2024届上海市物理高二第一学期期末考试试题含解析

2024届上海市物理高二第一学期期末考试试题

考生请注意：

1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2.第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的

位置上。

3.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、如图所示直线A为某电源的U-/图线，曲线8为某小灯泡Li的U-1图线的一部分，用该电源和小灯泡Li串联

起来组成闭合回路时灯泡Li恰能正常发光，则下列说法中正确的是（）

A.此电源的内电阻为0.67。

B.灯泡Li的额定电压为3V,额定功率为6W

C.把灯泡Li换成阻值恒为1Q的纯电阻，电源的输出功率将变小，效率将变低

D.由于小灯泡Li的U-1图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用

2、下列关于磁通量的论述中正确的是（）

A.磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大

B.磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大

C.穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零

D.匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大

3、如图所示，物体沿曲线由a点运动至5点，关于物体在ab段的运动，下列说法正确的是（）

A.物体的速度可能不变

B.物体的速度不可能均匀变化

C.a点的速度方向由。指向b

D.ab段的位移大小一定小于路程

4、如图所示，一个边长为2乙的等腰直角三角形A3C区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制

成的边长为L的正方形线框成〃，线框以水平速度V匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。则在线框

通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间，变化的规律正确的是

5、如图所示，ab是两平行正对的金属圆环，a中通有正弦交变电流i,其变化规律如图所示.下列说法正确的是()

A.h时刻，b环内感应电动势最大

B.t2时刻，b环内的感应电流方向改变

C.t3〜t4时间内，b环内感应电流的方向与a环内电流的方向相反

D.0〜t4时间内，t2时刻b环内的感应电动势最大

6、下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是()

A.奥斯特首先发现了电磁感应现象

B.库仑最早用扭秤实验测量出电子电荷量的精确值

C.法拉第最早提出了“电场”的概念

D.卢瑟福通过对阴极射线的研究提出原子具有核式结构

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，虚线为某点电荷电场的等势面，现有两个比荷（即电荷量与质量之比）相同的带电粒子（不计重力）以相同

的速率从同一等势面的。点进入电场后沿不同的轨迹1和2运动，则可判断（）

A.两个粒子电性相同

B.经过从d两点时，两粒子的加速度的大小相同

C.经过氏d两点时，两粒子的速率相同

D.经过c、e两点时，两粒子的速率相同

8、如图所示，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光.MN的上方有磁感应强度为B的匀强

磁场，磁场方向垂直纸面向里.P为屏上的一小孔，PQ与MN垂直.一群质量为m、带电荷量都为q的正粒子（不

计重力），以相同的速率v,从小孔P处沿垂直于磁场且与PQ夹角为0的范围内向各个方向射入磁场区域，不计粒子

间的相互作用.则以下说法正确的是（）

.0

X"XXxX

其、XX；XX「X

x乂“yVUXX

MPN

A.在荧光屏上将出现一个条形亮线，其半径为2不

2mv〃八、

B.在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为『（1-C0S6）

Bq

2mv

C.粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为丁（Lsing）

Bq

、mv八.八、

D.粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为丁（l+sm0）

Bq

9、如图所示，真空中等量同种正点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c,MN连线的中垂线上有

对称点b、d,则下列说法正确的是（）

•b

M•-------•a--\J--•c-------•N

o\

♦d

A.正电荷+q在c点电势能大于在a点电势能

B.正电荷+q在c点电势能等于在a点电势能

C.在MN连线的中垂线上Q点电势最高

D.负电荷-q从d点静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度先减小再增大

10、电荷量为口和的两点电荷分别固定在x轴上的O、C两点，规定无穷远处电势为零，x轴上各点电势随x的

变化关系如图所示.则

O

A.9的电荷量小于Qi的电荷量

B.G点处电场强度的方向沿x轴负方向

C.将一带负电的试探电荷自G点静止释放，仅在电场力作用下一定能到达D点

D.将一带负电的试探电荷从D点移到J点，电场力先做正功后做负功

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）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学连接了如图（a）所示的实物电路图。闭合开关，发

现灯泡不亮，电流表的示数为零。

①他借助多用电表检查小灯泡.先断开开关，把多用电表的选择开关旋到“XI。”挡，再进行调零；又将红、

黑表笔分别接触①、②接线柱，多用电表的表盘指针恰好指在6。的刻度上，说明小灯泡正常。

②他将多用电表选择开关旋于某直流电压档，将红、黑表笔分别接触②、③接线柱；闭合开关，发现电压表的示数约

等于电源电动势，说明②、③接线柱间的导线出现了（选填“断路”或“短路”）。

③故障排除后，为了使电流表的示数从零开始，要在______接线柱间（选填“①、④”或“③、④”）再连接一根导

线，并在闭合开关前把滑动变阻器的滑片置于最端（选填“左”和“右”）o

12.（12分）某中学为了探究额定功率为4W、额定电压为4V的小灯泡消耗的功率与电压的关系，准备了如下的实

验器材：

A.电压表%（0〜IV,内阻2k£2）

B电压表V2（0—15V,内阻15k。）

C.电流表A（0-1A,内阻约1。）

D.定值电阻Ri=6kQ

E.定值电阻4=160

F.滑动变阻器R（0~10£2,额定电流2A）

G.学生电源（直流5V,内阻不计）

H.开关、导线若干

（1）为了减小实验误差，电压表应选用—,定值电阻应选用—（均用序号字母填写）；

（2）在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，画出满足要求的电路图

（3）根据设计的电路图，写出小灯泡两端电压U与电压表读数Uv的关系U=—.若小灯泡的电功率为P,则关系

图线可能正确的是.

