2027届上海市上外附属大境中学物理高二上期中综合测试试题含解析

2027届上海市上外附属大境中学物理高二上期中综合测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、传感器是一种采集信息的重要器件，图6－4是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极，电路中有从a到b的电流；②若F向下压膜片电极，电路中有从b到a的电流；③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生；④若电流表有示数，说明压力F发生变化；⑤若电流表有示数，说明压力F不会发生变化．A．②④ B．①④C．③⑤ D．①⑤2、关于电场强度，下列说法正确的是()A．以点电荷Q为球心，r为半径的球面上，各点的场强相同B．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大C．在电场中某点放入试探电荷q，该点的电场强度为E，取走q后，该点的场强不变D．电荷所受到的电场力很大，即该点的电场强度很大3、关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是A．洛伦兹力对运动电荷一定不做功B．安培力对通电导线一定不做功C．放置在磁场中的通电导线一定受到安培力作用D．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用4、已知半径为R、电荷量为q的均匀带电球面内的各点电势相等,其值为φ=kqR(k为静电力常量)。如图为半径为R的半球形薄壳,开口圈面水平,半球表面均匀分布单位面积带电量为σ的正电荷,O为球心,P为开口处圈面上的任意一点,则P点的场强方向和电势的大小分别为(已知半径为R的球的表面积为4πRA．竖直向上,0B．竖直向上,2πkσRC．竖直向下,2πkσRD．竖直向下,4πkσR5、如图所示，将原来不带电的绝缘导体AB，置于带正电的点电荷C所形成的电场中，达到静电平衡时，则下列说法的错误的有（）A．绝缘导体上A、B两点的电势相等，且都高于大地的电势B．绝缘导体上的感应电荷在导体内部一点D产生的场强大小等于点电荷C在D点产生场强的大小C．若用手触摸一下导体AB，放手后导体带上了正电荷D．有电场线终止在绝缘导体的表面上，且与导体表面垂直6、如图所示，一个单摆由不可长的轻细棉线和摆球(可视为质点)组成，摆球质量为m，最大摆角为（），不计空气阻力，在其自由摆动时的周期为T。下列选项中的措施（在其他条件不变时)能使单摆自由振动的周期大于T的是（）A．减小最大摆角 B．增大摆球的质量C．使摆球带正电q，并施加竖直向上的匀强电场 D．使摆球带正电q，并在悬点O处放一绝缘的正点电荷Q二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，直线A为电源的U­I图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的U­I图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则()A．P1=P2B．P1>P2C．η1>η2D．η1<η28、下列说法中正确的是()A．电子和质子都是元电荷 B．一个带电体所带电荷量为205.5倍的元电荷C．元电荷是最小的电荷量 D．元电荷没有正负之分9、如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负试探电荷在这个电场中的运动轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是（）A．电荷电荷从a到b加速度减小B．试探电荷在b处的电势能比a处大C．b处电势比a处高D．试探电荷在b处速度比a处小10、如图所示电路，R1为变阻器，R1为定值电阻，r为电源内阻，且r>R1．若R1上的电功率为P1，R1上的电功率为P1．以下叙述中正确的是（）A．要使P1与P1的和最大，必须使R1=r－R1．B．要使P1最大，必须使R1=R1+r．C．要使P1最大，必须使R1=R1+r．D．P1+P1的最大值，由ε和r决定．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图所示，游标卡尺的读数为______mm（游标尺10刻线处对齐）．螺旋测微器的读数为________mm.12．（12分）据统计人在运动过程中，脚底在接触地面瞬间受到的冲击力是人体自身重力的数倍．为探究这个问题，实验小组同学利用落锤冲击的方式进行了实验，即通过一定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况．重物与地面的形变很小，可忽略不计．g取10m/s1．下表为一次实验过程中的相关数据．重物(包括传感器)的质量m/kg

8.5

重物下落高度H/cm

45

重物反弹高度h/cm

10

最大冲击力Fm/N

850

重物与地面接触时间t/s

0.1

（1）请你选择所需数据，通过计算回答下列问题：a．重物受到地面的最大冲击力时的加速度大小；b．在重物与地面接触过程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的多少倍．（1）如果人从某一确定高度由静止竖直跳下，为减小脚底在与地面接触过程中受到的冲击力，可采取什么具体措施，请你提供一种可行的方法并说明理由．四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，在竖直平面内存在匀强电场，其电场线如图中实线所示，方向未知，将带电荷量为的点电荷由A点沿水平线移至B点，其电势能增加了，已知A、B两点间的距离为，两点连线与电场线成60°角．（1）求A、B两点间的电势差UAB；（2）若A点的电势V，求B点的电势；（3）求匀强电场场强E的大小，并判断其方向．14．（16分）如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角为53°的光滑斜面上．一长为L=9cm的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m=1kg的小球，将细绳拉至水平，使小球在位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断．之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，最大压缩量为x=5cm．(g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6)求：(1)细绳受到的拉力的最大值；(2)D点到水平线AB的高度h；(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep．15．（12分）电场中某区域的电场线分布如图所示,已知A点的电场强度E=3.0×104N/C.将电荷量q=4.0×10-8C的点电荷放在电场中的A点。.(1)求该点电荷在A点所受电场力的大小F;(2)在图中画出该点电荷在A点所受电场力的方向.

