2023學年第二學期高二年級學業質量調研

物理試卷

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。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、密立根油滴實驗

美國科學家密立根首次測定了元電荷的電荷量，為此獲得了1923年的諾貝爾物理學獎。他設計的實驗裝置

如圖所示。實驗中用一個噴霧器向一個透明的圓柱形容器里噴入密度為夕的帶電油滴。容器中間距為d的

金屬A、B板分別連接電源的兩極。通過目鏡可觀察帶電油滴的運動狀態。

1.當A、B板不加電壓時，某油滴由靜止開始下落，若空氣阻力/與油滴的半徑八油滴的速度v成正比,

即/=妙(比例系數左己知)。

(1)比例系數上的單位是(用國際單位制的基本單位表示)

(2)油滴接下來運動的加速度()

A.減小B.不變C.增大

(3)從目鏡中觀察到某油滴最終％勻速運動，該油滴的半徑為

2.給A、B板加電壓U,發現某個原來以％勻速下落的油滴，先減速后懸停于兩板中。

(1)該油滴的電性為;

(2)加電壓后該油滴的加速度()

A.不變B.增大C.先增大再減小D.減小

(3)(計算)該油滴的電荷量

3.(簡答)根據前兩小題的計算，試分析密立根是如何得到元電荷的電量的。

【答案】1.kg-m^-s-1②.A③.r=J”應

V4兀pg

2.①.負電②.D③.q=4國旅

U2471Pg

3.見解析

【解析】

【1題詳解】

川由題意可知

f=krv

可得

k=L

rv

則單位為

Nkg-m/s2.1-i

----------=—=kg?m-s

m?m/s-----m/s

⑵油滴由靜止下落時，受重力和空氣阻力作用，根據牛頓第二定律

mg—f=ma

解得

krv

a=g------

m

隨著速度的增大加速度減小。

故選Ao

[3]油滴勻速運動時，油滴受力平衡，則

krv。=mg

又

m=pV=—nFp

解得

【2題詳解】

[1]由題意可知，電場方向為豎直向下，油滴最后懸停，則油滴受到豎直向上的電場力，故油滴帶負電;

⑵根據牛頓第二定律，取豎直向上為正方向

qt

-+krv—mg=ma1

~d

又因為最后懸停，則

qU

—=mg

a

解得

%--k-rv

m

油滴做減速運動，則加速度減小。

故選D。

[3]油滴勻速運動時，油滴受力平衡，則

krv。=mg

解得

krv

m=----0

g

又

4

m==—7ir3p

最后懸停，則

qU

—r=rng

a

解得

dfW

U

【3題詳解】

重復對許多油滴進行實驗之后，發現油滴電荷量皆為某最小固定值的整數倍，此最小固定值即為元電荷的

電量。

二、跳板跳水

女子3米跳板跳水是中國跳水“夢之隊”的傳統優勢項目，2023年7月，布達佩斯游泳世錦賽，中國隊實

現在這個項目上的第11次奪冠！跳板過程分為走板、壓板、起跳、騰空和入水五個過程，在短短2s內完成

高難度復雜動作。

4.在“壓板”過程中，運動員將彈性跳板下壓，壓板充分才能獲得較大的起跳速度，爭取騰空時間。

（1）壓板的過程中，運動員對板的壓力（）

A.增大B.減小C.不變

（2）板受到的壓力是由于的彈性形變引起的。

5.向上“起跳”過程中，在運動員脫離跳板之前（）

A.運動員對板做正功，板的彈性勢能增大

B.運動員對板做負功，板的彈性勢能減小

C.運動員對板做正功，板的彈性勢能減小

6.中國跳水夢之隊的“3D+AI”跳水訓練系統可對運動全過程進行高清記錄，三維呈現和精準評估，若系

統監測到某次某位運動員3m跳板跳水的入水速度為8.3m/s,設其身高為1.5m,體重40kg。（保留三位有

效數字）

（1）估算跳板形變時的最大彈性勢能J;

（2）若運動員入水深度3m后減速為零，水對運動員的平均阻力為N?

