上海市青浦高级中学2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（合格考）（含解析）

上海市青浦高级中学2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（合格考）
本大题共5大题，共100分
1.游乐场里有许多好玩的设施都利用了重力做功使游客体验到“速度”。
如图所示，质量的儿童从滑梯顶端点由静止滑下，经长的旋转滑道到达底端点，、两点间的水平距离，高度差。若下滑过程中阻力的大小恒为，下滑过程中重力对儿童做的功为______，阻力对儿童做的功为______，儿童滑到底端处的速度大小为______。
如图所示是一条高架滑车的轨道示意图，各处的高度已标在图上，一节车厢以的速度从处出发，最终抵达处，运动过程中所受阻力忽略。
计算车厢在此过程中的最大速度。
车厢抵达处后轨道是水平的，可以在轨道上铺装一排水平放置的闭合线圈或铝板，车厢下端装电磁铁，简化模型如图所示，到处后给电磁铁通电可实现制动。
Ⅰ已知电磁铁端接电源正极，则轨道上线圈所在位置处磁场竖直分量的方向为______；
Ⅱ用磁传感器可以测量电磁铁产生的磁场强弱，能描述磁场强弱和方向的物理量叫做______，其国际单位是______。
二、计算题：本大题共4小题，共85分。
2.一级方程式赛车世界锦标赛，简称，与奥运会、世界杯足球赛并称为“世界三大体育盛事”。年，世界一级方程式赛车锦标赛中国大奖赛迎来周年，同时也是上海国际赛车场投入使用周年。赛车的变速系统非常强劲，从时速零加速到三挡最高速度仅需，此时加速度仍达，时速为五挡最高速度时的加速度仍有，若从加速到再减到只需。
关于赛车，下列说法正确的是______。
A.赛车起动时，地面对车轮的作用力与车轮对地面的作用力大小相等
B.赛车在直道行驶时，速度越大，其加速度也一定越大
C.赛车转弯时，速度方向改变，其惯性也随之变化
D.赛车高速通过终点后难以立即停下，表明速度越大，其惯性越大
在赛事中，若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落，则脱落的车轮的运动情况是______。
A.仍然沿着赛车的弯道运动
B.沿着与弯道切线垂直的方向飞出
C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道
D.上述情况都有可能
在某次测试赛中，赛车在某平直赛道上开始运动的图像为抛物线，如图所示。下列说法正确的是______。
A.赛车做匀速直线运动
B.赛车做匀减速直线运动
C.随着时间的增大，赛车在相同时间内的位移增大
D.随着时间的增大，赛车的加速度增大
一辆高速行驶的赛车与一架静止在发射场的航天飞机，两者运动状态较难改变的是______，你的判断依据是______。
在赛车大奖赛中，在长直的赛道上，一辆安全车正以的速度匀速前进。在安全车后方处，有一辆赛车从静止出发，并且以的加速度向前追赶安全车。赛车经过多久追上安全车？
3.人类对宇宙的探索已经有很长的历史，多年前我国战国时期的思想家尸佼就曾对宇宙下过定义：“四方上下曰宇，往古来兮曰宙”，直到世纪爱因斯坦的广义相对论建立，宇宙学才真正成为了现代科学意义上的一门学科。
年，美国天文学家哈勃通过对大量星系的观测发现，银河系外的绝大部分星系都在______选填：靠近，远离我们，据此，科学家提出了______宇宙论，以解释宇宙的起源。
火星是太阳系的内层行星，它有火卫一与火卫二两个卫星。
火星绕太阳公转时的轨道形状是______选填：圆，椭圆，火星公转过程中不变的物理量是______选填：线速度，周期。
现已测得火卫一距离火星，火卫二距离火星。若仅考虑火星对其作用力，两者绕火星转动的线速度大小分别为和，周期分别为和，则______。
A.，
B.，
C.，
D.，
已知火星的质量为、半径为，火星与太阳的距离为。有同学认为：根据万有引力定律和牛顿第二定律可得：，就可以求出火星表面重力加速度。请判断该同学的观点是否有误______，并说明理由______。
为探索外太空，使发射的卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。
在地球表面发射卫星的初速度必须达到______。
A.
B.
C.
高速运行卫星上的时钟比在地面上的时钟，______。
A.走得慢
B.走得快
C.快慢不变
万有引力定律是支持宇宙探秘的重要理论之一。
第一次在实验室验证万有引力定律，并较精确测出万有引力常量的是______。
A.牛顿
B.卡文迪什
C.哥白尼
用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是______。
A.
B.
C.
