上海市青浦高級(jí)中學(xué)2024-2025學(xué)年高二（上）期末物理試卷（合格考）（含解析）

第=page88頁，共=sectionpages1111頁上海市青浦高級(jí)中學(xué)2024-2025學(xué)年高二（上）期末物理試卷（合格考）本大題共5大題，共100分1.游樂場(chǎng)里有許多好玩的設(shè)施都利用了重力做功使游客體驗(yàn)到“速度”。

(1)如圖1所示，質(zhì)量m=30kg的兒童從滑梯頂端A點(diǎn)由靜止滑下，經(jīng)長l=9.0m的旋轉(zhuǎn)滑道到達(dá)底端B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間的水平距離x=4.0m，高度差h=3.0m。若下滑過程中阻力F阻的大小恒為83N，下滑過程中重力對(duì)兒童做的功為______J，阻力對(duì)兒童做的功為______J，兒童滑到底端B處的速度大小為______m/s。

(2)如圖2所示是一條高架滑車的軌道示意圖，各處的高度已標(biāo)在圖上，一節(jié)車廂以1.5m/s的速度從A處出發(fā)，最終抵達(dá)G處，運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力忽略。

①(計(jì)算)車廂在此過程中的最大速度(g=10m/s2)。

②車廂抵達(dá)G處后軌道是水平的，可以在軌道上鋪裝一排水平放置的閉合線圈或鋁板，車廂下端裝電磁鐵，簡化模型如圖二、計(jì)算題：本大題共4小題，共85分。2.一級(jí)方程式賽車世界錦標(biāo)賽，簡稱F1，與奧運(yùn)會(huì)、世界杯足球賽并稱為“世界三大體育盛事”。2024年，世界一級(jí)方程式賽車錦標(biāo)賽中國大獎(jiǎng)賽迎來20周年，同時(shí)也是上海國際賽車場(chǎng)投入使用20周年。F1賽車的變速系統(tǒng)非常強(qiáng)勁，從時(shí)速零加速到三擋最高速度僅需2.3s，此時(shí)加速度仍達(dá)10m/s2，時(shí)速為五擋最高速度時(shí)的加速度仍有3m/s2，若從0加速到200km/h再減到0只需12s。

(1)關(guān)于F1賽車，下列說法正確的是______。

A.賽車起動(dòng)時(shí)，地面對(duì)車輪的作用力與車輪對(duì)地面的作用力大小相等

B.賽車在直道行駛時(shí)，速度越大，其加速度也一定越大

C.賽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，速度方向改變，其慣性也隨之變化

D.賽車高速通過終點(diǎn)后難以立即停下，表明速度越大，其慣性越大

(2)在F1賽事中，若在彎道上高速行駛的賽車車輪脫落，則脫落的車輪的運(yùn)動(dòng)情況是______。

A.仍然沿著賽車的彎道運(yùn)動(dòng)

B.沿著與彎道切線垂直的方向飛出

C.沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng)，離開彎道

D.上述情況都有可能

(3)在某次測(cè)試賽中，賽車在某平直賽道上開始運(yùn)動(dòng)的x-t圖像為拋物線，如圖所示。下列說法正確的是______。

A.賽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.賽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

C.隨著時(shí)間的增大，賽車在相同時(shí)間內(nèi)的位移增大

D.隨著時(shí)間的增大，賽車的加速度增大

(4)一輛高速行駛的F1賽車與一架靜止在發(fā)射場(chǎng)的航天飛機(jī)，兩者運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較難改變的是______3.人類對(duì)宇宙的探索已經(jīng)有很長的歷史，2300多年前我國戰(zhàn)國時(shí)期的思想家尸佼就曾對(duì)宇宙下過定義：“四方上下曰宇，往古來兮曰宙”，直到20世紀(jì)愛因斯坦的廣義相對(duì)論建立，宇宙學(xué)才真正成為了現(xiàn)代科學(xué)意義上的一門學(xué)科。

