2023-2024学年上海市上海中学物理高二第一学期期末质量检测试题含解析

2023-2024学年上海市上海中学物理高二第一学期期末质量检测试题请考生注意：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、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，两个D形金属盒处于方向垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法正确的是（）A.粒子每次在D2盒中运行的时间是固定不变的B.粒子每次在D2盒中运行的路程是固定不变的C.粒子在D型盒内做圆周运动的周期是所加交流电周期的2倍D.回旋加速器的原理是利用磁场中的洛伦兹力做功使带电粒子速度增大2、如图所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是A.只有M端验电箔张开，且M端带正电B.只有N端验电箔张开，且N端带正电C.两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电D.两端的验电箔都张开，且两端都带正电或负电3、如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线通有大小相等、方向相反的电流I。已知通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数，I是导线中的电流，r为点到导线的距离。一带负电的小球（图中未画出）以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（）A.小球先做加速运动后做减速运动B.小球一直做匀速直线运动C.小球对桌面的压力先增大后减小D.小球对桌面的压力一直在增大4、下列研究中，可将运动员看作质点的是()A.研究运动员跳水的动作难度B.研究运动员登山时手脚的受力情况C.研究运动员万米赛跑所需的时间D.研究运动员花样滑冰时旋转的速度5、如图所示是根据某实验作出的金属导体a和b的I－U图像。从图中可以得出金属导体a和b的电阻关系是（）A.Ra＜Rb B.Ra＞RbC.Ra＝Rb D.无法确定6、静止在水平地面上的物体受到一个水平拉力的作用，但物体仍然保持静止，这表明()A.拉力小于静摩擦力B.拉力与静摩擦力大小相等C.拉力越大，静摩擦力越小D.拉力大小变化时，静摩擦力大小不变二、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，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A．其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程．该循环过程中，下列说法正确的是（）A.A→B过程中，气体对外界做功B.B→C过程中，气体分子的平均动能增加C.C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D.D→A过程中，气体的内能没有变化8、如图所示，一根重力G=0.1N、长L=1m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成θ=60°角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过I=1A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了△x=0.01m，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小B=0.4T，则A.导体中电流的方向为b→aB.每根弹簧的弹力大小为0.10NC.弹簧的劲度系数k=5N/mD.若导体中不通电流，则弹簧伸长0.02m9、如图，在光滑绝缘的水平面上放置两个带异种电荷、电量不同的小球和，则由静止释放后A.两球的加速度逐渐增大B.两小球的电势能逐渐减小C.两小球受到的库仑力不做功D.两小球受到的库仑力大小不相等10、2019年NASA发现距地球31光年的“超级地球”——GJ357d。质量约为地球质量的6倍，半径约为地球的2倍，绕母星公转一周的时间为55.7天。若已知地球的第一宇宙速度v0，则根据以上信息可以算出“超级地球”的（）A.密度B.第一宇宙速度C.母星的质量D.公转的角速度三、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）某直流电动机M转动时的U-I图象如图甲所示，该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况，电路中使用恒压电源，R1＝15Ω，R2是滑动变阻器，电流表A是理想电流表，实验操作步骤如下：(1)闭合开关S2前，调节滑动变阻器，使其滑动触头应在________端．(选填“左”或“右”)(2)先闭合开关S1，开关S2保持断开，此时电流表的示数为0.6A，则恒压电源输出电压为________V(3)再闭合开关S2，然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为1.8A，直流电动机M实际消耗的电功率为________W，滑动变阻器接入电路中的阻值为________．(以上均取两位有效数值)12．（12分）(1)在“练习使用多用电表”的实验中，小西同学选择的挡位和电表的指针位置如图甲所示．则小西同学测量的物理量是_________，读数为__________；(2)小北同学用电阻箱来练习使用多用电表测电阻，如图乙所示电阻箱阻值读数为_______，应该选择欧姆表的____________倍率进行测量；(3)小北同学发现欧姆挡的刻度盘读数范围是0到无穷大，而指针在中央时示数为15．小北同学从课本上找到了欧姆挡的电路图如图丙所示，如果选择欧姆挡“×10”倍率时，请你计算此时欧姆表内部的电阻值为_______，欧姆挡刻度是___________（填均匀或不均匀）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）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到达C点的速度大小(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小14．（16分）如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感应强度B的大小；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度15．（12分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L

