上海市陆行中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（学生版+教师版）

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阅读材料“游乐场”，回答下列问题。
游乐场是儿童自由自在玩耍的好去处，通常会有挠挠板、秋千、羊杠、双手工、滑梯、吊环、玩具小屋及迷宫等。大型游乐场还会建造过山车、摩天轮、旋转木马等游艺设施。这些在游乐场中的游戏能够帮助儿童发展协作能力，强健身体的同时锻炼语言能力，也为其提供了娱乐和享受。
1. 小明坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动。关于小明做匀速圆周运动的过程中，下列物理量不发生变化的是（ ）
A. 动能B. 合外力C. 线速度D. 加速度
2. 小明在骑游园车观光时，发现游园车的传动示意图如图所示，A轮与脚踏相连，B轮与后轴相连，C为后车轮。当人匀速蹬车时（ ）
A. A轮与B轮的角速度相同
B. B轮与C轮的角速度相同
C. A轮边缘与B轮边缘的向心加速度相同
D. B轮边缘与C轮边缘的向心加速度相同
3. 在游乐场中，小明从滑梯上由静止开始下滑（假设滑梯为斜面），下列图像可以表示他在滑梯上运动和受力情况的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 如图所示为游乐场的旋转飞椅。将人和椅子一起看成质点，在水平面内做匀速圆周运动时，由____提供向心力。当人的速度大小为v，悬挂绳索与竖直方向夹角为时，人的转动半径为____。
5. 如图所示为游乐场的一种滑道示意图，滑道最高点A与最低点B之间的高度差。一个质量的小孩（视为质点）沿左边的台阶登上滑道顶端，再从A点由静止开始沿滑道下滑，小孩在滑道上的AB段滑行时受到的阻力忽略不计，g取。
（1）求小孩从A点滑到B点的过程中，重力所做的功W。
（2）求小孩经过B点时的速度v的大小。
【答案】1. A 2. B
3. A 4. ①. 重力和细绳拉力的合力 ②.
5. （1）360J；（2）6m/s
【解析】
【1题详解】
A．做匀速圆周运动的线速度大小不变，则人的动能不变，选项A正确；
BCD．做匀速圆周运动的合外力大小，线速度大小和加速度大小都不变，但是方向不断变化，则选项BCD错误。
故选A。
【2题详解】
A．A轮与B轮边缘线速度相等，因转动半径不同，则角速度不相同，选项A错误；
B．B轮与C轮同轴转动，则角速度相同，选项B正确；
C．根据
A轮边缘与B轮边缘的线速度相同，则向心加速度不相同，选项C错误；
D．根据
可知，B轮与C轮角速度相同，则B轮边缘与C轮边缘的向心加速度不相同，选项D错误。
故选B。
【3题详解】
A．人沿滑梯下滑，则受合外力
不变，选项A正确；
B．人做匀加速下滑，则根据
可知，x-t图像为曲线，选项B错误；
C．根据v=at可知v-t图像是过原点的倾斜的直线，选项C错误；
D．根据
可知a-t图像是平行t轴的直线，选项D错误。
故选A。
【4题详解】
[1]人在水平面内做匀速圆周运动时，由重力和细绳拉力的合力提供向心力。
[2]当人的速度大小为v，悬挂绳索与竖直方向夹角为时
解得人的转动半径为
【5题详解】
（1）小孩从A点滑到B点的过程中，重力所做的功
（2）小孩从A点滑到B点的过程由机械能守恒定律
解得小孩经过B点时的速度
二
阅读材料“蜜蜂授粉”，回答下列问题。
蜜蜂飞行过程中身上会积累少量正电荷，一只蜜蜂通常的带电量约为，蜜蜂传播花粉时就利用了这些电荷。当蜜蜂飞到花蕊附近时，花粉颗粒会粘附在蜜蜂身上。当蜜蜂接近下一朵花时，部分花粉会留在下一朵花的花蕊上，完成授粉。静电力常量，元电荷。
