精品解析：浙江省杭州市钱塘联盟2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试题

2024学年第一学期钱塘联盟期中联考 高二年级物理学科 试题 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、学号和姓名； 考场号、座位号写在指定位置； 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。 一、选择题Ⅰ 1. 若要用国际单位制的基本单位表示物理量单位，则下列各项中符合要求的是（　　） A. 用J/m表示力的单位 B. 用A·s表示电量的单位 C. 用C/V表示电容的单位 D. 用Wb/m2表示磁感应强度的单位 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可知，J/m表示力的单位，但J、m不是国际单位制的基本单位，故A错误； B．根据 可知，A·s表示电量的单位，A、s是国际单位制的基本单位，故B正确； C．根据 可知，C/V表示电容的单位，C、V不是国际单位制的基本单位，故C错误； D．根据 可知，Wb/m2表示磁感应强度的单位，Wb不是国际单位制的基本单位，故D错误。 故选B。 2. 北京时间2024年8月1日凌晨，在巴黎奥运会游泳项目男子100m自由泳决赛中，中国选手潘展乐以46秒40的成绩夺得冠军并打破世界纪录，以下说法正确的是（　　） A. “46秒40”表示是时刻 B. 潘展乐全程的位移大小是100m C. 在研究潘展乐的触壁动作的时候不能将他看作质点 D. 潘展乐全程的平均速度大小是2.16m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．46秒40指时间间隔，故A错误； B．泳道长度是50m，则潘展乐最终回到出发点，则位移为零，路程为100m，故B错误； C．研究潘展乐触壁动作时，其形体大小形状不能忽略，不可将其看作质点，故C正确； D．由于位移为零，则全程的平均速度为零，故D错误。 故选C。 3. 关于物理学史和物理学研究方法叙述错误的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量G的值 B. “电场强度”概念的提出运用了比值定义法 C. 在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了极限思想的方法 D. 通过平面镜观察桌面的形变，采用了微小形变放大的方法 【答案】C 【解析】 【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量G的值，故A正确，不符合题意； B．试探电荷在电场中所受电场力与试探电荷的电荷量之比即为电场强度，采用比值定义法，故B正确，不符合题意； C．在推导匀变速或运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故C错误，符合题意； D．通过平面镜观察桌面的形变，采用了微小形变放大的方法，把不易观察的形变放大观察，故D正确，不符合题意。 故选C。 4. 如图所示，M、N为速度选择器的上、下两个带电极板，两极板间有匀强电场和匀强磁场。匀强电场的电场强度大小为E、方向由M板指向N板，匀强磁场的方向垂直纸面向里。速度选择器左右两侧各有一个小孔P、Q，连线PQ与两极板平行。某种带电微粒以速度2v从P孔沿PQ连线射入速度选择器，从Q孔射出。不计带电微粒的重力，下列说法正确的是（　　） A. 带电微粒一定带正电 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 若将该种带电微粒以速率2v从Q孔沿QP连线射入，不能从P孔射出 D. 若将该种带电微粒以3v的速度从P孔沿PQ连线射入后将做类平抛运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．若带电微粒带正电，则受到的洛伦兹力向上，电场力向下，若微粒带负电，受到的洛伦兹力向下，电场力向上，洛伦兹力等于电场力，微粒沿PQ运动，因此微粒可以带正电也可以带负电，故A错误； B．对微粒受力分析 解得 故B错误； C．若带电微粒带负电，从Q孔沿连线射入，受到的洛伦兹力和电场力均向上，若带电微粒带正电，从Q孔沿连线射入，受到的洛伦兹力和电场力均向下，不可能做直线运动，故不能从P孔射出，故C正确； D．若将该带电微粒以3v的速度从P孔沿连线射入后，洛伦兹力大于电场力，微粒做曲线运动，由于洛伦兹力是变力，不可能做类平抛运动，故D错误。 故选C。 5. 一块均匀的长方体金属样品如图所示，长为a，宽为b，厚为c，金属样品的电阻率为ρ，金属样品中自由电子的电荷量为e，在样品的C、D两端加上电压后样品中自由电子定向移动的平均速率为v，测得通过样品的电流为I，则（　　） A. 此时样品的电阻为 B. 该金属样品中单位体积内的自由电子个数为 C. 