2023年上海市青云中学高二物理上学期期末试卷含解析
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. 关于薄膜干涉，下述说法中正确的是 ( )
A．干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果
B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C．干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等
D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧
参考答案：
AD
2. 如图所示，是四只电阻的I－U图像，这四只电阻并联起来使用时，通过各只电阻的电流强度分别是I1、I2、I3、I4，则
A．I1＞I2＞I3＞I4 B．I1=I2=I3=I4
C．I1＜I2＜I3＜I4 D．无法判断
参考答案：
C
3. （单选） 如图所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较，这个过程
A．安培力对ab棒所做的功不相等
B．电流所做的功相等
C．电流产生的总内能相等
D．通过ab棒的电荷量相等
参考答案：
A
4. （单选）传感器是把非电学量（如温度、速度、压力等）的变化转换为电学量变化的一种元件，自动控制中有着广泛的应用．如图所示是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况．关于两者关系的说法中正确的是（ ）
A．C增大表示h减小
B．C增大表示h增大
C．C减小表示h增大
D．C的变化与h的变化无直接关系
参考答案：
B
5. 如图所示,一束电子以大小不同的速率从同一位置沿图示方向飞入横截面为一
正方形的匀强磁场区,在从ab边离开磁场的电子中，下列判断正确的是
A.从b点离开的电子速度最大
B.从b点离开的电子在磁场中运动时间最长
C.从b点离开的电子速度偏转角最大
D.在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹一定重合
参考答案：
AD
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 用甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，两种光的频率v甲 v乙（填“＜”，“＞”或“=”）， （选填“甲”或“乙”）光的强度大．已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0，则甲光对应的遏止电压为 ．（频率用v，元电荷用e表示）
参考答案：
=，甲，．
【考点】光电效应．
【分析】根据光的强度越强，形成的光电流越大；并根据光电效应方程，即可求解．
【解答】解：根据eUc=hv0=hv﹣W0，由于Uc相同，因此两种光的频率相等，
根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大；
由光电效应方程mv2=hv﹣W0，
可知，电子的最大初动能EKm=hv﹣W0；
那么甲光对应的遏止电压为Uc=；
故答案为：=，甲，．
7. 下图是交流发电机的示意图。为了清楚，老师只画出了一匝线圈（实际共有N匝）。线圈AB边（长l1）连在金属环K上，CD边（长也为l1）连在滑环L上；导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。假定线圈沿逆时针方向以角速度ω0匀速转动，如图甲至丁。那么：
(1）线圈转到上述图示的 位置时，线圈中电流最大；
（2）线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流的方向 ；
（3）当AD边和BC边长均为l2，磁场可视为磁感应强度B的匀强磁场，整个电路总电阻设为R，以丙图位置计时t=0，则线圈中电流随时间变化的规律为i= .
参考答案：
8. 在猜想弹性势能可能与哪几个物理量有关的时候，有人猜想弹性势能可能与弹簧的劲度系数k、与弹簧的伸长量x有关，但究竟是与x的一次方，还是x的二次方，还是x的三次方有关呢？请完成下面练习以帮助思考．
(1)若弹性势能Ep∝kx，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx的单位是________．
(2)若弹性势能Ep∝kx2，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx2的单位是________．
(3)若弹性势能Ep∝kx3，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx3的单位是________．
从(1)、(2)、(3)对单位的计算，你可以得到的启示：_________________________.
参考答案：
9. 密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性.如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d.可求出小油滴的电荷量q=_______.