6. 一只原来电中性的蜜蜂在飞行过程中带上了的电量，这是由于它（ ）
A. 失去了个质子B. 失去了个电子
C. 得到了个电子D. 得到了个质子
7. 某处地磁场的磁感应强度大小约为，一只蜜蜂在此处花间飞舞。若将该蜜蜂的一个翅翼视为一个面积约为的平面图形，则地磁场通过该翅翼的磁通量最大值为_____Wb。（保留2位有效数字）
8. 当蜜蜂靠近带负电的花蕊时，它们之间的电场如图所示。
（1）画出a点的电场方向____；
（2）用虚线画出通过b点的等势面____；
（3）a、b两点中____点电场强度较大，____点电势较高（均选：A.a B.b）。
9. 设花蕊的电势为，蜜蜂的电势为，当一颗电荷量为（且远小于蜜蜂、花蕊所带电量）的花粉从花蕊转移到蜜蜂身上的过程中，电场力对花粉____（选：A.做正功 B.做负功 C.不做功），电势能____（选：A.增加 B.减少 C.不变）。电场力对花粉做的功的大小为____。
10. 蜜蜂不愿靠近因刚被授粉而带正电的花蕊。当一只蜜蜂靠近一朵已被授粉的花蕊时，它们之间的电场线分布可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】6. B 7. 1.0×10-9
8. ①. 见解析 ②. 见解析 ③. A ④. B
9. ①. B ②. A ③. 10. C
【解析】
【6题详解】
根据
可知原来电中性的蜜蜂失去了个电子。
故选B。
【7题详解】
由磁通量的定义可知
【8题详解】
（1）[1]a点的电场方向为该点的切线方向，如图所示
（2）[2]通过b点的等势面如图中虚线所示
（3）[3] 由电场线的疏密程度可知a、b两点中a点电场强度较大。
故选A。
[4]由电场线的方向可知b点电势较高。
故选B。
【9题详解】
[1]花粉从花蕊转移到蜜蜂身上的过程中，电场力对花粉做负功。
故选B。
[2]根据电场力做负功可知其电势能增加。
故选A。
[3]电场力对花粉做的功的大小为
【10题详解】
当一只蜜蜂靠近一朵已被授粉的花蕊时，二者均带正电，它们之间的电场线分布可能为C。
故选C。
三
阅读材料“磁悬浮列车”，回答下列题。
磁悬浮列车是一种利用磁力作用使车辆悬浮在轨道上运行的列车，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线感应电动机作为动力驱动列车运行。由于其悬浮在轨道上，减少了摩擦力，运行时不同于其他常规列车，只受来自空气的阻力。上海磁浮列车是世界上第一条投入商业化运营的磁浮示范线，具有交通、展示、旅游观光等多种功能。
11. 一磁悬浮列车在某次测试中往返运行了，用时，这两个数据分别指（ ）
A. 路程、时间间隔B. 路程、时刻
C. 位移的大小、时间间隔D. 位移的大小、时刻
12. 磁悬浮列车在匀速行驶的过程中，置于车内水平桌面上的书本（ ）
A. 只受重力B. 只受重力和支持力
C. 只受重力和摩擦力D. 受重力、支持力和摩擦力
13. 磁悬浮列车在水平直轨道上运行，不计一切阻力，当牵引力为F时，列车从静止开始在t时间内前进了x。如果牵引力增大为2F时，列车从静止开始在t时间内前进了（ ）
A. xB. C. D.
14. 若把质量为的列车从轨道上浮起，则至少所需的能量为____J，这些能量可供一只功率为的日光灯正常工作____秒。（g取）
15. 上海磁悬浮列车线路起于龙阳路站，止于浦东机场站，中间没有停靠。在某次试车时，列车从静止开始先加速行驶了，速度达到，然后匀速行驶了，最后再经过的减速运动停在了站台。假设列车在加速和减速运动的过程中加速度大小不变。
（1）求列车在加速阶段的加速度大小。
（2）根据以上数据定性画出列车运动的图像，并根据图像计算线路的总长度。
【答案】11. A 12. B 13. B
14. ①. ②.
