2024届上海市交通大学附属中学嘉定分校物理高二下期末学业水平测试试题含解析

2024届上海市交通大学附属中学嘉定分校物理高二下期末学业水平测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、下列现象中，不能用分子动理论来解释的是()A．白糖放入杯中，杯中的水会变甜B．大风吹起时，地上的尘土飞扬C．一滴红墨水滴入一杯水中，过一会杯中的水变成了红色D．把两块纯净的铅块用力压紧，两块铅合在了一起2、如图所示，空间存在一匀强电场，其电场强度为100V/m，该电场中有A、B两点，相距10cm，且A、B连线与电场线夹角为60°，则A、B两点间的电势差UAB为A．－10V B．5V C．10V D．3、幽门螺标菌可以引发多种胃病,因此能否准确、迅速地检测病人是否受到感染,对于治疗方案的选择是个关键．幽门螺杆菌在生命过程中会产生一种酶,它使尿素分解,生成物中包括二氧化碳．如果在检测前让病人服下少量尿素,根据呼出的气体中是否含有酶分解尿素产生的二氧化碳,即可做出诊断．然而,正常新陈代谢也会产生二氧化碳．为了将二者区分,可以请病人服下用合成的尿素,具有放射性,能够自发地进行衰变,因此检测呼出的二氧化碳是否具有放射性即可准确判断．但是射线对人体有害,所以这不是很好的办法．现在医院里普遍选用的尿素是用无放射性的合成的,用质谱仪或光谱分析的方法检测呼出的二氧化碳中是否含有,就可以判断病人的胃部是否被幽门螺杆菌感染,这种方法准确、迅速,现在已经得到了广泛应用．下列说法正确的是（）A．的化学性质不同B．的原子光谱不同C．衰变后变为D．衰变后生成的新核比的质量数少4、如图所示，一定质量的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，用T表示绳OB段拉力的大小，在O点向左移动的过程中（）A．F逐渐变大，T逐渐变大 B．F逐渐变大，T不变C．F逐渐变小，T不变 D．F逐渐变小，T逐渐变小5、如图所示，线圈L的自感系数很大，内阻较小．电源的内阻不可忽略，A、B是完全相同的两只灯泡，当开关S闭合时，下列判断正确的是A．A灯比B灯先亮，然后A灯熄灭B．B灯比A灯先亮，然后B灯逐渐变暗C．A灯与B灯一起亮，而后A灯熄灭D．A灯与B灯一起亮，而后B灯熄灭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，Oa之间连一电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，若使OC以角速度ω逆时针匀速转动，则在OC切割磁感线的过程中（）A．通过电阻R的电流方向由a经R到OB．导体棒O端电势低于C端的电势C．外力做功的功率为D．回路中的感应电流大小为二、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、关于原子核的结合能和比结合能，下列说法正确的是A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能C．比结合能越大，原子核越稳定D．比结合能大的原子核结合或分解成比结合能小的原子核时释放核能8、如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，a、b的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕轴OO′匀速转动，则以下判断正确的是A．电阻R两端电压的最大值为UB．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q=D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q=9、如图所示，一带正电的点电荷Q固定在绝缘水平面上，在a点放置一可视为点电荷的滑块，已知滑块的电荷量为-q（q>0）、质量为m，当滑块从a点以初速度沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零，已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，以下判断正确的是A．滑块在运动过程中所受Q的库仑力不可能大于滑动摩擦力B．滑块在运动过程的中间时刻，速度的大小等于C．此过程中产生的内能为D．Q产生的电场中，a、b两点间的电势差为10、如图所示，两水平放置的平行金属导轨AB和CD相距0.5m，AC间接阻值为1Ω的电阻，导体棒MN到AC的距离为0.4m，整个装置放在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，导体棒MN垂直放在导轨上，导轨和导体棒MN的电阻可忽略不计，则下列说法正确的是A．若导体棒MN向右滑动，则M端电势高B．若匀强磁场的磁感应强度大小为0.2T，导体棒MN以5m/s的速度水平向右匀速滑动时，则其所受水平外力的大小是0.25NC．若导体棒MN固定，图中磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则导体棒中有N到M的电流D．若导体棒MN固定，磁场的磁感应强度随时间变化的规律为，则通过导体棒的电流为0.125A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）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；c．在A和B间放入一个被压缩的轻质弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d．用刻度尺测出滑块A的左端至挡板C的距离L1；e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2。(1)实验中还应测量的物理量是_________________。(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是_________，上式中算得A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是：①______________________________________；②______________________________。(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式。如不能，请说明理由________。12．（12分）某同学用一个定值电阻R、两个开关、一个电压表和若干导线连成一个测量电源内阻的实验电路，如图所示，已知电压表的内阻远大于电源的内电阻和R，其量程大于电源电动势，表盘上刻度清晰，但数字不清，电源内阻约为几欧．（1）在方框内画出实验电路图．（2）实验中始终闭合开关S1，当开关S2处于断开和闭合两种状态时，电压表指针偏转格数分别为n1、n2，则计算电源内阻的表达式是r=__________．四、计算题：本题共2小题，共26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，在水平地面上有一质量为4.0kg的物块，它与地面的动摩擦因数μ=0.2，在与水平方向夹角为θ=30°的斜向上的拉力F作用下，由静止开始运动．经过2.0s的时间物块发生了4.0m的位移．（g=10m/s2）．试求：（1）物块的加速度大小；（2）拉力F的大小；（3）若拉力F方向任意而使物块向右做匀速直线运动，则力F的最小值为多大？14．（16分）一内壁光滑的导热气缸水平放置,用横截面积为,质量为的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞距气缸底部的距离为,在距气缸底部为的两点有两个固定在气缸上的小档板,其体积可忽略．已知周围环境温度为,外界大气压强为,重力加速度为,现对缸内封闭气体加热至,加热过程中活塞没离开气缸口．求:①加热至时活塞距气缸底部的距离;②保持温度不变,将气缸转动至开口向上竖直放置,稳定后缸内封闭气体的压强．15．（12分）如图所示,固定的半径为R=1.25m的1/4光滑圆弧面与质量为6kg的小车B的上表面平滑相接,一个质量为4kg的滑块A从圆弧顶端静止释放,滑块A可看做质点。最终A没有从小车B上滑出。已知滑块A与小车B的动摩擦因数为μ=0.5,小车B与水平地面的摩擦忽略不计,取g=10m/s2。求:（1）物块A滑到圆弧底端时对圆弧的压力大小;（2）小车最终的速度大小；（3）小车B的最小长度。