(1)1929年，美國天文學(xué)家哈勃通過對(duì)大量星系的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，銀河系外的絕大部分星系都在______(選填：A.靠近，B.遠(yuǎn)離)我們，據(jù)此，科學(xué)家提出了______宇宙論，以解釋宇宙的起源。

(2)火星是太陽系的內(nèi)層行星，它有火衛(wèi)一與火衛(wèi)二兩個(gè)衛(wèi)星。

①火星繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)的軌道形狀是______(選填：A.圓，B.橢圓)，火星公轉(zhuǎn)過程中不變的物理量是______(選填：A.線速度，B.周期)。

②現(xiàn)已測(cè)得火衛(wèi)一距離火星9278km，火衛(wèi)二距離火星23459km。若僅考慮火星對(duì)其作用力，兩者繞火星轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小分別為v1和v2，周期分別為T1和T2，則______。

A.v1<v2，T1<T2

B.v1<v2，T1>T2

C.v1>v2，T1<T2

D.v1>v2，T1>T2

③已知火星的質(zhì)量為M、半徑為r，火星與太陽的距離為l。有同學(xué)認(rèn)為：根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律可得：GMml2=mg，就可以求出火星表面重力加速度g=GMl2。請(qǐng)判斷該同學(xué)的觀點(diǎn)是否有誤______，并說明理由______。

(3)為探索外太空，使發(fā)射的衛(wèi)星掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去。

①在地球表面發(fā)射衛(wèi)星的初速度必須達(dá)到______。

A.7.9km/s

B.11.2km/s

C.16.7km/s

②高速運(yùn)行衛(wèi)星上的時(shí)鐘比在地面上的時(shí)鐘，______。

A.走得慢

B.走得快

C.快慢不變

(4)萬有引力定律是支持宇宙探秘的重要理論之一。

①第一次在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證萬有引力定律，并較精確測(cè)出萬有引力常量的是______。

A.牛頓

4.充電寶，又稱為移動(dòng)電源，是一種集供電和充電功能于一體的便攜式充電器，可以隨時(shí)隨地給手機(jī)等數(shù)碼設(shè)備充電或待機(jī)供電，相當(dāng)于一個(gè)備用電池。

(1)為保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，機(jī)場(chǎng)規(guī)定“嚴(yán)禁攜帶額定能量超過160W?h的充電寶搭乘飛機(jī)”，160W?h的能量最接近______。

A.一個(gè)鉛球從教室課桌落至地面時(shí)所具有的動(dòng)能

B.一位80kg的同學(xué)從1m高的田坎跳下時(shí)減少的重力勢(shì)能

C.一輛轎車在高速路上正常行駛時(shí)的動(dòng)能

D.一部手機(jī)待機(jī)一天所消耗的電能

(2)某手機(jī)電池背面印有的一些符號(hào)如圖所示，則下列說法正確的是______。

A.“mA?h”(毫安?時(shí))是電池儲(chǔ)存的能量的單位

B.“V”(伏特)是國際單位制中的基本單位

C.若該手機(jī)的待機(jī)電流為10mA，則手機(jī)最多可待機(jī)100h

D.若該電池工作電流為16mA，則每秒內(nèi)定向通過電源的電子個(gè)數(shù)為1×1017個(gè)

(3)電阻R1、R2按圖示方法接入電壓恒定的手機(jī)充電寶上，閉合開關(guān)后保持R1的阻值不變，改變R2的阻值，則關(guān)于R1消耗的功率P1的說法正確的是______。

A、R2增大，P1增大

B、R2增大，P1減小

C、R2減小，P1減小

D、R2減小，P1不變

(4)用輸出電壓為1.4V、輸出電流為100mA的充電寶對(duì)內(nèi)阻為2Ω的電池充電。充電時(shí)，電池消耗的熱功率為______W，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為______W。