该金属样品中单位体积内的自由电子个数为 D. 该金属样品中自由电子的总个数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在样品的C、D两端加上电压后，根据电阻定律可知，此时样品的电阻为 故A错误； BC．根据电流微观表达式可得 则该金属样品中单位体积内的自由电子个数为 故BC错误； D．该金属样品中自由电子的总个数为 故D正确。 故选D。 6. 明朝科学家宋应星写的《天工开物》中记录的测量拉弓所需力量的方法，如图所示。弦系在弓上a、b两点，并挂在光滑秤钩上，弓的下端系上重物。秤杆水平平衡时，挂秤砣处的刻度值为M（此时秤钩对弦的拉力大小为Mg），秤钩两侧弦的夹角为2θ。则弦对b点的拉力大小为（　　） A. Mg B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】以弓和所挂重物为研究对象，设弦对a点的拉力为F，根据平衡条件可得 解得 故选D。 7. 在游乐场看到的高空“蹦极”，运动员将专用弹性橡皮绳(质量忽略不计)的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员从跳台上静止落下。若不计空气阻力，则（　　） A. 弹性绳刚伸直时，运动员开始减速 B. 整个下落过程中，运动员的机械能先保持不变后减小 C. 弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和一直增大 D. 整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功 【答案】B 【解析】 【详解】A．弹性绳刚伸直到弹性绳弹力等于重力之前，重力大于弹性绳弹力，运动员都处于加速状态，故A错误； B．运动员从跳台跳下到弹性绳刚伸直过程中，只受重力，运动员的机械能守恒，弹性绳刚伸直到最低点的过程中，弹力做负功，运动员的机械能减小，所以整个下落过程中，运动员的机械能先保持不变后减小，故B正确； C．从弹性绳伸直到最低点的过程中，运动员和弹性绳组成的系统机械能守恒，弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员先加速后减速到0，所以运动员的动能先增大后减小，则运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大，故C错误； D．下落到最低点时，运动员速度为0，整个下落过程中重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功，故D错误。 故选B。 8. 2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h 的环月椭圆冻结轨道 (如图)，近月点A距月心约为，远月点B距月心约为，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（　　） A. 鹊桥二号在 A、B两点的加速度大小之比约为1：81 B. 鹊桥二号从 C 经B到D的运动时间为12h C. 鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于 7.9km/s 且小于 11.2km/s D. 鹊桥二号在 C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可知桥二号在 A、B两点的加速度大小之比 A错误； B．根据开普勒第二定律可知，鹊桥二号从 C 经B到D的运动时间大于半个周期，即大于12h，B错误； C．由于鹊桥二号发射到月球附近，没有脱离地球的束缚，因此发射速度大于 7.9km/s 且小于 11.2km/s，C正确； D．由于运动轨迹为椭圆，因此在C、D两点的速度方向并不与卫星与月心的连线垂直，D错误。 故选C。 9. 充电后的平行板电容器的两个极板A、B竖直正对放置，正对面积为S，介电常数为εr，静电力常量为k，板间距离为2d，带电量为Q。在两极板间有一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂于O点，静止时，细线向左偏转37°，如图所示（小球可视为试探电荷），重力加速度为g，则（　　） A. 若将B板缓慢向右平移一小段距离，小球的电势能增大 B. 若将B板缓慢向左平移一小段距离，细线向左偏转的角度偏大 C. 小球带负电，带电荷量为 D. 若将细线剪断，小球在板间做匀变速曲线运动 【答案】C 【解析】 【详解】AC．充电后的平行板电容器电量不变，根据 可得 若将B板缓慢向右平移一小段距离，即d增大，C减小，U增大，E不变，与B板的距离增大，电势差增大，小球的电势升高，由于小球受到向左的电场力，其方向与电场强度方向相反，则小球带负电，所以小球的电势能减小，且 所以 故A错误，C正确； B．将B板缓慢向左平移一小段距离，即d减小，C增大，U减小，E不变，小球所受电场力不变，细线向左偏转的角度不变，故B错误； D．