2024届湖南省长沙市湖南师大附中高二物理第二学期期末教学质量检测试题含解析

2024届湖南省长沙市湖南师大附中高二物理第二学期期末教学质量检测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、右图为黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则()A．各种波长的辐射强度都有减少B．只有波长短的辐射强度增加C．辐射电磁波的波长先增大后减小D．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动2、图甲为交流发电机构造示意图，当线圈沿逆时针方向匀速转动时，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示．若线圈的电阻为2Ω，外接灯泡的电阻为10Ω，则A．电流方向每秒钟改变50次 B．交流电压表的示数为6VC．灯泡的电功率为2.5W D．在t=0.01s时刻，穿过线圈的磁通量为零3、如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中，以下四个选项中正确的是()A．重物的机械能守恒B．重物的机械能减少C．重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D．重物与弹簧组成的系统机械能增加4、如图，当电键断开时，用光子能量为的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（）A． B． C． D．5、一质点做匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为x，速度变为原来的2倍，该质点的加速度为（）A． B． C． D．6、在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于c电荷的对称点，不计空气阻力．下列说法中正确的是（）A．D点的电场强度为零、电势为零B．E、F两点的电场强度等大反向、电势相等C．E、G、H三点的电场强度和电势均相同D．若释放c电荷，c电荷将一直做加速运动二、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，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节．原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电流，在其他条件不变的情况下，为使变压器输入功率增大，可使（）A．原线圈匝数n1减小B．副线圈匝数n2减小C．负载电阻R的阻值增大D．负载电阻R的阻值减小8、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt为热敏电阻（随温度升高电阻变小），R为定值电阻．下列说法正确的是()A．副线圈两端电压的瞬时值表达式为u′＝18sin50πt(V)B．t＝0.02s时电压表V2的示数为18VC．变压器原、副线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为1:2D．Rt处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数不变9、如图所示，一根长度为2L、质量为m的绳子挂在定滑轮的两侧，左右两边绳子的长度相等．绳子的质量分布均匀，滑轮的质量和大小均忽略不计，不计一切摩擦．由于轻微扰动，右侧绳从静止开始竖直下降，当它向下运动的位移为x时，加速度大小为a，滑轮对天花板的拉力为T。已知重力加速度大小为g，下列a﹣x、T﹣x关系图线正确的是（）A．B．C．D．10、如图所示，半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置，在－R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v，重力忽略不计，所有粒子均能到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚Δt时间，则()A．粒子到达y轴的位置一定各不相同B．磁场区域半径R应满足R≤C．从x轴入射的粒子最先到达y轴D．Δt＝－，其中角度θ的弧度值满足sinθ＝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）某同学用如图所示的装置测定重力加速度，①电火花计时器的工作电压为______，频率为________．②打出的纸带如图所示，实验时纸带的______端应和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）③由纸带所示数据可算出实验时的加速度为m/s1．④当地的重力加速度数值为9.8m/s1，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因：．12．（12分）某实验小组的同学在做验证机械能守恒定律的实验，实验装置如图甲所示，接下来该小组的同学完成了如下的操作：(1)先利用10分度的游标卡尺测出了小球的直径，其示数如图乙所示，该示数为___________cm；(2)将该小球由光电门1的正上方无初速度释放，先后通过光电门1、2，通过电脑显示的时间分别为△t1=5×10－3s、△t2=4×10－3s，若小球通过两光电门1、2的速度分别用v1、v2表示，由以上数据可知v2=___________m/s；(保留两位有效数字)(3)该小组的同学测出两光电门之间的距离为h，重力加速度用g表示，若小球的机械能守恒，则需要验证的关系式为___________。(用题中所给字母表示)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）把铜分子看成球形，试估算铜分子的直径．假设铜的密度为，铜的摩尔质量为M，阿佛加德罗常数为．14．（16分）根据量子理论，光子的能量为E=hv，其中h是普朗克常量．（1）根据爱因斯坦提出的质能方程E=mc1，光子的质量可表示为m=E/c1，由动量的定义和相关知识，推导出波长为λ的光子动量的表达式p=h/λ；（1）光子能量和动量的关系是E=pc．既然光子有动量，那么光照到物体表面，光子被物体吸收或反射时，都会对物体产生压强，这就是“光压”．a.一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率为P0=103W，发出的一细束激光束的横截面积为S=1mm1．若该激光束垂直照射到物体表面，且光子全部被该物体吸收，求激光束对该物体产生的光压P0的大小；b.既然光照射物体会对物体产生光压，科学家设想在遥远的宇宙探测中，可以用光压为动力使航天器加速，这种探溅器被称做“太阳帆”．设计中的某个太阳帆，在其运行轨道的某一阶段，正在朝远离太阳的方向运动，太阳帆始终保持正对太阳．已知太阳的质量为1×1030kg，引力常量G=7×10-11Nm1/kg1，太阳向外辐射能量的总功率为P=4×1016W，太阳光照到太阳帆后有80%的太阳光被反射．探测器的总质量为m=50kg．考虑到太阳对探测器的万有引力的影响，为了使由太阳光光压产生的推动力大于太阳对它的万有引力，太阳帆的面积S至少要多大？（计算结果保留1位有效数字）15．（12分）竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，最初AB段处于水平状态，中间有一段水银将气体封闭在A端，各部分尺寸如图所示，外界压强p0＝75cmHg.(1)若从C端缓慢注入水银，使水银与C端管口平齐，需要注入水银的长度为多少？(2)假如某时刻水平段气体温度为320K.加热被封气体，最终使AB段中的水银恰好全部退回BC段，求此时封闭气体的温度是多少？(假定气体受热均匀)

