2023-2024学年上海市宝山中学物理高二年级上册期末检测试题含解析

2023-2024学年上海市宝山中学物理高二上期末检测试题

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”o

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、有一半径为R的均匀带电薄球壳，在通过球心的直线上，各点的场强E随与球心的距离x变化的关系如图所示;在

球壳外空间，电场分布与电荷量全部集中在球心时相同，已知静电常数为兀，半径为R的球面面积为5=4不甯，则下

B.图中r=1.5R

C.在x轴上各点中有且只有x=R处电势最高

D.球面与球心间电势差为E0R

2、如下图所示，将质量为拉，半径为R且内壁光滑半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙。今让一质量为机的小球

自左侧槽口A的正上方万高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（）

A.槽离开墙后，将不会再次与墙接触

B.小球离开C点以后，将做竖直上抛运动

C.小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒

D.小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒

3、如图所示，水平放置的平行板电场，上极板接地，下极板带正电，从板间电场的左边缘尸点可连续水平打出完全相

同的带负电的液滴，其初速度都为的垂直进入电场区域，若某液滴恰落在3点位置，其速度大小为心液滴落在下

极板后电量即被吸收，则之后的另一液滴落在下极板时，下列说法正确的是

7

______/o

CBA

A.可能仍落在B点

B.可能落在C点

C.落在下极板时的速度将大于v

D.落在下极板时的速度将小于v

4、如图所示电路中，电源电动势为E,内阻为r,R和R3均为定值电阻，RT为热敏电阻（温度越高，电阻越低）.当

环境温度较低时合上电键S,当环境的温度逐渐升高时，若三个电表A］、A?和V的示数分别用L、L和U表示.则各

个电表示数的变化情况是（）

A.L增大，L不变，U增大

B.L减小，L增大，U减小

C.L增大，k减小，U增大

D.L减小，L不变，U减小

5、如图所示，T和S是绕地球做匀速圆周运动两颗人造地球卫星，虚线为各自轨道，其中T为地球同步卫星.由此

可以判定

A.T卫星可以相对地面静止在天津的正上方

B.7卫星的运行周期小于S卫星的运行周期

C.T卫星的运行速率大于S卫星的运行速率

D.7卫星、S卫星的运行速率均小于7.9km/s

6、关于光电效应，下列说法正确的是（）

A.只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应

B.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小

C.截止频率越大的金属材料逸出功越大

D.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多

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、关于电场和磁场下列说法正确的是（）

A.运动电荷在磁场中的受力方向就是该点的磁感应强度方向

B.运动电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，该位置的磁感应强度不一定为零

C.放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，该位置的电场强度一定不为零

D.沿着电场线的方向电势逐渐降低，沿着电流方向电势逐渐降低

8、回旋加速器的工作原理如图所示，两个半径为R的。形盒间加周期性变化交变电压U,中心A处粒子源发出的带

电粒子经£＞形盒缝隙中的电场加速度进入。形盒中，经磁场回旋，最终从。形盒出口导出.已知匀强磁场的磁感应强

度大小为3、方向与盒面垂直，忽略A处粒子源产生的粒子的初速度及在狭缝中加速的时间，则

接交流电源

A.交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期的一半

B.U越大，粒子最终获得的动能越大

C.。形盒半径R越大，粒子最终获得的动能越大

D.磁感应强度B越大，粒子最终获得的动能越大

9、如图所示，虚线MN右侧存在匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，电场方向竖直向上，电场方向竖

4

直向上，矩形区域ABCD的AD边与MN重合，AB边长为/,AD边长为一质量为m、电荷量为q的正电微粒

垂直于MN射入复合场区域后做匀速圆周运动，到达C点时，电场方向立刻旋转90。，同时电场强度大小也发生变化

（不考虑电场变化时产生的影响），带电微粒沿着对角线CA方向从A点离开.重力加速度为g,下面说法正确的是

M

A.电场方向旋转90。之后，电场方向水平向左

B.电场改变之后的场强大小变为原来的2倍

C.微粒进入MN右侧区域时的初速度为-同

D.微粒在矩形ABCD区域内做匀速直线运动

10、如图所示，Ri、R2、R3、R4均为可变电阻，Ci、C2均为电容器，电源的电动势为E,内阻#0.若改变四个电阻

中的一个阻值，则()