若将细线剪断，小球受到恒定的电场力及重力，小球沿细线的延长线方向做匀加速直线运动，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，正六边形线框 abcdef由六根导体棒连接而成，固定于匀强磁场中的线框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、b与电源两端相连，其中 ab棒的电阻为5R，其余各棒的电阻均为R，电源内阻为0.5R，导线电阻忽略不计。S闭合后，ab棒受到的安培力大小为F。若仅将 ab棒移走，则余下线框受到的安培力大小为（　　） A. B. C. F D. 【答案】A 【解析】 【详解】S闭合后，ab棒与其余各棒并联，设电源电动势为E，则外电路总电阻 由闭合电路欧姆定律干路电流 两支路的电流大小均为 ab棒受到安培力的大小为 若仅将 ab棒移走，外电路总电阻 由闭合电路欧姆定律干路电流 余下线框在磁场中的等效长度也为L，受到的安培力大小为 故选A。 11. 如图所示，ABCD为真空中一正四面体区域，M和N分别为AC边和AD边的中点，A处和C处分别有等量异种点电荷+Q和-Q。则（　　） A. N点的电势小于M点的电势 B. 电子在M点的电势能小于在N点的电势能 C. 将一试探正电荷从B沿直线BD移动到D静电力做正功 D. 将位于C处的电荷-Q移到B处时，M、N点的电场强度大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据等量异种点电荷形成的电场的特征可知，两点电荷连线的中垂面为等势面，电势为零，而M点在该等势面上，则可知M点的电势为零，以此中垂面为界限，靠近正电荷电势为正，靠近负电荷电势为负，N点靠近正电荷，则其电势大于零，则 而带负电的粒子在电势越高的地方电势能越小，由此可知电子在M点的电势能大于在N点的电势能，故AB错误； C．根据正四面体的性质可知，BD在该等量异种点电荷连线的中垂面上，因此B、D两点电势相等，均为零，将一试探正电荷从B沿直线BD移动到D电场力不做功，故C错误； D．将位于C处的电荷-Q移到B处时，可知M、N两点到正电荷的距离相等，且M、N两点到负电荷的距离也相等，根据点电荷的场强公式以及几何关系可知，两点电荷分别在M、N两点产生的合场强的大小相等，故D正确。 故选D。 12. 如图所示，有一范围足够大的水平匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘倾斜长杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v0沿杆向上运动。不计空气阻力。下列描述该圆环上升过程中的速度v随时间t、机械能E随位移x变化的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．把带电小圆环的重力沿杆和垂直杆分解得，由左手定则知带电圆环受洛伦兹力垂直杆向上，带电小圆环上滑的过程中由于阻力的作用v越来越小。若则 由以上三式可得此时带电圆环做加速度增大的减速运动；若，随着v的不断减小则先有 后有 即带电圆环先做加速度减小的减速运动然后再做加速度增大的减速运动；又因速度时间图像的斜率表示加速度。故AB错误； CD．小球运动的过程中洛伦兹力不做功，摩擦力做功使小球的机械能减小，向上运动的过程中有 据以上分析向上运动的过程中f可能逐渐增大，所以机械能的变化率逐渐增大；f也可能先减小后增大，所以机械能的变化率也先减小后增大；故C正确D错误。 故选C。 13. 风能是可再生资源中发展最快的清洁能源，我国目前正逐步采用变桨距控制风力发电机替代定桨距控制风力发电机，来提高风力发电的效率。具体风速对应的功率如图所示，设如图中风力发电机每片叶片长度为30m，所处地域全天风速均为7.5m/s，空气的密度为1.29kg/m3，圆周率π取3.14，以下说法正确的是（　　） A. 用变桨距控制风力发电机替换定桨距控制发电机后，每台风力发电机每天能多发电3600kW·h B. 无论采用变桨距控制风力发电机还是定桨距控制风力发电机，每台发电机每秒钟转化的空气动能均为7.69×106J C. 若煤的热值为3.2×10⁷J/kg，那么一台变桨距控制风力发电机每小时获得的风能与完全燃烧86.5千克煤所产生的内能相当 D. 变桨距控制风力发电机将风能转化成电能的效率为5.2% 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知，当风速为7.5m/s时，变桨距控制风力发电机的功率为400kW，定桨距控制风力发电机的功率为100kW，所以每台风力发电机每天能多发电 故A错误； B．每台发电机每秒钟转化的空气的动能为 故B错误； C．完全燃烧86.5kg煤所产生的内能为 一台变桨距控制风力发电机每小时获得的风能为 故C正确； D．