湖北省孝感市2024届高二物理第二学期期末经典试题含解析

湖北省孝感市2024届高二物理第二学期期末经典试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了6次实验的结果．组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数据得出的论断中不正确的是A．两组实验采用了不同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同C．若入射光子的能量为5.0eV，逸出光电子的最大动能为1.9eVD．若入射光子的能量为5.0eV，相对光强越强，光电流越大2、2017年9月29日，世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”与“墨子号”科学实验卫星进入天地链路，我国科学家在世界上首次实现了洲际量子保密通信。如图所示，设“墨子号”科学实验卫星在半径为的圆周轨道上运行，经过时间，通过的弧长为。已知引力常量为，下列说法正确的是（）A．“墨子号”内的物体处于平衡状态B．“墨子号”的运行周期为C．“墨子号”的发射速度小于D．可算出地球质量为3、甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。则甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比为A．1:1B．2:3C．3:5D．5:74、如图所示，物体A的质量为m，A的上端连接一个轻弹簧，弹簧原长为L0，劲度系数为k，整个系统置于水平地面上，现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）A．提弹簧的力对系统做功为mgLB．物体A的重力势能增加mgLC．物体A的重力势能增加mg(L－L0)D．物体A的重力势能增加5、如图，在一固定水平放置的闭合导体圆环正下方，有一条形磁铁从地面以初速度v0竖直向上运动，上升的最大高度为h.磁铁上升过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过，而不与圆环接触.不计空气阻力，重力加速度为g，则磁铁（）A．初速度B．在整个上升过程中机械能守恒C．在靠近圆环和离开圆环的过程中，圆环对它的作用力始终竖直向下D．上升的整个过程中，从上向下看，圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针6、在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素Na发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的是()A．新核为Mg B．轨迹1是新核的径迹C．Na发生的是α衰变 D．新核沿顺时针方向旋转二、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、下列说法中正确的是:A．测量某星球上某些元素发出的光的频率，与地球上这些元素静止时的发光频率对照，就可以得出该星球靠近或者远离地球的速度，这利用了多普勒效应B．在生产和生活中，共振现象危害较大，因此要尽量避免发生共振C．高速飞离地球的飞船中宇航员认为地球上的时钟变慢D．照相机镜头的偏振滤光片可使拍摄水下物体的影像更清晰，是利用光的干涉原理滤去了水面的反射光8、一名消防员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑，滑到地面的速度恰好为零，如果他加速时的加速度大小是减速时加速度大小的2倍，下滑的总时间为3s，那么该消防员（）A．下滑过程的最大速度为4m/sB．加速与减速运动过程中平均速度之比为1:1C．加速与减速运动过程位移大小之比为1:4D．加速与减速运动过程时间之比为1：29、如图甲所示，在粗糙的固定斜面上有一闭合金属线圈，线圈上半部处于方向垂直斜面且分布均匀的磁场中，若取垂直斜面向上为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的图象（余弦函数）如图乙所示，线圈始终处于静止状态，则（）A．时，线圈受到沿斜面向下的摩擦力B．时，线圈受到沿斜面向上的摩擦力C．内线圈受到的摩擦力减小D．内线圈受到的摩擦力先增大后减小10、以下关于物理学知识的相关叙述，符合实际的有（）A．单摆的振动周期随着摆球质量的增大而减小B．一艘太空飞船静止时的长度为30m，他以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在D．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更加清晰三、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）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．（1）本实验采用的科学方法是_______A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（2）某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置，此时该同学记录下了结点O的位置及两弹簧秤对应的读数，他还应该记录下_______________________．（3）图乙中的F是利用平行四边定则作出的两个弹簧秤拉力的合力的图示，F′为用一个弹簧秤将结点拉至同一点时所用拉力的图示，这两个力中，方向一定沿AO方向的是____________．12．（12分）某兴趣小组用如图装置进行“验证动量守恒定律”的实验，步骤如下：(1)选取两个体积相同、质量不同的小球，用天平测出它们的质量分别为m1、m(2)将斜槽固定在桌边，末端A的切线水平，并在A与地面D之间连接倾角为θ的斜面AB；(3)先不放m2，让m1从斜槽的顶端0处由静止释放，记下(4)将m2放在A处，让m1仍从0处由静止释放，与m2碰撞后，记下m(5)斜面上从上到下的三个落点位置分别记为C、D、E，测出这三点到A端的距离分别为LC、LD、回答以下问题：①根据实验要求，选择的小球质量应满足m1__________m2(选填“>”、“=”、②已知E点为碰后m2的落点位置，则第(3)步中，m1将落到斜面AB的________点(选填“C”、“D")，m1离开斜槽末端时的速度为_________(③用测得的物理量来表示，只要满足关系式______________，可验证m1与mA．mB．mC．m1四、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，竖直平面内有一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框在水平方向的磁场中以初速度v0水平抛出（忽略空气阻力）。磁场方向与线框平面始终垂直，磁场的磁感应强度随竖直向下的z轴按B=B0+kz的规律均匀增大。已知重力加速度为g。求：(1)线框竖直方向速度为vz时，线框中瞬时电流的大小及方向（填“顺时针”或“逆时针”）；(2)线框在复合场中运动的最大电功率P；(3)若线框从开始抛出到瞬时速度大小达到vt所经历的时间为t，则线框在时间t内沿竖直方向的位移大小。14．（16分）如图所示，从地面离h1高处的空间，是可由某装置（图中未画出）控制的力作用区。当启动装置产生力作用区，小球在该区域的加速度即刻变为a＝5g，方向始终向上；当关闭装置，小球在该区域可自由下落，现启动装置产生力作用区，并让小球从力作用区上方h2＝20m处由静止释放，小球恰好能达到地面。取重力加速度g＝10m/s2。（1）求高度h1；（2）若先将小球自地面上方h3＝6m处由静止释放，再择机启动装置产生力作用区，小球能离开力作用区且不与地面接触，求小球从开始下落至第一次离开力作用区所经历的最长时间tm。15．（12分）如图所示，间距为d的两竖直光滑金属导轨间接有一阻值为R的电阻，在两导轨间水平边界MN下方的区域内存在着与导轨平面垂直的匀强磁场．一质量为m、长度为d、电阻为r的金属棒PQ紧靠在导轨上．现使棒PQ从MN上方高度处由静止开始下落，结果棒PQ进入磁场后恰好做匀速直线运动．若棒PQ下落过程中受到的空气阻力大小恒为其所受重力的，导轨的电阻忽略不计，棒与导轨始终保持垂直且接触良好，重力加速度大小为g，求：（1）棒PQ在磁场中运动的速度大小v；（2）匀强磁场的磁感应强度大小B．

