2024届北京西城长安中学物理高二第二学期期末学业质量监测试题含解析

2024届北京西城长安中学物理高二第二学期期末学业质量监测试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、根据玻尔理论，氢原子的能级公式为En＝(n为能级，A为基态能量)，一个氢原子中的电子从n＝4的能级直接跃迁到基态，在此过程中()A．氢原子辐射一个能量为的光子B．氢原子辐射一个能量为－的光子C．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为D．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为－2、对于任何一种金属。必须满足下列哪种条件，才能发生光电效应（）A．入射光的频率小于某一极限频率B．人射光的强度大于某一极限强度C．人射光的波长小于某一极限波长D．入射光照射时间大于某一极限时间3、下列有关热学的叙述中，正确的是（）A．同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均速率相同B．在绝热条件下压缩理想气体，则其内能不一定增加C．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力4、如图甲为风速测量仪的简易模型，在风力的作用下，风叶通过杆带动与其固定在一起的永磁铁转动，假设杆的转速与风速成正比，在某一风速作用下，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，下列说法中正确的是A．风叶带动杆的转速为10r/sB．电流的表达式为i=C．风速加倍时线圈中电流的有效值为0.62D．风速加倍时电流的表达式为i=1.25、质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具．如图所示，带电粒子从容器下方的小孔飘入电势差为的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打到照相底片上．现有某种元素的三种同位素的原子核由容器进入质谱仪，最后分别打在底片、、三个位置．不计粒子重力．则打在处的粒子()A．质量最小 B．比荷最小 C．动能最小 D．动量最小6、某质点在F1、F2和F3三个共点力作用下处于平衡状态，各力的方向所在直线如图所示，各力的矢量起点均在O点，终点未画出。若sin37°=0.6，sin53°=0.8，则各力的大小关系（）A．F1：F2：F3=3：4：5 B．F1：F2：F3=4：3：5C．F1：F2：F3=5：3：4 D．F1：F2：F3=5：4：3二、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、人工放射性同位素被广泛应用，是因为A．放射性同位素的半衰期比较短B．放射性同位素放射强度容易控制C．放射性同位素的射线具有较强的杀伤力，能用来治疗癌症、灭菌消毒等D．放射性同位素作为示踪剂时由于其放射性对人体有害故一定不能对人体使用8、如图所示，在水平面上放置一倾角为θ的光滑斜面，斜面上用劲度系数为k的轻弹簧连接一质量为m的小木块，轻弹簧连在斜面顶端，开始系统处于平衡状态．现使斜面从静止开始缓慢向左加速，加速度从零开始缓慢增大到某一值，然后保持此值恒定，木块最终稳定在某一位置(弹簧处在弹性限度内)．斜面从静止开始向左加速到加速度达到最大值的过程中，下列说法正确的是A．木块的重力势能一直减小B．木块的机械能一直增加C．木块的加速度大小可能为D．弹簧的弹性势能一直增加9、有关下列四幅图的说法正确的是（）A．甲图中，球m1以速度v碰撞静止球m2，若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C．丙图中，射线甲由β粒子组成，射线乙为γ射线，射线丙由α粒子组成D．丁图中，链式反应属于重核裂变10、如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面（如图中虚线所示），a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（）A．a的质量比b的大 B．在t时刻，a的动能比b的大C．在t时刻，a和b的电势能相等 D．在t时刻，a和b的动量大小相等三、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）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学组装了如图所示的装置．关于平衡摩擦力的操作过程，下列说法中正确的是_________；A．应将长木板的右端适当垫高B．应将重物通过细线与小车相连C．应将纸带穿过打点计时器并与小车相连D．如果小车在长木板上能保持静止，就表明己经平衡了摩擦力（2）下面有4条用电磁打点计时器（所用的交流电频率为50Hz）打出的纸带1、2、3、4，其中有两条分别是做“探究小车速度随时间变化的规律”、“验证机械能守恒定律”实验得到的，某同学在每条纸带上取了点迹清晰连续的4个点A、B、C、D，用刻度尺分别测出相邻两个点间距离如表，则：纸带AB/cmBC/cmCD/cm11.141.361.5821.621.721.9232.102.492.8843.563.563.56纸带1通过B点时的速度为________m/s（保留3位有效数字）；纸带_______（填“1”、“2”、“3”或“4”）是“探究小车速度随时间变化的规律”实验得到的；纸带________（填“1”、“2”、“3”或“4”）是“验证机械能守恒定律”实验得到的12．（12分）利用如图所示的实验装置可以测定瞬时速度和重力加速度．实验器材有：固定在底座上带有刻度的竖直钢管，钢球吸附器（可使钢球在被吸附后由静止开始下落），两个光电门（可用于测量钢球从第一光电门到第二光电门的时间间隔），接钢球用的小网．实验步骤如下：A．如图所示安装实验器材．B．释放小球，记录小球从第一光电门到第二光电门的高度差h和所用时间t，并填入设计好的表格中．C．保持第一个光电门的位置不变，改变第二个光电门的位置，多次重复实验步骤B．求出钢球在两光电门间运动的平均速度．D．根据实验数据作出图象，并得到斜率k和截距b．根据以上内容，回答下列问题：（1）根据实验得到的图象，可以求出重力加速度为g=______，钢球通过第一个光电门时的速度为v1=________．（2）如果步骤C中改为保持第二个光电门的位置不变，改变第一个光电门的位置，其余的实验过程不变，同样可以得到相应的图象，以下四个图象中符合规律的是______．A．B．C．D．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）如图所示，一圆柱形气缸沿水平方向固定在桌面上，一定质量的理想气体被活塞封闭其中．已知气缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦的滑动．开始时气体压强为P，活塞内表面相对气缸底部的长度为L，外界温度为T0，现用一质量为m的重锤通过绳子跨过滑轮连接活塞，重新平衡后，重锤下降h．已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.

