2024届上海市同洲模范学校物理高二下期末检测试题含解析

2024届上海市同洲模范学校物理高二下期末检测试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图所示,在半球面上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M,N两点,.已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为()A． B．C． D．2、以下说法符合物理史实的是A．牛顿用扭秤装置测出了引力常量B．奥斯特发现了电流的磁效应C．伽利略提出了行星运动的三大定律D．库仑提出用电场线简洁地描述电场3、最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为A．1.6×102kg B．1.6×103kg C．1.6×105kg D．1.6×106kg4、一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知该交变电流()A．周期为0.125sB．电压的有效值为10VC．电压的最大值为20VD．电压瞬时值的表达式为u=10sin8πt(V)5、在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上减速转弯，从俯视图可以看到，赛车沿圆弧由P向Q行驶。下列图中画出了赛车转弯时所受合力的四种方式，其中正确的是A． B．C． D．6、下列关于电容器及其电容的叙述正确的是()A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D．一个固定电容器的电荷量增加时，两板间电压升高10V，则电容器的电容无法确定二、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、太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核(H)结合成1个氦核同时放出2个正电子．下表中列出了部分粒子的质量(取1u＝×10－26kg)以下说法正确的是()粒子名称质子(p)α粒子正电子(e)中子(n)质量/u1.00734.00150.000551.0087A．核反应方程为B．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.0266kgC．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.43×10－29kgD．聚变反应过程中释放的能量约为4.0×10－12J8、下列关于近代物理内容的叙述中正确的是（）A．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定B．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁劐半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子的能量增大C．用强度一定的光照射某金属发生光电效应时，光的频率越大，逸出的光电子的最大初动能越大D．原子核内发生一次B衰变，该原子外层就失去一个电子9、如图所示，一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为AB．小球穿过竖直固定的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离为h.已知小球在C点时弹性绳的拉力为，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法正确的是()A．小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为B．若在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，则C．若仅把小球质量变为2m，则小球到达D点时的速度大小为D．若仅把小球质量变为2m，则小球向下运动到速度为零时的位置与C点的距离为2h10、如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的电压如图乙所示．氖泡在两端电压达到100V时开始发光．下列说法中正确的是()A．图乙中电压的有效值为10VB．开关断开后，电压表的示数变大C．开关断开后，变压器的输出功率不变D．开关接通后，氖泡的发光频率为50Hz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）某同学用如图所示的装置测定重力加速度，①电火花计时器的工作电压为______，频率为________．②打出的纸带如图所示，实验时纸带的______端应和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）③由纸带所示数据可算出实验时的加速度为m/s1．④当地的重力加速度数值为9.8m/s1，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因：．12．（12分）某探究小组险证机械能守恒定律的装置如图所示，细线端拴一个球，另一端连接力传感器，固定在天花板上，传感器可记录球在摆动过程中细线拉力大小，用量角器量出释放球时细线与竖直方向的夹角，用天平测出球的质量为m．重力加速度为g．（1）用游标卡尺测出小球直径如图所示，读数为_________mm；（2）将球拉至图示位置，细线与竖直方向夹角为θ，静止释放球，发现细线拉力在球摆动过程中作周期性变化．为求出球在最低点的速度大小，应读取拉力的_________(选填“最大值”或“最小值")，其值为F．（3）球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为_________(用测定物理量的符号表示)．（4）关于该实验，下列说法中正确的有_______．A．细线要选择伸缩性小的B．球尽量选择密度大的C．不必测出球的质量和细线的长度D．可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验四、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）如图所示，M、N为两平行金属板，其间电压为U．质量为m、电荷量为＋q的粒子，从M板由静止开始经电场加速后，从N板上的小孔射出，并沿与ab垂直的方向由d点进入△abc区域，不计粒子重力，已知bc＝l，∠c＝60°，∠b＝90°，ad＝l．(1)求粒子从N板射出时的速度v0；(2)若△abc区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，要使粒子不从ac边界射出，则磁感应强度最小为多大？(3)若△abc区域内存在平行纸面且垂直bc方向向下的匀强电场，要使粒子不从ac边界射出，电场强度最小为多大？14．（16分）如图，导热性能极好的气缸，高为L=l.0m，开口向上固定在水平面上，气缸中有横截面积为S=100cm2、质量为m=20kg的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内．当外界温度为t=27、大气压为p0=l.0×l05Pa时，气柱高度为l=0.80m，气缸和活塞的厚度均可忽略不计，取g=10m/s2，求：①如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端．在顶端处，竖直拉力F有多大？②如果仅因为环境温度缓慢升高导致活塞上升，当活塞上升到气缸顶端时，环境温度为多少摄氏度？15．（12分）如图所示，导热性能极好的汽缸，高为l，开口向上固定在水平面上，距缸底0.8l处有两个支架，汽缸中有横截面积为S、质量为的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始状态外界温度为T0、缸体内气体和大气压均为p0，大气压强保持不变，汽缸和活塞的厚度均可忽略不计，重力加速度为g，缓慢加热气体使活塞缓慢上升到缸口，整个过程中气体吸收的热量为Q，求：（1）温度多高时活塞对支架压力恰好为零；（2）温度多高时活塞上升到汽缸顶部；（3）整个过程中气体内能的增加量

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【解题分析】

若将带电量为2q的球面放在O处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。则在M、N点所产生的电场为由题知当半球面如图所示M点的场强大小为为E，则N点的场强为A．,与结论相符，选项A正确；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选A。2、B【解题分析】