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】

由爱因斯坦质能方程比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系解题由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，由公式可知，两组实验中所用的入射光的频率不同，故A正确；由爱因斯坦质能方程可得：第一组实验：，第二组实验：，解得：，即两种材料的逸出功相同也即材料相同，故B错误；由爱因斯坦质能方程可得：，故C正确；由题表格中数据可知，入射光能量相同时，相对光越强，光电流越大，故D正确．2、D【解题分析】

A．“墨子号”做匀速圆周运动，合力充当向心力，处于非平衡状态，故A项错误；B．“墨子号”的线速度运行周期故B项错误；C．“墨子号”是地球的卫星，并且轨道大于近地轨道，所以发射速度大于7.9km/s，故C项错误；D．“墨子号”做圆周运动所需向心力由地球对其引力提供，则：解得：故D项正确。3、D【解题分析】

设汽车甲在第一段时间时间间隔t0末的速度为v，第一段时间间隔内行驶的路程为s1，加速度为a，在第二段时间间隔内行驶的路程为s1．由题，汽车甲在在第二段时间间隔内加速度为1a。设甲、乙两车行驶的总路程分别为s、s'，则有s=s1+s1，s'=由运动学公式有：v=at0，sv'=2at0，s联立以上得：s=52所以甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比为5:7。A.1:1与计算结果不符，故A不符合题意。B.1:3与计算结果不符，故B不符合题意。C.3:5与计算结果不符，故C不符合题意。D.5:7与计算结果相符，故D符合题意。4、D【解题分析】

将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，使B点上移距离为L，拉力做的功等于系统重力势能和弹性势能的增加量之和，根据能量守恒定律分析即可．【题目详解】将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，由于开始时有支持力，故拉力先小于mg，物体离地后等于mg；拉力的位移为L，故提弹簧的力对系统做功小于mgL，A错误；提弹簧的力对系统做功小于mgL，弹簧的弹性势能也要增加，故物体的重力势能的增加量小于mgL，B错误；B点上移距离为L，弹簧伸长量为，则A上升的高度为，则A的重力势能增加，C错误D正确．【题目点拨】本题关键明确缓慢提起物体的过程中，拉力做的功等于系统重力势能和弹性势能的增加量之和，基础题．5、C【解题分析】

