2023年上海市徐汇中学物理高二上期末综合测试试题含解析

2023年上海市徐汇中学物理高二上期末综合测试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、位于A、B处的两个带不等量负电荷的点电荷在平面内的电势分布如图所示，图中实线表示等势线，下列说法中正确的是A.正电荷从c点移到d点，静电力做负功B.a点和b点的电势不相同C.负电荷从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电场力不做功，电势能不变2、如图所示，实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞出。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则（）A.a一定带正电，b一定带负电 B.a的加速度减小，b的加速度增大C.a的电势能减小，b的电势能增大 D.a的动能减小，b的动能增大3、如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电的物体在绝缘的水平面上向左运动，物体与地面间的动摩擦因素为μ，整个装置放在磁感强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场中．设某时刻物体的速率为v，则下列叙述中正确的是（）A.物体速率由v减小到零的过程,加速度逐渐增大B.物体速率由v减小到零通过的位移等于C.如果再加一个方向水平向左的匀强电场,物体有可能做匀速运动D.如果再加一个方向竖直向下的匀强电场,物体有可能做匀速运动4、如图所示，当滑动变阻器R3的滑动头P向下移动时，则A.电压表示数变小，电流表示数变大B.电压表示数变大，电流表示数变小C.电压表示数变大，电流表示数变大D.电压表示数变小，电流表示数变小5、如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．下列说法正确的有（）A.高频电源频率随粒子速度的增大而增大B.粒子被加速后的最大速度随磁感应强度和D型盒的半径的增大而增大C.粒子被加速后的最大动能随高频电源的加速电压的增大而增大D.粒子从磁场中获得能量6、如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Ob之间连一个电阻R，导体框架与导体棒电阻均不计，若要使OC能以角速度匀速转动，则外力做功的功率是（）A. B.C. D.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、以下说法正确的是（）A.物体所带的电荷量只能是某些值，而不能是任意实数B.元电荷就是电子或质子C.物体所带电荷量的最小值是1.6×10－19CD.凡试探电荷都点电荷，凡点电荷都能做试探电荷8、如图甲所示，足够长的水平光滑平行金属导轨MN、PQ，两导轨间距为1m，范围足够大的匀强磁场方向竖直向上，导轨M、P之间连接一个阻值为3Ω的电阻R，金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑的定滑轮与重物相连，细线对导轨的拉力平行于导轨，金属棒ab的质量为0.2kg、有效电阻为0.5Ω，重物的质量为0.4kg。将重物和金属棒由静止释放，金属棒的位移与时间的关系如图乙所示，其中0.4s~0.6s内的图线为直线，导轨的电阻不计，g=10m/s2。下列说法正确的是（）A.t=0时刻金属棒的加速度大小为10m/s2B.磁场的磁感应强度大小为2TC.在0～0.6s内通过电阻R的电荷量为0.8CD.在0～0.6s内电阻R产生的热量为1.925J9、仅根据万有引力常数G和下面的数据，可以计算出地球质量M的是A.月球绕地球运行的周期T1及月球中心到地球中心的距离R1B.地球同步卫星离地面的高度C.地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离R2D.人造地球卫星绕地球运行的速度v和运行周期T10、如图所示，直线A为电源的U-I图线，曲线B为灯泡电阻的U-I图线，则以下说法正确的是（）A.由图线A，电源的电动势为3V，内阻为2ΩB.由图线A，当电流为2A时，电源输出功率为4WC.由图线B，随着灯泡两端电压增大，灯泡的电阻是增大的D.由图线B，当灯泡两端电压为2V时，电阻为1Ω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）某实验小组的同学要探究一热敏电阻的温度特性，可能用到以下实验器材：A.