变桨距控制风力发电机将风能转化成电能的效率为 故D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ 14. 物理学源于生活，又对人类的生产、生活产生深远的影响，以下关于物理学知识及其在生产、生活中的实际应用说法正确的是（　　） A. 超高压带电作业的工人所穿衣服的织物中掺入金属丝，这是利用了金属丝的静电屏蔽作用 B. 在燃气灶和燃气热水器中，常安装电子点火器，点火器是利用尖端放电现象来点火的 C. 电磁波谱中的红外线可用来加热理疗，紫外线可杀菌消毒，X射线片可用于诊断病情，γ射线可摧毁癌变的细胞 D. 高速公路上严禁超速，是因为速度越大惯性越大 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．超高压带电作业的工人所穿衣服的织物中掺入金属丝，这是利用了金属丝的静电屏蔽作用，故A正确； B．在燃气灶和燃气热水器中，常安装电子点火器，点火器是利用尖端放电现象来点火的，故B正确； C．电磁波谱中的红外线可用来加热理疗，紫外线可杀菌消毒，X射线片可用于诊断病情，γ射线可摧毁癌变的细胞，故C正确； D．惯性大小与速度无关，只与质量有关，故D错误。 故选ABC。 15. 一小量程电流表G，满偏电流为50μA，内阻为800Ω。将它改装成0~1mA、0~10mA的两量程电流表，电路如图所示。下列说法正确的是（　　） A. R1与R2串联后的总电阻大于800Ω B. 开关S接b时的量程为0~1mA C. 将图中R1与R2的位置互换，两量程都会发生变化 D. 测出的电流为0.5mA时，流过G表的电流为25μA 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．开关S接a时，改装成的量程为0~10mA，开关S接b时，改装成的量程为0~1mA，则有， 所以 故A错误，B正确； C．将图中R1与R2的位置互换，接a时电流表的量程为 量程会发生变化，接b时电流表的量程不会发生变化，故C错误； D．测出的电流为0.5mA时，如果选用的是0~1mA量程，则有 解得流过表G的电流为 故D正确。 故选BD。 三、非选择题 16. 某课外物理兴趣小组设计如图甲所示装置，利用该装置做“探究加速度与力的关系”的实验，操作如下； ①挂上槽码，调整长木板的倾角，使质量为M的小车恰能匀速下滑； ②取下槽码盘和槽码，利用天平测出其质量m，让小车沿长木板下滑；设小车受到的合力为F，位移传感器收集数据通过计算机得到小车的x-t图像，并求出小车的加速度a； ③改变槽码质量和长木板倾角，重复步骤①②，得出多组a、F数据，并作出a-F图像。 （1）本实验开始前________（填“需要”“不需要”）补偿阻力，本实验_______（填“需要”“不需要”）满足M>>m； （2）下列说法正确的是（　　） A. 实验中需要使细线与长木板平行 B. 本实验中小车受到的合外力的大小等于槽码盘和槽码的总重力 C. 实验时要先放小车，后打开位移传感器的开关 D. 释放小车时，应该让小车尽量远离位移传感器 （3）在测量质量时，将槽码盘和槽码取下，但只测量了槽码的质量，则绘制出的a-F图像可能是图乙中的_______（填“①”、“②”或“③”）； （4）某次实验中x-t图像如图丙所示，根据图像可求出此次实验小车的加速度大小为____m/s2（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1） ①. 不需要 ②. 不需要 （2）AB （3）③ （4）1.4 【解析】 【小问1详解】 [1][2]本实验的原理是有托盘和砝码时小车做匀速运动，受力平衡，撤去托盘和砝码，小车所受的合力就为托盘和砝码的重力，根据实验原理可知，本实验不需要平衡摩擦力，也不需要满足M>>m。 【小问2详解】 A．为保证小车所受的合力平行木板方向，实验中需要使细线与长木板平行，故A正确； B．本实验小车受的合力就为托盘和砝码的重力，所以 故B正确； C．实验时要先打开位移传感器的开关，后放小车，故C错误； D．释放小车时，当使小车尽量远离位移传感器，故D错误。 故选AB。 【小问3详解】 根据牛顿第二定律 设托盘质量为m0，根据实验原理可得 可知仅将砝码质量记为m，则绘制出的图像应该是③。 【小问4详解】 根据图像可知，给出的三个数据点中，相邻点之间的时间间隔为 根据匀变速直线运动的推论有 解得 17. 在“测定电池的电动势和内阻”实验中。 （1）某同学想用多用电表粗测干电池的电动势和内阻，下列说法正确的是（　　） A. 多用电表可以粗测电动势，不可以粗测内阻 B. 多用电表可以粗测电动势，也可以粗测内阻 C. 多用电表可以粗测内阻，不可以粗测电动势 D. 多用电表既不可粗测电动势，也不可粗测内阻 （2）该同学根据图甲中的电路图将实验仪器连接成如图乙所示的实验电路，a、b、c、d四条导线中，其中有一条导线连接错误，则该导线是_________。 （3）某次测量时电压表的示数如图丙所示，则电压U=_________________V； （4）用如图甲所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图丁所示，则该电池的电动势E=_________________V（保留3位有效数字）；内阻r=____________Ω（保留2位有效数字）。 【答案】（1）A （2）b （3）1.20 （4） ①. 1.46 ②. 0.64 【解析】 【小问1详解】 用多用电表欧姆挡测电阻时，应与外电路电源断开，所以多用电表不可以粗测电源内阻，但可以用多用电表电压挡粗测电源电动势。 故选A。 【小问2详解】 由图甲中的电路图可知电流表采用相对电源的外接法，而实物图中电流表是内接法，故导线b连接错误，应接电流表0.6A接线柱。 【小问3详解】 由于电压表的量程为0~3V，最小分度值为0.1V，故电压为1.20V。 【小问4详解】 [1][2]由图可知，图线经过（0.25A，1.30V）、（0.50A，1.14V），根据闭合电路欧姆定律可得， 代入数据解得， 18. 如图所示，宽为L=0.5m的平行光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角θ=53°，导轨的一端与电动势为E（未知）、内阻r=0.5Ω的直流电源相连接，空间分布着磁感应强度B=0.4T、方向竖直向上的匀强磁场。一质量为m=1.5×10-2kg、长为l=0.6m的金属杆水平放置在导轨上恰好保持静止，已知金属杆接入电路的有效电阻R=1Ω，导轨电阻不计，g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）金属杆受到的安培力F； （2）电源的电动势E； （3）若匀强磁场的磁感应强度大小和方向都可调整，为使金属杆在图示位置保持静止，求磁感应强度的最小值B1及其方向。 【答案】（1）0.2N （2）1.5V （3）0.24T，方向垂直于导轨平面向上 【解析】 【小问1详解】 对导体棒受力分析，根据共点力平衡条件可得 【小问2详解】 根据安培力的计算公式有， 联立解得 【小问3详解】 当安培力沿斜面向上时，则磁感应强度的方向垂直于导轨平面向上时，安培力最小，磁感应强度最小，则 解得 19. 日常应用电动机提升物体来研究微型电动机的性能。如图所示是采用的原理电路，初始时使电动机停止转动时，此时电压表和电流表的示数分别为 和 重新调整后，滑动变阻器R也能按照工作要求进行调节，使电动机恢复正常运转，电动机的输出功率全部转化为机械功率。此时电动机能拉着原来静止重物以加速度 匀加速上升，当重物的速度 时，此时电压表和电流表的示数分别为 和 g取 求： （1）此时电动机的热功率 ； （2）电动机的效率η； （3）重物的质量m。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电机不转时，由欧姆定律得电动机的内电阻 正常工作时，电动机总功率为 电动机热功率为 【小问2详解】 电动机输出功率为 电动机的效率为 【小问3详解】 根据机械功率知 根据牛顿第二定律知 联立解得 20. 如图所示，一系列轨道由高为h=1.5m的弧形轨道AB，半径R=0.5m的光滑竖直圆轨道和倾角为θ=53°且足够长的直轨道EF，分别通过水平光滑衔接轨道BC和水平粗糙的衔接轨道C′E平滑连接组成。其中C′E的水平距离l=0.8m，现有质量为m=2kg的滑块从弧形轨道最高点A处静止下滑，恰好能过竖直圆轨道的最高点，轨道C′E、EF上铺有可调节粗糙程度的新型材料，空气阻力可忽略，g取10m/s2，求： （1）滑块第一次经过竖直圆轨道最低点时对轨道压力的大小； （2）滑块沿弧形轨道AB下滑过程中摩擦力所做的功； （3）若轨道C′E、EF的动摩擦因数为μx（0<μx<1）滑块冲下弧形轨道AB后，在装置中能达到的最大高度H与μx的关系。 【答案】（1）120N （2）-5J （3）（0<μx<1） 【解析】 【小问1详解】 滑块从最低点运动到最高点，根据机械能守恒定律可得 滑块在圆弧轨道最高点时，有 在最低点，根据牛顿第二定律有 联立解得 根据牛顿第三定律可得，滑块对轨道的压力大小为120N； 【小问2详解】 滑块沿弧形轨道AB下滑过程，根据动能定理可得 代入数据解得 【小问3详解】 滑块从静止开始释放到运动到左侧斜面最高点，根据动能定理有 所以 （0<μx<1） 21. 如图甲所示建立坐标系，α射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成，放置在第2象限，细管C离两板等距，细管C开口在y轴上。放射源P在A极板左端，可以沿特定方向发射某一速度的α粒子。若极板长为L，间距为d，当A、B板加上某一电压时，α粒子刚好能以速度v₀从细管C水平射出，进入位于第1象限的静电分析器，分析器中存在电场线沿半径方向指向圆心O的均匀辐向电场，粒子恰好做匀速圆周运动，运动轨迹处的场强大小为。时刻α粒子垂直x轴进入第4象限的交变电场中，交变电场随时间变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电场强度的正方向。