求：(1)

活塞的横截面积．(2)

若此后外界的温度变为T，则重新达到平衡后气缸内气柱的长度变为多少?14．（16分）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=10cm1．螺线管导线电阻r=1.0，R1=3.0，R1=4.0，C=30μF．在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．求：（1）求螺线管中产生的感应电动势；（1）S断开后，求流经R1的电量．15．（12分）一列在介质中沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1cm，0)的质点A刚好开始振动．在=0.45s时刻，质点A恰好第三次到达波峰质点Q的坐标是(-4cm，0).求：①质点振动的周期．②这列波的传播速度．③从波刚传到A开始计时，求Q点第一次出现波峰需要的时间．

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】一个氢原子中的电子从n=4的能级直接跃迁到基态的过程中，只能向外辐射一个光子；由玻尔理论可知辐射的光子的能量：△E＝E4−E1＝．故B正确，ACD错误．故选B．点睛：解决本题的关键知道从高能级向低能级跃迁，辐射光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子；注意题中给的“一个氢原子”与“大量的氢原子”向低能级跃迁时辐射的光子是对应于“一个”与“一系列”．2、C【解题分析】

AC．发生光电效应的条件是当入射光的频率大于金属的极限频率，或入射光的波长小于金属的极限波长，故A错误，C正确；

BD．能否发生光电效应与入射光的强度以及照射时间无关，故BD错误。

故选C。3、D【解题分析】

A.同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均动能相同，由于分子质量不同，则分子平均速率不同，选项A错误；B.在绝热条件下压缩理想气体，外界对气体做功，根据∆U=W+Q可知其内能一定增加，选项B错误；C.布朗运动是指悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的热运动，选项C错误；D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力，选项D正确.4、C【解题分析】A、根据n=1T可知转速为5

r/s，故B、由图象可知，线圈转动周期T=0.2s，则ω=2πT=10π(rad/s)，由交流电的电流表达式：i=Asinωt(A)=0.6sinD、由转速与风速成正比，当风速加倍时，转速也加倍，电流的最大值Im=1.2A，则电流的表达式为：i=1.2sin20πt(A)，故C、风速加倍时线圈中电流的有效值I=Im2=故选C。【题目点拨】根据i-t图象判断出电流的最大值与周期，明确交流电的最大值和有效值间的关系，知道转速加倍时，产生的感应电流加倍，角速度加倍即可判断。5、B【解题分析】

粒子在电场中加速，由动能定理得：

粒子在磁场中做匀速圆运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：；

B、联立解得：，由图示可知：打在处的粒子轨道半径r最大，打在处的粒子比荷最小，故B正确；

A、由于三种粒子是同位素，粒子所带电荷量q相等，比荷越小，质量越大，由此可知，打在处的粒子质量最大，故A错误；

C、三种粒子的电荷量q相同、加速电压U相同，由可知，三种粒子的动能相等，故C错误；

D、粒子的动量：，由于粒子动能相等，打在处的粒子质量最大，则打在处的粒子动量最大，故D错误．【题目点拨】本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程是正确解题的关键，应用动能定理与牛顿第二定律可以解题．6、D【解题分析】