A.卡文迪许用扭秤装置测出了引力常量，选项A错误；B.奥斯特发现了电流的磁效应，选项B正确；C.开普勒提出了行星运动的三大定律，选项C错误；D.法拉第提出用电场线简洁地描述电场，选项D错误。3、B【解题分析】

设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B．4、B【解题分析】由图象可知，交变电流的周期为0.250s，A错误；电压的最大值为20V，电压的有效值U=202V=102V，B正确C错误；因为ω=2π5、D【解题分析】试题分析：根据力与轨迹的关系，力要指向轨迹弯曲的内侧，且赛车沿圆周由P向Q做减速行驶，可知力与运动方向的夹角为钝角，所以D正确。考点：本题考查力与运动的关系，意在考查学生的分析能力。6、A【解题分析】

A.电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A符合题意；B.电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，B不符合题意；C.电容器的电容由电容器结构决定，不随带电荷量的变化而变化，C不符合题意；D.由可求电容器的电容，D不符合题意．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、CD【解题分析】

由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得，故A错误；反应中的质量亏损为Δm＝4mp－mα－2me＝(4×1.0073－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266u＝4.43×10－29kg，故C正确，B错误；由质能方程得ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2J≈4×10－12J，故D正确．8、ABC【解题分析】

原子核的比结合能越大，核子结合得就越牢固，原子核越稳定；根据轨道半径的半径，结合库仑引力提供向心力分析电子动能的变化；光照射到某种金属上发生光电效应时，有：，故可判断光的频率与逸出的光电子的最大初动能的关系；衰变的实质是原子核内一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来。【题目详解】A．比结合能越大，原子核中核子结合得越:牢固，原子核越稳定，故A正确；B．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大,根据知，电子的动能减小，故B正确；C．发生光电效应时，有：，光的频率越大，逸出的光电子的最大初动能越大，故C正确；D．β衰变的实质是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故D错误。【题目点拨】本题主要考查原子物理里的一些常规现象和规律，较为简单。9、BC【解题分析】

A、在D点对小球进行受力分析，如图所示：则则则摩擦力功为故选项A错误；B、从C到D点后，在返回C点，根据动能定理：则故选项B正确；C、当质量为m时，从C到D根据动能定理：则：若仅把小球的质量变成，从C到D根据动能定理：则：故选项C正确；D、若仅把小球的质量变成，则小球向下运动到速度为零时，则弹簧做功变大，且无法求出，故小球下落最终位置无法求出，故选项D错误。10、AD【解题分析】

A项：由电流的热效应可知：，解得：，故A正确；B项：由于输入电压决定了输入电压，与负载无关，故电压表示数不变，故B错误；C项：开关断开后，总电阻增大，则根据可知，输出功率减小，故C错误；D项：根据线圈匝数之比等于电压之比可知，副线圈最大值为，氖泡电压超过100V时才能发光，由图可知，一个周期内发光的次数一次，故其发光频率与交流电的频率相同，故发光频率为50Hz，故D正确．【题目点拨】本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解．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)110V；50Hz；(1)乙；(3)9.4；(4)空气阻力、摩擦阻力；【解题分析】

解：①电磁打点计时器的工作电压为交流4-6V，频率50Hz．②从纸带上可以发现从左端到右端，相邻的计数点的距离越来越小，也就是说明速度越来越小，与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的右端端通过夹子和重物相连接．即实验时纸带的乙端应和重物相连接．③根据运动学公式得：△x=aT1，有：，将，T=0.01s，代入解得：；④测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因是纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力，故导致测量值比真实值偏小．12、18.50最大值AB【解题分析】

选取体积小，阻力小的铁球；游标卡尺的读法，先确定分度数，从而确定精确度，进行读数；依据实验原理，结合减小的重力势能转化为动能，及球在最低点，则绳子的拉力与重力的合力提供向心力，从而即可求解；【题目详解】(1)游标卡尺的读数为：；(2)小球在最低点由牛顿第二定律可得：，由此可知，应读出小球在最低时绳的拉力即最大值；(3)由机械能守恒定律可得：，整理得：；(4)A．为了减小小球做圆周运动的半径的变化，所以细线要选择伸缩性小的，故A正确；B．为了减小阻力的影响，球尽量选择密度大的，体积小的，故B正确；C．球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为可知，应测出小球的质量，而不用测出细线的长度，故C错误；D．由于弹簧的弹力属于渐变，所以小球摆到最低点瞬间，弹力的测量准确，故D错误．故选AB．【题目点拨】考查圆周运动的处理规律，掌握牛顿第二定律与向心力表达式内容，理解验证机械能守恒定律的原理，知道游标卡尺的读数，注意没有估计值．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、(1)；(2)；(3)；【解题分析】

试题分析：粒子在加速电场中加速时只有电场力做功，根据动能定理求得粒子射出N时的速度大小；粒子在磁场作用下做匀速圆周运动，作出粒子不从ac边射出时粒子圆周运动的临界轨迹，根据几何关系求得圆周运动的最大半径，再根据洛伦兹力提供圆周运动向心力求得磁感应强度多大；粒子进入电场做类平抛运动，根据要求粒子不从ac边界射出，则粒子到达ac边界时，粒子速度方向与ac边界平行，根据类平抛运动求解即可．（1）带电粒子在MN间加速，由动能定理可得：可得粒子从N射出时的速度：（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁感应强度