A.若磁铁做竖直上抛运动时，v2＝2gh，可得，由于磁铁穿过线圈的过程中产生感应电流，有一定的机械能损失，所以磁铁的初速度应大于；故A项错误.B.在磁铁上升过程中，线圈中产生感应电流，线圈中有电能产生，磁铁在整个上升过程中，磁铁的机械能转化为电能，由能量守恒定律可知，磁铁的机械能减少；故B项错误.C.由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动，在磁铁靠近线圈的过程中为阻碍磁铁的靠近，线圈对磁铁的作用力竖直向下，在磁铁穿过线圈远离线圈的过程中，为阻碍磁铁的远离，线圈对磁铁的作用力竖直向下，则整个过程中，线圈对磁铁的作用力始终竖直向下；故C项正确.D.由图示可知，在磁铁上升过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向；故D项错误.6、A【解题分析】

A、C项：根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒，配平核反应方程式，可知衰变方程为，故新核是，故A正确，C错误；B项：由题意，静止的发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式可知半径与电荷量q成反比，所以轨迹1为所释放出的粒子的轨迹，故B错误；D项：根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知：新核要沿逆时针方向旋转．故D错误．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、AC【解题分析】

A．根据多普勒效应，当接收频率小于发出频率的时，星球离我们而去，若接收频率大于发出频率时，则星球向我们靠近，故A正确；B．共振现象在生产和生活中有利也有弊，因此要会利用和防止共振，选项B错误；C．根据爱因斯坦相对论可知，时间间隔的相对性：，可知在宇宙中高速飞行的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，故C正确；D．反射光是偏振光，摄影爱好者常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景像更清晰是利用光的偏振现象，故D错误；故选AC.8、BD【解题分析】

A.设减速时的加速度为a，则加速时的加速度为2a，加速时间为，减速时间为，则，设加速的末速度为v，则，联立解得，即下滑过程中的最大速度为8m/s，故A错误；BCD.加速时间，减速时间，所以加速与减速过程的时间之比为1∶2，故，，加速与减速过程中平均速度大小都为，所以加速与减速过程的位移之比为1:2，故BD正确；C错误9、BD【解题分析】

由图乙所示图象可知，t=1s时B=0，由F=BIL可知，线圈受到的安培力为零，线框在重力作用下有向下的运动趋势，线框受到的摩擦力平行于斜面向上，故A错误；由图乙所示图象可知，t=2s时磁感应强度的变化率为零，穿过线框的磁通量变化率为零，由法拉第电磁感应定律可知，线框产生的感应电动势为零，线框中没有感应电流，线框不受安培力作用，线框受到沿斜面向上的摩擦力作用，故B正确；由图乙所示图象可知，t=0s时磁通量变化率为零，感应电动势为零，线框中没有感应电流，线框所受安培力作用，t=1s时B=0，线框所受安培力为零，0～1s时间内，线框受到的安培力先增大后减小，由楞次定律与左手定则可知，线框所受安培力平行于斜面向上，由平衡条件得：mgsinθ=f+F，由于安培力F先增大后减小，则摩擦力：f=mgsinθ-F先减小后增大，故C错误；由图乙所示图象可知，t=3s时B=0，线框所受安培力为零，t=4s时磁通量变化率为零，感应电动势为零，线框中没有感应电流，线框所受安培力作用，3～4s时间内，线框受到的安培力先增大后减小，由楞次定律与左手定则可知，线框所受安培力平行于斜面向下，由平衡条件得：mgsinθ+F=f，由于安培力F先增大后减小，则摩擦力：f=mgsinθ+F先增大后减小，故D正确．所以BD正确，AC错误．10、BD【解题分析】

A.根据单摆的周期公式：可知，单摆的周期与摆球的质量无关．故A错误；B.地球上的观测者测得该飞船的长度是以0.6c的速度沿长度方向飞行时长度，为：，故B正确；C.赫兹用实验证实了电磁波的存在．故C错误；D.日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以可以滤掉水面反射的偏振光，使景像更清晰，这是利用光的偏振现象，故D正确；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）B；（2）两弹簧秤拉力的方向；（3）F'【解题分析】试题分析：（1）F是通过作图的方法得到合力的理论值，而是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是，由于误差的存在F和方向并不在重合；合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法．（2）如图甲，当用两个弹簧秤同时拉橡皮筋时，必须记录下两弹簧秤读数，及两细线的方向，O点的位置；（3）图乙中的F与中，F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，一定与AO共线的是．考点：考查了验证力的平行四边形定则．【名师点睛】在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析12、(1)>(2)DLDgcos【解题分析】

第一空.根据实验要求，为防止入射小球反弹，则选择