A.减小Ri,Ci、C2所带的电量都增加

B.增大R2,G、C2所带的电量都增加

C.增大R3,Ci、C2所带的电量都增加

D.减小R4,Ci,C2所带的电量都增加

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)用如图所示的装置“探究加速度与力和质量的关系”，带滑轮的长木板水平固定，跨过小车上定滑轮的两根

细线均处于水平

(1)实验时，一定要进行的操作是.(填步骤序号)

A.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数

B.改变砂和砂桶质量，打出几条纸带

C.用天平测出砂和砂桶的质量

D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

(2)以拉力传感器示数的二倍F(F=2F0)为横坐标，以加速度“为纵坐标，画出的a-E图象如下图所示，则可能

正确的是

(3)在实验中，得到一条如图所示的纸带，按时间顺序取0、1、2.........5共6个计数点，1〜5每相邻两个点间各有

四个打印点未画出，用刻度尺测出1、2、…、5各点到O点的距离分别为：10.92、18.22、23.96、28.30、31.10

(cm),通过电磁打点计时器的交流电频率为50Hz.贝!I：小车的加速度大小为m/s2,(结果保留一位小数)

12.(12分)某同学要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻步骤如下：

(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图1,由图可知其长度为mm

5cm67

IIIIIIIIIIIIII,II,I,III

IIIIIIIII|IIII|IIII

01020

图1图2

(2)用螺旋测微器测量其直径如图2,由图可知其直径为______mm

(3)用多用电表的电阻“xlO”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3,则该电阻的阻值约为

______Q.

图3

（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:

待测圆柱体电阻R

电流表Ai（量程0〜4mA,内阻约50Q）电流表A2（量程0〜10mA,内阻约30。）

电压表Vi（量程0〜3V,内阻约10k。）电压表V2（量程0〜15V,内阻约25kO）

直流电源E：电动势4V,内阻不计

滑动变阻器Ri阻值范围0〜15。，允许通过的最大电流2.0A

滑动变阻器电阻值范围0〜20kQ,允许通过的最大电流0.5A开关S导线若干

为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在图4方框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号

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5c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A3=R=0.2m,把一质量机=O.lkg,带电

4

量为的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）

⑴小球到达C点的速度大小

⑵小球在C点时，轨道受到的压力大小

14.（16分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板“、6相距d=0.10m,a、6间的电场强度为E=5.0X1（）5N/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.今有一质量为机=4.8xl0-25kg、电荷

186

量为9=1.6X10C的带正电的粒子（不计重力），从贴近。板的左端以vo=l.OxlOm/s的初速度水平射入匀强电场，刚好

从狭缝P处穿过》板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的。处（图中未画出）.求P、。之间的距离L

XXXMX

XXX

15.（12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=l。的电源，导轨平面与

水平面间的夹角0=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Ro=l£2时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g=10m/s2,$也37。=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

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.由图线可知，距离球心R处的场强为耳，则根据点电荷场强公式可知：

解得球壳带电量：

Q旦

k

则均匀带电球壳带电密度为:

Q_Eo

4兀k

故A正确；

B.根据点电荷场强公式:

解得

r=V27?

故B错误；

CD.由题意可知在在x轴上各点中，在0-R范围内各点的电势均相同，球面与球心间的电势差为零，故CD错误；

故选Ao

2、A

【解析】AB.小球从A运动到3的过程中，由于墙壁的阻挡，所以槽不会运动，在该过程中，小球与半圆槽在水平

方向受到墙壁的作用力，系统水平方向动量并不守恒，小球、半圆槽组成的系统动量也不守恒；从3运动到C的过程

中，在小球压力作用下，半圆槽离开墙壁向右运动，小球离开C点时，小球的水平速度与半圆槽的速度相同，但是此

时小球也具有竖直向上的速度，所以小球离开C点以后，将做斜上抛运动。小球离开C点以后，槽向右匀速运动，因

为全过程中，整个系统在水平方向上获得了水平向右的冲量，槽将与墙不会再次接触，B错误A正确；

C.小球从A运动到3的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒。槽离开墙壁后，系统水平方向不受外力，小

球与半圆槽在水平方向动量守恒，因此，小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒，C错误;

D.小球在槽内运动的全过程中，小球有竖直向上的分加速度，存在超重现象，系统竖直方向的合外力不为零，因此,

小球与半圆槽组成的系统动量不守恒，D错误。

故选Ao

3、D

【解析】液滴的电量被下极板吸收后，极板的带电量减小，由。=/知板间电压减小，则板间场强E减小，由牛顿第

二定律知液滴的加速度会变化，以此分析各个选项即可.