(5)“用DIS測(cè)量充電寶的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。

①圖中A、B分別為______傳感器和______傳感器(選填“電流”或“電壓”)。閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P應(yīng)置于______端(選填5.當(dāng)架空線路的一根帶電導(dǎo)線斷落在地上時(shí)，地面上以導(dǎo)線落地點(diǎn)為中心，形成一個(gè)電勢(shì)分布區(qū)域，且離落地點(diǎn)越遠(yuǎn)，地面電勢(shì)也越低。如果人或牲畜靠近電線落地點(diǎn)，就可能發(fā)生觸電事故。帶電導(dǎo)線落地之后所形成的電場(chǎng)可以近似看成是在落地點(diǎn)放置了一個(gè)等效點(diǎn)電荷Q所產(chǎn)生的電場(chǎng)。

(1)該等效點(diǎn)電荷Q應(yīng)為______(選填：A.正，B.負(fù))電荷。

(2)(多選)如圖，a、b為該電場(chǎng)某條電場(chǎng)線上兩點(diǎn)，若兩點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb，電勢(shì)分別為φa、φb，則______。

A.Ea>Eb

B.Ea<Eb

C.φa>φb

D.φa<φb

(3)若一個(gè)電荷量為-1.0×10-8C的試探電荷在電場(chǎng)中的某點(diǎn)處所受電場(chǎng)力大小為2.0×10-4N，且方向向右，則該點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=______N/C，方向______(選填：A.向左，B.向右)；若試探電荷電量改為-2.0×10-8C，則該點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=答案和解析1.【答案】882

-747

3

豎直向上

電磁感應(yīng)強(qiáng)度

特斯拉【解析】(1)以向下為正方向，根據(jù)重力做功公式：Wp=mgh，

代入數(shù)據(jù)解得：Wp=882J；

根據(jù)阻力做功公式：Wf=-f?l，

代入數(shù)據(jù)解得Wf=-747J；

根據(jù)動(dòng)能定理：Wp+Wf=12mvB2，

代入數(shù)據(jù)解得vB=3m/s

(2)①高架滑車運(yùn)動(dòng)過程中阻力忽略，只有重力做功，因此車的機(jī)械能守恒重力勢(shì)能最小處動(dòng)能最大，速度最大，因此最低點(diǎn)D點(diǎn)處速度最大以地面為零勢(shì)能面，由A、D兩處機(jī)械能守恒得：

12.【答案】A

C

C

航天飛機(jī)

質(zhì)量越大，慣性越大

【解析】(1)A.根據(jù)牛頓第三定律可知地面對(duì)車輪的作用力和車輪對(duì)地面的作用力的大小相等，方向相反，故A正確；

B.根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度由合外力與質(zhì)量決定，與速度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；

CD.質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，與速度無關(guān)，故CD錯(cuò)誤。

故選：A。

(2)賽車沿彎道行駛，任一時(shí)刻賽車上任何一點(diǎn)的速度方向都是賽車運(yùn)動(dòng)的曲線軌跡上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的切線方向。被甩出的后輪的速度方向就是甩出點(diǎn)軌跡的切線方向，所以脫離賽車后的車輪將沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng)，離開彎道，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選：C。

(3)賽車運(yùn)動(dòng)的x-t圖象是拋物線，則賽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)x-t圖象的斜率表示速度，賽車的速度逐漸增大，加速度不變，根據(jù)位移公式x=v-t，可知隨時(shí)間的延長，賽車的平均速度增大，故相同時(shí)間內(nèi)位移越來越大，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選：C。

(4)根據(jù)牛頓第一定律可知，物體質(zhì)量越大，則慣性越大，慣性越大則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，故兩者運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較難改變的是航天飛機(jī)；

(5)設(shè)經(jīng)過t賽車追上安全車，根據(jù)位移關(guān)系有x0+v1t=12at2，代入v1=5m/s，a=2m/s2，解得t=15s。