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】由图象可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故AB错误，D正确．随着温度的升高，黑体的辐射增强，波长变短，频率增大，故C错误．故选D．点睛：通过黑体辐射的强度与波长的关系图象，考生应牢记两大特点：①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．2、C【解题分析】A：由图乙可得，交流电的周期，交流电的频率；一个周期交流电的电流方向改变2次，则电流方向每秒钟改变100次．故A项错误．B：由图乙得，正弦式交流电的电动势最大值为，则电动势的有效值为，电压表测电源的路端电压，电压表读数．故B项错误．C：灯泡的电功率，故C项正确．D：由图乙得，在t=0.01s时刻，感应电动势为零；线圈处于中性面位置，磁通量最大．故D项错误．点睛：线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．电表读数、用电器的电功率均由交流电的有效值确定．3、B【解题分析】

根据重力做功，判断重力势能的变化，在整个运动的过程中，有重力和弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，通过系统机械能守恒判断重物机械能的变化；【题目详解】A、重物由A点摆向最低点的过程中，重力做正功，重力势能减小，转化为重物的动能和弹性的弹性势能，故重物的机械能减少，故A错误，B正确；C、在整个运动的过程中，系统中只有重力和弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，即重物的重力势能和动能与弹簧的弹性势能之和不变，故CD错误。【题目点拨】解决本题的关键掌握重力做功和重力势能的关系，知道系统机械能包括重力势能、弹性势能和动能的总和保持不变，但重物由于受弹力做功，其机械能不守恒。4、A【解题分析】

