上海市重点名校2027届物理高二第一学期期末学业水平测试试题含解析

上海市重点名校2027届物理高二第一学期期末学业水平测试试题考生请注意：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，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径．一不计重力的带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v，当速度方向与ab成30°角时，粒子在磁场中运动的时间最长，且为t，若相同的带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为()A. B.C. D.2、爱因斯坦提出了光量子概念，并成功解释了光电效应现象，因此获得了1921年的诺贝尔物理奖。光电管就是利用光电效应制作的一种光电器件，把光电管连入图甲所示的电路可以研究金属的遏止电压UC与入射光频率的关系，描绘出的图象如图乙所示。已知电子的电荷量为e，电表均为理想电表，下列说法正确的是A.当入射光的频率减小到某一数值，刚好不发生光电效应时的电压是遏止电压B.当电路断开时，若入射光的频率为，则电压表示数为C.K极的逸出功为D.普朗克常量为3、如图所示,质量为m，带电量为q的微粒以初速度v0，从A点竖直向上射入空气中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，则A、B两点的电势差为(

)A. B.C. D.4、小明站在电梯里的体重计上，当电梯以1m/s2的加速度加速上升时，体重计的示数（）A.大于小明受到的重力 B.小于小明受到的重力C.等于小明受到的重力 D.等于零5、两个分别带有电荷量－2Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为()A.F B.FC.12F D.6、下列说法正确的是()A.研制核武器的钚239()由铀239()经过4次β衰变而产生B.发现中子的核反应方程是＋→＋C.20g的经过两个半衰期后其质量变为15gD.在中子轰击下，生成和的核反应前后，原子核的核子总数减少二、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、平行板电容器内有竖直向下的匀强电场，三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的油滴A、B、C，从极板左侧以相同的水平速度v0先后沿中线射入两板间，分别落到极板上的位置如图所示，则下列说法正确的是（）A.三个油滴在电场中运动的时间相等B.油滴A带正电，B不带电，C带负电C.三个油滴机械能都增大D.三个油滴在电场中加速度aA>aB>aC8、如图所示的正方形区域存在垂直纸面向里的磁场，两个质量相等、电荷量相等的异种电荷1、2，以不同速率垂直于磁感线方向从O点垂直ad射入磁场中，O点为ad的中点，两粒子运动的轨迹如图所示，取sin53°=0.8，cos53°=0.6。不计粒子受到的重力。下列关于两粒子的运动速率v、在磁场中的运动时间t、圆周运动周期T及角速度ω的关系正确的是（）A.v1：v2=5：2 B.t1：t2=53：180C.T1：T2=1：1 D.ω1：ω2=180：539、如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R2为两只相同灯泡，R为光敏电阻（随光照的增强电阻减小），当光照强度逐渐增强的过程中，发现电压表的示数变化了△U．下列判断正确的是A.R1灯逐渐变暗，R2灯逐渐变亮B.R和R1消耗的总功率逐渐减小C.R1的电流增大量为D.R2的电压增大量小于△U10、如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′'垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是()A.交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2cosωtB.变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1C.电压表V示数为NBωL2D.若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均变小三、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）(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如下图所示的部件________(选填“A”“B”“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为___________mm(2)用游标卡尺可以测量某些工件的外径．在测量时，示数如上图乙所示，则读数为_______mm(3)某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了如下方法：用多用电表粗测：多用电表电阻挡有4个倍率：分别为×1k、×100、×10、×1．该同学选择×10倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大(指针位置如下图中虚线所示)①为了较准确地进行测量，应该选择__________倍率（填“×1k、×100、×1”）并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是_________Ω②该同学用伏安法继续测定这只电阻的阻值，除被测电阻外，还有如下实验仪器：A．直流电源(电压3V，内阻不计)B．电压表V1(量程：0～3V，内阻约为15kΩ)C．电压表V2(量程：0～15V，内阻约25kΩ)D．电流表A1(量程：0～25mA，内阻约为10Ω)E．电流表A2(量程：0～250mA，内阻约为1Ω)F．滑动变阻器一只，阻值0～10ΩG．电键一只，导线若干在上述仪器中，电压表应选择________(填“V1”或“V2”)，电流表应选择________(填“A1”或“A2”)③若要求实验过程电压表的读数能够从零开始调节，以下电路图应该选择哪个电路________12．（12分）在电场中把一个电荷量为－6×10－8C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5×10－5J，则UAC=________.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BC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AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）(1)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14．（16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＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝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R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝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、b间的电场强度为E=5.0×105N/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m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L

