上海市浦东新区2025-2026学年高二下学期期末物理试题（含解析）

这是一份上海市浦东新区2025-2026学年高二下学期期末物理试题（含解析），共6页。
特别提示：
1．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取10 m/s2。
2．本试卷标注“计算”、“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
一、篮球运动
备受同学们喜爱的篮球运动，包含很多物理知识。
1. 某同学在投篮过程中篮球恰从篮筐中落下，如图所示为篮球运动过程的简化图，忽略篮球运动过程中所受的空气阻力，将篮球视为质点，以地面为零势能面。
（1）篮球从离开手到进入篮筐的过程中，篮球（ ）
A.做变加速曲线运动 B.做匀变速曲线运动
C.在最高点速度为零 D.速度变化量方向向上
（2）已知篮球的质量为，被投出时篮球的初速度大小为，投出点距地面的高度为，篮筐距地面高度为，重力加速度大小为，则篮球在投出点时的重力势能为__________，篮球刚进入篮筐时的动能为__________。
（3）该篮球在空中运动过程中，其重力势能、动能随篮球离地高度变化的图像可能为（ ）
A. B. C. D.
2. 如图所示，一同学在场边练球，当篮球上升到最高点时竖直向下拍球，手与篮球的作用距离为（还没到达地面），篮球离手瞬间的速度大小为，篮球的质量为，不计空气阻力。篮球离手瞬间的动能为__________J，人对篮球的平均作用力大小为__________N。
【答案】1. ①. B ②. ③. ④. C
2. ①. 4 ②. 35
【解析】
【1题详解】
[1]A．忽略空气阻力，篮球离开手后只受重力，加速度恒为重力加速度，且初速度与重力不在同一直线，因此做匀变速曲线运动，故A错误，B正确；
B．斜抛运动的最高点存在水平分速度，速度不为零，故C错误；
C．速度变化量，加速度方向向下，因此速度变化量方向向下，故D错误。
故选B。
[2]以地面为零势能面，重力势能
[3]忽略空气阻力，篮球机械能守恒，投出时总机械能等于到篮筐时总机械能
整理得篮筐处动能
[4]AB．重力势能，与成正比，应为过原点倾斜直线，故AB错误；
CD．由机械能守恒
整理得
因此随变化为斜率为负的倾斜直线；斜抛运动的最高点仍有水平速度，动能不为零，因此h最大时，故C正确，D错误；
故选C。
【2题详解】
[1]离手瞬间动能
[2]拍球过程，篮球初始速度为0，由动能定理可得
代入数据解得
二、汽车式起重机
建筑工地上整齐码放着钢材，一辆汽车式起重机做好了起吊准备，起吊过程中，不考虑空气阻力、起重机钢缆的重力和各处的摩擦损耗。
3. 如图，钢材被钢缆水平吊起，在空中处于静止状态。
（1）以下对钢材的受力分析，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
（2）设两根钢缆之间的夹角为，则越大，钢缆的拉力________，钢材所受合力________。（以上均选填：A.越小 B.越大 C.不变）
4. 起重机将一质量为m的钢材由静止开始竖直向上匀加速提起，当钢材的速度达到v0以后，起重机的功率保持1.5mgv0，整个过程起重机的输出功率P与钢材速率v的关系图像如图所示，重力加速度大小为g（提升高度足够高）。
（1）钢材的速度达到v0以后，钢材上升阶段的加速度大小将________（选填：A.变小 B.变大 C.不变），钢材的最大速度vm为________。
（2）（计算）求钢材做匀加速直线运动的时间t1________。
（3）如图中画出钢材由静止起向上运动，直至速度达到vm的过程中，速度随时间变化的图像，并标出关键点的速度值________。
5. 若该汽车式起重机向上以速度v1匀速起吊钢材的同时，向前以速度v2匀速开动，在稳定运行过程中：
（1）钢材的运动轨迹是________。（选填：A.曲线 B.直线 C.无法确定）
（2）钢缆承受的拉力，相比钢材静止时________。（选填：A.变大 B.变小 C.不变）
（3）某时刻，汽车突然刹车，钢缆承受的拉力将（ ）
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
【答案】3. ①. B ②. B ③. C
4. ①. A ②. ③. ④.
