上海市浦東新區(qū)2023-2024學年高二上學期期末教學質量檢測物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1浦東新區(qū)2023學年第一學期期末教學質量檢測高二物理考生注意：1．試卷滿分100分，考試時間60分鐘。2．本考試分設試卷和答題紙。答題前，務必在答題紙上填寫考生信息。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。3．本試卷標注“多選”的試題，每小題應選兩個及以上的選項，但不可全選；未特別標注的選擇類試題，每小題只能選一個選項。4．本試卷標注“計算”“簡答”的試題，在列式計算、邏輯推理以及回答問題過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。5．除特殊說明外，本卷所用重力加速度大小g均取9.8m/s2。一、靜電現象（18分）靜電現象在生活中十分常見，比如摩擦過的梳子可以吸引細小水流，冬天脫毛衣的時候常會聽到“噼噼啪啪”的聲音，并伴有“小火星”。人們可以利用靜電，也要防范靜電帶來的危害。1.用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，和橡膠棒摩擦過的毛皮也帶正電。如果將均不帶電的毛皮與玻璃棒摩擦，它們________（選填“能”或“不能”）各自帶電。2.不能用“同種電荷相互排斥”來解釋的現象是（）A. B.C. D.3.18世紀中葉以前，研究帶電體之間的靜電力遇到三大困難：一是帶電體上的電荷分布、帶電體之間的距離難以確定，解決辦法是建立________模型；二是靜電力非常小，難以測量，庫侖采用________裝置解決了這一難題；三是電荷量大小的量度，庫侖利用電荷在兩個相同金屬球之間________（選填“等量”或“不等量”）分配的原理實現了電荷量的成倍變化，最終得到靜電力作用規(guī)律。4.在氯化鈉晶體結構中相鄰的一價鈉離子與一價氯離子之間的距離d=2.8×10-10m。它們之間的靜電力大小為_______________N。（提示：一價正離子電荷量e=1.6×10-19C，靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2，結果保留2位有效數字）5.如圖所示為某種靜電噴涂裝置的原理圖，接上高壓電源后，裝置的兩極間產生強電場，虛線表示電場的等差等勢面，實線表示該電場的部分電場線。（1）請根據圖中信息標出電場線方向________；（2）根據圖中信息，電荷量為q的正電荷在a點受到的電場力______（選填“大于”、“小于”或“等于”）在b點受到的電場力；若a、b兩點的電勢分別為φa、φb，則將電荷量為q的正電荷由a移動到b的過程中，電場力做的功為________（用已知物理量字母表示）。6.加油站的靜電安全工作非常重要，屬于防范靜電危害的舉措有（）A.加油前人要觸摸一下靜電釋放器 B.在加油站禁止穿脫化纖服裝C.油罐車應裝有拖地的鐵鏈 D.定期檢查電路以防止線路老化【答案】1.能2.D3.點電荷扭秤等量4.2.9×10-95.見解析大于q（φa－φb）6.ABC【解析】1.原子內部的質子和中子被緊密地束縛在一起構成原子核，原子核的結構一般是很穩(wěn)定的。通常離原子核較遠的電子受到的束縛較弱，容易受到外界的作用而脫離原子。當兩種物質組成的物體互相摩擦時，一些受束縛較弱的電子會轉移到另一個物體上。于是，原來電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電。這就是摩擦起電的原因。所以材料失去電子容易程度決定材料能否帶電。2.A．懸掛的玻璃板受同種電荷排斥發(fā)生偏轉。A不符合題意；B．驗電器帶電后帶同種電荷，相互排斥指針發(fā)生偏轉。B不符合題意；C．通過起電機讓人體帶電，人的頭發(fā)豎起散開，是因為頭發(fā)帶同種電荷，相互排斥。C不符合題意；D．雷電是天空中的某一塊云層與另一塊云層或者與大地，由于所帶的電荷性質相反而產生瞬間劇烈放電的現象。