2024届上海市莘庄中学等四校物理高二第二学期期末监测试题含解析

2024届上海市莘庄中学等四校物理高二第二学期期末监测试题注意事项：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、静止的实验火箭，总质量为M，当它以对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后，火箭的速度为()A．ΔmB．－ΔmC．ΔmD．－Δm2、如图所示，以O为圆心的圆形区域内，存在方向垂直纸面向外的勻强磁场，磁场边界上的A点有一粒子发射源，沿半径AO方向发射出速率不同的同种粒子（重力不计），垂直进入磁场，下列说法正确的是A．率越大的粒子在磁场中运动的时间越长B．速率越小的粒子在磁场中运动的时间越长C．速率越大的粒子在磁场中运动的角速度越大D．速率越小的粒子在磁场中运动的角速度越大3、如图所示，光滑水平面与光滑半球面相连，O点为球心，一轻绳跨过光滑小滑轮连接物块A、B，A、B质量相等可视为质点，开始时A、B静止，轻绳水平伸直，B与O点等高，释放后，当B和球心O连线与竖直方向夹角为30°时，B下滑速度为v，此时A仍在水平面上，重力加速度为g，则球面半径为A． B． C． D．4、如图所示，虚线表示某电场中的四个等势面，其对应的电势，相邻等势面间的电势差相等．一不计重力的带电的粒子从右侧垂直等势面向左进人电场，运动轨迹与等势面分别交于、、三点，则可以判断（）A．该带电粒子带负电B．该区域可能是点电荷和无限大金属平板形成的电场C．等势面上各点场强处处相等D．粒子的运动轨迹和等势面也可能垂直5、如图所示，气缸竖直放置在水平地面上，质量为m的活塞将气缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，气缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是()A．ΔE＝mgh B．ΔE>mghC．ΔE<mgh D．以上三种情况均有可能6、如图所示，当开关接a时，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想交流电表，定值电阻R=10Ω，其余电阻均不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法正确的是A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1VB．当单刀双掷开关与b连接且t=0.01s时，电流表示数为4AC．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出交流电的频率增大D．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈输入功率变大二、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、在电能输送过程中，若输送电功率一定，则在输电线上的功率损失()A．与输送电压成正比B．与输送电压的平方成正比C．与输电线上电压损失的平方成正比D．与输电电流的平方成正比8、一遥控玩具汽车在平直路上运动的位移一时间图象如图所示,则下列说法正确的是A．前15s内汽车处于静止状态B．前10s内汽车的加速度为3m/s2C．20s末汽车的速度大小为1m/sD．前25s内汽车的平均速度大小为0.8m/s9、下列说法正确的是()A．在机械波的传播过程中，质点的振动方向总是与波的传播方向垂直B．一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin2.5πt（国际单位制），在t=0.2s时，振子的运动速度为零C．某单摆由0.98m长的摆线连接一个直径2cm的铁球组成，若摆角从5°改为3°，单摆的周期不变D．在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体的固有频率10、、两船的质量均为，静止在平静的湖面上．现船中质量为的人从船跳到船，再从船跳回船，经次跳跃后，人停在船上．不计空气和水的阻力，下列说法正确的是（）A．、两船组成的系统动量守恒B．、两船和人组成的系统水平方向动量守恒C．人停在船上后、两船的速度大小之比为D．人停在船上后、两船的速度大小之比为三、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）如图所示，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．（1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的末端，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复，接下来要完成的必要步骤是_______．（填选项的符号）A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度h和抛出点距地面的高度HC．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、ND．测量平抛射程OM、ON（2）若两球相碰前后的动量守恒，则表达式可表示为_____（用（1）问中测量的量字母表示）（3）若m1=45.0g、m2=9.0g、OP=46.20cm,则ON可能的最大值为_____cm．12．（12分）在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B，它们的质量分别为m1和m2，遮光板的宽度相同。实验中，用细线将两个滑块拉近使弹簧压缩，然后烧断细线，弹簧弹开后落下，使两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为（1）请利用已测量的物理量表示要验证的动量守恒的关系式_____：（2）关于该实验，下列说法正确的是_____。A．该实验中若m1>B．该实验中若m1>C．为了精确测量两滑块的速度，光电门之间的距离近一些好D．为了精确测量两滑块的速度，光电门之间的距离远一些好四、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）一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞.初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示.用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0cmHg.环境温度不变.(保留三位有效数字)14．（16分）如图所示，同一光滑水平轨道上静止放置A、B、C三个物块，A、B两物块质量均为m，C物块质量为2m，B物块的右端装有一轻弹簧，现让A物块以水平速度向右运动，与B碰后粘在一起，再向右运动推动C（弹簧与C不粘连），弹簧没有超过弹性限度．求：(1)A与B碰撞中的动能损失；(2)整个运动过程中，弹簧的最大弹性势能．15．（12分）图中的实线是一列沿轴负向传播的正弦波在某一时刻的波形曲线．经过后,其波形如图中虚线所示．若该波的周期大于,求波的周期和波速．

