北京市东城区第五十五中学2024届高二物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

北京市东城区第五十五中学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、质量为0.1kg的弹性小球从高为1.15m处自由下落，与水平地面碰撞后弹回到0.8m高处，碰撞时间为0.01s，重力加速度为10m/s1．小球与地面碰撞过程中，（）A．小球的动量变化量大小为零B．小球的动量变化量大小0.5kgC．地面对小球的平均作用力大小为90ND．地面对小球的平均作用力大小为91N2、如图所示，A、B两物体的质量分别为2kg和1kg，静止叠放在水平地面上．A、B间的动摩擦因数为0.8，B与地面间的动摩擦因数为0.4.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为10m/s2.现对A施加一水平拉力F，不计空气阻力，则()A．当F＝17N时，物体A的加速度大小为0.5m/s2B．当F＝21N时，物体A的加速度大小为3m/s2C．当F＝22N时，A相对B滑动D．当F＝39N时，B的加速度为9m/s23、卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型。能大致反映粒子散射特点的是图（）A． B． C． D．4、设想探测火星时，载着登陆舱的探测飞船在以火星中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，登陆舱的探测飞船的总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2。则A．火星的质量为M=B．火星表面的重力加速度为'C．登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为vD．登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T5、现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光照射时，有光电流产生．关于光电效应及波粒二象性，下列说法正确的是A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，光电流变大B．光的波长越长，其粒子性越显著；频率越高，其波动性越显著C．入射光的频率变高，光强不变，光电子的最大初动能不变D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生6、下列关于静电的说法中，正确的是A．摩擦起电创造了电荷B．丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引铁钉C．普通验电器能直接检测物体带有何种性质的电荷D．电荷量存在某最小值二、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，在粗糙绝缘水平面上固定一负点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中A．小物块所受到的摩擦力逐渐变小B．M点的电势一定低于N点的电势C．小物块具有的电势能逐渐增大D．小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功8、以下关于物理学史的叙述，符合实际的有（）A．康普顿发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕模型”B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型C．玻尔根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性D．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论9、如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空静止．设活塞与气缸壁之间无摩擦而且可以自由移动，缸壁导热性能良好，从而使缸内气体总能和外界大气温度相同，则下述结论正确的是（）A．若外界大气压增大，则气缸上底面离地面高度将减小B．若外界大气压增大，则弹簧将缩短一些C．若气温升高，则气缸上底面离底面高度将减小D．若气温升高，则气缸上底面离地面高度将增大10、如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是（）A．这群氢原子能发出3种不同频率的光B．这群氢原子能发出2种不同频率的光C．金属钠发出的光电子的最大初动能9.60eVD．金属钠发出的光电子的最大初动能2.49eV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）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O．记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．上述步骤中有重要遗漏的步骤的序号及遗漏的内容分别是和．12．（12分）如图甲为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图.图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电，小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2.(1)下列说法正确的是________A．为平衡小车与水平木板之间摩擦力，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂小盘(及砝码)的情况下使小车恰好做匀速运动B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力C．本实验m2应远大于m1D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作图像(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、

x2、

x3、

x4、x5、x6已量出，则计算小车加速度的表达式为a=___________；(3)某同学在平衡摩擦力后，保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图所示，若牛顿第二定律成立，重力加速度g=10m/s2，则小车质量为_________kg，小盘的质量为__________kg．(结果保留两位有效数字)

(4)如果砝码的重力越来越大，小车的加速度不能无限制地增加，会趋近于某一极限值，此极限值为________．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）一带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，求：(1)该带电微粒的电性？(2)该带电微粒的旋转方向？(3)若已知圆的半径为r，电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B，重力加速度为g，则线速度为多少？14．（16分）用频率为ν0的光照射某种金属发生光电效应，测出光电流i随电压U的变化图象如图所示，已知普朗克常量为h，电子的带电量为e，求：①照射在金属表面上的这束光的最小功率P；②该金属的极限频率νc．15．（12分）图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变成状态C的V-T图象。已知气体在状态A时的压强是。(1)说明A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中的温度值；(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p-T图象，并在图象相应位置上标出字母A、B、C，同时写出分析过程。

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、D【解题分析】

AB．由于小球做自由落体运动，则其与水平面碰撞前的速度为：v1=2gh1=5m/s，方向竖直向下；所以与水平面碰撞前的动量为：p1=mCD．根据动量定理，合外力的冲量等于物体动量的变化，小球所受外力有重力mg和水平面对它的弹力N，向上为正方向，因此：N-mgt=Δp，得：N=mg+Δpt=91N2、B【解题分析】A与B间的最大摩擦力为：fA=μ1mAg=0.8×2×10N=16N

B与地面间的摩擦力为：f=μ2（mA+mB）g=12N

B的最大加速度为am，则有：fA-f=mBam，

解得：am对A分析，当A的加速度大于4m/s2时，AB发生滑动，此时的拉力为F，则F-fA=mAam，解得F=24N，当F=17N时，AB以共同的加速度运动，此时的加速度为：a共＝F-fmA点睛：本题考查了摩擦力的计算和牛顿第二定律的综合运用，解决本题的突破口在于通过隔离法和整体法求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力。3、B【解题分析】