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時，它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點會出現強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。所以雷電不屬于“同種電荷相互排斥”的現象。D符合題意。故選D。3.[1]兩個實際的帶電體間的相互作用力與它們自身的大小、形狀以及電荷分布都有關系。任何帶電體都有形狀和大小。當帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，這樣的帶電體可以看作帶電的點，叫作點電荷。[2]庫侖做實驗用的裝置叫做庫侖扭秤。[3]在庫侖那個年代，還不知道怎樣測量物體所帶的電荷量，甚至連電荷量的單位都沒有。不過兩個相同的金屬小球，一個帶電、一個不帶電，互相接觸后，它們對相隔同樣距離的第三個帶電小球的作用力相等，因此，可以斷定這兩個小球接觸后所帶的電荷量相等。這意味著，如果使一個帶電金屬小球與另一個不帶電的完全相同的金屬小球接觸，前者的電荷量就會分給后者一半。4.根據庫侖定律，它們之間的靜電力5.[1]由題圖可知，電場的方向由發(fā)射極指向吸板。[2]因為虛線為等差等勢面，由題圖可知，a點的等勢面較b點的密集，可知a點的場強大小大于b點的場強大小，則a點的電場力大于b點的電場力。[3]由題知q沿電場線方向做正功，電勢能減小，則代入得6.A．加油前要觸摸一下靜電釋放器，可以把靜電導走。A符合題意；B．在加油站禁止脫穿化纖服裝，防止靜電起火。B符合題意；C．油罐車裝有導電橡膠拖地帶，可以把靜電導入大地。C符合題意；D．定期檢查電路，防止線路老化，短路引起火災。D不符合題意；故選ABC。二、密立根油滴實驗（16分）美國物理學家密立根通過實驗首次測定了元電荷。實驗方法是通過調節(jié)電場使油滴受力平衡，從而計算出油滴的電荷量。經過大量實驗，密立根發(fā)現所有油滴的電荷量均為某個最小固定值的整數倍。7.實驗裝置如圖甲所示，能在兩極板之間懸浮的油滴帶______電（選填“正”或“負”）。如果該油滴質量為m，所在位置處電場強度為E，則該油滴所帶電荷量q=__________。實驗中兩極板間距為5mm（視為勻強電場），電壓加至400V時，兩極板間的電場強度大小為______N/C。若該油滴所受電場力與電荷量可在F-q圖中用a點表示，則另一電荷量為q?的油滴在圖中可能由______點表示（選填“b”、“c”或“d”）。8.某帶電物體所帶電荷量不可能是（）A.3.2×10-20C B.4.8×10-16CC.6.4×10-17C D.8.0×10-19C9.兩個靠得很近的平行金屬板構成電容器，將它連成如圖乙所示的電路。閉合開關K，先將開關S撥到1，這時電容器開始________（選填“放電”或“充電”），一段時間后再將S撥到2，通過小燈的電流方向為______（選填“A到B”或“B到A”）；實驗測得一個電容為100μF的電容器充電完成后兩端電勢差為6V，則在它放電過程中經過燈泡的總電荷量為______C?！敬鸢浮?.負b8.A9.充電A到B6×10-4【解析】7.[1][2][3][4]如圖，電場強度方向向下，而電場力向上，則油滴帶負電。根據得兩極板間的電場強度大小為8.帶電體的電荷量應為元電荷的整數倍，只有A選項不可能。故選A9.[1][2][3]先將開關S撥到1，電容器與電源連接，電容器開始充電。由于電容器右極板帶正電，左極板帶負電，再將S撥到2，電容器開始放電，通過小燈泡的電流方向由A到B。放電過程中經過燈泡的總電荷量為三、地球的磁場（22分）地球可以看作一個天然的大磁體。地磁場對人類的生存和活動都有著重要意義，如利用它為航海、行軍導航，利用地磁場的分布特征尋找礦藏等。10.地球表面上水平放置的指南針可以“指南”，相關解釋正確的是（）A.地球表面磁場方向由南向北，指南針靜止時N極指向北方B.地球表面磁場方向由南向北，指南針靜止時N極指向南方C.地球表面磁場方向由北向南，指南針靜止時S極指向北方D.地球表面磁場方向由北向南，指南針靜止時S極指向南方11.