2023-2024學(xué)年上海市楊浦區(qū)控江中學(xué)物理高二上期末考試試題含解析

2023-2024學(xué)年上海市楊浦區(qū)控江中學(xué)物理高二上期末考試試題注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上，寫(xiě)在本試卷上無(wú)效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、人們?cè)诟呱缴嫌^察太陽(yáng)東升西落時(shí)，所選取的參考系不可能是A.觀察者本人 B.高山C.太陽(yáng) D.地球2、2019年1月，我國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功在月球背面軟著陸，在探測(cè)器“奔向”月球的過(guò)程中，用h表示探測(cè)器與地球表面的距離，F(xiàn)表示它所受的地球引力，能夠描F隨h變化關(guān)系的圖像是（）A. B.C. D.3、兩個(gè)半徑為R的帶電金屬球所帶同種電荷量分別為q1和q2，當(dāng)兩球心相距3R時(shí)，相互作用的靜電力大小為（）A. B.C. D.無(wú)法確定4、小明站在電梯里的體重計(jì)上，當(dāng)電梯以1m/s2的加速度加速上升時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)（）A.大于小明受到的重力 B.小于小明受到的重力C.等于小明受到的重力 D.等于零5、圖甲和圖乙是演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，和為電感線圈，、、是三個(gè)完全相同的燈泡．實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，燈突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開(kāi)關(guān)，燈逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈立即變亮，最終與的亮度相同下列說(shuō)法正確的是A.圖甲中，與的電阻值相同B圖甲中，閉合，電路穩(wěn)定后，中電流小于中電流C.圖乙中，變阻器R的電阻值小于的電阻值D.圖乙中，閉合瞬間，中電流與變阻器R中電流相等6、計(jì)數(shù)器因射線照射，內(nèi)部氣體電離，在時(shí)間t內(nèi)有n個(gè)二價(jià)正離子到達(dá)陰極，有2n個(gè)電子到達(dá)陽(yáng)極，則計(jì)數(shù)器中的電流為（）A.0 B.C. D.二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，空間存在一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，且電場(chǎng)方向與磁場(chǎng)方向垂直．在電磁場(chǎng)的空間中有一足夠長(zhǎng)的固定粗糙絕緣桿，與電場(chǎng)正方向成60o夾角且處于豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為m，帶電量為＋q的小球套在絕緣桿上．若給小球一沿桿向下的初速度v0，小球恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．已知小球電量保持不變，重力加速度為g，則以下說(shuō)法正確的是（）A.小球的初速度為B.若小球的初速度為，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運(yùn)動(dòng)，最后停止C.若小球的初速度為，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運(yùn)動(dòng)，最后停止D.若小球的初速度為，則運(yùn)動(dòng)中克服摩擦力做功為8、如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)估計(jì)如圖所示，若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.a粒子動(dòng)能最大B.c粒子速率最大C.c粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)D.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期Ta=Tb=Tc9、M為水平放置的橡膠圓盤(pán)，在其外側(cè)面均勻地帶有負(fù)電荷．在M正上方用絲線懸掛一個(gè)閉合鋁環(huán)N，鋁環(huán)也處于水平面中，且M盤(pán)和N環(huán)的中心在同一條豎直線O1O2上．現(xiàn)讓橡膠圓盤(pán)由靜止開(kāi)始繞O1O2軸按圖示方向逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.鋁環(huán)N對(duì)橡膠圓盤(pán)M的作用力方向豎直向下B.鋁環(huán)N對(duì)橡膠圓盤(pán)M的作用力方向豎直向上C.鋁環(huán)N有擴(kuò)大的趨勢(shì)，絲線對(duì)它的拉力增大D.鋁環(huán)N有縮小的趨勢(shì)，絲線對(duì)它的拉力減小10、如圖所示為測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的裝置，彈簧測(cè)力計(jì)下端掛一矩形線圈，線圈匝數(shù)為n，將矩形線圈的短邊（長(zhǎng)為L(zhǎng)）置于蹄形磁體的N極、S極間的磁場(chǎng)中的待測(cè)位置，線圈的質(zhì)量為m，（重力加速度為g）．為了測(cè)量方便和精確，調(diào)節(jié)好裝置后閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)剛好為零，此時(shí)電流表示數(shù)為I，下列說(shuō)法中正確的有A.裝置圖中線圈平面與N極、S極連線垂直B.當(dāng)電路未接通時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為0C.在磁場(chǎng)中的線圈短邊中的電流方向向里D.N極和S極之間磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。11．（6分）某同學(xué)用下圖所示電路，測(cè)繪標(biāo)有“3.8V，0.3A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象；（1）除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，有以下一些器材可供選擇：電流表：A1(量程100mA，內(nèi)阻約2Ω)；A2(量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω)電壓表：V1(量程5V，內(nèi)阻約5kΩ)；V2(量程15V，內(nèi)阻約15kΩ)；滑動(dòng)變阻器：R1(阻值范圍0～10Ω)；R2(阻值范圍0～2kΩ)；電源：E1(電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻約為0.2Ω)；E2(電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻約為0.04Ω)；（1）為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表_______；電壓表_________；滑動(dòng)變阻器________；電源________。(填器材的符號(hào))（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出R—U的圖象如圖所示，由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為_(kāi)____Ω；當(dāng)所加電壓為3.0V時(shí)，燈絲電阻為_(kāi)__________Ω，燈泡實(shí)際消耗的電功率為_(kāi)_________W。12．（12分）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示電路測(cè)定一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，選用下列器材：①待測(cè)電池，電動(dòng)勢(shì)約為1.5V②電流表，量程0.6A③電壓表，量程1.5V④滑動(dòng)變阻器，0~20Ω⑤定值電阻R0＝1.4Ω⑥開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的U－I圖像如圖乙所示，由圖像可求得電源電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)________V，內(nèi)阻為_(kāi)________Ω。若把2節(jié)該規(guī)格的電池串聯(lián)對(duì)一個(gè)小燈泡供電（小燈泡的特征曲線如圖丙），則小燈泡的實(shí)際功率約為_(kāi)________W（保留2位有效數(shù)字）。四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，兩根間距為L(zhǎng)＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢(shì)E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)R0＝1Ω時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度14．（16分）ABC表示豎直放在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小(2)小球在C點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力大小15．（12分）如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過(guò)b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫(huà)出）．求P、Q之間的距離L

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】人們?cè)诟呱缴嫌^察太陽(yáng)東升西落，肯定是選擇了地球或者相對(duì)地球靜止不動(dòng)的物體，可能是觀察者本人，或者高山或者是地球，但肯定不可能是太陽(yáng)，故選C.2、D【解析】根據(jù)萬(wàn)有引力定律可得可得h越大，F(xiàn)越小，且F與h不是線性關(guān)系，ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。3、C【解析】當(dāng)兩球心相距時(shí)，兩球不能看成點(diǎn)電荷，電荷的中心不在幾何中心；因?yàn)槭峭N電荷，排斥，電荷中心距離大于，故故選C。4、A【解析】根據(jù)“小明站在電梯里的體重計(jì)上分析，體重計(jì)的示數(shù)”可知，本題考查了超重與失重的知識(shí)，根據(jù)物體具有向上的加速度，物體處于超重狀態(tài)，物體具有向下的加速度，物體處于失重狀態(tài)即可進(jìn)行判斷【詳解】小明的加速度向上，處于超重，由牛頓第二定律可得：F﹣mg＝ma；故小明受到的支持力為：F＝m（g+a）；根據(jù)牛頓第三定律可知，體重計(jì)示數(shù)為m（g+a）＞mg．故A正確，BCD錯(cuò)誤【點(diǎn)睛】明確超重和失重的解決方法是牛頓第二定律，要注意正確受力分析并能根據(jù)牛頓第二定律列式是解題的關(guān)鍵5、B【解析】根據(jù)“演示自感現(xiàn)象”可知，本題考查通電自感和斷電自感，根據(jù)當(dāng)通過(guò)線圈本身的電流變化時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生自感現(xiàn)象，這是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，可運(yùn)用楞次定律分析自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流的影響.【詳解】A、圖甲中，斷開(kāi)的瞬間，燈突然閃亮，是因?yàn)殡娐贩€(wěn)定時(shí)，的電流大于的電流，可知的電阻小于的電阻，故A錯(cuò)誤；B、圖甲中，閉合，電路穩(wěn)定后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，燈突然閃亮，說(shuō)明燈泡中的電流小于線圈中的電流，故B正確；C、圖乙中，因?yàn)橐^察兩只燈泡發(fā)光的亮度變化，兩個(gè)支路的總電阻相同，因兩個(gè)燈泡電阻相同，所以變阻器R與的電阻值相同，故C錯(cuò)誤；D、圖乙中，閉合瞬間，對(duì)電流由阻礙作用，所以中電流與變阻器R中電流不相等，故D錯(cuò)誤.故選B.【點(diǎn)睛】閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，通過(guò)線圈的電流增大，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)等效為斷路，根據(jù)楞次定律分析電流的變化，判斷通過(guò)兩燈電流的關(guān)系.待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)等效為新電源，分析通過(guò)兩燈的電流關(guān)系，判斷兩燈是否同時(shí)熄滅.6、D【解析】由題意可知，t時(shí)間內(nèi)，有n個(gè)二價(jià)正離子到達(dá)陰極，有2n個(gè)電子到達(dá)探測(cè)器的陽(yáng)極，且正離子和電子產(chǎn)生的電流方向相同，則通過(guò)導(dǎo)體橫截面的總電荷量為根據(jù)電流定義式得計(jì)數(shù)器中的電流為故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、ACD【解析】A.對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖，電場(chǎng)力的大?。海捎谥亓Φ姆较蜇Q直向下．電場(chǎng)力的方向水平向右，二者垂直，合力：，由幾何關(guān)系可知，重力與電場(chǎng)力的合力與桿的方向垂直，所以重力與電場(chǎng)力的合力不會(huì)對(duì)小球做功，而洛倫茲力的方向與速度的方向垂直，所以也不會(huì)對(duì)小球做功．所以，當(dāng)小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不可能存在摩擦力，沒(méi)有摩擦力，說(shuō)明小球與桿之間就沒(méi)有支持力的作用，則洛倫茲力大小與重力、電場(chǎng)力的合力相等，方向相反．所以qv0B=2mg所以．故A正確；B.若小球的初速度為，則洛倫茲力：f=qv0B=3mg＞FG+F，則在垂直于桿的方向上，小球還受到桿的垂直于桿向下的支持力，則摩擦力：f=μFN．小球?qū)⒆鰷p速運(yùn)動(dòng)；隨速度的減小，洛倫茲力減小，則支持力逐漸減小，摩擦力減小，小球做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后當(dāng)速度減小到時(shí)，小球開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)．故B錯(cuò)誤C.若小球的初速度為，則洛倫茲力：f=qv0B=mg＜FG+F，則在垂直于桿的方向上，小球還受到桿的垂直于桿向上的支持力，而摩擦力：f=μFN．小球?qū)⒆鰷p速運(yùn)動(dòng)；隨速度的減小，洛倫茲力減小，則支持力逐漸增大，摩擦力逐漸增大，小球的加速度增大，所以小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運(yùn)動(dòng)，最后停止．故C正確；D.若小球的初速度為，球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運(yùn)動(dòng)，最后停止，運(yùn)動(dòng)中克服摩擦力做功等于小球的動(dòng)能，所以．故D錯(cuò)誤故選ACD.8、BD【解析】三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子，以不同的速率垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則運(yùn)動(dòng)半徑的不同，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)軌跡也不同．運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的半徑越大，粒子的速率也越大．而運(yùn)動(dòng)周期它們均一樣，運(yùn)動(dòng)時(shí)間由圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角決定【詳解】粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：，解得：，粒子的動(dòng)能：，則可知三個(gè)帶電粒子的質(zhì)量、電荷量相同，在同一個(gè)磁場(chǎng)中，當(dāng)速度越大時(shí)、軌道半徑越大，則由圖知，a粒子速率最小，動(dòng)能最小，c粒子速率最大．c粒子動(dòng)能最大，故A錯(cuò)誤，B正確；由于粒子運(yùn)動(dòng)的周期，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：，可知，三粒子運(yùn)動(dòng)的周期相同，a在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角最大，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤，D正確．所以BD正確，AC錯(cuò)誤【點(diǎn)睛】帶電粒子在磁場(chǎng)、質(zhì)量及電量相同情況下，運(yùn)動(dòng)的半徑與速率成正比，從而根據(jù)運(yùn)動(dòng)圓弧來(lái)確定速率的大??；運(yùn)動(dòng)的周期均相同的情況下，可根據(jù)圓弧的對(duì)應(yīng)圓心角來(lái)確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間的長(zhǎng)短9、AD【解析】橡膠圓盤(pán)M由靜止開(kāi)始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，形成環(huán)形電流，環(huán)形電流的大小增大；橡膠圓盤(pán)在其外側(cè)面均勻地帶有負(fù)電荷，電流方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，根據(jù)右手螺旋定則知，通過(guò)鋁環(huán)N的磁通量向下且增大；根據(jù)楞次定律的另一種表述，感應(yīng)電流引起的效果阻礙磁通量的增大，知鋁環(huán)的面積有縮小的趨勢(shì)，且鋁環(huán)有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)(受到M的作用力向上)，所以絲線的拉力減?。鶕?jù)牛頓第三定律可知，鋁環(huán)N對(duì)橡膠圓盤(pán)M的作用力方向豎直向下．故選項(xiàng)A、D正確，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤10、AC【解析】根據(jù)共點(diǎn)力的平衡分析出導(dǎo)線框的重力與安培力的大小，然后由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式即可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度；【詳解】A、放置矩形線圈時(shí)，矩形線圈所在的平面要與N極S極的連線垂直從而是下邊受到安培力作用，故選項(xiàng)A正確；B、在接通電路前，線框處于靜止，導(dǎo)線框此時(shí)只受到重力和彈簧的拉力作用，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于線框的重力，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)剛好為零，說(shuō)明線框受到向上的安培力作用，根據(jù)左手定則可知在磁場(chǎng)中的線圈短邊中的電流方向向里，故選項(xiàng)C正確；D、線框受到安培力和重力作用，二力處于平衡狀態(tài)，則：，則，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力的大小公式，掌握左手定則判斷安培力的方向，然后根據(jù)二力平衡求解出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。11、(1).A2(2).V1(3).R1(4).E2(5).1.5(6).11.5(7).0.78【解析】（1）[1]小燈泡的額定電壓和額定電流分別為“3.8V，0.3A”，所以電流表選擇A2(量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω)測(cè)量誤差較??；[2]電壓表選擇V1(量程5V，內(nèi)阻約5kΩ)測(cè)量誤差較??；[3]滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為調(diào)節(jié)方便需要阻值較小的R1(阻值范圍0～10Ω)；[4]所測(cè)電壓要達(dá)到3.8V，電源應(yīng)選擇E2(電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻約為0.04Ω)。（2）[5]由R—U的圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為1.5Ω；[6]當(dāng)所加電壓為3.0V時(shí)，燈絲電阻為11.5Ω；[7]此時(shí)燈泡實(shí)際消耗的電功率為12、①.1.4②.1.4③.0.63【解析】[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律可知結(jié)合圖象可知，圖象與縱軸的交點(diǎn)