如图为测量万有引力常量的装置，该实验中为测量石英丝极微小的扭转角，采取“微小量放大”的主要措施是______。
A.增大石英丝的直径
B.增大型架横梁的长度
C.增大光源与平面镜的距离
D.增大刻度尺与平面镜的距离
4.充电宝，又称为移动电源，是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以随时随地给手机等数码设备充电或待机供电，相当于一个备用电池。
为保证人民的生命财产安全，机场规定“严禁携带额定能量超过的充电宝搭乘飞机”，的能量最接近______。
A.一个铅球从教室课桌落至地面时所具有的动能
B.一位的同学从高的田坎跳下时减少的重力势能
C.一辆轿车在高速路上正常行驶时的动能
D.一部手机待机一天所消耗的电能
某手机电池背面印有的一些符号如图所示，则下列说法正确的是______。
A.“”毫安时是电池储存的能量的单位
B.“”伏特是国际单位制中的基本单位
C.若该手机的待机电流为，则手机最多可待机
D.若该电池工作电流为，则每秒内定向通过电源的电子个数为个
电阻、按图示方法接入电压恒定的手机充电宝上，闭合开关后保持的阻值不变，改变的阻值，则关于消耗的功率的说法正确的是______。
A、增大，增大
B、增大，减小
C、减小，减小
D、减小，不变
用输出电压为、输出电流为的充电宝对内阻为的电池充电。充电时，电池消耗的热功率为______，电能转化为化学能的功率为______。
“用测量充电宝的电动势和内阻”的实验电路如图甲所示。
图中、分别为______传感器和______传感器选填“电流”或“电压”。闭合开关前，滑动变阻器的滑动头应置于______端选填“”或“”。
闭合开关后，调节滑动变阻器，测得两个电表的多组数据，作出的图像如图乙所示。根据图像可求出该充电宝的电动势 ______，内阻 ______结果均保留两位小数。
5.当架空线路的一根带电导线断落在地上时，地面上以导线落地点为中心，形成一个电势分布区域，且离落地点越远，地面电势也越低。如果人或牲畜靠近电线落地点，就可能发生触电事故。带电导线落地之后所形成的电场可以近似看成是在落地点放置了一个等效点电荷所产生的电场。
该等效点电荷应为______选填：正，负电荷。
多选如图，、为该电场某条电场线上两点，若两点处电场强度大小分别为、，电势分别为、，则______。
A.
B.
C.
D.
若一个电荷量为的试探电荷在电场中的某点处所受电场力大小为，且方向向右，则该点处电场强度的大小 ______，方向______选填：向左，向右；若试探电荷电量改为，则该点处的电场强度的大小 ______。
若将一个电子从点移至点，电场力做功，则此过程中电子的电势能______选填：增加，减小，间的电势差为______。
若测得该电场中某位置的场强大小为，其中为大地的电阻率，为落地点流入大地的电流强度，为落地点到测量位置的距离，则等效点电荷的电量大小为______。
答案和解析
1.【答案】 竖直向上 电磁感应强度 特斯拉
【解析】以向下为正方向，根据重力做功公式：，
代入数据解得：；
根据阻力做功公式：，
代入数据解得；
根据动能定理：，
代入数据解得
高架滑车运动过程中阻力忽略，只有重力做功，因此车的机械能守恒重力势能最小处动能最大，速度最大，因此最低点点处速度最大以地面为零势能面，由、两处机械能守恒得：
代入数据解得：
Ⅰ电磁铁端接电源正极，根据右手螺旋定则可得：轨道上线圈所在位置处磁场竖直分量的方向竖直向上；
Ⅱ用磁传感器可以测量电磁铁产生的磁场强弱，能描述磁场强弱和方向的物理量叫做电磁感应强度，其国际单位是特斯拉。
故答案为：；；；车厢在此过程中的最大速度为；Ⅰ竖直向上；Ⅱ电磁感应强度；特斯拉。
2.【答案】 航天飞机 质量越大，惯性越大
【解析】根据牛顿第三定律可知地面对车轮的作用力和车轮对地面的作用力的大小相等，方向相反，故A正确；
B.根据牛顿第二定律可知，加速度由合外力与质量决定，与速度无关，故B错误；
质量是惯性大小的唯一量度，与速度无关，故CD错误。
故选：。
赛车沿弯道行驶，任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向。被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向，所以脱离赛车后的车轮将沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道，故C正确，ABD错误。
故选：。