15. （1）；（2）见解析；28800m
【解析】
【11题详解】
一磁悬浮列车在某次测试中往返运行了，用时，这两个数据分别指路程和时间间隔。
故选A。
【12题详解】
磁悬浮列车在匀速行驶的过程中，置于车内水平桌面上的书本处于平衡状态，只受重力和支持力。
故选B。
【13题详解】
根据
，
联立，解得
故选B。
【14题详解】
[1]列车从轨道上浮起，则至少所需的能量为
[2]根据
联立，解得
【15题详解】
（1）由加速度定义式，可得
（2）依题意，列车0~210s做静止开始的匀加速直线运动，210~240s做匀速直线运动，240~450s做匀加速直线运动，末速度为零。列车运动的图像如图所示
v-t图像中图线与横轴所围面积为线路的总长度，即
四
阅读材料“中国探月”，回答下列问题。
如图所示是中国探月的标识，它以中国书法为笔触，抽象地勾勒出一轮圆月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想。圆弧的起笔处自然形成龙头，象征中国航天如巨龙腾空而起，落笔的飞自由一群和平鸽构成，表达了我国和平利用空间的美好愿望。整体图形由一弧两点巧妙地形成“月”字，写意的笔触旨在传达一种探索的信念。我国对月亮的向往自古有之，并留下了很多和月球有关的神话故事、千古名句，如今我们更是随着科技的发展，真正开始了中国人的“奔月之旅”。阅读材料，回答下列问题。
16. 月球作为地球唯一一个天然卫星，是在椭圆轨道上绕地球运行的，所以当月球在近地点附近并且近地点恰好出现满月现象时，就有了“超级月亮”。如图所示，月球在近地点和远地点受到的万有引力分别为、两者的关系是（ ）
A. B.
C. D. 无法确定
17. 通过我们对月球的探测，已经可以获取月球相关的很多信息。已知地球和月球的半径之比约为，表面的重力加速度约为，则地球和月球的质量之比为（ ）
A. B. C. D.
18. 2020年11月24日4时30分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器。“嫦娥五号”探测器经过约38万公里，一周左右的地月转移、近月制动、环月飞行之旅，于12月1日23时11分成功着陆，正式开始月面工作，采集月球样品。下列说法中正确的是（ ）
A. 观测“嫦娥五号”探测器环月飞行时可以将其看成质点
B. “23时11分”和“约2天”都是指时间间隔
C. “嫦娥五号”探测器经过约38万公里指的是位移
D. “嫦娥五号”探测器环月飞行时，是以地球为参考系来描述的
19. 我国自主研发制造的月球车“玉兔号”圆满并且超额完成了探月任务，当“玉兔号”在地面和月球以相同的速率行驶时，下列判断正确的是（ ）
A. 在地球运动时的惯性较大
B. 在月球运动时的惯性较大
C. 在地球和在月球运动时的惯性一样大
D. 在地球运动时的质量较大
20. “嫦娥五号”探测器最后的落月过程可以简化如下：先是探测器悬停在距月面某高度处，接着关闭发动机使探测器自由下落5s（月球表面附近重力加速度g取），然后开启反冲发动机小推力模式使探测器匀速下降，匀速下降时再开启发动机大推力模式使探测器以大小为的加速度减速，最后恰好以速度减小到零完美着陆。若探测器可看成质点，求：
（1）探测器匀速下降时的速度；
（2）探测器悬停处距月球表面的高度。
【答案】16. B 17. D 18. A 19. C
20. （1）8m/s；（2）100m
【解析】
【16题详解】
由万有引力，月球近地点比远地点距地心近，则
所以
故选B。
17题详解】
在星球表面，万有引力等于重力，则
则
则
故选D。
【18题详解】
A．在观测“嫦娥五号”探测器环月飞行时，探测器的大小和形状可以忽略，可以将其看成质点，故A正确；
B． “23时11分”是指时刻“约2天”是指时间间隔，故B错误；
C．“嫦娥五号”探测器经过约38万公里指的是路程，故C错误；
D．“嫦娥五号”探测器环月飞行时，是以月球为参考系来描述的，故D错误。
故选A。
【19题详解】
D．物体的质量与运动状态无关，与地理位置无关，“玉兔号”在月球与地球上的质量一样大，故D错误；
ABC．质量是惯性大小的唯一量度，“玉兔号”在地球和在月球运动时的惯性一样大，故AB错误，C正确。
故选C。
【20题详解】