参考答案：
23.我国照明用的正弦交变电流的电压是220V。它的最大值为 V。我国交流电的周期为 s，频率为 Hz。
参考答案：
11. 如图所示卢瑟福做原子核人工转变实验的装置．容器中充有________气，放射性物质A射出的a粒子________穿过铝箔F(填“能”或“不能”)。荧光屏S上的亮点是________打出的，该粒子是a粒子打击氮核而产生的，此核反应方程是_________________。
参考答案：
氮气（1分）；不能（1分）；质子（1分）；N+He →O + H
12. 氢原子从能量较高的能级（能量为Em）跃迁到能量较低的能级（能量为En）时，会 释放 （填“释放”或“吸收”）光子，真空中这种光子的波长为 ．用这种光子照射逸出功为W0的锌板发生了光电效应，则光电子的初动能不大于 Em﹣En﹣W0 （普朗克常量为h，光速为c）
参考答案：
解：氢原子从能量较高的能级（能量为Em）跃迁到能量较低的能级（能量为En）时，会释放光子，
释放光子能量为：E=Em﹣En=h
真空中这种光子的波长为：λ=，
根据光电效应方程：EK=hv﹣w0，
用这种光子照射逸出功为W0的锌板发生了光电效应，则光电子的初动能不大于Em﹣En﹣W0，
故答案为：释放，，Em﹣En﹣W0
13. （4分）在奥斯特发现电流的磁效应以后，人们就思考这样一个问题：磁铁的磁场是否也是由物质内部的某种电流产生的?我们在初中学过，通电螺线管外的磁场与条形磁铁的磁场很相似．法国科学家安培注意到了这一点，提出了著名的 假说，对磁现象的电本质作出了解释，他使人们认识到：磁铁的磁场和 的磁场是一样，都是由运动电荷产生的。
参考答案：
分子电流 电流
三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 一同学用左图所示的电路测量电源的电动势E和内阻r，其中电流表的内阻RA=2Ω。闭合开关，调节滑动变阻器，读出五组U、I数值并在坐标纸上描点如右图所示。
根据坐标纸上描出的点作出U-I图象；
求出电源的电动势E=___________V，内阻r=_____________Ω。
参考答案：
（1）如图所示（3分）
（2）1.5（3分），1.0（3分）
15. 如图（a）所示为“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置图，实验过程有如下操作步骤：
①将其中一个探针与导电纸上的某一基准点接触，然后在导电纸上移动另一个探针，寻找若干个与此基准点的电势差为零的点，并将这些点压印在白纸上。
②在一块平整的木板上，依次铺放白纸、复写纸、导电纸，用图钉固定。
③合上电键。
④取出白纸画出各条等势线。
⑤在导电纸上放两个与它接触良好的圆柱形电极（图中A、B），并将两个电极分别与电源的正负极相连。
⑥重复步骤，找出其它4个基准点的等势点。
⑦用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上。在两电极的连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上。
（1）将每一步骤前的序号按正确的操作顺序填写：__________________；
（2）该实验中，在两个电极的连线上选取间距相等的a、b、c、d、e五个点作基准点，如图（b）所示，实验中若发现a点电势低于b点电势，说明电极A与电源的______（选填“正”或“负”）极相连；
（3）实验中测得a、b两点间的电压为U1，b、c两点间的电压为U2，则U1______U2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的摩擦力；
（3）若仅将磁场方向改为竖直向上，求摩擦力．
参考答案：
解：（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
（2）根据左手定则，可判断安培力的方向沿斜面向上，大小为F安=BIL=0.30N
导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mg sin37°=0.24N
由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件
mg sin37°+f=F安
解得：f=0.06N
（3）根据左手定则，可判断安培力的方向水平向右，大小仍为F安=BIL=0.30N
安培力沿斜面向上的分力F2=F安cos37°=0.24N=F1
所以摩擦力为零．
答：（1）通过导体棒的电流1.5A；
（2）导体棒受到的摩擦力0.06A；
（3）若仅将磁场方向改为竖直向上，摩擦力为0
【考点】安培力；闭合电路的欧姆定律．
【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小．根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小．
（2）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小．
（3）若仅将磁场方向改为竖直向上，重力沿斜面向下的分力等于安培力的分力，摩擦力为0
17. （8分）某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如图所示，将相距为L的两根固定支柱A、B（图中小圆框表示支柱的横截面）垂直于金属绳水平放置，在AB的中点用一可动支柱C向上推动金属绳，使绳在垂直于AB的方向竖直向上发生一个偏移量，这时仪器测得绳对支柱C竖直向下的作用力为F。
（1）试用L、、F表示这时绳中的张力T；
（2）如果偏移量，作用力F=400N，L=250，计算绳中张力的大小。
参考答案：
解析：
（1）设c′点受两边绳的张力为T1和T2，的夹角为θ，如图所示。依对称性有：T1=T2=T
由力的合成有： F=2Tsinθ
根据几何关系有 sinθ=
联立上述二式解得 T= ，因d<
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