热敏电阻常温下的阻值约为B.烧杯、热水、温度计C.电流表量程，内阻D.电流表量程，内阻约E.电压表量程，内阻约F.滑动变阻器最大阻值为，额定电流G.滑动变阻器最大阻值为，额定电流H.电源电动势6V，额定电流2A，内阻不计I.开关一个，导线若干(1)要求通过热敏电阻的电流从零开始增大为使测量尽量准确，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______填器材前的字母标号(2)实物图中，已正确连接了部分导线请你按照实验要求用笔画线代替导线在图中完成余下导线的连接______.(3)该实验小组的同学依据连接好的电路进行实验，计算出热敏电阻的阻值随温度变化的系列数据，对应点描在如图所示坐标纸上______.请根据坐标点作图并得出当时______12．（12分）在探究“决定导体电阻的因素”实验中，我们经常用到刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电压表、电流表等测量工具(1)在一次实验中，如果提供了下列几个长度测量仪器：①毫米刻度尺；②10分度游标卡尺；③20分度游标卡尺；④螺旋测微器．一个同学用其中一种仪器正确测量某工件的长度为3.125cm，则他所使用的仪器为____(填仪器序号)．如图是用螺旋测微器测量的电阻丝直径的示意图，则该电阻丝的直径=____mm(2)某研究性学习小组同学想测量某电阻丝的电阻率同学们截取了约1m长的电阻丝，首先利用多用电表的欧姆挡粗测其阻值，下列操作或说法中正确的是____A．测量前检查表针是否停在左端的“0”位置，如不在则要进行欧姆调零B．若用欧姆表“×l”挡测量，指针恰好在刻度30～50的正中，则待测电阻为40ΩC．若用欧姆表“×10”挡测量，指针偏转角度过大，应换成“×1”挡D．每次改变不同倍率的欧姆档后都要重新进行欧姆调零四、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，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14．（16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、由于场源是负电荷，故电势从里往外逐渐升高，由图可知，d点的电势大于c点的电势，故正电荷从c点移到d点，电场力做负功，故A正确；B、由图可知，a点和b点位于同一条等势面上，所以电势相同，故B错误；C、a点和b点的电势相同，负电荷从a点移到b点，电场力不做功，电势能不变．故C错误；D、正电荷从e点沿图中虚线移到f点的过程中电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，故D错误2、B【解析】A．由运动轨迹如图可知，a、b做曲线运动，由于电场线方向未知，故a、b电性不能确定，故A错误；B．根据a、b两粒子做曲线运动轨迹弯曲程度及电场线的疏密可知，b所处的电场线变密，电场强度变强，所受的电场力在增大，加速度在增大；a所处的电场线变疏，电场强度变弱，所受的电场力在减小，加速度在减小，故B正确；CD．根据图知a、b两粒子的电场力、速度的夹角为锐角，电场力对电荷做正功，其动能都增大，其电势能都减小，故CD错误。故选B3、C【解析】AB.对物体受力分析，受重力、支持力，洛伦兹力和滑动摩擦力；根据左手定则知洛伦兹力向下，合力向右，物体做减速运动；由摩擦力f=μ（mg+qvB）知不断减小，水平方向合力不断减小，则加速度不断减小，设物体的速度由v减小到零所通过的位移为x，由动能定理有：故AB错误C.若另加一个水平向左的电场，电场力的方向向左，当qE=μ（mg+qvB）时，滑块可能做匀速直线运动．故C正确；D.如果再加一个方向竖直向下的匀强电场，电场力方向竖直向下，则水平方向仍存在摩擦力且不为零，故物体无法匀速运动，故D错误4、B【解析】在变阻器的滑片向下滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析干路电流和路端电压如何变化，即可知电压表示数的变化情况．