（1）探测器匀速下降时的速度等于自由下落的末速度
（2）探测器自由下落的高度
探测器匀速下落的高度
探测器减速下落的高度
探测器悬停处距月球表面高度
五
阅读材料“磁场’回答下列问题。
磁场是一种存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质，是一种矢量场，在空间里的任意位置都具有方向和数值大小。而最常见的磁场就是地磁场，即地球内部天然存在的磁性现象。随着人们对磁场的研究和认知，磁技术已经应用到了我们日常生活和工农业生产技术的各个方面。
21. 磁场是矢量场，在空间里的任意位置都具有方向和数值大小。用来描述磁场大小和方向的物理量就是磁感应强度，而磁场中某点磁感应强度的方向是（ ）
A. 垂直磁感线切线的方向
B. 小磁针S极在该点的受力方向
C. 小磁针N极在该点的受力方向
D. 磁感应强度的方向是杂乱无章无法判断的
22. 科学家发现通电螺线管周围也存在磁场，且和条形磁体周围的磁场十分类似。如图所示是一个通电螺线管周围的磁场分布情况，图中A、B、C、D四个位置的磁场方向与图中磁针所在位置的磁场方向一致的是（ ）
A. A位置B. B位置C. C位置D. D位置
23. 在听了物理学家法拉第历经十年探索最终实现“磁生电”的故事后，小康决定自己做个实验研究一下电磁感应现象。他将灵敏电流计G与线圈L连接，线圈上导线绕法如图所示。已知当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
（1）将磁铁S极从线圈L上方竖直向下插入L时，灵敏电流计的指针将____偏转（选填“会”或“不会”）；
（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，灵敏电流计的指针将____偏转（选填“会”或“不会”）。
24. 电磁场是由交替变化的磁场和电场相互联系，形成的不可分离的统一的场，而电磁场由近及远传播，就形成了电磁波。下列有关电磁波的说法中错误的是（ ）
A. 微波炉利用微波对食物进行快速高效加热
B. 遥控和自动控制通常用的是电磁波中特定波段的红外线
C. 电磁波中的射线通常用于医用消毒
D. X射线常用于扫描检查疾病
25. 电磁学的蓬勃发展离不开诸多科学家的贡献，下列相关的说法中错误的是（ ）
A. 奥斯特发现了电流磁效应
B. 法拉第发现了电磁感应现象
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在并用实验证实了
D. 在麦克斯韦的光的电磁说基础上，爱因斯坦提出光子说，解释了光电效应现象
【答案】21. C 22. B
23. ①. 会 ②. 会 24. C 25. C
【解析】
【21题详解】
磁场中某点磁感应强度的方向是小磁针N极在该点的受力方向。
故选C。
【22题详解】
由图可知，小磁针N极所指的方向水平向右，而A点磁场方向斜向左上，B点的磁场方向水平向右，C点的磁场方向斜向左下，D点的磁场方向斜向左上，可知图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中磁针所在位置的磁场方向一致的是B位置。
故选B。
【23题详解】
[1]将磁铁S极从线圈L上方竖直向下插入L时，线圈中磁通量发生变化，由楞次定律可知灵敏电流计的指针将会偏转。
[2] 当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，线圈中磁通量发生变化，由楞次定律可知灵敏电流计的指针将会偏转。
【24题详解】
A．微波炉利用微波对食物进行快速高效加热。故A正确，与题意不符；
B．遥控和自动控制通常用的是电磁波中特定波段的红外线。故B正确，与题意不符；
C．电磁波中的射线通常用于治疗疾病。故C错误，与题意相符；
D．X射线常用于扫描检查疾病故D正确，与题意不符。
本题选错误的故选C。
【25题详解】
A．奥斯特发现了电流磁效应。故A正确，与题意不符；
B．法拉第发现了电磁感应现象。故B正确，与题意不符；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在。故C错误，与题意相符；