首先在垂直于F1方向受力平衡沿F1方向受力平衡解得：F1：F2：F3=5：4：3A.A项与上述计算结论不相符，故A错误；B.B项与上述计算结论不相符，故B错误；C.C项与上述计算结论不相符，故C错误；D.D项与上述计算结论相符，故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、ABC【解题分析】

A．人造放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短，故A正确；B．人工制造的放射性同位素的放射强度容易控制，故B正确；C．人工制造的放射性同位素的γ射线能进行金属探伤，且具有较强的杀伤力，能用来治疗癌症、灭菌消毒等，故C正确；D．使用人工制造的放射性同位素作为示踪剂时，虽然过量放射性对人体有害，但调整剂量仍然能对人体使用，故D错误；8、BCD【解题分析】

B．由于弹簧的弹力和斜面的支持力的合力对木块始终做正功，木块的机械能一定增加，故B正确；C．设弹簧的原长为，对木块受力分析，开始木块静止在斜面上，则有开始时弹簧长度向左加速后，在木块离开斜面前，根据牛顿第二定律当时，加速度故C正确；D．加速度增大过程，弹簧长度可见随着加速度增大，弹簧变长，重力势能一直减小；当木块恰好要离开斜面时，弹簧长度当木块离开斜面稳定时，设弹簧与水平方向的夹角为，有随着a增大，减小，弹簧长度所以故D正确；A．因为由于不知末状态木块是否离开斜面，木块的重力势能可能一直减小，也可能先减小后增大，故A错误。故选BCD。9、BD【解题分析】A.甲图中，两球碰撞过程动量守恒，碰撞过程机械能不增加，如果两球质量相等，则碰撞后m2的速度不大于v，但不一定等于v，故A错误；B.乙图中，图中光的颜色保持不变的情况下，光照越强，光电子数目越多，则饱和光电流越大，故B正确；C.丙图中，由左手定则可知，甲带正电，则甲射线由α粒子组成，乙不带电，射线乙是γ射线，丙射线粒子带负电，则丙射线由β粒子组成，故C错误；D.图丁中链式反应属于重核裂变，故D正确；故选BD点睛：由动量守恒定律结合弹性碰撞与非弹性碰撞分析A选项；光的颜色保持不变的情况下，光照越强，光电子数目越多，则饱和光电流越大；由左手定则判断出粒子的电性，然后答题；重核变为中等质量的原子核的核反应是重核裂变．10、BD【解题分析】

A．两个粒子都做初速度为零的匀加速直线运动，则有由题意知，相同时间内a的位移大于b的位移，q、E相等，可知，故A错误；B．根据动能定理得

a的位移大，电场力做功多，故在t时刻，a的动能比b的大，故B正确；C．在t时刻，a、b经过电场中同一水平面，电势相等，它们的电荷量也相等，符号相反，由知，a和b的电势能不相等，故C错误；D．由动量定理得可知t时刻粒子的动量为，故在t时刻，a和b的动量大小相等，故D正确。故选BD。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、AC；0.625；纸带1纸带3【解题分析】（1）A.应将长木板远离滑轮的一端适当垫高，故A正确；B.平衡摩擦力时，不要挂小桶，故B错误；C.应将纸带穿过打点计时器并与小车相连，如果纸带上打出的点间隔相等，则摩擦力完全被平衡了，故C正确；D.平衡摩擦力后，轻推小车，小车能在长木板上做匀速直线运动，故D错误；故选AC（2）纸带1通过B点时的速度，等于AC段的平均速度，=0.625m/s；对于纸带1，xBC-xAB=xCD-xBC=aT2=0.22cm，a=5.5m/s2，是匀加速运动；对于纸带2，xBC-xAB=0.10cm，xCD-xBC=0.20cm，不是匀变速运动；对于纸带3，，xBC-xAB=xCD-xBC=aT2=0.39cm，a=9.8m/s2，是加速度等于重力加速度的匀加速运动；对于纸带4，xBC-xAB=xCD-xBC=aT2=0cm，a=m/s2，是匀速运动；所以纸带1是“探究小车速度随时间变化的规律”实验得到的；纸带3是“验证机械能守恒定律”实验得到的．12、2kbC【解题分析】（1）根据平均速度公式，而，且v=v0+gt，

综上所述，解得：=v0+gt则-t图象斜率k