由欧姆定律分析并联部分电压的变化，判断电流表示数的变化【详解】滑动头P向下移动时，滑动变阻器连入电路的总电阻增大，即电路总电阻增大，根据闭合回路欧姆定律可得电路路端电压增大，即电压表的示数增大，总电流减小，即两端的电压减小，故并联电路电压增大，即两端电压增大，通过支路的电流增大，而总电流是减小的，故通过变阻器支路的电流减小，即电流表示数减小，B正确【点睛】在分析电路动态变化时，一般是根据局部电路变化（滑动变阻器，传感器电阻）推导整体电路总电阻、总电流的变化，然后根据闭合回路欧姆定律推导所需电阻的电压和电流的变化（或者电流表，电压表示数变化），也就是从局部→整体→局部5、B【解析】明确回旋加速器基本原理，明确当带电粒子从回旋加速器最后出来时速度最大，根据qvB=m求出最大速度，再根据EKm=mv2求出最大动能，可知与什么因素有关【详解】高频电源的频率与粒子在磁场中的转动周期相同，根据粒子在磁场中的周期公式以及T=1/f可知，高频电源频率由粒子的质量、电量和磁感应强度决定，与速度无关，故A错误；根据qvB=m得，最大速度，则最大动能EKm=mv2=．知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关，由公式可知，最大速度随磁感应强度和D型盒的半径的增大而增大，与加速电压无关，故B正确，C错误；粒子在磁场中受到洛伦兹力，其对粒子不做功，不能获得能量，能量来自电场力做功，故D错误；故选B【点睛】解决本题的关键知道根据qvB=m分析最大速度的表达式，知道最大动能与D形盒的半径有关，与磁感应强度的大小有关，而与电势差的大小无关6、C【解析】因为OC是匀速转动的，根据能量守恒定律可得又因为联立解得故选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】物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍，而不能是任意实数，故A正确；元电荷是指物体带电量的最小值，不是某种粒子，故B错误；物体所带电荷量的最小值是1.6×10-19C，故C正确；点电荷就相当于质点，是一种理想模型，没有大小的带电体．当电荷间距离大到可认为电荷大小、形状不起什么作用时，可把电荷看成点电荷，也就是说点电荷可以很大，这样的电荷就做不了试探电荷，试探电荷需要的是体积小，电荷量小．所以点电荷不一定能做试探电荷，故D错误8、BC【解析】A．据系统牛顿第二定律得解得故A错误；B．导体棒匀速运动时，其速度为据平衡条件得解得故B正确；C．根据电磁感应过程的电荷量推论公式故C正确；D．根据系统能量守恒可得解得回路中的焦耳热电阻与导体棒电阻串联，则有故D错误。故选BC。9、AD【解析】A、月球绕地球做圆周运动,地球对月球的万有引力提供圆周运动的向心力，已知月球绕地球运行的周期T1及月球中心到地球中心的距离R1则可以求出中心天体地球的质量，故A正确；B、知道地球同步卫星离地面的高度，当没有给同步卫星的另一个物理量，所以无法求出中心天体的质量，故B错误；C、利用地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离R2可以求出太阳的质量，故C错误；D、利用公式及公式可求出中心天体地球的质量，故D正确；故选AD10、BCD【解析】电源的U-I图像中纵轴截距等于电源电动势，斜率大小等于电源内阻，电阻的U-I图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的大小【详解】A.图线A的纵轴截距是3V，所以电源电动势为3V，斜率大小为0.5Ω，所以电源内阻为0.5Ω，A错误；B.电流为2A时，路端电压为2V，故电源的输出功率为4W，B正确；C.图线上点与原点的连线斜率随电压增大而增大，故灯泡的电阻增大，C正确；D.灯泡两端电压为2V时，电流为2A，灯泡的电阻为1Ω，D正确三、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.C②.G③.④.⑤.13【解析】解：(1)电源电动势为6V，热敏电阻常温下的阻值约为，故电流最大约为，故电流表只能选择C；为了让电流从零开始增大应采用分压接法，故滑动变阻器应选择总阻值较小的G；本实验中采用滑动变阻器分压接法，同时因电流表内阻已知，故电流表采用内接法，完成电路图如图所示；根据描出的点得出对应的图象如图所示，由由图可知，当温度时，；12、①.（1）③②.1.020（1.019～1.021均可）③.（2）CD【解析】（1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数（2）每选定一次欧姆档位后电路发生改变要重新进行欧姆调零，测量电阻要把电阻与其它元件独立；测完要把选择开关正确放置【详解】（1）工件的长度为3.125cm，精度为0.05mm，根据各个测量工具的结构可知，此测量工具是20分度游标卡尺，故选③；由图示螺旋测微器可知，其示数为：1mm+2.0×0.01mm=1.020mm；（2）①测量前检查表针是否停在左端的“0”位置，如不在则要进行机械校零．故A错误；若用欧姆表“×l”挡测量，指针恰好在刻度30～50的正中，由于欧姆表刻