上海实验中学2023年高二物理期末试题含解析

上海实验中学2023年高二物理期末试题含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. 如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动．两球质量关系为mB=2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为﹣6kg?m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为4kg?m/s，则（　　） A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5 B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10 C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5 D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10 参考答案： C 【考点】动量守恒定律． 【分析】光滑水平面上有大小相同的A、B 两球在发生碰撞，在碰撞过程中动量守恒．因此可根据两球质量关系，碰前的动量大小及碰后A的动量增量可得出A球在哪边，及碰后两球的速度大小之比． 【解答】解：规定向右为正方向，碰撞前A、B两球的动量均为﹣6kg?m/s，说明A、B两球的速度方向向左， 两球质量关系为 mB=2mA，由P=mv知碰撞前有 vA＞vB，要发生碰撞，所以右方是A球． 碰撞后A球的动量增量为：△PA=4kg?m/s 所以碰撞后A球的动量为：PA′=PA+△PA=（﹣6+4）kg?m/s=﹣2kg?m/s 碰撞过程系统总动量守恒有：PA+PB=PA′+PB′ 解得碰撞后B球的动量为：PB′=﹣10kg?m/s， 根据mB=2mA，PA′=mAvA′，PB′=mBvB′ 得碰撞后A、B两球速度大小之比为：vA′：vB′=2：5 故C正确，ABD错误． 故选：C 2. 如图所示，半径相同的两个金属小球A、B，A带有电荷量是B的3倍（可视为点电荷），相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是F，今让第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间的相互作用力为 （     ） A．吸引力，F/8       B．吸引力，F/4 C．排斥力，3F/8      D．排斥力，3F/4 参考答案： C 3. 如图所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，其一部分处于方向垂直导轨所在平面且有上下水平边界的匀强磁场中，一根金属杆MN成水平沿导轨滑下，在与导轨和电阻R组成的闭合电路中，其他电阻不计。当金属杆MN进入磁场区后，其运动的速度图像不可能是下图中的　  参考答案： B 4. (单选)关于物体机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是(    ) A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B.做匀变速直线运动的物体，机械能一定不守恒 C.外力对物体做功等于零时，机械能一定守恒 D.若只有重力对物体做功，机械能一定守恒 参考答案： D 5. 牛顿运动定律是经典力学的基础。以下对牛顿运动定律的理解中正确的是 A．牛顿第一定律指出物体只有保持匀速直线运动状态或静止状态时才具有惯性 B．牛顿第二定律指出物体加速度的方向与物体所受合力的方向一致 C．牛顿第三定律指出物体间的作用力与反作用力是一对平衡力 D．牛顿运动定律不仅适用于低速运动的宏观物体，也适用于高速运动的微观粒子 参考答案： B 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. （4分）按照你对以下几种传感器的理解填写下面表格中的空格中的内容。 传感器名称 输入（或感受）的量 输出的物理量 湿度计 湿度 电学量 光电二极管   电学量 压强传感器   电学量 话筒   电学量 热电偶   电学量 参考答案： 光信号（1分）、压强（1分）、声音（1分）、温度（1分） 7. 为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为m的滑块，两滑块的一端分别与纸带相连，打点计时器所用电源的频率为f。接通打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3。那么，请以表达式的形式写出：碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后两滑块的总动量大小为________．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证． 参考答案： 0.2mfs1，0.2mfs3，0.2mf(s1－s3)，0.4mfs2 8. 作用在某物体上同一点的两个力F1=40N，F2=30N，两力的合力最大值是　  　N；两力的合力最小值是　  　N；当两个力互相垂直时合力的大小是　  　N． 参考答案： 70，10，50． 【考点】力的合成． 【分析】两力合成时，合力随夹角的增大而减小，当夹角为零时合力最大，夹角180°时合力最小，并且有|F1﹣F2|≤F≤F1+F2 【解答】解：两力合成时，合力范围为：|F1﹣F2|≤F≤F1+F2； 当两个力的夹角为0°时，两力的合力最大，其最大值是 70N； 当两力的夹角为 180°时，两力的合力最小，其最小值是10N； 当两个力互相垂直时合力的大小是=50N． 故的答案：70，10，50． 9. （4分）一雷达向远处发射无线电波每次发射的时间是1两次发射的时间间隔为100，在指示器的荧光屏上呈现出尖形波如图所示，已知图中刻度长ab=bc=L，则障碍物与雷达之间的距离是        。 参考答案：  7.2×106m 10. 如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间，试测线圈平面与螺线管的轴线垂直，可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连。拨动双刀双掷换向开关K，改变通入螺线管的电流方向，而不改变电流大小，在P中产生的感应电流引起D的指针偏转。 （1）将开关合到位置1，待螺线管A中的电流稳定后，再将K从位置1拨到位置2，测得D的最大偏转距离为dm，已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ， Dφ＝，式中为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度B＝＿＿＿＿＿＿；若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为Δt，则试测线圈P中产生的平均感应电动势ε＝＿＿＿＿。 （2）调节可变电阻R，多次改变电流并拨动K，得到A中电流I和磁感应强度B的数据，见右表。由此可得，螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B＝＿＿＿＿＿＿＿＿。 （3）（多选题）为了减小实验误差，提高测量的准确性，可采取的措施有 （A）适当增加试测线圈的匝数N （B）适当增大试测线圈的横截面积S （C）适当增大可变电阻R的阻值 （D）适当拨长拨动开关的时间Δt 参考答案： ．(1)(2)0.00125I(或kI)              (3)A,B 11. （2分）一定质量的理想气体发生了状态变化，在这个过程中外界对它做了450J的功，它放出了100J的热量，则气体内能的增量是         。 参考答案：  350 J 12. （填空）一个有10匝的闭合导体线圈，若在0.01s内，通过线圈的磁通量是由0.04Wb均匀地减小到零，则在这段时间内线圈产生的感应电动势E＝_________。 参考答案： 40V 13. 请你根据漫画“洞有多深”提供的情境，回答下列问题： （1）他们依据什么规律估算洞的深度?______________________（只要求写出相应的物理公式） （2）请你对该方法进行评估，写出该方法的优点和缺点．（各写一条即可） 优点：________________________________                        _。 缺点：________________________________                        _。 参考答案： （2）该方法的优点：（任意一点都可以）   ①所使用的仪器设备简单；②测量方法简捷；③运算简便。 该方法的不足：（任意一点都可以）   ①测量方法粗略，误差较大；②石块下落有空气阻力，会造成一定的误差；③未考虑声音传播需要的时间. 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 用螺旋测微器测某一物体的大小，刻度如右图所示，则螺旋测微器的示数是_________mm．    (2)某兴趣小组用多用电表粗测某电阻的阻值。    该兴趣小组首先选用“×1O”的欧姆挡，接着按正确的操作程序进行，测量时其表盘指针如图甲所示。为了减小误差，多用电表的选择开关应换用________欧姆挡(选填“×l”或“×lOO”)；换挡后，按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，表盘指针如图乙所示，则R的组值大约是___________Ω． 参考答案： 15. 某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到 了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球。他设计的实验 步骤是：   A．将石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点   B．用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长   C．将石块拉开一个大约a=的角度，然后由静止释放 D．从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由T=t/30得出周期 E．改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T F．求出多次实验中测得的的平均值作为计算时使用的数据，带入公式求出重力加速度g。     (l)你认为该同学以上实验步骤中有重大错误的是？ 答：     (2)该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真 实值偏大还是偏小？_________。     (3)你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难？ 答： 参考答案： 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离l=0.50m。轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0=0.50m。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64 T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m，且其右边界与NN′重合。现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处。在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′。已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10，轨道的电阻可忽略不计，取g=10m/s2，求： （1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向； （2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量； （3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。 参考答案： （1）设导体杆运动至磁场的左边界时的速度为v1： 　　　　（F-μmg）s=mv12 　　　　导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势E=Blv1 　　　　I=E/（R+r）= 3.84A根据右手定则可知，电流方向为由b向a       3分 （2）设导体杆在磁场中运动的时间为t，产生的感应电动势的平均值为E平均 E平均=△φ/t=Bld/t 　　　　通过电阻R的感应电流的平均值 I平均=E平均/（R+r）   q=I平均t=0.512C　　3分 （3）设导体杆离开磁场时的速度大小为v2，运动到圆轨道最高点的速度为v3，因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点，根据牛顿第二定律对导体杆在轨道最