已知α粒子电荷量为2e（e为元电荷），质量为m，求： （1）α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径R和在静电分析器中运动的时间t₁； （2）α粒子从放射源发射至运动到C的过程中静电力所做的功； （3）当时，α粒子的坐标。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，设粒子在静电分析器中运动的轨迹半径为R，由牛顿第二定律有 解得 设粒子在静电分析器中运动的时间为，由运动学公式有 解得 【小问2详解】 粒子运动到C处时速度为，由题意可知，粒子在平行金属板中的逆运动为类平抛运动，水平方向有 竖直方向有 由牛顿第二定律有 联立解得 设粒子从放射源P运动到C的过程中静电力所做的功为，由功的计算公式 解得 【小问3详解】 时，粒子在x轴方向的速度 所以一个周期内，粒子在x轴方向的平均速度 每个周期内粒子沿x轴正方向前进的距离 时，粒子的横坐标为 所以时，粒子的横坐标为 粒子在y轴负方向做匀速运动，纵坐标为 综上所述，在时，粒子的坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第一学期钱塘联盟期中联考 高二年级物理学科 试题 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、学号和姓名； 考场号、座位号写在指定位置； 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。 一、选择题Ⅰ 1. 若要用国际单位制的基本单位表示物理量单位，则下列各项中符合要求的是（　　） A. 用J/m表示力的单位 B. 用A·s表示电量的单位 C. 用C/V表示电容的单位 D. 用Wb/m2表示磁感应强度的单位 2. 北京时间2024年8月1日凌晨，在巴黎奥运会游泳项目男子100m自由泳决赛中，中国选手潘展乐以46秒40的成绩夺得冠军并打破世界纪录，以下说法正确的是（　　） A. “46秒40”表示是时刻 B. 潘展乐全程的位移大小是100m C. 在研究潘展乐的触壁动作的时候不能将他看作质点 D. 潘展乐全程的平均速度大小是2.16m/s 3. 关于物理学史和物理学研究方法叙述错误的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量G的值 B. “电场强度”概念的提出运用了比值定义法 C. 在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了极限思想的方法 D. 通过平面镜观察桌面的形变，采用了微小形变放大的方法 4. 如图所示，M、N为速度选择器的上、下两个带电极板，两极板间有匀强电场和匀强磁场。匀强电场的电场强度大小为E、方向由M板指向N板，匀强磁场的方向垂直纸面向里。速度选择器左右两侧各有一个小孔P、Q，连线PQ与两极板平行。某种带电微粒以速度2v从P孔沿PQ连线射入速度选择器，从Q孔射出。不计带电微粒的重力，下列说法正确的是（　　） A. 带电微粒一定带正电 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 若将该种带电微粒以速率2v从Q孔沿QP连线射入，不能从P孔射出 D. 若将该种带电微粒以3v的速度从P孔沿PQ连线射入后将做类平抛运动 5. 一块均匀的长方体金属样品如图所示，长为a，宽为b，厚为c，金属样品的电阻率为ρ，金属样品中自由电子的电荷量为e，在样品的C、D两端加上电压后样品中自由电子定向移动的平均速率为v，测得通过样品的电流为I，则（　　） A. 此时样品的电阻为 B. 该金属样品中单位体积内的自由电子个数为 C. 该金属样品中单位体积内的自由电子个数为 D. 该金属样品中自由电子的总个数为 6. 明朝科学家宋应星写的《天工开物》中记录的测量拉弓所需力量的方法，如图所示。弦系在弓上a、b两点，并挂在光滑秤钩上，弓的下端系上重物。秤杆水平平衡时，挂秤砣处的刻度值为M（此时秤钩对弦的拉力大小为Mg），秤钩两侧弦的夹角为2θ。则弦对b点的拉力大小为（　　） A. Mg B. C. D. 7. 在游乐场看到的高空“蹦极”，运动员将专用弹性橡皮绳(质量忽略不计)的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员从跳台上静止落下。若不计空气阻力，则（　　） A. 弹性绳刚伸直时，运动员开始减速 B. 整个下落过程中，运动员的机械能先保持不变后减小 C. 弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和一直增大 D. 整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功 8. 