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】A．粒子每次在D2盒中运行的轨迹均为半圆，所以运行周期均为半个周期，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期磁感应强度和比荷不变，所以粒子每次在D2盒中运行的时间是固定不变的，故A正确；B．粒子在磁场中做匀速圆周运动解得粒子每次经过电场加速后速度变大，在磁场中运动半径变大，所以粒子每次在D2盒中运行的路程是逐渐增大的，故B错误；C．为了使粒子经过电场时能够持续的加速，交变电流的周期和粒子在磁场中运动的周期是相同的，故C错误；D．根据左手定则可知洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，粒子通过狭缝时，电场力做正功实现加速，故D错误。故选A。2、C【解析】由于电荷间的相互作用，所以M端带正电，N端带负电，MN两端的金箔都会张开，是感应起电现象．故C项正确，ABD三项错误3、B【解析】根据右手螺旋定则可知直线MN处的磁场方向垂直于MN向里，磁场大小先减小后增大，根据左手定则可知，带负电的小球受到的洛伦兹力方向在竖直向下，根据F=qvB可知，其大小是先减小后增大，由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力先减小后增大，故ACD错误，B正确。故选B。4、C【解析】A、研究运动员跳水的动作难度，要看运动员的动作，不能看成质点，所以A错误；B、研究运动员登山时手脚的受力情况，要看手脚的受力情况，不能看成质点，所以B错误；C、研究运动员在万米跑过程中的时间，运动员的大小和形状能忽略，运动员可以看成质点，故C正确；D、研究运动员做花样滑冰旋转的速度，要看运动员的动作，不能看成质点，所以D错误5、B【解析】图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，表示的电阻大于的电阻。故选B。6、B【解析】静止在水平地面上物体受到一个水平拉力的作用，物体在水平方向受到拉力和静摩擦力两个力作用，由平衡条件可知，拉力与静摩擦力大小相等，方向相反，当拉力大小变化，静摩擦力也随之变化：拉力增大，静摩擦力也增大；拉力减小，静摩擦力也减小。故选B。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】A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，温度降低，C→D过程中，等温压缩，D→A过程中，绝热压缩，外界对气体做功，温度升高【详解】A．由图可知A→B过程中温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，所以气体吸收热量，故A正确；B．由图可知B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错误；C．由图可知C→D过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁分子数增多，故C正确；D．由图可知D→A过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，故D错误故选AC【点睛】本题考查了热力学第一定律的应用，根据图象判断出气体体积如何变化，从而判断出外界对气体做功情况，再应用热力学第一定律与题目所给条件即可正确解题；要知道：温度是分子平均动能的标志，理想气体内能由问题温度决定8、AC【解析】A：当导体中通过I=1A的电流时，两根弹簧比原长缩短，安培力方向向上，则左手定则，导体中电流的方向为b→a．故A项正确B：通电后，导体棒的有效长度，受到的安培力，据受力分析解得，每根弹簧的弹力大小为0.05N．故B项错误C：据解得．故C项正确D：若导体中不通电流解得：，弹簧伸长0.01m．故D项错误9、AB【解析】A．两球带异种电荷，两者相互吸引，距离减小，根据库仑定律可知小球受的库仑力均在增大，根据牛顿第二定律可知加速度增大，故A正确；BC．两小球都库仑力作用下做加速运动，动能增大，库仑力做正功，电势能减小，故B正确，C错误；D．两小球受到的库仑力是作用力与反作用力，由牛顿第三定律知两库仑力大小相等方向相反，故D错误。10、BD【解析】A．题干信息只是提供的“超级地球”与地球之间的参数比值，地球的半径、质量未知，无法求出“超级地球”密度，故A错误；B．“超级地球”的第一宇宙速度已知质量约为地球质量的6倍，半径约为地球的2倍，地球的第一宇宙速度为v0，则“超级地球”的第一宇宙速度v=v0故B正确；C．根据母星的质量“超级地球”的轨道半径未知，无法求出母星的质量，故C错误；D．根据周期和角速度的关系，已知“超级地球”绕母星的周期，可以求出公转角速度，故D正确。故选BD。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、(1).左(2).9.0(3).3.8(4).4.8【解析】（1）[1]因变阻器采用限流式接法，开关闭合前为使电路中电路中电流最小，应其接入电路中的阻值为最大．故滑片应在最左端（2）[2]根据欧姆定律开关S2保持断开时恒压电源输出电压为：U=IR1=0.6×15V=9.0V（3）[3]知电源电压恒为9.0V，闭合开关S2后根据欧姆定律有通过R1的电流为：A所以通过电动机的电流为：A再根据电动机的U-I图象可读出电动机两端电压UM=3.2V，则直流电动机M实际消耗的电功率为：P=UMI2=1.2×3.2W=3.8W[4]此时滑动变阻器两端电压为U3=E-UM=9-3.8=5.2V由欧姆定律可知，接入电阻：Ω12、①.直流电压②.4.9V③.26.9Ω④.“×1”档⑤.150Ω⑥.刻度不均匀【解析】（1）图示档位为直流电压档，读数要注意估读（2）电阻箱读数为各档对应的读数之和．根据其阻值确定其应选倍率（3）欧姆表的读数为示数乘以倍率【详解】（1）图中的档位为直流电压档10V档，对应示数为：4.9V（2）电阻箱读数为：2×10+6×1+9×0.1=26.9Ω，若用欧姆表则选倍率为×1档（3）中值电阻为内部电阻值，则为15×10=150Ω，因电流，