7.若將運動員視為質點，以脫離跳板為計時零點，運動員V-/圖像如圖。

V

（1）運動員到達最大高度的時刻為（）

A.t、BI?C.t3DI4

（2）運動員入水的時刻為（）

A：B.t2CI3DI4

【答案】4.①.A②.運動員5.B

6.①.178②.566

7.①.A②.B

【解析】

【4題詳解】

［1］壓板的過程中，板的形變逐漸增大，可知運動員對板的壓力增大。

⑵板受到的壓力是由于運動員的彈性形變引起的

【5題詳解】

向上“起跳”過程中，在運動員脫離跳板之前，運動員對板的壓力方向向下，板的位移方向向上，根據功

的定義式可知，運動員對板做負功，板對運動員做正功，板的彈性勢能減小。

故選B

【6題詳解】

（1）口］令運動員豎直上拋初、末速度分別為%,匕，根據速度與位移的關系式有

Vi-Vo=2gh

其中

h=3m

根據能量守恒定律有，最大彈性勢能為

解得

《ax。：?

(2)［2］根據動能定理有

—^F—mg^h=O—^mv^

解得

F=566N

【7題詳解】

(1)口］運動員脫離跳板后做豎直上拋運動，先向上減速至0,后向下加速，可知運動員到達最大高度的

時刻為"。

故選A?

(2)［2］當運動員入水后，加速度將發生變化，V—/圖像的斜率表示加速度，可知，入水后的圖像為曲

線，可知，運動員入水的時刻為今。

故選B。

三、智能動車組

打開12306app,會看到如圖的車票在售信息。復興號“智能動車”一般8列車廂一個編組，4動力車4拖

車，有兩個受電弓，最高運營時速可達350km/h,座椅寬敞、WiFi全覆蓋、可充電，受到旅客的歡迎。

復興號智能動車

06:20、。吧矮、13:23年669起

7時3分

畫西安北圖上海虹橋

8.乘坐G1914復興號智能動車從西安到上海，全程1509km。

(1)平均速率約為km/h；

(2)研究平均速度時，長約700m列車是否可以看作質點()

A.可以B.不可以C.不確定

9.如圖(a),智能動車組使用受電弓向外電纜取電。為保證長距離穩定供電，受電弓常用一種配件——碳

滑板和電纜接觸。某同學想利用如圖(b)所示的電路測量碳滑板材料的電阻率，。為一段長度L橫截面

積S的碳滑板。

（1）閉合開關前，圖（b）中滑動變阻器滑動片應滑到

A.。端B.6端C.ab中點

（2）閉合開關，調節滑動變阻器，記錄多組電壓和電流，作/-。圖像得到圖像斜率鼠

則這種碳材料的電阻率的表達式為夕=

10.一節動力車牽引電機的額定功率為PQ,若一個編組列車受到的總阻力恒為f,

（1）求動車組的最高速度;

（2）以恒定功率啟動的一段時間內，動車組的加速度如何變化（）

A.不變B.變大C.變小

11.列車轉彎也是一項重要技術，為了高速轉彎時不脫軌不翻車，工程師在車輪（如圖）和軌道上都有特

別的設計。

（1）在平地軌道上轉彎時，列車的向心力來自（）

A.外軌給外輪緣的彈力B.內軌給內輪緣的彈力

（2）為了減小轉彎帶給車輪和車軌的磨損，車軌鋪設時通常會墊高（）

A.外軌B.內軌

12.雨天列車加速時，某同學觀察到滲入車窗雙層玻璃中間的水面隨之變得傾斜受此啟發，他設計了一個

測量勻變速直線運動加速度的實驗，所用器材有：刻度尺、長方體透明盛水容器。如圖，將盛水容器水平

放置，測得容器長度為L使容器在水平方向做勻變速直線運動，測得液面兩端高度差為”，由此可得盛

水容器的加速度大小為,方向為0

L

10.①.牛;②.c

11.①.A；②.A

H

12.①.g—；②.水平向右

L

【解析】

【8題詳解】

(1)動車運動的時間

t=7時3分=7.05h

V

由平均速率v=—得

1509八

v=------=214左"2/h

7.05

因此，動車的平均速率為214km/s；

(2)動車運動的全程遠大于列車的長度，研究平均速度可以看成質點，故A正確。

故選Ao

【9題詳解】

(1)電路在閉合開關前，為保護電路，需要讓滑動變阻器阻值達到最大，因此滑動片應滑到。端，故A

正確。

故選Ao

(2)根據電阻的定義式得

R=7=i

由電阻定律氏=夕3得

S

s

p=一

kL

【10題詳解】

(1)當牽引力等于總阻力時，速度達到最大，則最高速度為

(2)由牛頓第二定律得

F牽一f=ma

又

解得

a~-------

m

由此可知，動車以恒定功率啟動過程，速度增加，牽引力減小，加速度變小，故C正確。

故選C。

【11題詳解】

(1)在平地軌道上轉彎時，外輪緣擠壓外軌產生指向軌道圓心的彈力提供向心力，故A正確。

故選A。

(2)墊高外軌時，列車的支持力沿水平方向的分力也提供向心力，因此列車外輪緣與外軌擠壓力會減

少，減少了磨損，故A正確。

故選A?

【12題詳解】

口］以水坡上的一滴質量為根的水滴為研究對象，受到重力和支支持力，合力沿水平方向，產生的加速度

a,設水坡的傾斜角為。，則

a=gtanO

又

tand^—

L

解得

H

^g—

L

水滴與容器一起做勻變速直線運動，因此容器的加速度大小為g7;

⑵加速度的方向沿水平方向向右。

四、電磁現象

人類對電磁現象的觀察可以追溯到古希臘時期，千年來，正是對電與磁的探索和研究，促使發電機、電動機、

電視和移動電話的出現，使人類進入電氣化和信息化時代。

13.如圖（a）所示是一種電磁起重機。為了安全，它是用永久磁鐵制成的，它能將雜碎鐵塊吸住而不掉下

來。在它的兩臂上繞有線圈，并與電源、按鈕開關S構成回路。當需要釋放鐵塊時只要按下S,產生一個

與原磁極相反的磁場而抵消原磁場，鐵塊便能脫落。

（1）請在圖（b）中畫出永久磁鐵產生的一根閉合磁感線.

（2）請在圖（b）中按要求連接電路

14.無線充電技術的原理如圖，送電線圈、受電線圈分別安裝在無線充電器和手機內。下面與無線充電技

術使用的物理原理類似的是（）

C.吹風機D.公交卡

15.電能是非常重要的能源，大自然中的各種能源往往要先轉化為電能，再進行儲存、傳輸和利用。

發電機”，如圖，發電機核心結構為一個線圈a6cd在磁

場中繞軸轉動,其中完成的能量轉化是能轉化成了電能。

【答案】13.

