湖北省部分省级示范性重点中学教科研协作体2024届高二物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

湖北省部分省级示范性重点中学教科研协作体2024届高二物理第二学期期末学业水平测试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，羽毛球运动员在比赛过程中用球拍回击飞过来的羽毛球，下列说法正确的()A．球拍击羽毛球的力大于羽毛球撞击球拍的力B．羽毛球先对球拍有力的作用，球拍才对羽毛球有力的作用C．羽毛球撞击球拍的力是由羽毛球发生形变引起的D．羽毛球对球拍的力和球拍对羽毛球的力是一对平衡力2、甲、乙两个单摆在同一地点做简谐振动，在相等的时间内，甲完成10次全振动，乙完成20次全振动．已知甲摆摆长为1m，则乙摆的摆长为()A．2m B．4mC．0.5m D．0.25m3、如图所示，质量为m的物体在恒力F的作用下沿天花板匀速滑动，F与水平方向的夹角为θ，物体与天花板之间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小是()A．Fcosθ B．FsinθC．μ(Fsinθ+mg) D．μ(mg-Fsinθ)4、下列关于原子结构和原子核的说法中不正确的是()A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量D．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能5、下列说法中正确的是：（）A．弹簧振子的运动是简谐运动 B．简谐运动就是指弹簧振子的运动C．简谐运动是匀变速运动 D．单摆简谐运动的回复力是重力和拉力的合力6、用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明A．光的本质是波B．光的本质是粒子C．光的能量在胶片上分布不均匀D．光到达胶片上不同位置的概率相同二、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、一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0s时刻的波形图如图所示．已知波速为0.4m/s，且波刚传的c点．下列选项正确的是（）A．波源的振动周期为0.2sB．t=0s时，质点c点沿y轴正方向运动C．在t=0s时，质点a的加速度比质点b的加速度小D．质点a比质点b先回到平衡位置E.t=0.1s时，质点c将运动到x=12cm处8、为证明实物粒子也具有波动性，某实验小组用电子束做双缝干涉实验。实验时用50kV电压加速电子束，然后垂直射到间距为1mm的双缝上，在与双缝距离约为35cm的光屏上得到了干涉条纹。该条纹与托马斯·杨用可见光做的双缝干涉实验所得到的图样基本相同，但条纹间距很小。这是对德布罗意物质波理论的又一次实验验证。根据德布罗意理论，实物粒子也具有波动性，其波长λ=hp，其中h为普朗克常量，A．只减小加速电子的电压，可以使干涉条纹间距变大B．只增大加速电子的电压，可以使干涉条纹间距变大C．只增大双缝间的距离，可以使干涉条纹间距变大D．只增大双缝到光屏的距离，可以使干涉条纹间距变大9、下列说法正确的是A．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果B．彩色液晶显示器利用了液晶的所有物理性质都具有各向异性的特点C．用较细的吸管喝饮料是利用毛细现象D．游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，目的是使水不能浸润羽毛10、如图所示，在某空间的一个区域内有一直线PQ与水平面成45°角，在PQ两侧存在垂直于纸面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．位于直线上的a点有一粒子源，能不断地水平向右发射速率不等的相同粒子，粒子带正电，电荷量为q，质量为rn，所有粒子运动过程中都经过直线PQ上的b点，已知ab＝d，不计粒子重力及粒子相互间的作用力，则粒子的速率可能为A． B． C． D．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）老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻．所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R1（阻值未知），电压表V（量程为3.0V，内阻很大,可视为理想表），电阻箱R（0～99.99），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．（1）同学小红按照右图连接电路，然后进行了如下操作：①将S2接到，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如下图甲所示的位置，闭合S1，记录下对应的电压表示数为2.20V，然后断开S1；②保持电阻箱示数不变，将S2切换到，闭合S1，记录此时电压表的读数（电压表的示数如下图乙所示），然后断开S1．请你解答下列问题：图甲所示电阻箱的读数为Ω，图乙所示的电压表读数为V．由此可算出定值电阻R1的阻值为Ω（R1的计算结果保留两位小数）．（2）在完成上述操作后，小红继续以下的操作：将S2切换到，闭合S1，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的—图线．由此可求得电源电动势E和电源内阻r，其中E=V，内阻r=Ω（计算结果均保留两位小数）．12．（12分）图甲所示为研究小车做匀变速直线运动的实验装置，打点计时器的工作频率为51HZ．图乙为实验中选取的一段纸带，其中每相邻两计数点之间的时间间隔为1．1s．（1）以下实验操作步骤正确的是和．A．打点前需要平衡摩擦力B．若是电火花计时器，应该使用221V的交流电源C．选接通电源，再释放小车D．该实验所需要的测量工具是秒表和刻度尺（2）计数点2对应的瞬时速度大小为m/s；（3）小车下滑的加速度大小为m/s2（两个计算结果均保留三位有效数字）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，在光滑水平面上使滑块A以2m/s的速度向右运动，滑块B以4m/s的速度向左运动并与滑块A发生弹性正碰，已知滑块A、B的质量分别为1kg、2kg，滑块B的左侧连有轻弹簧，求：

(1)当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小；

(2)两滑块相距最近时滑块B的速度大小；

(3)两滑块相距最近时，弹簧的弹性势能的大小．14．（16分）如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d＝0.5m，电阻不计，左端通过导线与阻值R＝2W的电阻连接，右端通过导线与阻值RL＝4W的小灯泡L连接．在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长="2"m，有一阻值r="2"W的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处．CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示．在t＝0至t＝4s内，金属棒PQ保持静止，在t＝4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动．已知从t＝0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求：（1）通过小灯泡的电流．（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小．15．（12分）某水电站的水位落差为20m，通过水轮机的流量为10m³/s，发电效率为20%．水流通过水轮机时，使水轮机以的转速转动．水轮机带动的线圈共1000匝，线圈面积0.2m²，线圈置于磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，线圈电阻不计．发电机先经过匝数比为1:10的升压变压器后经输电线输送到远处，再由降压变压器降压后给用户供电．若按最大功率供电时输电线路损耗的功率为发电机最大输出功率的2%，用户电压为220V．g取10N/kg，求：（1）输电线的总电阻；（2）降压变压器的匝数比．

