2027届上海中学、复旦附中等八校物理高二第一学期期末预测试题含解析

2027届上海中学、复旦附中等八校物理高二第一学期期末预测试题考生请注意：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，当左边线圈通以逆时针电流I时，天平恰好平衡，此时天平右边的砝码质量为m，若改为顺时针方向的电流且大小不变，则需在天平右边增加△m的砝码，通电线圈受到磁场力大小为：A. B.(m+△m)gC.△mg D.2、如图所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距L=0.1m，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，磁感应强度B=10T，质量m=0.1kg，电阻为R=2Ω的金属杆ab接在两导轨间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下滑过程中，始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长且电阻不计，取，当下落h=0.8m时，开关S闭合，若从开关S闭合时开始计时，则ab下滑的速度v随时间t变化的图像是图中的A. B.C. D.3、如图所示，将一圆面放入匀强磁场中，且与磁感线夹角为30°。若已知圆面面积为3.0×10-4m2，穿过该圆面的磁通量为3.0×10-5Wb，则此匀强磁场的磁感应强度B等于（）A.2.0T B.2.0×10-1TC.1.0×10-1T D.5.0×10-2T4、—个带正电的点电荷固定在Q点，一个带电粒子仅在点电荷电场力作用下由b点运动到a点，粒子在b点处的初速度为，其运动轨迹如图所示，已知b点到Q点的距离大于a点到Q点的距离，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）A.粒子运动过程中的速率可能不变B.粒子可能带正电C.粒子在b点处的电势能比在a点处的电势能大D.粒子在b点处的加速度比在a点处的加速度大5、在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（）A.t＝0时线框平面与中性面重合B.t＝0.01s时线框的磁通量为0C.线框产生的交变电动势有效值为10VD.线框产生交变电动势的频率为100Hz6、下列电器在工作时，主要利用电流热效应的是A.手机 B.电视机C.电风扇 D.电饭锅二、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、如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是（）A.由n＝4能级跃到n＝1能级产生的光子能量最大B.由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光子频率最小C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D.由n＝4能级跃到n＝3能级产生的光子波长最长8、如图所示，长直导线通以方向向上的恒定电流i，矩形金属线圈abcd与导线共面，线圈的长是宽的2倍，第一次将线圈由静止从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下，第二次将线圈由静止从位置Ⅰ绕过d点垂直纸面的轴线旋转900到位置Ⅲ停下，两次变换位置的过程所用的时间相同，以下说法正确的是()A.两次线圈所产生的平均感应电动势相等B.两次线圈所产生的平均感应电动势不相等C.两次通过线圈导线横截面积的电量相等D.两次通过线圈导线横截面积的电量不相等9、某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上,如图中的a、b、c所示,根据图线可知()A.反映Pr变化的图线是cB.电源电动势为8VC.电源内阻为2D.当电流为0.5A时,外电路的电阻为610、如图，真空中一质量为m、电荷量为q(q>0)的检验电荷仅受固定点电荷Q(图中未画出)的作用绕Q做匀速圆周运动，A、B是q在运动中通过的相距为L的两点，在A、B两点，电荷的速率为v，与A、B连线的夹角为30°。已知静电力常量为k，由此可知（）A.电荷Q距A、B连线的距离是LB.电荷q从A到B经历的时间为C.电荷Q带负电，电荷量绝对值为D.电荷Q在A、B连线中点O处的场强大小为三、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“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准(1)用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，从图中的示数可读出该次测量金属丝的直径D为_______mm(2)用伏安法测量待测金属丝接入电路部分的电阻Rx(约为5)，现有电池组(3V，内阻1)、电压表(0—3V，内阻约3k)，开关和导线若干，以及下列仪器可供选择：A．电流表(0—3A，内阻约0.025)B．电流表(0—0.6A，内阻约0.125)C．滑动变阻器(0—20，额定电流2A)D．滑动变阻器(0—200，额定电流1.5A)为了减小误差及操作方便，在实验中电流表应选用_______，滑动变阻器应选用_______(选填字母代号)(3)根据第(2)问中选择的实验仪器，应选择图中_______电路进行实验(选填“甲”或“乙”)(4)若待测金属丝接入电路部分的长度为l，直径为D，电阻为Rx，计算金属丝电阻率的表达式为ρ=____________(用已知字母表示)12．（12分）两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．并根据数据描绘了如图(b)所示的两条U­I图线．回答下列问题：(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知（）A．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据B．甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据C．乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据D．乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据(2)根据图(b)，可以求出定值电阻R0＝________Ω，电源电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω．电源的效率η=________（3）当滑动变阻器的阻值R=________Ω时滑动变阻器消耗的电功率最大，P最大值=________W（保留三位小数）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＝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14．（16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L15．（12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