【详解】液滴的电量被下极板吸收后，极板的带电量。减小，由。=匕知板间电压U减小，则板间场强E减小，液

滴受重力、电场力，由牛顿第二定律知：。=整笆减小.

m

1

A、B、竖直方向：偏转量丁=］。»9,y不变“减小，所以f增大，水平方向：增大，所以落在5的右侧，故A、

B错误；

C、D、竖直方向：匕,=J讨，a减小，所以小减小，落在下极板时的速度：Jvj+直减小,故C错误，D正确.

故选D.

【点睛】本题考查了液滴在电场中的运动，解决的思路还是类平抛运动的方法，但要明确哪些量在变化，哪些量不变.

4、B

【解析】由图知电压表测量路端电压，电流表Ai测量流过Ri的电流，电流表A2测量流过RT的电流；

当环境的温度逐渐升高时，RT减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，即

电压表示数U减小，R3电压增大，Ri、R2并联电压减小，通过Ri的电流L减小，而总电流I增大，则流过RT的电

流L增大.故ACD错误，B正确；故选B

考点：电路的动态分析

5、D

【解析】A项：地球同步卫星只能在赤道平面上空，所以不可能在天津的正上方，故A错误;

__八4cmM4乃2„Ir3

B项：由式G—--=m——r得：T=2肛，----，由于T卫星的半径大于S卫星的半径，所以T卫星的运行周期

/T2VGM

大于S卫星的运行周期，故B错误;

C项：由公式6吧=相且得：VI组,由于7卫星的半径大于S卫星的半径，T卫星的运行速率小于S卫星

rrr

的运行速率，故C错误;

也可知，由于T卫星和S卫星的半径都大于地球的半径，所以两都的速率都小于第一宇宙速度

D项：由公式v

r

7.9km/s,故D正确

故选D

6、C

【解析】A.电子在发生跃迁的时候一次只能吸收一个光子，而所谓极限频率是指处于最外层的电子发生电离所要吸

收的光子的频率，故只要入射光的频率低于金属的极限频率，无论时间多长，无论光的强度多大，都不会发生光电效

应，故A错误；

B.根据爱因斯坦光电效应方程

Ekm=hv-W

可知光电子的最大初动能跟入射光的频率和金属的逸出功都有关，故B错误；

C.根据爱因斯坦光电效应方程

Ekm-hv-W

可知

hv0=W

故金属的截止频率越大，金属材料的逸出功越大，故C正确；

D.单位时间内逸出的光电子的数目多少跟入射光的强度有关，入射光的光强一定时，频率越高，光子能量越大，则

光子数越小，单位时间内逸出的光电子的数目越小，故D错误。

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、BC

【解析】A.根据左手定则可知运动电荷在磁场中的受力方向与该点的磁感应强度方向垂直，故A错误；

B.根据E=q该可知，运动电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度可能为零或电荷的速度

为零或速度方向与磁感应强度方向平行，故B正确；

C.由电场的基本性质可知，对放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置一定不为零，故C正确；

D.沿着电场线方向电势逐渐降低；在闭合电路的外电路中沿着电流的方向电势逐渐降低，在内电路中沿着电流的方

向电势逐渐升高，故D错误；

故选BC。

8、CD

【解析】根据题图可知，本题考查了回旋加速器的原理.根据回旋加速器中交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动

_271mmv

的周期一致，由周期公式T=-^和半径公式r==，从而推导最大动能的表达式，即可进行判断

qBqB

【详解】A、交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期，否则带电粒子不可能总是被加速的.故A错误

22

BCD、根据半径公式rmv知，v=LaBr,贝微子的最大动能后匕1"2.=n~"/?上r，与加速的电压无关，与D形

盒的半径以及磁感应强度有关，D形盒的半径R越大，粒子加速所能获得的最大动能越大，故CD正确，B错误；

【点睛】在回旋加速器中，粒子获得的最大动能是由D型盒的半径决定的，交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周

期的条件

9、CD

【解析】电场方向旋转90。之后，带电微粒必定做匀速直线运动，否则若是变速直线运动，速度变化，洛伦兹力变化,

不可能做直线运动.通过分析受力情况，对照直线运动的条件，确定电场方向，并由平衡条件求场强的大小.由洛伦

兹力大小，来求初速度.

