电压相同，但电动势不是电源正负极间的电压，故B错误； C．当从该电源负极向正极移动电荷时，非静电力做功 故C正确； D．蓄电池内部除了非静电力做功外，静电力也在电源内部存在，并且做一部分功，将部分电能转化为电源的内能‌，故D错误。 故选AC。 [2]风扇的热功率 由闭合电路的欧姆定律，有 得电动机两端电压 由能量守恒定律，风扇输出的机械功率 【16题详解】 当线圈A断电时，电流瞬时下降，根据楞次定律，线圈B内部会产生感应电势和感应电流，这个电流会产生与原磁通量相同方向的磁通量以阻碍原磁通量下降，从而使磁路中的原磁通量缓慢衰减，直到磁通量衰减到不能吸住衔铁D时，衔铁D才释放，接点C才相应地打开或闭合，从而实现延时效果‌。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$