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、A【解析】因线圈通电导致线圈下框受力正好与砝码平衡,当改变电流方向时,磁场力大小不变,方向改变,从而增加砝码后,再次平衡,则可求出磁场力大小【详解】线圈通以逆时针电流时，下框受到安培力向上，大小为；当通以顺时针电流时，下框受到安培力向下，大小仍为，而天平右边需要增加砝码才能再次平衡．则有即故选A。2、D【解析】当导体棒自由下落时，由于S的断开，所以电路中无感应电流产生，所以一直做自由落体运动，当S闭合时，此时有一定的速度，受到的安培力为，当时，导体棒开始匀速下滑，此时，所以当S闭合时受到的安培力大于重力，故导体棒做减速运动，由于速度减小，所以安培力在减小，故导体棒做加速度减小的减速运动，当安培力和重力重新平衡时，速度恒定，所以D正确3、B【解析】磁通量则有故ACD错误，B正确。故选B。4、C【解析】A．由于b点到Q点的距离大于a点到Q点的距离，所以两点不在同一个等势面上，故从b到a电场力做功，速率变化，A错误；B．若粒子带正电，在b点的受力如图所示，粒子运动轨迹应夹在速度方向和电场力之间，故粒子不可能带正电，B错误；C．因为Q点的电荷为正，所以越靠近Q点电势越高，粒子带负电，负电荷在低电势处电势能大，即在b点处的电势能比在a点处的电势能大，C正确；D．越靠近场源电荷，电场强度越大，故粒子在a点的加速度比在b点的加速度大，D错误。故选C。5、A【解析】由图2可知任何时刻的感应电动势，根据电动势的特点，可判处金属线框所处的位置；由图象还可知电动势的峰值和周期，根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值，根据周期和频率的关系可求频率.【详解】A、t=0时，感应电动势最大，线框平面与中性面重合，磁通量最大，故A正确；B、t=0.01s时，感应电动势为零，说明此时线圈正经过中性面，故B错误；C、由图2可知Em=10V．根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为，故C错误；D、据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为：，故D错误；故选A.【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，注意会由图象得出线圈从何处开始计时，并掌握正弦交流电的最大值与有效值的关系.6、D【解析】由题意可知考查用电器能量转化问题，根据电器工作原理分析可得【详解】A．手机工作时把电能主要转化为声能、光能、小部分转化为内能，故A不符合意；B．电视机工作时把电能主要转化为光能，小部分转化为内能，故B不符合意；C．电风扇工作时把电能主要转化为机械能，小部分转化为内能，故C不符合意；D．电饭锅工作时把电能转化为内能，故D符合题意，所以选择D选项【点睛】根据各种电器的工作原理、电能转化特点分析可得二、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【解析】A．n=4和n=1间的能级差最大，跃迁时辐射的光子能量最大，故A正确；B．从n=4跃迁到n=3，能级差最小，则辐射的光子频率最小，故B错误；C．根据=6知，这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光子，故C错误；D．由n=4跃迁到n=3，能级差最小，辐射光子频率最小，波长最长，故D正确；故选AD。8、BD【解析】根据通电直导线周围的磁场分布可知，两次通过线圈的磁通量不同，根据可知，线圈所产生的平均感应电动势不相等，选项A错误，B正确；根据可知两次通过线圈导线横截面积的电量不相等，选项C错误，D正确；故选BD.9、ACD【解析】由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EI，Pr=I2r，可知，a是直线，表示的是电源消耗的电功率，c是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，b表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，所以A正确；根据PE=EI，当I=2A时，PE=8w得，E=4V，B错误；根据Pr=I2r，当I=2A时，Pr=8W可得，r=2Ω，C正确；当电流为0.5A时，R+r=8Ω，R=6Ω，D正确考点：电源的功率10、CD【解析】A．检验电荷绕点电荷做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，库仑力方向与速度方向垂直，根据几何关系：轨迹半径：电荷距、连线的距离为：A错误；B．弦对应的圆心角：则电荷从到经历的时间：B错误；C．两电荷间存在库仑引力，则电荷带负电，库仑力提供向心力：解得：C正确；D．根据库仑定律可知，电荷在、连线中点处的场强大小为：D正确。故选CD。第II卷(非选择题三、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、①.0.396-0.399；②.B；③.C；④.甲；⑤.；【解析】(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；(2)根据最大电流选择电流表，根据额定电流及金属丝电阻选择更接近的最大电阻；(3)根据金属丝电阻较小选择外接法；(4)根据直径求得横截面积，然后根据反解出电阻率【详解】(1)由图所示螺旋测微器可知，其示数为：0mm+39.8×0.01mm=0.398mm（0.396～0.399均正确）；(2)根据待测金属丝接入电路部分的电阻Rx（约为5Ω），现有电池组3V，电路中电流约0.6A左右；为了减小误差，在实验中电流表应选用B；为了实验时，滑动变阻器控制更灵敏，滑动变阻器的最大电阻应与金属丝电阻接近，且变阻器额定电流比电路最大电流大，滑动变阻器应选用C；(3)由于待测的电阻阻值较小，故采用外接法，即应选择图2中甲电路进行实验；(4)待测金属丝接入电路部分的长度为l，直径为D，故横截面积，电阻为Rx，根据电阻定律可得：金属丝电阻率的表达式为ρ＝【点睛】待测的电阻阻值较小时，电流表的分压效果较明显，故应选用外接法；待测的电阻阻值较大时，电压表的分流效果较明显，故应选用内接法12、①.AD②.2Ω③.1.5V④.1.0Ω⑤.66.7%⑥.3.0⑦.0.188【解析】(1)[1]从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大，甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图像的，乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图像的，故AD正确。故选AD。(2)[2]定值电阻的U-I图线是正比图线，斜率表示电阻[3]由图示甲所示图像可知，电源U-I图像与纵轴交点坐标值是1.5，则电源电动势[4]电源内阻[5]此时电流为0.5A，路端电压为1.0V，所以