14.AD15.①.二②.機械

【解析】

【13題詳解】

(1)永久磁鐵產生的一根閉合磁感線如圖所示。

電磁起重機用永久磁鐵制成的，它能將雜碎鐵塊吸住而不掉下來。需要釋放鐵塊時，只要

接通電鍵S鐵塊便能脫落，故電磁鐵的磁性與永磁體的極性相反，由安培定則可知，接線如圖所示。

>——Il——

14題詳解】

無線充電技術、金屬探測儀、公交卡使用的物理原理都是電磁感應，車載充電器使用的物理原理是變壓器

原理，電吹風原理是電流熱效應。

故選AD。

【15題詳解】

（1）口］電能是消耗其它能源經過加工轉換來的，屬于二次能源。

（2）［2］發電機完成的能量轉化是機械能轉化成了電能。

五、嫦娥探月

2004年，國務院批準繞月探測工程立項，命名為“嫦娥工程”。2020年12月17日，“嫦娥五號”探測器

歷時24天，攜帶1731克月球樣品滿載而歸，標志著我國探月工程“繞、落、回”三步走規劃如期完成。

16.“嫦娥五號”沿地月轉移軌道由地球飛向月球，經M點向N點飛行的過程中，速度逐漸減小。在此過

程中“嫦娥五號”受到的合力/方向可能是（）

MMM

A.一一3B.一C.一…午、

N'、NI尸'N

17.“嫦娥五號”靠近月球時剎車制動，被月球捕獲，進入距月球表面高200km的圓形環月軌道，已知月

球半徑為1738km,質量為7.35x1022kg,則“嫦娥五號”在環月軌道環繞一周用時為h。（結果保

留2位有效數字）

18.在太空旅行的“嫦娥五號”探測器和地面測控站的通信，是用什么實現的（）

A.聲波B.電磁波C.引力波

19.假設地球靜止，“嫦娥五號”從地球出發到再次返回地球的時間，用地面發射站的原子鐘測定的是

Z,探測器上的原子鐘測定的是A/，比較加和A/（）

A.Af明顯大于B.加明顯小于AtC.Af和A,幾乎無差別

20.月球無空氣，為了實現軟著陸，“嫦娥五號”在可變推力發動機的精準控制下，不斷減速，該過程

中，探測器的機械能（）

A.增大B.不變C.減小

21.（計算）已知地球半徑是月球半徑的4倍，地球質量是月球質量的81倍，地球表面的重力加速度g取

lOm/s2o如圖，若靜止的“玉兔”月球車在月球表面高度/i=O.8m的位置，將一質量機=0.02kg的小物

體以%=2m/s的速度沿水平方向彈射出去。求:

（1）月球表面的重力加速度g月。

（2）小物體落到月球表面的時間入

（3）小物體的水平射程招（結果均保留2位有效數字）

22.為了安全帶回月球樣品，“嫦娥五號”返回艙在進入地球大氣層之后會使用降落傘減速緩沖，如圖所

示，這個過程中返回艙的狀態是（）

A.超重B.失重C.平衡

【答案】16.B17.2.118.B19.C20.C

21.(1)2.0m/s2；(2)0.89m；(3)1.8m22.A

【解析】

【16題詳解】

曲線運動合外力方向指向軌跡的內側，由于速度減小，則合力方向與速度方向應成鈍角。

故選B。

【17題詳解】

根據萬有引力提供向心力

GM\=加（如）2（.+無）

（R+丸）2T

可得

忸(R+互=2.1h

VGM

【18題詳解】

在太空旅行的“嫦娥五號”探測器和地面測控站的通信，是通過電磁波實現的。

故選B。

【19題詳解】

“嫦娥五號”速度遠遠小于光速，由此造成的鐘慢效應很小，4和A，幾乎無差別。

故選C。

【20題詳解】

在可變推力發動機的精準控制下，不斷減速，發動機做負功，機械能減小。

故選C。

[21題詳解】

(1)根據黃金代換式

GM=gR2

可得

GM

g"

已知地球半徑是月球半徑的4倍，地球質量是月球質量的81倍，則

g月=2.0m/s2

(2)小球做平拋運動，豎直方向根據自由落體運動規律

丸=)月/

可得

t-0.89s

(3)小物體的水平射程

x=v(/=1.8m

【22題詳解】

這個過程中返回艙豎直方向加速度豎直向上，則處于超重的狀態。

故選Ao

六、“救命神器”AED

我國每年因心臟驟停死亡的人數超過50萬，4min是心臟驟停發生后的黃金救助時間，自動體外除顫儀

（Automatedexternaldefibrillator縮寫AED）可以擔負起挽救生命的職責。其主要工作原理是利用電容器放

電給心臟電擊，幫助節奏紊亂（顫動）的心臟“重啟”，恢復正常的節律和泵血功能。

23.某AED內部有一塊鋰電池，可待機五年，銘牌標注了“DC12V”和“50.4Wh”。滿格時，該電池的

容量是______niA-h?

24.AED一般都設計了自檢功能，當電池沒電或者電極片過期，指示燈都會報警。某同學使用了如圖（a）

所示的電路測量一節過期的電池的電動勢和內阻，得到了數據如圖（b）所示。

圖(a)圖(b)

（1）圖（a）中A是傳感器，B是傳感器，固定電阻R在電路中起到作用。

（2）根據圖（b）中的數據，可得該過期電池的電動勢為E=V,內阻為廠=Qo

25.AED的核心元器件是一個電容，電擊除顫過程就是電容器充放電過程。如圖（c）將電極貼于患者的右

胸上和左胸下，A