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）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=lO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。时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g=10m/s2,尊1137。=0.6,

cos37°=0.8

b

(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

14.(16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3c部分是半径

为R的L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q=+l()TC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

(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小

15.(12分)如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m,a、》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3=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为桃=4.8xl(?25kg、电荷

量为0=1.6xlO-i8c的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以vo=l.OxlO6m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好

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

xxxx^xxxx

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.由图读出电源的电动势

E=4V

内阻

一u4-1

——Q=0.5Q

6

故A错误；

B.两图线的交点表示小灯泡Li与电源连接时的工作状态，由于灯泡正常发光，则知灯泡的额定电压

U=3V

额定电流

Z=2A

则额定功率为

p=U/=6W

故B正确；

C.灯泡Li的电阻

6=—=-=1.5Q

1I2

换成阻值恒为的纯电阻，可知外电阻更接近电源的内阻，根据推论：电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大,

知把灯泡却换成阻值恒为1Q的纯电阻，电源的输出功率将变大，效率将变低，故C错误；

D.灯泡是纯电阻元件，欧姆定律适用，图象为曲线的原因是灯泡电阻随温度的变化而变化，故D错误。

故选B。

2、D

【解题分析】匀强磁场中，磁通量的一般计算公式为①=BSsin0（0是线圈平面与磁场方向的夹角）.当线圈平面与磁

场方向垂直时，穿过线圈的磁通量0=BS,B是磁感应强度，S是线圈的面积.当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线

圈的磁通量①=0.根据这些知识进行分析.穿过线圈的磁通量与线圈的匝数没有关

【题目详解】A、D、根据磁通量的计算公式e=BSsin0,可知磁感应强度越大的地方，线圈的面积越大，穿过线圈的

磁通量不一定越大，还与线圈跟磁场方向的夹角有关，故AB错误；

C、穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零，可能是由于线圈平面与磁场平行，故C错误；

D、穿过线圈的磁感线条数越多，则磁通量就越大，故D正确；

故选D

3、D

【解题分析】A.物体做曲线运动，速度的方向发生了变化，所以速度一定是变化的，故A错误；

B.物体做曲线运动，加速度的大小和方向可能保持不变，即速度可能是均匀变化的，故B错误；

C.a点受到的方向沿曲线的切线的方向，不能是a指向儿故C错误；

D.物体做曲线运动，a。段的位移大小一定小于路程，故D正确。

故选D。

【题目点拨】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析

得出结论

4、B

【解题分析】线框开始进入磁场运动心的过程中，只有边，切割，感应电流不变，前进L后，边，开始出磁场，边

加开始进入磁场，回路中的感应电动势为ac边产生的电动势减去，边在磁场中的部分产生的电动势，随着线框的运

动回路中电动势逐渐增大，电流逐渐增大，方向为负方向；当再前进心时，边说完全出磁场，讹边也开始出磁场，

有效切割长度逐渐减小，电流方向不变。

A.该图与结论不相符，选项A错误；

B.该图与结论相符，选项B正确；

C.该图与结论不相符，选项C错误；

D.该图与结论不相符，选项D错误；

故选B。

5、D

【解题分析】根据法拉第电磁感应定律，与楞次定律，结合磁通量变化量与磁通量变化率不同，即可一一求解

【题目详解】A项：由法拉第电磁感应定律，可知，在L时刻，a中电流变化率为0,b中感应电动势为零，故A错误;

B项：t”t3时间内与t”t3时间内的电流大小变化相反，方向也改变，由楞次定律，可知，在t2时刻，b中感应电流方向

不改变，故B错误；

C项：t3〜t4时间内，a中的电流减小，由''楞次定律”可知，b环内感应电流的方向与a环内电流的方向相同，故C

错误；

D项：在t2时刻，a中电流变化率为最大，b中感应电动势为最大，故D正确

故选D

【题目点拨】考查法拉第电磁感应定律，与楞次定律的应用，掌握感应电动势与磁通量变化率有关，而与磁通量变化

量无关

6、C

【解题分析】法拉第首先发现了电磁感应现象，选项A错误；库仑最早用扭秤实验测量出静电引力常数，密立根通过

油滴实验第一次测得了电子电荷量的精确值，选项B错误；法拉第最早提出了“电场”的概念，选项C正确；卢瑟福

通过对a粒子散射实验的研究提出原子具有核式结构，选项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、BD