【详解】带电微粒垂直于MN射入复合场区域后做匀速圆周运动，电场力与重力平衡，由洛伦兹力提供向心力.微粒

在矩形A3。区域内必定做匀速直线运动，否则若是变速直线运动，速度变化，洛伦兹力变化，不可能做直线运动.在

A5C。区域内，微粒受到竖直向下的重力、垂直于AC方向斜向上的洛伦兹力，由平衡条件知电场力方向水平向右，

所以电场方向旋转90。之后，电场方向水平向右，故A错误，D正确；电场改变之前，有"zg=gEi.电场改变之后，

如图所示：

M

AD444

由几何关系可知tana=万不=§,可得”=53。，由平衡条件得q£2=/wgS〃a=可得以=§£1,故B错误；

微粒在进入矩形ABC。区域内之前做匀速圆周运动的轨迹如图，设轨迹半径为r,则AC="a"a=1/,得r=?/,根

34

据洛伦兹力提供向心力得4/=根或，微粒在进入矩形A5C。区域内，由平衡条件得/汨=」鸳=。冽g,联立解

rcosa3

得v=）呵,即微粒进入MN右侧区域时的初速度为v=工屈，故C正确.所以CD正确，AB错误

【点睛】本题考查了带电粒子在磁场和电场中的运动，关键要正确分析微粒的受力情况.对于圆周运动，要会确定半

径和圆心以及圆心角.本题涉及的过程较多，要正确地画出轨迹图，结合几何关系即可解题

10、BD

【解析】由电路图可知，电阻R2、R3、R4串联接入电路，电容器C1并联在电阻电阻R2两端，电容器C2与R2、R3

的串联电路并联；根据电路电阻的变化，应用欧姆定律及串联电路特点判断电容器两端电压如何变化，然后由Q=CU

判断出电容器所带电荷量如何变化

【详解】A、减小Ri,电容器Ci、C2两端电压不变，电容器所带电量不变，故A错误；

B、增大R2,整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，路端电压变大，电阻R3、R4两端电压变

小，电阻R2两端电压变大，电阻R2、R3串联电压变大，电容器Cl、C2两端电压变大，由Q=CU可知，两电容器所

带的电量都增加，故B正确；

C、增大R3,整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，由U=IR可知，电阻R2两端电压变小，

电容器C1两端电压变小；路端电压变大，电阻R4两端电压变小，电阻R2、R3串联电压变大，电容器C2两端电压变

大，由Q=CU可知，电容器G所带电荷量减少，C2所带的电量都增加，故C错误；

D、减小R4,电路总电阻变小，由闭合欧姆定律可知，电路电流变大，电阻R2两端电压变大，电阻R2、R3串联电压

变大，电容器Ci、C2两端电压都增大，由Q=CU可知Ci、C2所带电量都增加，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.AB②.C③.1.5

【解析】(1)A、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的

关系，要记录弹簧测力计的示数，故A正确；

B、改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故B正确；

C、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小

于车的总质量，故CD错误

故选AB；

(2)小车质量不变时，加速度与拉力成正比，所以a-F图象是一条倾斜的直线，由实验装置可知，实验前没有平衡

摩擦力，则画出的a-歹图象在F轴上有截距，故C正确

故选C；

（0.3110-0.2396）-（0.2396-0.109）_则小车

(3)根据/运用逐差法得，a=奉二普2L48m/s2>

4T24x0.01

的加速度大小为1.48m/s2

12、①.（1）50.15；②.（2）4.700；③.（3）220。；④.（4）如图所示

【解析】(1)游标卡尺的读数等于主尺读数加游标尺读数，不估读

(2)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；

(3)欧姆表读数等于表盘示数乘以倍率

(4)电压从零调起，滑动变阻器应采用分压接法，根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后作出

实验电路图；

【详解】(1)游标卡尺读数为：L=5cm+0.05mmx3=50.15mm.

(2)螺旋测微器的读数为D=4.5mm+0.01mmx20.0=4.700mm

(3)电阻的读数为:R=22xl0=220Q

(4)电源电动势为4V,电压表应选：Vi,

U3

电路最大电流约为：/=-=--«0.014A=14mA,电流表应选A2,为方便实验操作，滑动变阻器应选择Ri,由于

R220

电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器应采用分压接法,

—R=^2y20«7c.c3,片K,二1若00‘00土45.5,-%y、>—R,电流表应采用外接法，实验电路图如图所示:

【点睛】游标卡尺时应分成整数部分和小数部分两部分来