某同學受奧斯特和安培實驗的啟發(fā)，產生了探究通電長直導線周圍磁場的興趣。探究過程如下：（1）如圖甲所示，讓豎直的通電長直導線垂直穿過一張硬紙板，以導線為中心在紙板上任意作直線ab、cd，在直線上不同位置放上能夠自由轉動的小磁針。發(fā)現當小磁針靜止時，直線上關于導線對稱的兩處小磁針N極指向_______(選填“相同”或“相反”）。改變電流大小，小磁針指向將______（選填“變化”或“不變”）；（2）請在圖乙中畫出通電長直導線周圍的磁感線平面分布圖_________。（要求：畫出三條磁感線）12.據測量，地球表面某處地磁場的磁感應強度水平分量為3.0×10-5T。（1）1T=1___________（用國際單位制基本單位表示）；（2）若該處有半徑為10cm并繞制了100匝的閉合線圈豎直放置且與地磁場方向垂直，如圖丙，則穿過該線圈平面的磁通量為_____Wb（保留2位有效數字），當該線圈繞其豎直直徑轉動時，線圈內_____感應電流（選填“有”或“無”）；（3）某校物理興趣小組估測磁體附近磁感應強度。他們將一小磁針放在一個水平放置的螺線管的軸線上。如圖丁所示，開關斷開，小磁針靜止時N極指向處于水平面內xOy坐標系中的y軸正方向。閉合開關后，發(fā)現小磁針N極的指向與y軸正方向的夾角為45°。①請在圖上標明螺線管上導線的繞向___________；②求該通電螺線管在小磁針處產生的磁感應強度的大小___________?！敬鸢浮?0.A11.相反不變12.kg/(A·s2)9.4×10-7有見解析3.0×10-5T【解析】10.地磁場北極在地理南極附近，地球表面磁場方向由南向北，指南針靜止時N極指向北方，S極指向南方。故選A。11.（1）[1][2]通電直導線周圍磁場的磁感線是以直導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓位于與導線垂直的平面上，且距導線越近，磁場越強，當小磁針靜止時，直線上關于導線對稱的兩處小磁針N極指向相反；改變電流大小，磁場方向不變，小磁針指向將不變。（2）[3]如圖12.（1）[1]根據用國際單位制基本單位表示1T=1kg/(A·s2)（2）[1][2]穿過該線圈平面的磁通量為當該線圈繞其豎直直徑轉動時，線圈內磁通量發(fā)生變化，有感應電流。（3）①[1]根據小磁針N極的指向，螺線管右端為N極，螺線管上導線的繞向如圖②[2]由矢量圖可得因此B電=3.0×10－5T四、電能的使用（14分）電給人們的生產生活帶來了極大的便利，炎炎夏日里可以使用電扇、空調；冷冷冬日里可以使用電熱水袋、熱水器。在使用電能時應該提高效率，以減少資源的浪費；還要注意用電安全。13.我國民用照明電路使用的是_________（選填“交流電”或“直流電”），火線與零線間的電壓為___________（選填“220V”或“380V”）。14.在一個三口之家中，共有10盞40W白熾燈，倘若使用照明亮度相近的5WLED燈代替，每年可因此節(jié)約_________元電費。（保留3位有效數字，假設每盞燈平均每天照明時間為5h，家庭電費為0.61元/kW·h）15.如圖甲所示的家庭電路中存在三處不同類型的安全隱患，試找出其中兩處。（1）___________________________；（2）___________________________。16.某品牌電熱水袋的電路原理圖如圖乙所示。電壓U恒定，發(fā)熱絲R2置于液體中。正常工作時指示燈呈現綠色，出現故障時指示燈不亮或呈現紅色。（1）當指示燈因燒斷而不能正常發(fā)光時，發(fā)熱絲R2每小時產生的熱量將_______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（2）某同學想探究亮紅燈和亮綠燈時電壓的差異，找到同一型號的指示燈、一個恒壓源、一個多用電表，正確的連接方式是（）A. B.C. D.17.某品牌的落地電風扇，其內部工作電路如圖丙所示，總電阻220Ω。給電風扇接通220V電源后，電路中電流____1A（選填“大于”、“小于”或“等于”）?！敬鸢浮?3.