5. ①. B ②. C ③. A
【解析】
【3题详解】
[1]钢材同时受到三个力，即竖直向下的重力和两条钢缆的作用力。钢缆属于绳，只能提供沿钢缆方向的拉力，无法提供其它方向的拉力。
故选B。
[2]该物体受力平衡，两钢缆拉力的水平方向分力大小相等方向相反，竖直方向分力的合力与重力等大反向，可得
则夹角越大，则钢缆拉力越大。
故选B。
[3]钢材在空中静止，处于受力平衡的状态，合外力为0保持不变。
故选C。
【4题详解】
（1）[1]由图可知，钢材在速度达到之前做匀加速直线运动，在到达之后做恒功率加速运动。根据可知，钢材所受拉力随着速度的增大而不断减小。
故选B。
[2] 当整体拉力大小等于重力时，速度达到最大值为
（2）[3]根据可知，钢材做匀加速直线运动时所受拉力大小等于
则其所受合外力为
根据牛顿第二定律可知其加速度为
匀加速直线运动的时间
（3）[4]钢材由静止起向上运动，直至速度达到vm的过程中，速度随时间变化的图像如图所示
【5题详解】
（1）[1]钢材的两个分运动为相互垂直方向的两个匀速直线运动，故合运动为匀速直线运动。
故选B。
（2）[2]钢材只受重力和起重机钢缆的拉力。稳定后钢材做匀速直线运动，因此运动时钢材所受合外力仍为零，拉力等于重力。钢材所受重力未发生变化，因此钢缆的拉力大小也未发生变化。
故选C。
（3）[3]汽车突然刹车，钢材由于惯性会保持原来的速度向前运动。而悬挂点和汽车作为一个整体会减速，则钢材会由原来的匀速直线运动变为绕悬挂点的圆周运动。竖直方向满足
拉力，因此钢缆拉力将会变大。
故选A。
三、保守场
做功与路径无关的力场叫做保守场，例如静电场和引力场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以量度势能的变化。
6. 真空中固定一带电量为的小球，取无穷远处的电势为零。已知在距离球心为的某点放置电荷量为的试探电荷，电荷的电势能为（为静电力常量）。
（1）若将距球心处的试探电荷电荷量改为，则其电势能为________。
（2）（多选）下列说法中正确的是（ ）
A．电势能归试探电荷所有
B．电势能归场源电荷和试探电荷所共有
C．以场源电荷为圆心的圆周上各点电场强度相同
D．试探电荷的电荷量必须足够小，若带电量大，可能会改变场源物体的电荷分布
（3）如图，、为同一条电场线上的两点，、两点与点电荷间的距离分别为和；
①将试探电荷由点移至点：电场力________（选填：A.做正功 B.做负功 C.不做功）；电势能________（选填：A.增加 B.减小 C.不变）。
②（计算）求、两点的电势差________。
7. 类似的，由于引力的作用，行星引力范围内的物体具有引力势能。若取离行星无穷远处为引力势能的零势点，则距离行星球心为处的物体引力势能，式中为引力常量，为行星的质量，为物体的质量。
（1）（简答）类比电场强度的定义方法，写出地球引力场的“引力场强度”的定义式；并论证距离地心为（）处的引力场强度大小的表达式________；
（2）请类比电势的定义式，写出地球引力场的“引力势”的表达式________（以无穷远处引力势为0）。
【答案】6. ①. ②. BD ③. A ④. B ⑤.
7. ①. ②.
【解析】
【6题详解】
（1）[1]若将距球心处的试探电荷电荷量改为，则其电势能为；
（2）[2]AB．电势能归场源电荷和试探电荷所共有，A错误，B正确；
C．以场源电荷为圆心的圆周上各点电场强度大小相同，但方向不同，C错误；
D．试探电荷的电荷量必须足够小，若带电量大，可能会改变场源物体的电荷分布，D正确。
故选BD。
（3）①[3][4]将试探电荷由点移至点，电场力方向与位移方向相同，可知电场力做正功，故选A；
电场力做正功，则电势能减小，故选B；
②[5]A、B两点的电势差。
【7题详解】
（1）[1]电场强度的定义法，则地球引力场的“引力场强度”的定义式
即距离地心为（）处的引力场强度大小的表达式。
（2）[2]电势的定义式，类比可得地球引力场的“引力势”的表达式。
四、NFC近场通讯
在日常消费中常遇到“碰一下标签”（标签本身是无源器件，没有电池，如点餐标签），其核心功能是通过NFC近场通讯原理实现的。手机背面的NFC线圈通有交变电流，手机靠近标签时，标签内的线圈就会产生感应电流，并驱动标签内的芯片工作，如图所示。
8. 某时刻，手机NFC线圈通有俯视顺时针方向的电流，此时线圈内部的磁场方向__________（选填：“向上”或“向下”）。
9. 若手机NFC线圈通的是恒定直流电，手机靠近标签并静止时，标签__________（选填：“能”或“不能”）工作，原因是_______________________。
10. （计算）某标签内线圈匝数，每匝面积，手机靠近的某一时刻，线圈中的磁感应强度平均值为，计算此时穿过线圈的磁通量。
【答案】8. 向下 9. ①. 不能 ②. 恒定直流电产生恒定磁场，手机靠近后静止，穿过标签线圈的磁通量不发生变化，无法产生感应电流，因此标签不能工作
10.