赛车运动的图象是抛物线，则赛车做匀加速直线运动，根据图象的斜率表示速度，赛车的速度逐渐增大，加速度不变，根据位移公式，可知随时间的延长，赛车的平均速度增大，故相同时间内位移越来越大，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据牛顿第一定律可知，物体质量越大，则惯性越大，惯性越大则运动状态越难改变，故两者运动状态较难改变的是航天飞机；
设经过赛车追上安全车，根据位移关系有，代入，，解得。
故答案为：；；；航天飞机，质量越大，惯性越大；赛车经过追上安全车。
3.【答案】 大爆炸 有误 见解答
【解析】年，美国天文学家哈勃通过对大量星系的观测发现，银河系外的绝大部分星系都在远离选填：我们，据此，科学家提出了大爆炸宇宙论，以解释宇宙的起源。
根据开普勒第一定律，可知火星绕太阳公转时的轨道形状是椭圆选填：，火星公转过程中不变的物理量是周期选填：。
根据万有引力提供向心力可得：
可得：，
因火卫一绕火星圆周运动的半径，火卫二绕火星圆周运动的半径，即，可得：，，故C正确，ABD错误；
故选：。
忽略火星的自转，可认为在火星表面质量为的物体所受重力等于火星对它的万有引力，即：
求出火星表面重力加速度
可知该同学的观点有误。
在地球表面发射卫星的初速度必须达到第一宇宙速度，大小为，故A正确，BC错误；
故选：。
根据钟慢效应，可知高速运行卫星上的时钟比在地面上的时钟走得慢，故A正确，BC错误；
故选：。
第一次在实验室验证万有引力定律，并较精确测出万有引力常量的是卡文迪什，故B正确，AC错误；
故选：。
根据，可得：
可得用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位为：，故C正确，ABD错误；
故选：。
该实验中采取“微小量放大”体现在平面镜随石英丝转动极微小的角度，使反射光线在刻度尺上运动的距离较大，故增大刻度尺与平面镜的距离，在转动角度一定的情况下，反射光线在刻度尺上运动的距离会变大，而增大石英丝的直径、增大型架横梁的长度、增大光源与平面镜的距离不会改变反射光线在刻度尺上运动的距离，故D正确，ABC错误。
故选：。
故答案为：；大爆炸；；；；有误，理由见解答；；；；；
4.【答案】 电流 电压
【解析】充电宝的能量为。
A、一个铅球从教室课桌落至地面时所具有的动能，故A错误；
B、一位的同学从米高的田坎跳下时减少的重力势能，故B错误；
C、一辆轿车在高速路上正常行驶时的动能，最接近充电宝能量，故C正确；
D、一部手机待机一天所消耗的电能，故D错误；
故选：。
根据电流定义式，可知，“安时”或“毫安时”是电荷量的单位，故A错误；
B.“伏特”不是国际单位制中的基本单位，是导出单位，故B错误；
C.根据该手机电池提供的数据可知，若该手机的待机电流为，则手机最多可待机时间为，故C错误；
D.若该电池工作电流为，则秒内定向通过电源的电子个数为个个，故D正确。
故选：。
、由欧姆定律可知，增大时，电路中电流减小，再由可知，的功率减小，故A错误，B正确；
、由欧姆定律可知，减小时，电路中电流增大，再由可知，的功率增大，故CD错误。
故选：。
充电器给电池充电时，电池作为用电器；
根据热功率公式
电池消耗的热功率
电池的输入功率
根据能量守恒，电能转化为的化学能的功率
测量充电宝的电动势和内阻需要测量路端电压和干路电流，电流传感器应串联接入电路，电压传感器应并联接入电路，由电路图可知图中、分别为电流传感器和电压传感器；滑动变阻器采用限流接法，为了保护电路，闭合开关前滑片置于阻值最大处，由图可知，滑片应置于处；
根据闭合电路欧姆定律
可知图像的纵轴截距表示充电宝的电动势，即
图像的斜率的绝对值为充电宝的内阻，即
故答案为：；；；；；电流；电压；；；
5.【答案】
【解析】根据沿电场线的方向电势降低，由题意离落地点越远电势越低，则该点电荷应为正电荷，故A正确，B错误。
故选：。
如图所示电场线由左指向右，可知正点电荷在左侧，则点与点相比距离点电荷较近，故两点处电场强度大小关系为，根据沿电场线方向电势降低，可知电势关系为，故AC正确，BD错误。
故选：。
根据电场强度定义式，可得该点处电场强度的大小；根据负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，可知该点处电场强度的方向向左，故A正确，B错误；故选：；该点处的电场强度的大小与试探电荷无关，若试探电荷电量改为，则该点处的电场强度的大小不变，仍为；
根据电场力做正功电势能减小，可知此过程中电子的电势能减小，故B正确，A错误，故选：；根据电场力做功公式，可得间的电势差为；
根据点电荷的电场强度的决定式，由题意可得解得。
故答案为：；；，，；，；。
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