根据题意光电子的初动能为，根据爱因斯坦光电方程有可知阴极材料的逸出功，故A正确，BCD错误。故选A。5、B【解题分析】

设质点的初速度为v0，由平均速度公式得:由加速度定义式得：联立解得：。A.与计算结果不符，故A错误；B.与计算结果相符，故B正确；C.与计算结果不符，故C错误；D.与计算结果不符，故D错误。6、D【解题分析】试题分析：由于D点为三角形外接圆的圆心，即到三个点电荷的距离相等，故任意两点电荷在D点产生的合场强与一个点电荷在D点产生的电场强度大小等大反向，故D点的电场强度为零，由于电势具有相对性，D点电势可能为零，故A对；由c点电荷在E、F两点产生的电场强度等大反向，但a、b两个点电荷在E、F两点产生的电场强度却不相等，即E、F两点的电场强度不相等，故B错；E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，故E的场强仅由电荷c决定，同理G点的场强仅由电荷b决定，H点的场强仅由电荷a决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，故C错误；若释放电荷c，则a、b在C点的合场强水平向右，a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速运动，D正确．所以本题选择AD．考点：电场强度、点电荷的场强、电场的叠加、电势二、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、AD【解题分析】原线圈匝数增加，n2、U1不变，根据n1n2=U1U2可知副线圈电压减小，R不变，则输出功率减小，输入功率也减小，A错误；副线圈匝数增加，n1、8、BD【解题分析】

A.由图乙可知交流电压最大值，原线圈电压的有效值周期T=0.02s，可由周期求出角速度的值为根据电压与匝数成正比，得副线圈电压的有效值为18V，副线圈两端电压的瞬时值表达式故A项与题意不相符；B.电压表V2的示数为有效值18V，故B项与题意相符；C.变压器输入、输出功率之比为1：1，故C项与题意不相符；D.Rt处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故D项与题意相符。9、AD【解题分析】

设单位长度上质量为m0，则根据受力分析知：a=m1-m2mg=(L+x)m0-(L-x)m02Lm0g=xLg，加速度与x成正比，当x=L时，加速度a=g，以后不变，故A正确，B【题目点拨】此题考查受力分析和牛顿运动定律的应用，注意研究对象的选取，不过不涉及内力，选择整体作为研究对象要简单的多.10、BD【解题分析】

粒子射入磁场后做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示：y=±R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，其它粒子在磁场中发生偏转。A.由图可知，发生偏转的粒子也有可能打在y=R的位置上，所以粒子到达y轴的位置不是各不相同的，故A错误；B.以沿x轴射入的粒子为例，若，则粒子不能达到y轴就偏向上离开磁场区域，所以要求，所有粒子才能穿过磁场到达y轴，故B正确；C.从x轴入射的粒子在磁场中对应的弧长最长，所以该粒子最后到达y轴，而y=±R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，时间最短，故C错误；D.从x轴入射的粒子运动时间为：沿y=±R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，时间最短，则所以其中角度为从x轴入射的粒子运动的圆心角，根据几何关系有：则有：而，所以有：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)110V；50Hz；(1)乙；(3)9.4；(4)空气阻力、摩擦阻力；【解题分析】

解：①电磁打点计时器的工作电压为交流4-6V，频率50Hz．②从纸带上可以发现从左端到右端，相邻的计数点的距离越来越小，也就是说明速度越来越小，与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的右端端通过夹子和重物相连接．即实验时纸带的乙端应和重物相连接．③根据运动学公式得：△x=aT1，有：，将，T=0.01s，代入解得：；④测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因是纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力，故导致测量值比真实值偏小．12、(1)1.22；(2)3.0；（3）【解题分析】

（1）游标卡尺的读数等于主尺刻度读数加上游标尺刻度读数，不需估读；（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过两个光电门的瞬时速度；（3）根据下降的高度得出重力势能的减小量，结合小球通过两个光电门的瞬时速度求出动能的增加量，从而得出需要验证的表达式．【题目详解】(1)游标卡尺的主尺刻度读数为12mm，游标尺刻度读数为0.1×2mm=0.2mm，则小球的直径d=12.2mm=1.22cm；(2)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球通过光电门2的速度为v2=d/△t2=m/s=3.0m/s；(3)小球通过两光电门过程中重力势能的减小量为△Ep=mgh，动能的增加量为△Ek=，即为：.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、【解题分析】

根据铜的摩尔质量和密度得出摩尔体积，结合阿伏伽德罗常数求出分子的体积，结合球形体积公式求出分子直径；【题目详解】铜的摩尔体积为由题意可知铜原子为球形，其