D．在麦克斯韦的光的电磁说基础上，爱因斯坦提出光子说，解释了光电效应现象。故D正确，与题意不符。
本题选错误的故选C。
六
阅读材料“智能手机”，回答下列问题。
智能手机是具有独立的操作系统，独立的运行空间，可以由用户自行安装办公、游戏、导航等第三方服务商提供的APP，并可以通过移动通信网络来实现无线网络接入的手机设备的总称。智能手机为用户提供了足够的屏幕尺寸和带宽，既方便随身携带，又为APP的运行和内容服务提供了广阔的舞台，很多增值业务可以就此展开，如移动支付、健康管理、便捷出行、应用程序下载等。
26. 在公园锻炼时，手机记录的运动情况如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 用时“”是指时刻B. 行程“”是指路程
C. 速度“”指的是瞬时速度D. “”的热量是矢量
27. 据媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机电池几分钟内充满电。若用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是（ ）
A. 该电容器给子机电池充电时，电容器的电容变大
B. 该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少
C. 该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变
D. 充电结束后，电容器的电容为零
28. 国产某5G手机电池容量为，待机时间为22天，用超级快充装置对其充电时的电功率为。由此可估算该手机电池（ ）
A. 待机时的电压B. 待机时的电流
C. 快充时的电流D. 快充过程获得的电能
29. 手机锂电池电动势为，内阻。将的电阻接在电池两端，通过电池的电流为____A；当外电阻变大时，电池的电动势____（选填“增大”“不变”或“或小”）。
30. 在“用DIS测手机电源的电动势和内阻”实验中，实验器材：待测电池、开关、滑动变阻器R、定值电阻、电压传感器、电流传感器。
（1）图甲的电路图中，虚线框1应接____；
（2）实验时，应先将滑动变阻器的阻值调到____，再闭合开关S；
（3）用实验得到的数据拟合成直线，如图乙所示，该直线对应的方程为____，斜率的物理含义为____截距的物理含义为____；
（4）实验中，若增大滑动变阻器的阻值，则电池消耗的总功率将____（选填“变大”“不变”或“变小）
【答案】26. B 27. B
28. B 29. ①. 0.5 ②. 不变
30. ①. 电压传感器 ②. 右端 ③. ④. 电源内阻 ⑤. 电源电动势 ⑥. 变小
【解析】
【26题详解】
A．用时“”是指时间间隔，选项A错误；
B．行程“”是指路程，选项B正确；
C．速度“”指的是平均速度，选项C错误；
D．“”的热量是标量，选项D错误。
故选B。
【27题详解】
A．该电容器给子机电池充电时，电容器的电容不变，选项A错误；
BC．该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能转移给手机电池，则电容器储存的电能及带电量均变少，选项B正确，C错误；
D．充电结束后，电容器的电容不变，选项D错误。
故选B。
【28题详解】
AB．根据手机电池容量为4100mA•h以及待机时间为22天，根据可求解待机时的电流，但是无法求解待机时的电压，故A错误，B正确；
CD．根据题中条件只能求解待机时的电流，而无法求解快充时的电流、电压，由题意可知超级快充装置对其充电时的电功率为66W，但充电时间不知，所以不能求解快充过程获得的电能，故CD错误。
故选B。
【29题详解】
[1]根据闭合电路的欧姆定律可得通过电池的电流为
[2]当外电阻变大时，电池的电动势不变。
【30题详解】
（1）[1]图甲的电路图中，虚线框1应接电压传感器；
（2）[2]实验时，应先将滑动变阻器的阻值调到右端，再闭合开关S；
（3）[3]用实验得到的数据拟合成直线，如图乙所示，该直线对应的方程为
[4][5]斜率的物理含义为电源内阻；截距的物理含义为电源电动势；
（4）[6]实验中，若增大滑动变阻器的阻值，则总电阻变大，总电流减小，根据P=IE可知，电池消耗的总功率将变小。