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、B【解题分析】A、白糖加入热水中，水变甜，说明糖分子在永不停息的做无规则运动，可以用分子动理论解释，故A错误；B、大风吹起时，地上的尘土飞扬，是尘土微粒在运动，属于宏观现象，不能用分子动理论解释，故B正确；C、红墨水的扩散是由于墨水分子和水分子的无规则运动过程引起的，可以用分子动理论解释，故C错误；D、把两块纯净的铅块用力压紧后，两个铅块之间的分子相互扩散，两个铅块会结合在一起，所以可以用分子动理论来解释，故D错误；故选B。2、B【解题分析】

根据匀强电场电势差与场强关系式有A.－10V与计算结果不符，故A错误。B.5V与计算结果相符，故B正确。C.10V与计算结果不符，故C错误。D.与计算结果不符，故D错误。3、B【解题分析】

A.三种同位素只是中子数有略微差异，而影响物质化学性质的主要是电子和质子，化学反应主要是电子得失，共用，成键等，质子影响着电子的活动能力，与中子无什么影响，所以化学性质无明显差异，故A错误；B.中子数不同，会影响精细能级分裂的大小，即能级有差异，会影响原子光谱，故B正确；CD.由题意可知，自发进行衰变，衰变后原子序数会增加1，故衰变后的新核为，质量数不变，故CD错误。故选B．4、B【解题分析】以结点O为研究对象受力分析如下图所示：

由题意知点O缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知：

绳OB的张力TB=mg

根据平衡条件可知：

Tcosθ-TB=0

Tsinθ-F=0

由此两式可得：

F=TBtanθ=mgtanθ

在结点O被缓慢拉动过程中，夹角θ增大，由三角函数可知：F和T均变大，故A正确，BCD错误．故选A.5、B【解题分析】

闭合开关S时，电源的电压同时加到两支路的两端，B灯立即发光．由于线圈的阻碍，A灯后发光，灯A逐渐变亮；流过A灯的支路的电流逐渐增大，总电流增大，根据闭合电路欧姆定律，则电源内电压增大，路端电压减小，流过B支路的电流减小，B灯逐渐变暗，故ACD错误，B正确．【题目点拨】掌握自感线圈的作用，理解其阻碍的原理是由于产生感应电动势，以此来阻碍原电流的变化；注意看题目提示的自感线圈的电阻是否需要考虑．6、C【解题分析】

