上海市黄浦区2024届高二物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

上海市黄浦区2024届高二物理第二学期期末学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，若规定无限远处分子势能为零，则A．乙分子在b处势能最小，且势能为负值B．乙分子在c处势能最小，且势能为负值C．乙分子在d处势能一定为正值D．乙分子在d处势能一定小于在a处势能2、如图甲所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为，以磁场区左边界为轴建立坐标系，磁场区在轴方向足够长，在轴方向宽度均为．矩形导线框的边与轴重合，边长为．线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场垂直．以逆时针方向为电流的正方向，线框中感应电流与线框移动距离的关系图象正确的是图乙中的（）A． B．C． D．3、如图所示，一质量为0.5kg的一块橡皮泥自距小车上表面1.25m高处由静止下落，恰好落入质量为2kg、速度为2.5m/s沿光滑水平地面运动的小车上，并与小车一起沿水平地面运动，取g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是A．橡皮泥下落的时间为0.3sB．橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为3.5m/sC．橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统动量守恒D．整个过程中，橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为7.5J4、核电池又叫“放射性同位素电池”，它将同位素在衰变过程中不断放出的核能转变为电能，核电池已成功地用作航天器的电源，据此猜测航天器的核电池有可能采用的核反应方程是A． B．C． D．5、下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是（）A．变化的磁场产生的电场一定是变化的B．不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场C．稳定的磁场产生不稳定的电场D．振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的6、质量为2kg的小车以2m/s的速度沿光滑的水平面向右运动，若将质量为2kg的砂袋以3m/s的速度迎面扔上小车，则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是()A．2.6m/s，向右 B．2.6m/s，向左C．0.5m/s，向左 D．0.8m/s，向右二、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、如图所示，在坐标系的第一象限内，有一段以坐标原点为圆心的四分之一圆弧ab，a点的坐标为（0,3)，点的坐标为（3,0)，ac段弧长是bc段弧长的2倍。空间有平行于坐标轴平面的匀强电场，a、c两点的电势均为1V，b点的电势为，则下列说法正确的是A．匀强电场的电场强度方向与轴正向成60°角B．匀强电场的电场强度大小为C．一个带正电的电荷沿圆弧从a运动到b,电势能先增大后减小D．坐标原点O的电势为8、如图所示，AB、AC两光滑细杆组成的直角支架固定在竖直平面内，杆AB与水平地面的夹角为30°，两细杆上分别套有带孔的小球a、b，在细线作用下处于静止状态，细线恰好水平。某时刻剪断细线，在两球下滑到细杆底端的过程中，下列说法正确的是（）A．小球a、b的质量之比为3：1B．小球a、b下滑到细杆底端时速度相同C．小球a下滑的时间大于小球b下滑的时间D．小球a受到的弹力与小球b受到的弹力之比为3:19、如图所示，光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨距离为L，两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2，两导轨间有一边长为L2的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，现用一恒力F沿水平方向拉杆，使之由静止向右运动，若杆拉出磁场前已做匀速运动，不计导轨及金属杆的电阻．则(A．金属杆出磁场前的瞬间，流过R1的电流大小为2FB．金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热为1C．金属杆做匀速运动时的速率v=D．金属杆穿过整个磁场过程中通过电阻R1的电荷量为B10、某横波在介质中沿轴传播,图甲为时的波形图,图乙为点(处的质点)的振动图象,下列说法正确的是（）A．该波向轴负方向传播,波速为B．质点与质点的运动方向总相反C．时,质点处于平衡位置,并正在往轴正方向运动D．在时间内,质点向右运动了三、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）利用如图所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻：(1)现有电流表(量程0～0.6A)、开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表(量程0～15V)B．电压表(量程0～3V)C．滑动变阻器(0～50Ω)D．滑动变阻器(0～500Ω)实验中电压表应选用_，滑动变阻器应选用________。(选填相应器材前的字母)(2)某位同学记录的6组实验数据如下表所示，6组数据的对应点已经标在坐标纸上，请画出U－I图线.序号123456电压U/V1.451.401.301.251.201.10电流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。12．（12分）某同学为了准确地测量个量程为3V，内阻约为3kΩ的电压表的内阻，实验中可供选择的实验器材有A特测电压表B．滑动变阻器：最大阻值1000ΩC．滑动变阻器：最大阻值10ΩD．电阻箱：最大阻值999.9ΩE电阻箱：最大阻值999.9ΩF.电池组：电动势约6V，内阻可忽略G.开关，导线若干（1）虚线框中已经完成了实验的部分电路图，请用笔画线代替导线将电路补充完整；____（2）要使测量更精确.滑动变阻器选用_________，电阻箱选用_________；(均填写器材前的字母序号)（3）使滑动变阻器的滑动片滑到b端，电阻箱的电阻调为0，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动片，使电压表示数为3V．保持其他条件不变，调整变阻箱接人电路中的阻值，使电压表示数为2V。若此时发现电阻箱的示数为1450Ω，则电压表的内阻为__________Ω；（4）电压表内阻的测量值_________真实值(填“大于“小于”或“等于”)。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）有一群氢原子处于量子数n=3的激发态．已知量子数为n的能级为，氢原子基态的电子轨道半径为r，静电力常量为k，电子的电荷量为e，普朗克常量为h，真空中的光速为c．（1）求这群原子发出光谱线的条数，并画出原子跃迁能级示意图；（2）求这群原子跃迁发出的光子中，频率最大的光子波长；（3）假设电子在基态轨道上做匀速圆周运动，求电子的动能．14．（16分）绝热性能良好的气缸固定在水平桌面上，其内壁光滑，开口向左，气缸中封闭一定质量的理想气体，活塞通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连，已知活塞的横截面积为，重物的质量，重力加速度，大气压强，滑轮摩擦不计，稳定时，活塞与气缸底部间的距离为，气缸内温度。（1）通过电热丝对气缸内气体加热，气体温度缓慢上升到时停止加热，求加热过程中活塞移动的距离；（2）停止加热后，在重物的下方加挂一个的重物，活塞又向左移动后重新达到平衡，求此时气缸内气体的温度。15．（12分）如图所示，x轴与水平传送带重合，坐标原点O在传送带的左端，传送带长L＝8m，并以恒定速率运转．一质量m＝1kg的小物块轻轻放在传送带上横坐标为xP＝1m的P点，小物块随传送带运动到Q点后恰好能冲上半径为R＝0.5m的光滑圆弧轨道的最高点N点．小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s1．求：（1）物块刚滑上圆弧轨道时的速度大小；（1）传送带运转的速率；（3）若将小物块轻放在传送带上的另一位置，小物块恰能到达圆弧轨道上与圆心等高的M点（如图），轻放物块的这个位置的横坐标是多少？此情况下物块刚滑上圆弧轨道时对圆弧轨道最低点的压力多大？