【解析】
【8题详解】
根据安培定则（右手螺旋定则），右手握住线圈，四指沿俯视顺时针电流方向弯曲，大拇指指向线圈内部，因此线圈内部磁场方向向下。
【9题详解】
[1][2]感应电流产生的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化，恒定直流电的磁场恒定，静止后磁通量不变，无感应电流，无法驱动芯片工作。
【10题详解】
磁通量公式为
代入数据得
五、耳机发声原理
市场上常见的耳机包含动圈式耳机和静电式耳机两类。虽然二者都能将电信号转化为声音，但其振膜振动方式及发声原理存在明显差异。
11. 动圈式耳机的驱动单元是一只小型的动圈式扬声器，由处于永磁场中的线圈驱动与之相连的振膜振动。简化结构如图所示，图（a）为正面切面图，磁铁外圈为S极，中心横柱为N极，横柱上套着线圈，其侧面图如图（b）所示。
（1）动圈式耳机工作时，线圈中通过变化电流后能够带动振膜振动，其主要利用的物理原理是（ ）
A.电流的热效应 B.电磁感应现象 C.静电感应现象 D.电流在磁场中受力
（2）某同学发现增大动圈式耳机中的电流后，耳机声音会变大。下列解释合理的是（ ）
A.电流增大，线圈受力可能增大 B.电流增大，线圈电阻一定减小
C.电流增大，振膜振动频率一定增大 D.电流增大，耳机中永久磁铁磁性增强
12. 静电式耳机的基本结构及原理如图所示，在固定电极板间插入一极薄的振膜，通过高压直流电使振膜带电。将音频电信号放大后接在极板上，变化的音频信号会在两极板之间产生变化的电场，驱动振膜振动，从而发声。
（1）静电耳机的振膜通常非常轻薄，其主要目的是（ ）
A.增大电阻 B.减小振膜惯性 C.增强磁性 D.防止漏电
（2）现使中间振膜带上电荷，其单位面积上所带电荷量为，振膜单位面积的质量，两电极间的距离。
①某时刻，当两极板间电压为U时，振膜单位面积所受电场力大小为__________（用题中所给物理量字母符号表示，忽略振膜电荷对两电极电场的影响）
②（计算）若两电极间的电压U恒为100 V时，振膜开始振动时的加速度是多大？____（只考虑振膜所受的电场力，保留2位有效数字）
（3）把两电极看成是电容器，为研究其性质，将其直接接入电源两端，已知电源电动势为，内阻为，电容器电容为，闭合开关，稳定时，电容器的电荷量为__________。
（4）上题（3）中，在达到稳定的过程中，两电极上所带的电荷量，两电极间的电压U，电路中的电流，随时间变化关系可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】11. ①. D ②. A
12. ①. B ②. ③. ④. ⑤. D
【解析】
【11题详解】
[1]动圈式耳机的线圈处于永磁场中，通入变化电流后，通电线圈在磁场中受到安培力，从而带动振膜振动，原理是电流在磁场中受力。
故选D。
[2]A．安培力大小，电流增大时，线圈受到的安培力增大，振膜振幅增大，声音变大，故A正确；
B．线圈电阻是自身属性，与电流大小无关，故B错误；
C．振动频率由音频电流的频率决定，与电流大小无关，故C错误；
D．永久磁铁的磁性与耳机电流无关，故D错误。
故选A。
【12题详解】
[1]惯性由质量决定，振膜越轻薄，质量越小，惯性越小，越容易跟随变化的电场快速振动，更好地还原音频信号，因此主要目的是减小振膜惯性。
故选B。
[2]两极板间电场强度​
单位面积振膜带电量为，因此单位面积所受电场力
[3]对单位面积振膜，由牛顿第二定律
代入得
​ 代入数据解得
[4]电容器稳定后，直流电路中电流为0，电源内阻分压为0，电容器两端电压等于电源电动势，因此电荷量
[5]A．电容器充电过程中，电荷量逐渐增大，趋近，增长速率（斜率即电流）逐渐减小；A项线性增长（电流不变），故A错误；
B．B项电流线性减小到0，不符合充电电流的变化规律（非均匀减小），故B错误；
C．C项电流从0开始增大，与初始电流最大的事实矛盾，故C错误；
D．电压，变化规律和一致，电压从0逐渐增大，斜率逐渐减小，最终趋近，符合规律，故D正确。
故选D。
六、硬核科技
2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船成功发射，飞船入轨后，通过不断调整速度与轨道参数，实现了与中国空间站的自主快速交会对接，航天员乘组顺利进驻中国空间站。
13. （多选）如图所示为扭秤实验的装置图，下列说法正确的是（ ）
A. 历史上该实验在真空条件下进行