A．由右手定则可知，通过电阻的电流为由O经R到a，故A错误；B．由右手定则可知，导体棒的电流由C流向O端；导体棒可以等效为电源，在电源内部电流从低电势流向高电势，故导体杆O端的电势高于C端的电势，故B错误；CD．导体棒切割磁场产生的感应电动势为：由此可知感应电流为由，可求电阻R上的电热功率（外力做功的功率）为：故C正确，D错误。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【解题分析】

A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，A正确；B．根据质能方程可知，自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，B错误；C．比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核越稳定，C正确；D．比结合能小的原子核结合或分解成比结合能大的原子核时释放核能，D错误．故选AC。【题目点拨】比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量用于表示原子核结合松紧程度．结合能：两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量自由原子结合为分子时放出的能量叫做化学结合能，分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能．本题考查了结合能和比结合能的区别，注意两个概念的联系和应用是关键．8、BCD【解题分析】

A.回路中最大感应电动势E电阻R两端电压的最大值为U故A错误；B.若线圈从图示位置开始，也就是从中性面开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=故B正确；C.线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q=故C正确；D.电动势的有效值E=通过电阻R的电流的有效值I=线圈转动一周的过程中时间T=线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q=故D正确。9、ACD【解题分析】

（1）由题意可知，滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力，摩擦力与运动方向相反，而库仑力与运动方相同，因滑块在b点静止，故一定有段时间，库仑力小于滑动摩擦力，当在滑动过程中，随着间距减小，库仑力增大，但仍小于滑动摩擦力，到达b点时速度减为零，故A正确；（2）水平方向受大小不变的摩擦力及变大的库仑力，当在滑动过程中，随着间距减小，库仑力增大，但仍小于滑动摩擦力，所以导致加速度慢慢减小，加速度是变化的，故中间时刻的速度不等于，B错误．（3）根据能量守恒定律，滑块从a运动到b的过程中，减小的动能和电势能，全部转化为内能，故产生的内能为：故C正确．（4）由动能定理可得：，解得两点间的电势差，故D正确．故本题选ACD【题目点拨】根据滑块的运动情况可知滑块受力情况，则可知库仑力与滑动摩擦力的大小关系；由滑块的受力情况可确定加速度的变化情况，即可判断中间时刻的速度；根据电场力做功判断电势能的变化；由动能定理可求得两点间的电势差．10、AC【解题分析】A、棒向右切割磁感线，产生动生电动势，由右手定则知电流方向为N到M，而此方向为等效电源内部的电流流向，故M点为电源正极电势高，A正确．B、动生电动势大小由，而匀速运动时外力和安培力相等，故有，故B错误．C、磁感应强度随时间均匀增大，产生感生电动势，由楞次定律可知电流方向为N到M，故C正确．D、感生电动势大小为，故有欧姆定律可知，故D错误．故选AC．【题目点拨】电磁感应的两类问题：感生电动势大小，方向由楞次定律判断；动生电动势大小，方向由右手定则分析．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、滑块到挡板的距离气垫导轨可能不水平导致误差滑块受到空气的阻力作用而导致误差【解题分析】

(1)[1]为了验证动量守恒定律，需要测出滑块运动的速度，所以需要测量滑块到挡板的距离。(2)[2]两滑块动量守恒，满足滑块脱离弹簧后在导轨上做匀速直线运动，代入解得需要满足的方程[3]气垫导轨可能不水平导致误差。[4]滑块受到空气的阻力作用而导致误差。(3)[5]弹簧从压缩状态恢复到原长，弹性势能全部转化为滑块动能，根据能量守恒定律代入速度，解得弹性势能的表达式12、(1)(2)【解题分析】试题分析：（１）根据实验的实物连图，画出实验电路图如图所示．（2）虽然电压表没有标明刻度值，但量程符合测量要求，表盘上有刻度线且是均匀的，即电压与偏转格数成正比，可用电压表的指针偏转的格数表示电压．电压表内阻很大说明不考虑电压表内阻的影响，当闭合开关,断开开关时，电压表直接接在电源两端，电压表的示数等于电源的电动势，即；当开关、都处于闭合状态时，电压表测的是路端电压，根据闭合电路欧姆定律得：，联立两式解得．考点：伏安法测电阻四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处