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、B【解题分析】

A、由于乙分子由静止开始，在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小为负值，故选项A错误，B正确；C、由于惯性，到达c点后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥力，故乙分子做减速运动，斥力做负功，势能增加，但势能不一定为正值，故选项C错误；D、在分子力表现为斥力的那一段cd上，随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能随间距的减小一直增加，故乙分子在d处势能不一定小于在a处势能，故选项D错误．【题目点拨】该题考察的是分子间的作用力与分子间距离的关系，分子间的引力和斥力总是同时存在，并且都随分子间的距离的增大而减小，只不过减小的规律不同，只要掌握该规律即可解答此类题目．2、C【解题分析】线圈进入磁场，在进入磁场的过程中，，电流，方向为逆时针方向，为正．

在的过程中，电动势，电流，方向为顺时针方向，为负．

在的过程中，，电流，方向为逆时针方向，为正，故C正确，ABD错误．点睛：解决本题的关键掌握切割产生的感应电动势公式和欧姆定律公式，会通过楞次定律判断感应电流的方向．3、D【解题分析】

橡皮泥下落的时间为：．故A错误；橡皮泥与小车在水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，则有：m1v0=（m1+m2）v，所以共同速度为：，故B正确；橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒，但竖直方向的动量不守恒．故C错误；在整个的过程中，系统损失的机械能等于橡皮泥的重力势能与二者损失的动能，得：△E＝m2gh+[m1v02−(m1+m2)v2]，代入数据可得：△E=7.5J．故D正确．故选D．【题目点拨】本题考查了动量守恒定律的应用，本题是多体、多过程问题，分析清楚物体运动过程与运动性质是解题的前提，应用动量守恒定律、能量守恒定律与动能定理即可解题．4、B【解题分析】

A．核反应方程属于核聚变方程．故A错误B．核反应方程属于放射性同位素的衰变，符合题意．故B正确C．核反应方程的质量数不守恒；正确核反应方程为：属于核裂变．故C错误；D．核反应方程属于人工核反应方程．故D错误故选B．【题目点拨】根据各个核反应方程的特点，由衰变的特点与衰变方程判断分析即可．5、D【解题分析】