2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h 的环月椭圆冻结轨道 (如图)，近月点A距月心约为，远月点B距月心约为，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（　　） A. 鹊桥二号在 A、B两点的加速度大小之比约为1：81 B. 鹊桥二号从 C 经B到D的运动时间为12h C. 鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于 7.9km/s 且小于 11.2km/s D. 鹊桥二号在 C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 9. 充电后的平行板电容器的两个极板A、B竖直正对放置，正对面积为S，介电常数为εr，静电力常量为k，板间距离为2d，带电量为Q。在两极板间有一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂于O点，静止时，细线向左偏转37°，如图所示（小球可视为试探电荷），重力加速度为g，则（　　） A. 若将B板缓慢向右平移一小段距离，小球的电势能增大 B. 若将B板缓慢向左平移一小段距离，细线向左偏转的角度偏大 C. 小球带负电，带电荷量为 D. 若将细线剪断，小球在板间做匀变速曲线运动 10. 如图所示，正六边形线框 abcdef由六根导体棒连接而成，固定于匀强磁场中的线框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、b与电源两端相连，其中 ab棒的电阻为5R，其余各棒的电阻均为R，电源内阻为0.5R，导线电阻忽略不计。S闭合后，ab棒受到的安培力大小为F。若仅将 ab棒移走，则余下线框受到的安培力大小为（　　） A. B. C. F D. 11. 如图所示，ABCD为真空中一正四面体区域，M和N分别为AC边和AD边的中点，A处和C处分别有等量异种点电荷+Q和-Q。则（　　） A. N点的电势小于M点的电势 B. 电子在M点的电势能小于在N点的电势能 C. 将一试探正电荷从B沿直线BD移动到D静电力做正功 D. 将位于C处的电荷-Q移到B处时，M、N点的电场强度大小相等 12. 如图所示，有一范围足够大的水平匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘倾斜长杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v0沿杆向上运动。不计空气阻力。下列描述该圆环上升过程中的速度v随时间t、机械能E随位移x变化的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 13. 风能是可再生资源中发展最快的清洁能源，我国目前正逐步采用变桨距控制风力发电机替代定桨距控制风力发电机，来提高风力发电的效率。具体风速对应的功率如图所示，设如图中风力发电机每片叶片长度为30m，所处地域全天风速均为7.5m/s，空气的密度为1.29kg/m3，圆周率π取3.14，以下说法正确的是（　　） A. 用变桨距控制风力发电机替换定桨距控制发电机后，每台风力发电机每天能多发电3600kW·h B. 无论采用变桨距控制风力发电机还是定桨距控制风力发电机，每台发电机每秒钟转化的空气动能均为7.69×106J C. 若煤的热值为3.2×10⁷J/kg，那么一台变桨距控制风力发电机每小时获得的风能与完全燃烧86.5千克煤所产生的内能相当 D. 变桨距控制风力发电机将风能转化成电能的效率为5.2% 二、选择题Ⅱ 14. 物理学源于生活，又对人类的生产、生活产生深远的影响，以下关于物理学知识及其在生产、生活中的实际应用说法正确的是（　　） A. 超高压带电作业的工人所穿衣服的织物中掺入金属丝，这是利用了金属丝的静电屏蔽作用 B. 在燃气灶和燃气热水器中，常安装电子点火器，点火器是利用尖端放电现象来点火的 C. 电磁波谱中的红外线可用来加热理疗，紫外线可杀菌消毒，X射线片可用于诊断病情，γ射线可摧毁癌变的细胞 D. 高速公路上严禁超速，是因为速度越大惯性越大 15. 一小量程电流表G，满偏电流为50μA，内阻为800Ω。将它改装成0~1mA、0~10mA的两量程电流表，电路如图所示。下列说法正确的是（　　） A. R1与R2串联后的总电阻大于800Ω B. 开关S接b时的量程为0~1mA C. 将图中R1与R2的位置互换，两量程都会发生变化 D. 测出的电流为0.5mA时，流过G表的电流为25μA 三、非选择题 16. 某课外物理兴趣小组设计如图甲所示装置，利用该装置做“探究加速度与力的关系”的实验，操作如下； ①挂上槽码，调整长木板的倾角，使质量为M的小车恰能匀速下滑； ②取下槽码盘和槽码，利用天平测出其质量m，让小车沿长木板下滑；设小车受到的合力为F，位移传感器收集数据通过计算机得到小车的x-t图像，并求出小车的加速度a； ③改变槽码质量和长木板倾角，重复步骤①②，得出多组a、F数据，并作出a-F图像。 （1）本实验开始前________（填“需要”“不需要”）补偿阻力，本实验_______（填“需要”“不需要”）满足M>>m； （2）下列说法正确的是（　　） A. 实验中需要使细线与长木板平行 B. 本实验中小车受到的合外力的大小等于槽码盘和槽码的总重力 C. 实验时要先放小车，后打开位移传感器的开关 D. 释放小车时，应该让小车尽量远离位移传感器 （3）在测量质量时，将槽码盘和槽码取下，但只测量了槽码的质量，则绘制出的a-F图像可能是图乙中的_______（填“①”、“②”或“③”）； （4）某次实验中x-t图像如图丙所示，根据图像可求出此次实验小车的加速度大小为____m/s2（结果保留两位有效数字）。 17. 在“测定电池的电动势和内阻”实验中。 （1）某同学想用多用电表粗测干电池的电动势和内阻，下列说法正确的是（　　） A. 多用电表可以粗测电动势，不可以粗测内阻 B. 多用电表可以粗测电动势，也可以粗测内阻 C. 多用电表可以粗测内阻，不可以粗测电动势 D. 多用电表既不可粗测电动势，也不可粗测内阻 （2）该同学根据图甲中的电路图将实验仪器连接成如图乙所示的实验电路，a、b、c、d四条导线中，其中有一条导线连接错误，则该导线是_________。 （3）某次测量时电压表的示数如图丙所示，则电压U=_________________V； （4）用如图甲所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图丁所示，则该电池的电动势E=_________________V（保留3位有效数字）；内阻r=____________Ω（保留2位有效数字）。 18. 如图所示，宽为L=0.5m的平行光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角θ=53°，导轨的一端与电动势为E（未知）、内阻r=0.5Ω的直流电源相连接，空间分布着磁感应强度B=0.4T、方向竖直向上的匀强磁场。一质量为m=1.5×10-2kg、长为l=0.6m的金属杆水平放置在导轨上恰好保持静止，已知金属杆接入电路的有效电阻R=1Ω，导轨电阻不计，g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）金属杆受到的安培力F； （2）电源的电动势E； （3）若匀强磁场的磁感应强度大小和方向都可调整，为使金属杆在图示位置保持静止，求磁感应强度的最小值B1及其方向。 19. 日常应用电动机提升物体来研究微型电动机的性能。如图所示是采用的原理电路，初始时使电动机停止转动时，此时电压表和电流表的示数分别为 和 重新调整后，滑动变阻器R也能按照工作要求进行调节，使电动机恢复正常运转，电动机的输出功率全部转化为机械功率。此时电动机能拉着原来静止重物以加速度 匀加速上升，当重物的速度 时，此时电压表和电流表的示数分别为 和 g取 求： （1）此时电动机的热功率 ； （2）电动机的效率η； （3）重物的质量m。 20. 如图所示，一系列轨道由高为h=1.5m的弧形轨道AB，半径R=0.5m的光滑竖直圆轨道和倾角为θ=53°且足够长的直轨道EF，分别通过水平光滑衔接轨道BC和水平粗糙的衔接轨道C′E平滑连接组成。其中C′E的水平距离l=0.8m，现有质量为m=2kg的滑块从弧形轨道最高点A处静止下滑，恰好能过竖直圆轨道的最高点，轨道C′E、EF上铺有可调节粗糙程度的新型材料，空气阻力可忽略，g取10m/s2，求： （1）滑块第一次经过竖直圆轨道最低点时对轨道压力的大小； （2）滑块沿弧形轨道AB下滑过程中摩擦力所做的功； （3）若轨道C′E、EF的动摩擦因数为μx（0<μx<1）滑块冲下弧形轨道AB后，在装置中能达到的最大高度H与μx的关系。 21. 如图甲所示建立坐标系，α射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成，放置在第2象限，细管C离两板等距，细管C开口在y轴上。放射源P在A极板左端，可以沿特定方向发射某一速度的α粒子。若极板长为L，间距为d，当A、B板加上某一电压时，α粒子刚好能以速度v₀从细管C水平射出，进入位于第1象限的静电分析器，分析器中存在电场线沿半径方向指向圆心O的均匀辐向电场，粒子恰好做匀速圆周运动，运动轨迹处的场强大小为。时刻α粒子垂直x轴进入第4象限的交变电场中，交变电场随时间变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电场强度的正方向。已知α粒子电荷量为2e（e为元电荷），质量为m，求： （1）α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径R和在静电分析器中运动的时间t₁； （2）α粒子从放射源发射至运动到C的过程中静电力所做的功； （3）当时，α粒子的坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $