上海市长宁区教育学院附属中学2022-2023学年高二物理期末试题含解析

上海市长宁区教育学院附属中学2022-2023学年高二物理期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.(双选)如图所示，在倾角为θ的光滑物块P的斜面上有两个用轻弹簧相连接的物体A和B；C为一垂直固定斜面的挡板，A、B质量均为m，弹簧的劲度系数为k，系统静止在水平面上．现对物体A施加一平行于斜面向下的力F压缩弹簧后，突然撤去外力F，则在物体B刚要离开C时(此过程中A始终没有离开斜面)(

)A．物体B加速度大小为gsinθ

B．弹簧的形变量为mgsinθ/kC．弹簧对B的弹力大小为mgsinθ

D．物体A的加速度大小为gsinθ参考答案：BC2.（单选）下列关于力和运动关系的说法中，正确的是：A．没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现B．物体受力越大，运动得越快，这是符合牛顿第二定律的C．物体所受合外力为0，则速度一定为0D．物体所受的合外力最大时，速度可以为0参考答案：D3.（多选）用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则下列叙述正确的是（）A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B．b光光子能量比a大C．极限频率越大的金属材料逸出功越小D．光电管是基于光电效应的光电转换器件，可使光信号转换成电信号参考答案：解：A、由光电效应方程m=hγ﹣W0，由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大．故A错误；B、由A的分析可得b光照射光电管时反向截止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以b的频率大，光子的能量大．故B正确；C、根据W=hv0，可知，极限频率越大的金属材料逸出功越大，故C错误；D、光照射光电管，出现光电效应现象，可使光信号转换成电信号．故D正确．故选：BD．4.(单选)如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲=m乙<m丙=m丁，v甲<v乙=v丙<v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是：（）A．甲丁乙丙 B．甲乙丙丁

C．丙丁乙甲

D．甲乙丁丙参考答案：A5.（单选）下列说法中正确的是A．在变化的电场周围一定产生变化的磁场B．紫外线有显著的热效应C．一切物体都在不停的发射红外线D．X射线的穿透本领比γ射线更强参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量不同摆长情况下单摆的振动周期，并以L为横坐标，为纵坐标，做出了图线，如图６所示，由此图线可知重力加速度为

。参考答案：7.（5分）铁路上每根钢轨的长度为12.00m，每两根钢轨之间约有0．8cm的空隙，如果支持车厢的弹簧的固有振动周期为0．60s，那么列车的行驶速度v＝____m／s时，行驶中车厢振动得最厉害。参考答案：20.0114.（6分）如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ②对两个传感器进行调零③用另一绳在O点悬挂在一个钩码，记录两个传感器读数④取下钩码，移动传感器A改变θ角重复上述①②③④，得到图示表格a。（1）根据表格a，A传感器对应的是表中力

（填“F1”或“F2”）。钩码质量为

kg（保留1位有效数字）。（2）某次操作中，有同学使用相同器材实验，但将传感器调零后再接上支架，其后按①③④步骤重复实验，得到图示表格b，则表格空缺处数据应接近

。

表a

表b

参考答案：（1）F1

0.05

（2）0.637（0.630~0.645之间均可9.如图所示，平行金属导轨间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直轨道所在平面，一根长直金属棒与轨道成60°角放置，不计轨道与棒的电阻，当金属棒以垂直棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，电阻R两端的电压大小为________，金属棒受到的安培力大小为

。参考答案：10.如下图所示是定性研究平行板电容器电容的影响因素的装置，平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地．指出图甲、乙所示的情况下，静电计指针的偏转角度变化情况：(1)正对面积增大时，静电计指针的偏转角度________________；(2)板间距离减小时，静电计指针的偏转角度________________．参考答案：11.在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是0.5×10－4T。如果赤道上有一根沿东西方向的直导线，长20m，通有从东向西的电流30A，问地磁场对这根导线的作用力为__________,方向为_________。参考答案：0.03

向下12.某物理兴趣小组在探究平抛运动规律时用频闪相机记录了一个小球在做平抛运动过程中的连续的四个位置，已知背景方格纸的边长为a，频闪相机的闪光频率为f。则该小球平抛的初速度v0=