B. 卡文迪什通过该装置测出了引力常量
C. 牛顿利用扭秤实验总结出了万有引力定律
D. 该实验巧妙地利用了微小量放大思想
E. 该实验巧妙地运用了极限思想法
14. 如图，将载人飞船的变轨过程简化为以下模型：飞船变轨前绕地稳定运行在半径为r1的圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在半径为r2的圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点。已知飞船在轨道Ⅰ上运动周期为T，忽略地球自转的影响。
（1）（多选）下列说法正确的是（ ）
A.飞船变轨后经过A点的速度大于变轨前的速度
B.飞船在轨道Ⅰ上的运行速度大于7.9 km/s
C.飞船在A点的向心加速度大于核心舱在B点的向心加速度
（2）飞船在轨道Ⅰ上的线速度大小为__________，核心舱在轨道Ⅲ上的运行周期为__________。
（3）忽略变轨过程中飞船质量的变化，下列说法正确的是（ ）
A.飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于其在轨道Ⅱ上的机械能
B.飞船在轨道Ⅱ上从B点到A点的运动过程中机械能逐渐增大
C.飞船在轨道Ⅲ上的机械能大于其在轨道Ⅱ上的机械能
【答案】13. ABD
14. ①. AC##CA ②. ③. ④. C
【解析】
【13题详解】
A．万有引力是非常微小的力，为避免空气流动等外界干扰，该实验在真空条件下进行，故A正确；
B．卡文迪什通过扭秤实验首次测出了引力常量，故B正确；
C．万有引力定律是牛顿总结得出的，但牛顿并不是用扭秤实验总结的，故C错误；
DE．扭秤实验将微小的引力扭转效果，通过光杠杆放大为可观测的明显位移，利用了微小量放大思想，故D正确，E错误。
故选ABD。
【14题详解】
[1]A．飞船从低圆轨道I变轨到椭圆转移轨道Ⅱ，需要在A点加速做离心运动，因此变轨后经过A点的速度大于变轨前速度，故A正确；
B．是近地卫星的环绕速度，也是所有圆轨道卫星的最大环绕速度，轨道半径越大线速度越小，因此飞船在轨道I的速度小于，故B错误；
C．万有引力提供加速度，满足
故
A点离地心距离小于B点离地心距离，则，故C正确。
故选AC。
[2]飞船在轨道I做匀速圆周运动，线速度
[3]根据开普勒第三定律，绕同一中心天体运行的天体满足
整理得核心舱的周期
[4] A． 从轨道I变到轨道Ⅱ需要在A点点火加速，因此轨道Ⅱ机械能更大，故A错误；
B．飞船在轨道Ⅱ运动时，只有地球引力做功，机械能守恒，故B错误；
C．从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ需要在B点点火加速，因此轨道Ⅲ的机械能大于轨道Ⅱ的机械能，故C正确。
故选C。
七、太阳能
太阳能是一种清洁能源，太阳能电池可以将太阳能转变为电能并加以利用。我国在这一方面位居世界前列。
15. 太阳能是来源于太阳内部的__________反应。
A. 核裂变B. 核聚变C. 化学变化
16. 太阳辐射功率是指太阳每秒向外辐射的总能量，辐射功率的单位可表示为（ ）
A. B. C. D.
17. 小何利用如图（a）所示电路研究一太阳能电池的伏安特性。连接电路后，闭合开关，在光照条件和温度不变的情况下，改变电阻箱的阻值，记录电压表示数和电流表示数，并多次重复该过程。将实验数据描在图中，得到图（b）。
（1）由图线可知，当时，该太阳能电池的输出功率为________。（结果保留2位有效数字）
（2）定值电阻为，当电阻箱的阻值为时，电阻箱两端的电压为________V。（结果保留3位有效数字）
（3）观察图（b）的曲线，发现当输出电流时，与成线性关系，此条件下太阳能电池可等效为一直流电源，其电动势________，内阻________。（结果均保留2位有效数字）
【答案】15. B 16. A
17. ①. 0.85 ②. 13.4 ③. 18 ④. 20
【解析】
【15题详解】
太阳的能量来源于太阳内部氢原子核的核聚变（热核聚变）反应。
故选B。
【16题详解】
辐射功率单位为瓦特（），根据单位推导，
因此
故选A。
【17题详解】
[1]由图像可得，时，对应电流
输出功率
[2]外电路总电阻
路端电压满足(其中电流单位为)
如图所示
该负载线与曲线交点为
因此电阻箱两端电压
[3][4]太阳能电池等效为直流电源时，由闭合电路欧姆定律可得
得
时，，延长线性段得纵截距
斜率绝对值等于内阻
得