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、C【解析】设圆形区域的半径为R，带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有：，解得：．当粒子从b点飞出磁场时，粒子运动轨迹如图1所示：入射速度与出射速度与ab的夹角相等，所以速度的偏转角为60°，轨迹对应的圆心角为60°．根据几何知识得知：轨迹半径为r1＝2R，当粒子从a点沿ab方向射入磁场时，，粒子运动轨迹如图2所示，经过磁场的时间也是t，说明轨迹对应的圆心角与第一种情况相等，也是60°，根据几何知识得，粒子的轨迹半径为r2＝R，联立以上可得：，则有：，故C正确，ABD错误2、D【解析】A．当入射光的频率减小到某一数值时，使光电子到达阳极的速度刚好为0时，此时的电压为遏止电压，并不是不能发生光电效应，故A错误；B．当电路断开时，电压表的示数为0，故B错误；C．K极的逸出功即为不加电压时刚好发生光电效应时光子具有的能量，即为故C错误；D．由光电效应方程结合图乙可知，解得故D正确；故选D。3、C【解析】粒子从到，根据动能定理得：若只考虑粒子在竖直方向，由速度位移公式，则有：联立可得：A.与分析不符，故A错误；B.与分析不符，故B错误；C.与分析相符，故C正确；D.与分析不符，故D错误4、A【解析】根据“小明站在电梯里的体重计上分析，体重计的示数”可知，本题考查了超重与失重的知识，根据物体具有向上的加速度，物体处于超重状态，物体具有向下的加速度，物体处于失重状态即可进行判断【详解】小明的加速度向上，处于超重，由牛顿第二定律可得：F﹣mg＝ma；故小明受到的支持力为：F＝m（g+a）；根据牛顿第三定律可知，体重计示数为m（g+a）＞mg．故A正确，BCD错误【点睛】明确超重和失重的解决方法是牛顿第二定律，要注意正确受力分析并能根据牛顿第二定律列式是解题的关键5、D【解析】相距为r时，根据库仑定律得：，接触后，各自带电量变为，则有：A．F．故选项A不符合题意B．F．故选项B不符合题意C．12F．故选项C不符合题意D．．故选项D符合题意6、B【解析】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可写出衰变方程：则发生了2次β衰变，A错误；B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知和史事可得发现中子的人工核转变方程：＋→＋故B正确；C．20g经过两个半衰期后剩下的质量为，C错误；D．重核裂变反应的核反应中质量数即核子数守恒，电荷数都守恒，释放核能对应质量亏损，D错误。故选B。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【解析】A．三个油滴在水平方向上做匀速直线运动，根据运动学公式：油滴的水平位移不同，运动的时间不同，A错误；BD．三个油滴的竖直高度相同：加速度越大，时间越短，落点越靠近入射点，根据电场线方向和落点位置可知油滴A带正电，B不带电，C带负电，根据牛顿第二定律：可知三个油滴在电场中加速度：aA>aB>aCBD正确；C．A油滴电场力做正功，电势能减小，机械能增大，B油滴不带电，只有重力做功，机械能守恒，C油滴电场力做负功，电势能增大，机械能减小，C错误。故选BD。8、BC【解析】设正方形的边长为，如图所示由几何知识得，，解得，A．粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得则故A错误；C．粒子在磁场中做圆周运动的周期由于、、都相等，两粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，故故C正确；B．粒子在磁场中在运动时间由于两粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，则粒子在磁场中的运动时间之比故B正确。D．粒子做圆周运动的角速度由于、、都相等，则故D错误。故选BC。9、ABD【解析】A.当光照增强时，光敏电阻R的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则R2灯逐渐变亮。由U=E−Ir可知，路端电压减小，R2灯的电压增大，则R1两端的电压减小，故R1灯逐渐变暗，故A正确；B.将R2灯看成电源内电路的一部分，光敏电阻R和灯泡R1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，外电阻减小时，等效电源的内外电阻之差加大，输出功率减小，则光敏电阻R和灯泡R1消耗的总功率逐渐减小。故B正确；C.由A选项分析可知，R1两端的电压减小，电流也减小，故C错误；D.R1两端的电压减小△U，R2灯和内阻的电压和增大△U，所以R2的电压增大量小于△U，故D正确。故选：ABD10、AC【解析】A．从垂直于中性面时开始时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBL2ωcosωt故A正确；B．变压器的输入与输出功率之比为1：1，故B错误；C．交流电在一个周期内有半个周期通过二极管，次级交流电压的最大值等于U2m=2NBωL2根据电流的热效应可得解得U=NBωL2故C正确；D．当P位置向下移动，R增大，根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表V的示数不变，电阻消耗的功率变小，故电流表示数变小，故D错误。故选AC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.（1）B②.0.410mm.③.（2）11.50mm.④.（3）①“×1”；⑤.12Ω；⑥.②B⑦.E⑧.③C【解析】（1）为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉B．螺旋测微器的固定刻度读数为0mm，可动刻度的读数为：0.01mm×41.0=0.410mm，故合金丝的直径为d=0.410mm（2）游标卡尺测量某些工件的外径读数为：1.1cm+0.05mm×10=11.50mm（3）①指针偏角过大，说明倍率档选择的过大，则为了较准确地进行测量，应该选择“×1”倍率；读数为12Ω；②电源电压为3V，则电压表选择3V量程的B；电路可能出现的最大电流为，则电流表选择E；③电压表内阻远大于