A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场周围能产生电场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故A项错误；B．不均匀变化的电场产生变化的磁场，磁场有可能不是均匀变化的；均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故B项错误；C．稳定的磁场其周围不产生电场，故C错误；D．振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的，振荡的电场在周围空间产生的磁场是也振荡的，故D正确。6、C【解题分析】

以小车与砂带组成的系统为研究对象，以水平向右方向为正方向，系统在水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：m车v车-m袋v袋=(m车+m袋)v，即：2×2-2×3=(2+2)v，解得：v=-0.5m/s，方向向左．故选C．【题目点拨】本题考查了动量守恒定律的应用，应用动量守恒定律即可正确解题，解题时要注意正方向的选择，这是易错点，要注意．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、AD【解题分析】

A.由于段弧长是段弧长的2倍，因此连线与轴夹角为，所在的直线为等势线，所在直线与轴夹角为，由于电场线与等势线垂直，且从高电势指向低电势，因此匀强电场的电场强度方向与轴正向成角，故选项A符合题意；B.所在直线与轴的交点坐标为，因此点到所在直线的长为，因此电场强度大小为，故选项B不符合题意；C.一个帶正电的电荷沿圆弧从运动到，路径中的电势先降低后升高，根据可知电势能先减小后增大，故选项C不符合题意；D.到所在直线的距离为，因此，因此，故选项D符合题意。8、AC【解题分析】

对a球受力分析，如图：根据平衡条件：ma同理可得：m所以ma:mbB项：a、b两球到底端时速度的方向不同，故速度不同，故B错误；C项：设从斜面下滑的高度为h，则hsin300ta=22hg，同理：tD项：小球a受到的弹力N=magcos300=332mg，小球b受到的弹力9、CD【解题分析】

A、杆拉出磁场前已做匀速运动，设流过金属杆中的电流为I，由平衡条件得：F=BIL/2解得I=2F/BL所以R1中的电流大小I1=I/2=F/BL，方向从M到PBC、设杆做匀速运动的速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为：E=BvL/2由闭合电路欧姆定律：E=IR/2可解得：v=2FR/设整个过程电路中产生的电热为Q，根据能量守恒定律：Q=FL/2-m代入v可得Q=使R1上产生的电热Q1=12D、根据电荷量的定义可知：q=It=ΔΦR总=BL22R而流过R10、AB【解题分析】从振动图象可知，在时，P点振动方向向下，所以该波沿x轴负方向传播，波速为，A正确；由波动图象可知，质点L与质点P平衡间距为半个波长，因此它们的运动方向总是相反，B正确；根据y-t图象的斜率等于速度，可知，t=1.0s时，质点P处于平衡位置，并正在往y轴负方向运动，C错误；在0.5s时间内，质点P在平衡位置来回振动，并不随着波迁移，D错误．【题目点拨】在根据波的传播方向判断质点振动方向或者根据质点振动方向判断波传播方向时，走坡法是一种重要的方法，即下坡路上，上坡路下，简谐横波在传播过程中波上的各个质点只在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，当两个质点相隔波长的整数倍时，则这两个点为同相点，即振动步调相同，如果两个质点相隔半波长的奇数倍时，两个点为反相点，即振动步调相反．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、BC1.50(1.49～1.51)0.83(0.81～0.85)【解题分析】（1）一节干电池的电动势约为1.5V,则实验中电压表应选用B，滑动变阻器应选用C即可；（2）U－I图线如图：（3）根据图线可得出干电池的电动势E＝1.5V，内电阻r=ΔU12、CD2900大于【解题分析】

（1）[1]根据串联分压，知变阻器需要与电压表串联，补充完整电路图如图（2）[2][3]采用电压表半偏法测量电压表内电阻，要保证电压表与电阻箱的总电压保持不变，需要使电压表电阻远大于滑动变阻器的电阻，故滑动变阻器选择小电阻，即选择C；电阻箱最大电阻不能小于电压表电阻，电压表内电阻约为3000欧姆，故电阻箱选择D；（3）[4]由电压表与电阻器串联，所以电流相等，电压表的示数2V，由总电压为3V，所以电阻箱两端电压为1V，所以电压表的内阻为电阻箱的两倍，即为2900Ω；（4）[5实验中要保证电压表与电阻箱的总电压不变，但实际上该电压是变化的；当电阻箱电阻增加时，电压表与电阻箱的总电压略微增加，故调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到2V位置，此时电阻箱的电压大于1V，故测量值偏大。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)3条(2)(3)【解题分析】

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