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、D【解题分析】

火箭喷气瞬间，内力远大于外力，可认为系统动量守恒，则0=Δmv0+(M-Δm)v，解得：火箭的速度v=-Δmv【题目点拨】动量守恒条件：①系统不受外力或受外力的矢量和为零。②相互作用的时间极短，相互作用的内力远大于外力，如碰撞或爆炸瞬间，外力可忽略不计，可以看作系统的动量守恒。③系统某一方向上不受外力或受外力的矢量和为零；或外力远小于内力，则该方向上动量守恒(分动量守恒)。④在某些实际问题中,一个系统所受外力和不为零，内力也不是远大于外力，但外力在某个方向上的投影为零，那么在该方向上可以说满足动量守恒的条件。2、B【解题分析】粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力作向心力，则有，解得粒子做圆周运动的半径，设磁场圆形区域半径为r，如图所示粒子在磁场中运动的偏转角为，由向何关系得：，所以v越大，则R大，则越小，故也越小，而周期，即不同速率的粒子在磁场中做圆周运动的周期相同，则粒子在磁场中运动的偏转角越大，运动时间越长，所以速率越大的粒子在磁场中运动的偏转角越小，运动的时间越短，故A错误，B正确．粒子在磁场中运动的角速度，所以不同速率粒子在磁场中运动的角速度相等，故CD错误；3、B【解题分析】

滑块A和滑块B构成的绳连接体，系统只有重力做功系统机械能守恒，故：；将B的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示：

滑块A和B沿着同一根绳子的分速度相等，故：vA=vBcos30°，其中：vB=v，联立解得：，故选B．【题目点拨】本题关键时明确系统机械能守恒，单个物体的机械能不守恒，同时要两个两个物体沿着绳子的分速度时相等的．4、B【解题分析】

A.由题知，，故电场方向右下方，而在曲线运动中所受的电场力指向轨迹内侧，故与电场方向相同，如图所示：故该带电粒子带正电，故A错误；CD.由图可知，正电荷做曲线运动，所以粒子的运动轨迹和等势面可能垂直，与等势面不可能垂直；电场线的疏密表示电场的强弱，由图一可知等势面上各点场强不是处处相等，故CD错误；B．由题图可知，该电场的上下是对称的，如图所示可知该区域可能是点电荷和无限大金属平板形成的电场，也可能是等量异种点电荷的电场，故B正确；故选B．【题目点拨】粒子只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于粒子带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大．5、B【解题分析】

气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙，且为正功，△E=mgh+W乙，故B正确，ACD错误．故选B．6、D【解题分析】

由图象可知，电压的最大值为311V，交流电的周期为2×10-2s，所以交流电的频率为.A.交流电的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为22V;所以A错误.B.当单刀双掷开关与b连接时，副线圈电压为44V，所以副线圈电流为4.4A，电流表示数为电流的有效值，不随时间的变化而变化，所以电流表的示数为4.4A;故B错误.C.变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为50Hz;所以C错误.D.当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的匝数变小，所以副线圈的输出的电压要变大，电阻R上消耗的功率变大，原线圈的输入功率也要变大;所以D正确.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】输送的电功率P一定，导线上损失的功率为△P=I2r，输送电流为：I=P/U；有：△P=（PU）2r，故在输电线上损失的电功率和输送电压的平方成反比，故AB错误，D正确；损失的功率为△p=(△U)2r，可知，8、CD【解题分析】

AB．根据位移-时间图象的斜率等于物体的速度，知前10s内汽车做匀速直线运动，加速度为0，10-15s内汽车静止．故AB错误．C．20s末汽车的速度大小等于15-25s内图象的斜率大小，为：，速度的大小为1m/s．故C正确．D．前25s内汽车的位移为：△x=20m-0=20m，平均速度大小为：．故D正确．9、BC【解题分析】A．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向平行，如声波，故A错误；B．在t=0.2s时，y=0.1，在最大位移处，振子的运动速度为零，故B正确；C．单摆的周期T=，在满足简谐振动的条件（摆角小于5°）下，与摆角大小无关，故C正确；D．在受迫振动中，物体的振动频率一定等于驱动力的频率，如果驱动力的频率等于物体的固有频率，则发生共振现象，故D错误．故选：BC10、BD【解题分析】

由于A、B两船和人组成的系统水平方向受合力为零，则系统水平方向动量守恒，选项A错误，B正确；根据动量守恒定律可知：，解得v1:v2=4:3，选项C错误，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)ACD(2)(3)77.00【解题分析】（1）要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1=m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t，得：m1OP=m1OM+m2ON，因此实验中需要测量两小球的质量、先确定落点的位置再测量出平抛的水平距离；故应进行的步骤为ACD；

（3）根据（2）的分析可知，要验证动量守恒应验证的表达式为：m1OP=m1OM+m2ON；

（4）发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，根据动量守恒的表达式是：m1v0=m1v1+m2v2

由m1v02=m1v12+m2v22，

得机械能守恒的表达式是：m1•OM2+m2•ON2=m1•OP2，

联立解得：v2=v0，

因此最大射程为：sm=•OP==77.0cm；

点睛：该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律，该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速和时间，而是用位移x来代替速度v，成为是解决问题的关键．注意明确射程最大对应的条件．12、m1t1【解题分析】

第一空：设遮光板的宽度为d，滑块经过光电门时的速度：v1=dt1第二空：AB．烧断细线过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：m1v1-m2v2=0，又知道v1=CD．滑块被弹开后在运动过程中要受到阻力作用，为减小阻力对实验的影响，应减小阻力作用时间，光电门间的距离应近一些，C正确D错误；四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定