【解题分析】A.由图可知电荷1受到中心电荷的斥力，而电荷2受到中心电荷的引力，故两粒子的电性一定不同，故

A错误

B.两粒子经过从d两点时，受到库仑力作用，由牛顿第二定律可得，。=£=馍，由题意可知，两粒子的加速度

mmr

大小相同，故B正确

C.根据图中运动轨迹可知，粒子1做减速运动，而粒子2做加速运动，开始它们的速率相同，当两粒子经过从d（同

一等势面）两点时，两粒子的速率不会相同，故C错误

D.两个粒子的初速度仅仅是方向不同，速率相等，而粒子1从。到c、粒子2从a到e电场力做功均为零，则经过c、e

两点两粒子的速率相等，故D正确

8、BD

【解题分析】一群质量、电量都相同的正负两种粒子（不计重力），以相同的速率v从小孔P处沿垂直于磁场方向入

射，则不可能在荧光屏上出现圆形亮环，故A错误；以正粒子为例，如下图

可知：正粒子垂直边界射入，轨迹如上面左图，此时出射点最远，与边界交点与P间距为：2r；正粒子沿着右侧边界

射入，轨迹如上面中图，此时出射点最近，与边界交点与P间距为：2rcos0；正粒子沿着左侧边界射入，轨迹如上面

右间图，此时出射点最近，与边界交点与P间距为：2rcos9；负离子受力与正离子相反，轨迹与正粒子轨迹关于PQ

2mv/八、

对称;故范围为在荧光屏上P点两侧，将出现两个相等长度条形亮线'其长度为：2r0侬。=2«1心曲=两33°）,

故B正确；粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离，则圆弧所对应的圆心角最大，即离P点最近的距离.由几何关

mv八.八、

系可求出粒子离X轴最大距离为r（l+sm。），故C错误，D正确

Bq

考点：带电粒子在匀强磁场中的运动

9、BC

【解题分析】本题考查了等量同种电荷周围电场分布情况：中垂线上上下电场线方向相反，根据电场线方向判断电势

高低.a、c两点关于中垂线对称，电势相等，电荷在这两点的电势能相等.

【题目详解】根据电场线的分布情况和对称性可知，a、c两点的电势相等，则正电荷在a点电势能一定等于在c点电

势能.故A错误，B正确；沿电场线方向电势降低，在MN连线的中垂线上，O点电势最高.故C正确；由对称性知

O点的场强为零，从O点向上或向下场强都是先增加后减小；则电荷呻从d点静止释放，在它从d点运动到b点的过

程中，加速度可能先减小再增大，也可能先增大，后减小再增大再减小.故D错误；故选BC

10、BD

【解题分析】A项：图像斜率表示场强大小，由图可知在H点的场强为零，即Qi和Q2两电荷在H的合场强为零，由

公式E=[可知，Qi的电荷量大于Q2的电荷量，故A错误；

r

B项：由图知B点的电势为零，由于沿着电场线电势降低，所以在B点边场强方向沿x轴正方向，在B点右边场强方

向沿x轴负方向，故B正确；

C项：由在G点场强方向沿x轴向左，负电荷所受电场力向右，所以负电荷沿x轴向右运，故C错误；

D项：由图像可知从D点到J点电势先升高再降低，负电荷的电势能先减小后增大，电场力先做正功后做负功，故D

正确

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.欧姆②.断路③.③、④④.左

【解题分析】①[1]根据欧姆表的使用方法可知，每次选完档后应重新进行欧姆调零。

②⑵多用电表选择开关旋于某直流电压档，将红、黑表笔分别接触②、③接线柱；闭合开关，发现电压表示数约等于

电源电动势，说明②、③接线柱间的导线出现了断路。

③[3]⑷为使电流表的示数从零开始调节，变阻器应采用分压式接法，所以应在③④接线柱间再连接一根导线；滑动变

阻器采用分压接法，为保护电路，在闭合开关前应将滑片置于分压电路分压最小的位置，即滑片应置于最左端。

12、①.A（或VQ②.D（或RD③.如图所示：

【解题分析】（1）由于小灯泡的额定电压为4V,若选15V量程，则量程太大，所以应选A,但需要进行改装为U=4V

量程的电压表；

根据欧姆定律和串并联规律应有：U=Uyi，

Kvi

解得：R=6kQ,所以定值电阻应选D；

（2）实验要求电压从零调，说明变阻器应采用分压式接法；

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根据纯电阻功率P=U灯泡的电阻R=Ju=4C,电阻远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，电路图如图所示:

RP

(3)根据串联电路特点知，灯泡电压与电压表示数间的关系为U=UV+UFUV+TR|；

Kv

.R.U

整理得：TvT

〃2

由于灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大，根据灯泡的功率P=-，在PTJ2图象中，斜率逐渐变小，所以可知，只有

R

选项c可能是正确的;

故选C.

四、计算题：本