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、C【解题分析】

AD项：球拍击羽毛球的力与羽毛球撞击球拍的力为作用力与反作用力，所以大小相等，方向相反，故AD错误；B项：力的作用是同时产生的，故B错误；C项：由弹力的产生可知，羽毛球撞击球拍的力是由羽毛球发生形变引起的，故C正确．2、D【解题分析】

在相等的时间内，甲完成10次全振动，乙完成20次全振动，可知T甲：T乙=2：1，根据知摆长，甲乙的周期之比为2:1，则摆长之比为4:1，甲摆的摆长为1m，则乙摆的摆长为0.25m;故选D.【题目点拨】解决本题的关键掌握单摆的周期公式，通过周期之比求出摆长之比是关键.3、A【解题分析】

AB．对物体受力分析，将推力F正交分解，如图根据力平衡条件，水平方向有：则物体受到摩擦力大小，A正确，B错误；CD．根据力平衡条件，竖直方向有：解得：又则摩擦力大小，CD错误。故选A。4、C【解题分析】

A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，故A正确；B．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线，故B正确；CD．裂变和聚变都要有质量亏损，根据质能方程都放出能量，所以C错误；D正确．5、A【解题分析】

A、弹簧振子的运动是种周期性的往返运动，属于简谐运动；故A正确.B、简谐运动并不只是弹簧振子的运动；单摆的运动也可以看作是简谐运动；故B错误.C、简谐运动的加速度随物体位置的变化而变化，不是匀变速运动；故C错误.D、单摆做简谐运动的回复力由重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供，故D错误.故选A.【题目点拨】本题考查简谐运动的性质，要注意明确简谐运动中的受力、位移及速度均随时间做周期性变化．6、C【解题分析】

用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A、B错误；说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分而不均匀，故C正确，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、ABC【解题分析】从图中可知波长，故振动周期，A正确；根据走坡法可知质点c正通过平衡位置向上振动，B正确；根据回复力公式可知在t=0时刻质点a的为质点b的位移小，即质点a的回复力小于质点b的回复力，所以质点a的加速度小于质点b的加速度，C正确；t=0时刻质点a正向下振动，即要回到平衡位置所需要的时间大于十分之一周期，而质点b回到平衡位置所需时间等于四分之一周期，故质点b比质点a先回到平衡位置，D错误；波上的质点只在平衡位置上下振动不随波迁移，E错误8、AD【解题分析】

AB、增大加速电子的电压，则电子的速度变大，动量变大，根据德布罗意波长公式λ=hp知，波长变小，根据Δx=LdλC、根据Δx=Ldλ知，加大双缝间的距离dD、根据Δx=Ldλ知，只增大双缝到光屏的距离L9、AD【解题分析】

A.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果。故A正确；B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，并非所有物理性质。故B错误；C.用较细的吸管喝饮料是并非利用毛细现象，而是利用液体得压强。故C错误；D.游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，目的是使水不能浸润羽毛。故D正确；10、ABC【解题分析】由题意可知粒子可能的运动轨迹如图所示所有圆弧的圆心角均为90°,所以粒子运动的半径（n=1，2，3…），由洛伦兹力提供向心力得，则（n=1，2，3…），故ABC正确，D错误；故选ABC．【题目点拨】根据题意画出粒子的运动轨迹两条，由几何知识可知，运动所有圆弧的圆心角都为90°，求出运动半径的通式；由洛伦兹力提供向心力，列式求出速度表达式，结合选项判断．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)20.002.805.45(2)2.90.26【解题分析】

(1)电阻箱的阻值等于；图乙电压表的示数为，根据闭合电路欧姆定律得，．(2)将定值电阻等效到电源的内部，根据得，，知纵轴截距的倒数为电动势，所以解得；由于求出的是等效电阻，则实际电阻：；【题目点拨】此题考查电源电动势和内电阻的测量，通过实验操作、读数以及对实验方法的理解等多方面考查考生的实验探究能力.要重点掌握处理闭合电路欧姆定律公式的能力和利用图象求解电动势和内电阻的方法．12、（2）B,C（2）2．29（3）3．32【解题分析】试题分析：①研究小车做匀变速直线运动，不需要平衡摩擦力，故A错误．电火花打点计时器使用222V的交流电源，故B正确．实验时应先接通电源，再释放小车，故C正确．该实验不需要秒表，时间可以通过打点计时器直接得出，故D错误．故选B和C．②计数点2的瞬时速度，因为连续相等时间内的位移之差△x=3．32cm，根据△x=aT2得，．考点：研究小车做匀变速直线运动【名师点睛】解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．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）−3m/s，方向向左；（2）−2m/s，方向向左；（3）12J【解题分析】

(1)以向右为正方向，A、B组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，

当滑块A的速度减为0时，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=mBvB'vB'=−3m/s，方向向左；(2)两滑块相距最近时速度相等，设相等的速度为v.根据动量守恒得：mAvA+mBvB=(mA+mB)v，解得：v=−2m/s，方向向左；(3)两个物体的速度相等时，弹簧压缩最短，弹性势能最大，根据系统的机械能得，弹簧的最大弹性势