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、A【解析】

F向下压膜片电极，使得电容器两板间的距离减少，电容器的电容增加，又因电容器两极板间的电压不变，所以电容器的电荷量增加，电容器继续充电，电路中有从b到a的电流；因此电流表有示数说明压力发生了变化，因此②④正确，选A2、C【解析】A、在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上各处电场强度大小均相等，但方向不同，故选项A错误；B、公式是点电荷的电场强度的计算式，E与Q成正比，与r2成反比，式中Q与r将决定E的大小，与电荷的正负无关，故选项B错误；C、E＝是电场强度的定义式，场强的大小是由电场本身决定的，故选项C正确；D、电场中同一电荷所受到的电场力很大，即该点的电场强度很大；不同的电荷，还与电荷量的多少有关，故选项D错误．综上所述本题答案是：C3、A【解析】A、洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，对粒子不做功，故A正确；B、安培力是通电导线受到的力，若导体棒在安培力的方向上有位移，则安培力做功，故B错误；C、通电直导线与磁场方向夹角不为零时，才会受安培力，故C项错误D、带电粒子在磁场中运动时，若运动方向与磁场平行，则不受洛仑兹力的作用，故D错误；综上所述本题答案是：A4、B【解析】

设想一个均匀带电半球面，与题目中所给的下半球组成一个完整的均匀带电球面，已知半径为R、电荷量为q的均匀带电球面内的各点电势相等，其值为φ=kqR(k为静电力常量)，其中q=4πR2σ，所以整个球面在P点的电势为φ=k4πR2σR=4πkσR，根据对称性可知，半个球面在P点的电势为2πkσR故选B。解题关键是抓住对称性，先通过割补法将球壳补全，然后结合对称性分析，注意均匀带正电球壳内部各处电势都相等，其值为φ=k5、C【解析】导体左端带负电，远端带正电，而电场线从正电荷出发终止于负电荷；导体是个等势体，其表面是等势面，且都高于大地的电势．故A正确；处于静电平衡状态的导体，导体内部场强处处为零，所以绝缘导体上的感应电荷在导体内部一点D产生的场强大小等于点电荷C在D点产生场强的大小．故B正确；若用手触摸一下导体AB，触摸后导体带上了负电荷，故C错误；导体左端带负电，远端带正电，而电场线从正电荷出发终止于负电荷；导体是个等势体，其表面是等势面，必与电场线垂直，故D正确；此题选项错误的选项，故选C．点睛：静电平衡时，导体上的电荷分布有以下三个特点：1．导体内部没有净电荷，正负净电荷只分布在导体的外表面．2．导体内部场强处处为零，表面场强垂直于表面．3．在导体表面，越尖锐的地方，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷．6、C【解析】

A.单摆周期公式：与摆角无关，故A错误B.单摆周期公式：与质量无关，故B错误C.摆球带正电q，并施加竖直向上的匀强电场E，等效于减小了重力加速度，所以T变大，故C正确D.摆球带正电q，并在悬点O处放一绝缘的正点电荷Q，电场力始终沿半径方向，对振动方向没影响，故D错误故选C二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解析】

由电源的U-I图象读出电动势E=6V，两图线的交点就表示该电源和该电阻组成闭合电路时的工作状态；电源的输出功率分别为：P1=U1I1=4×2=8W，P2=U2I2=2×4=8W，故P1=P2，故A正确，B错误；电源的效率：，，故η1＞η2，故C正确，D错误；故选AC.本题是对电源和电阻伏安特性曲线的结合，关键明确两图线的交点就表示该电源和该电阻组成闭合电路时的工作状态，能直接电流和路端电压，求出电源的输出功率．8、CD【解析】

AD.元电荷又称“基本电量”或“元电荷”。在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的，人们把最小电荷量叫做元电荷，无正负之分，故A错误D正确。B.任何带电体所带电荷都是e的整数倍，故B错误。C.元电荷是最小的电荷量，故C正确。9、BD【解析】

电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以粒子在b点的加速度大，所以A错误；从a到b的过程中，电场力做负功，电势能增加，所以b处电势能大，所以B正确；根据粒子的运动的轨迹可以知道，负电荷受到的电场力的方向向下，所以电场线的方向向上，所以a点的电势大于b点的电势，所以C错误；由B的分析可知，电场力做负功，电势能增加，速度减小，所以电荷在b处速度小，所以D正确。故选BD。本题关键是知道电场力的方向指向轨迹的凹向；沿电场线的方向，电势降低，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．10、ABD【解析】

A、P1与P1的和等于电源的输出功率P出．根据功率关系得：P出=EI-I1r=-rI1+EI，P出是电流I的二次函数，由数学知识得知：当时，P出最大，此时应有r=R1+R1．所以要使P1与P1的和最大，必须使R1=r-R1．故A正确．将定值电阻R1看成电源内阻的一部分，利用上面的结论进行分析可知，当R1=R1+r时，P1最大．故B正确．R1为定值电阻，要使P1最大，必须使电路中电流最大，则必须使R1=2．故C错误．（P1+P1）的最大值为，由E和r决定，故D正确．故选ABD．本题运用数学知识讨论电路中的极值问题，掌握当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大是关键．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、105.500.520【解析】游标卡尺的读数为10.5cm+0.05mm×10=10.550cm=105.50mm．螺旋测微器的读数为0.5mm+0.01mm×2.0=0.520mm.12、（1）a．；b．6倍；（1）见解析【解析】

（1）a．重物受到最大冲击力时加速度的大小为a由牛顿第二定律①解得b．重物在空中运动过程中，由动能定理②重物与地面接触前瞬时的速度大小重物离开地面瞬时的速度大小重物与地面接触过程，重物受到的平均作用力大小为F，设竖直向上为正方向由动量定理③解得F=510N故因此重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的6倍。（1）可以通过增加重物与地面接触时间来减小冲击力，由动量定理Ft=Δmv可知，接触时间增加了，冲击力F会减小。四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）30V（2）-31V（3）3000V/m，沿电场线指向左下方【解析】（1）由题意可知，静电力做负功由，得V（2）则V（3）A、B两点沿电场线方向的距离为m=m从而V/m方向：沿电场线指向左下方14、(1)30N；(2)0.16m；(3)2.