根据α粒子散射实验，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构模型；他认为：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，原子中的大部分空间都是空的，所以大多数的α粒子都能穿过原子的空间，只有少数运动轨迹靠近原子核的α粒子，才出现较大角度的偏转。由此，结合α粒子散射实验的特点可知，AD错误；C选项的α粒子都没有穿过原子核而发生偏转，与题意不符，C错误，B选项符合题意。4、A【解题分析】A、根据万有引力提供向心力得GMm1r12=mB、由于火星的半径未知，则无法求出星球表面的重力加速度，故B错误；C、根据万有引力提供向心力得GMmr2=mv2r，解得v=GMr，登陆舱在r1与D、根据万有引力提供向心力得GMmr2=m4π2T2r，解得故选A。【题目点拨】本题主要抓住万有引力提供圆周运动向心力并由此根据半径关系判定描述圆周运动物理量的大小关系，掌握万有引力提供向心力这一理论，并能灵活运用。5、A【解题分析】

A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，因为饱和光电流与入射光的强度成正比，A正确．B.光的波长越长，越容易发生干涉、衍射等现象，其波动性越显著，频率越高，能量越高，其粒子性越显著；B错误．C.根据光电效应的规律，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，所以入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，C错误．D.如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应，不会有光电流产生，D错误．6、D【解题分析】

A.摩擦起电的本质是电荷的转移，并没有创造电荷，A错误。B.丝绸摩擦过的玻璃棒能够带静电，可以吸引纸屑，无法吸引铁钉，B错误。C.验电器只能检测物体是否带电，无法确定带有何种性质的电荷，C错误。D.电荷量存在最小值即元电荷，任何带电体的电量均为元电荷的整数倍，D正确。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.从M点运动到N点的过程中，小物块所受到的摩擦力为滑动摩擦力保持不变，故A错误；B.Q为负电荷，越靠近负电荷电势越低，故M点电势低于N点电势，故B正确；

C.由于小物块由静止开始运动，因此一定受到库仑斥力作用，此力对物块做正功，电势能减小，故C错误；D.由于小物块始末动能都为零，因此动能没有变化，根据动能定理可知电场力所做正功和克服摩擦力做功相等，所以电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功，故D正确。8、BD【解题分析】

A.汤姆孙发现了电子，密立根测定了电子电荷量，故A错误；B.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故B正确；C.德布罗意根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，故C错误。D.普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故D正确；9、AD【解题分析】外界大气压增大时，气体体积减小，但对于整个系统，弹簧的弹力恒等于系统的总重量，弹簧的形变量不变，故AB错误；若气温升高，缸内气体做等压变化，根据：，当温度升高时，气体体积增大，气缸上升，则气缸的上底面距地面的高度将增大，故C错误，D正确．所以D正确，ABC错误．10、AC【解题分析】一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程，能发出种不同频率的光，选项A正确，B错误；其中从第3激发态→第1激发态，放出光子的能量最大，为△E=E3-E1=（-1.51eV）-（-13.6eV）=12.19eV＞2.49eV；光子能量大于逸出功的会发生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程，可知金属钠发出的光电子的最大初动能：EKm=hv-W1=12.19eV-2.49eV=9.61eV；选项C正确，D错误；故选AC.

点睛：解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，以及掌握光电效应方程EKm=hv-W1．三、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)CE(2)在C中未记下两细绳套的方向E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O【解题分析】本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力的理论值和实际值，然后进行比较，得出结果．所以，实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示．步骤C中未记下两条细绳的方向；步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O．故答案是：（1）CE，（2）C中未记下两条细绳的方向；E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O．本实验关键理解实验原理，根据实验原理分析实验步骤中有无遗漏或缺陷，因此掌握实验原理是解决实验问题的关键．12、AD1.10.063g(10m/s1)【解题分析】试题分析：（1）“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验中，为了消除摩擦力的影响，通过重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力，故将木板带滑轮的一端垫高，故A错误；因摩擦因数不变，改变小车质量后，无需重新平衡摩擦力，故B错误；本实验中绳子的拉力为小车提供加速度，整体分析有：，设绳子拉力为T，分析砝码受力有：，解得拉力，由此可知，只有当m1远大于m1时，绳子的拉力才近似等于盘和砝码的总重力，故C正确；由牛顿第二定律可知，本实验应做图像，故D错误；（1）根据匀变速直线运动公式可得逐差公式，故在本题中有，故有a=（3）根据牛顿第二定律可知故有，即图像斜率表示小车质量的倒数，取点代入数据可得kg=1.0kg，同理计算纵截距求得小盘质量kg．（4）当砝码质量不断增大时，对系统整体分析，根据牛顿第二定律可知，小车加速度，由数学知识取极限可知当越来越大时=10m/s1．考点：“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验四、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)负电