故答案為：(1)A；(2)C【解析】(1)1929年，美國天文學(xué)家哈勃通過對(duì)大量星系的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，銀河系外的絕大部分星系都在遠(yuǎn)離(選填：B)我們，據(jù)此，科學(xué)家提出了大爆炸宇宙論，以解釋宇宙的起源。

(2)①根據(jù)開普勒第一定律，可知火星繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)的軌道形狀是橢圓(選填：B)，火星公轉(zhuǎn)過程中不變的物理量是周期(選填：B)。

②根據(jù)萬有引力提供向心力可得：GMmr2=mv2r=m4π2T2r

可得：v=GMr，T=2πr3GM

因火衛(wèi)一繞火星圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r1=9278km，火衛(wèi)二繞火星圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r2=23459km，即r1<r2，可得：v1>v2，T1<T2，故C正確，ABD錯(cuò)誤；

故選：C。

③忽略火星的自轉(zhuǎn)，可認(rèn)為在火星表面質(zhì)量為m的物體所受重力等于火星對(duì)它的萬有引力，即：GMmr2=mg

求出火星表面重力加速度g=GMr2

可知該同學(xué)的觀點(diǎn)有誤。

(3)①在地球表面發(fā)射衛(wèi)星的初速度必須達(dá)到第一宇宙速度，大小為7.9km/s，故A正確，BC錯(cuò)誤；

故選：A。

②根據(jù)鐘慢效應(yīng)，可知高速運(yùn)行衛(wèi)星上的時(shí)鐘比在地面上的時(shí)鐘走得慢，故A正確，BC錯(cuò)誤；

故選：A。

(4)①第一次在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證萬有引力定律，并較精確測(cè)出萬有引力常量的是卡文迪什，故B正確，AC錯(cuò)誤；

故選：B。

②根據(jù)F=Gm1m2r2，可得：G=Fr2【解析】(1)充電寶160W?h的能量為W=Pt=160×1×60×60J=5.76×105J。

A、一個(gè)鉛球從教室課桌落至地面時(shí)所具有的動(dòng)能Ek=mgh=3×10×1J=30J，故A錯(cuò)誤；

B、一位80kg的同學(xué)從1米高的田坎跳下時(shí)減少的重力勢(shì)能Ep=mgh=80×10×1J=800J，故B錯(cuò)誤；

C、一輛轎車在高速路上正常行駛時(shí)的動(dòng)能Ek=12mv2=12×1000×302J=4.5×105J，最接近充電寶能量，故C正確；

D、一部手機(jī)待機(jī)一天所消耗的電能W=Pt=0.03×24×3600J=2.5×103J，故D錯(cuò)誤；

故選：C。

(2)A.根據(jù)電流定義式q=It，可知，“安時(shí)”(A?h)或“毫安時(shí)”(mA?h)是電荷量的單位，故A錯(cuò)誤；

B.“伏特”(V)不是國際單位制中的基本單位，是導(dǎo)出單位，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)該手機(jī)電池提供的數(shù)據(jù)可知，若該手機(jī)的待機(jī)電流為10mA，則手機(jī)最多可待機(jī)時(shí)間為t=qI=200010h=200h，故C錯(cuò)誤；

D.若該電池工作電流為16mA，則1秒內(nèi)定向通過電源的電子個(gè)數(shù)為n=Ite=16×10-3×11.6×10-19個(gè)=1×1017個(gè)【解析】(1)根據(jù)沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，由題意離落地點(diǎn)越遠(yuǎn)電勢(shì)越低，則該點(diǎn)電荷Q應(yīng)為正電荷，故A正確，B錯(cuò)誤。

故選：A。

(2)如圖所示電場(chǎng)線由左指向右，可知正點(diǎn)電荷Q在左側(cè)，則a點(diǎn)與b點(diǎn)相比距離點(diǎn)電荷Q較近，故兩點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為Ea>Eb，根據(jù)