交流電220V14.39015.兩孔插座的開關接在零線上了，應該接在火線上三孔插座沒有接地，應將中間孔接地16.不變A17.小于【解析】13.[1][2]我國民用照明電路使用的220V交流電，即火線與零線間的電壓為220V。14.根據題意可知，用白熾燈照明，每天耗電量為用LED燈照明，每天耗電量為所以每年可因此節(jié)約的電費為15.[1][2]兩孔插座的開關接在零線上了，應該接在火線上，同時三孔插座沒有接地，應將中間孔接地。16.[1]由于R2并聯電源兩端，電壓恒定，根據公式可知，發(fā)熱絲R2每小時產生熱量將不變；[2]多用電表測量電壓時，多用電表應與指示燈并聯，且電流應從紅筆流入，黑筆流出。故選A。17.電風扇正常工作時有即所以當電壓為220V，電阻為220Ω時，流過電風扇的電流應小于1A。五、能源（10分）能源是現代社會發(fā)展不可或缺的重要資源。然而，隨著全球人口的增長和經濟的發(fā)展，能源消耗不斷增加，給環(huán)境帶來了巨大壓力，因此，尋找可持續(xù)的能源利用方案已成為當今社會的重要課題。18.光伏發(fā)電是利用太陽能實現________轉換（選填“光熱”或“光電”）的新能源技術，________能是利用核反應獲得的新能源。19.風能是我國未來開發(fā)和利用的重要能源之一，屬于（）A.一次能源 B.二次能源C.不可再生能源 D.可再生能源20.如圖所示是一種被稱為“郁金香風力發(fā)電機”的小型發(fā)電機，該風力發(fā)電機能將通過有效面積內空氣動能的約40%轉化為電能。某同學根據“發(fā)電機在發(fā)電過程中能量有損耗”這一事實得出結論：發(fā)電過程能量是不守恒的，是與能量守恒定律相矛盾的。你認為呢？_________。21.電磁波也具有能量，可被人們用來傳輸信號、殺菌、加熱、探測、定位等，除了可見光、紅外線、γ射線，請再列舉兩個電磁波其他頻段的名稱：________，______?！敬鸢浮?8.光電核19.AD20.空氣動能除40%轉化為電能外，其余一部分轉化為內能，能量并沒有消失，只是沒有被利用，這與能量守恒定律不矛盾21.無線電波紫外線【解析】18.太陽能發(fā)電是利用電池組件將太陽能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置；故光伏發(fā)電是利用太陽能實現光電的新能源技術；核能是利用核反應獲得的新能源。19.AB．風能屬于一次能源，故A正確；CD．根據可再生屬性，分成可再生能源、非可再生能源，風能為可再生資源，故D正確，C錯誤。20.空氣動能除40%轉化為電能外，其余一部分轉化為內能，使空氣溫度升高，故能量并沒有消失，只是沒有被利用，這與能量守恒定律不矛盾。21.電磁波譜根據波長情況分為無線電波、微波、紅外線、可見光（紅橙黃綠藍靛紫）、紫外線、X射線、γ射線；故除了可見光、紅外線、γ射線，再列舉兩個電磁波其他頻段的名稱為無線電波、紫外線。六、電子吊秤物理興趣小組的同學用一根拉力敏感電阻絲制作電子吊秤。他們按圖甲所示電路設計了一個簡易“吊秤”，通過光滑絕緣環(huán)可吊起重物。已知：E=3V，r=1Ω；毫安表電阻RA=50Ω；不吊重物時，電阻絲電阻R0=100Ω。22.電源是閉合電路的重要元件，干電池所標“1.5V”表示（）A.每一個電子經過電池時有1.5J化學能轉化為電能B.每1s電荷經過電池時有1.5J化學能轉化為電能C.每1C電荷經過電池時有1.5J化學能轉化為電能23.某實驗小組在測該電阻絲的電阻率時，先用________________（填儀器名稱）直接測出電阻絲橫截面直徑為d，再用伏安法測出長度為L的電阻絲阻值為R。用以上測量值計算電阻率的表達式是ρ=____________。24.不吊重物時，閉合開關，調節(jié)R1，當R1=________Ω時，毫安表指針滿偏至10mA；此時電源的總功率為________W，拉力敏感電阻絲的熱功率為________W。25.不吊重物時，閉合開關，調節(jié)R1使毫安表指針滿偏的操作可視為吊秤的“調零”過程。調零結束后，保持R1滑片位置不變。接著在環(huán)下吊上重