，当地的重力加速度g=

。参考答案：v0=2af

，g=

af2

。13.如图，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。由此可知Ⅰ是

极，Ⅱ是

极，a、b两点的电势φa___

__φb（填空“>”、“<”或“＝参考答案：

S

，

N

，

>

。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用如图所示1的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤如下：a．安装好实验器材．b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图2中0、1、2…6点所示c．测量1、2、3…6计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3…S6．d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀变速直线运动．e．分别计算出S1、S2、S3…S6与对应时间的比值，，，…，．以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，划出﹣t图线．结合上述实验步骤，请你完成下列任务：（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有和．（填选项代号）A、电压合适的50Hz交流电源

B、电压可调的直流电源C、刻度尺

D、秒表

E、天平

F、重锤（2）将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图1所示，则S2=cm，S5=cm．（3）该同学在图3中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出﹣t．（4）根据﹣t图线判断，小车在斜面上运动的加速度a=m/s2．参考答案：（1）A，C；（2）3.00，13.20；（3）如上图所示；（4）4.83．【考点】测定匀变速直线运动的加速度．【分析】根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．刻度尺的读数需要读到最小刻度的下一位．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上1点时小车的瞬时速度大小．【解答】解：（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，故选：AC（2）从图中读出s2=3.00cm，s5=13.20cm，（3）在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出﹣t图线如图．（4）﹣t图象相当于v﹣图象，所以加速度为：a==4.83m/s2．故答案为：（1）A，C；（2）3.00，13.20；（3）如上图所示；（4）4.83．15.某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心的球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出L—T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，如图所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速的表达式应为g＝

。请你判断该同学得到实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将

（填“偏大”、“偏小”或“相同”）。参考答案：设摆球重心的其球心的下方远处。由得，，，由以上两式可得。由可得，可见在图中斜率，即得，题中数据不改变，也不会改变，也不变。

（3分）

相同（3分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一个半径为r=0.4m的圆形金属导轨固定在水平面上，根长为r的金属棒ab的a端位于圆心，端与导轨接触良好。从a端和圆形金属导轨分别引出两条导线与倾角为θ=37°、间距为l=0.5m的平行金属导轨相连质量m=0.1kg、电阻R=1Ω的金属棒cd垂直导轨放置在平行导轨上，并与导轨接触良好，且棒cd与两导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。导轨间另一支路上有一规格为“2.5Ⅴ0.3A”的小灯泡L和一阻值范围为0~10Ω的滑动变阻器R0。整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。金属棒ab、圆形金属导轨、平行导轨及导线的电阻不计，从上往下看金属棒ab做逆时针转动，角速度大小为ω。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)当ω=40rad/s时，求金属棒ab中产生的感应电动势E1，并指出哪端电势较高；(2)在小灯泡正常发光的情况下，求ω与滑动变阻器接入电路的阻值R0间的关系；(已知通小灯泡的电流与金属棒cd是否滑动无关)；(3)在金属棒cd不发生滑动情况下，要使小灯泡能正常发光，求ω的取值范围。参考答案：（1），b端电势较高（2）（3）【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得，b端电势较高；（2）由并联电路的特点可知，当小灯泡正常发光时，有，代入数据可得；（3）由于，所以当棒cd中无电流时，其无法静止；（i）当较小，棒cd恰要向下滑动时，对其进行受力分析，受力示意图如图甲所示：X轴有：；y轴有，且；棒cd所受安培力，通过棒cd的电流；联立解得；（ii）当较大，棒cd恰要向上滑动时，对其受力分析，受力示意图如图乙所示同理可得；所以要使棒cd静止，；由（2）中结果可知；因为，即，解得小灯泡正常发光时综上所述17.下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容。若电热水壶正常工作时，根据表中的信息，求：型号SP－988额定功率1500W额定电压220V额定容量1.6L(1)通过电热水壶的电流；

(2)电热水壶工作120s产生的热量。参考答案：18.如图甲所示，在轴右侧加有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度=1T。从原点处向第Ⅰ象限发射一比荷=1×104C/kg的带正电的粒子(重力不计)，速度大小=103m/s，方向垂直于磁场且与轴正方向成300角。

(1)求粒子在该匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和在该磁场中运动的时间。

(2)若磁场随时间变化的规律如图乙所示(垂直于纸面向外为正方向)，s后空间不存在磁场．在=0时刻，粒子仍从点以与原来相同的速度射入，求粒子从点射出后第2次经过轴时的坐标。

参考答案：解：（1）轨迹如图甲所示．由得轨迹半径

（2分）

粒子运动周期

（2分）

粒子在磁场中轨迹所对的圆心角为240°

，

图甲所以粒子在磁场中运动的时间为t1==（2分）（2）磁场变化的半周期为

（2分）