湖北省天门市三校2024届物理高二下期末考试试题含解析

湖北省天门市三校2024届物理高二下期末考试试题请考生注意：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、有人设想在地球赤道上架设一个天梯，在天梯上释放卫星后，卫星刚好能绕地球做匀速圆周运动，巳知地球自转的角速度为ω，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，则天梯的高度至少为A．3gR2ω2 B．2、半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为+q的微粒，从静止释放，两板间距足够长。则以下说法正确的是()

A．第1秒内金属圆环中的感应电流为逆时针方向B．第2秒内粒子所受电场力将反向C．第1秒内粒子将向下做自由落体运动D．第1秒内上极板的电势高于下极板的电势3、图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是A．图1表示交流电，图2表示直流电B．两种电压的有效值相等C．图1所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100VD．图1所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的4、下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是A．甲图中，比结合能越大，核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度B．乙图中，电子绕原子运行的轨道半径是任意的C．丙图中，原来有100个氡222经过一个半衰期的时间，一定还剩余50个D．丁图中，链式反应属于重核的裂变，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量5、如图所示，绝热容器中用活塞封闭一段理想气体，活塞可在容器中无摩擦地移动，现用力压活塞，使活塞向左运动，活塞中气体的温度变化情况是（）A．升高B．降低C．不变D．无法确定6、下列关于原子和原子核的说法正确的是（）A．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B．（铀）衰变为（镤）要经过1次α衰变和2次β衰变C．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流二、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、一物体做变速直线运动，某时刻速度大小为，1s后的速度大小变为，在这1s内物体的平均加速度大小(

)A．可能小于4B．可能等于6C．一定等于6D．可能大于108、有时我们能观察到日晕现象，如图甲所示，日晕是当太阳光线在卷层云中的冰晶折射时而产生的。图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的两种单色光。下列说法正确的是（）A．a光的频率大于b光的频率B．分别用a、b两种光在相同条件做双缝干涉实验，a光得到的干涉条纹间距较宽C．先后照射某金属，若b光照射时能逸出光电子，则a光照射时一定能逸出光电子D．a光和b光这两种光子可能是某元素原子分别从第二、第三激发态跃迁到第一激发态时辐射出的9、下列说法中正确的是A．放射性元素的半衰期不随外界温度的变化而变化B．结合能越大,原子核越稳定C．核反应方程应遵循质子数和质量数守恒D．γ射线是原子核外电子跃迁产生的10、下列五幅图中关于机械振动和机械波的说法正确的是_____A．粗糙斜面上的金属球m在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动B．单摆的摆长为L，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力为F=-mgC．实线为t1=0时刻的波形图，虚线为t2=0.25s时刻的波形图，该波的周期大于0.25s，则这列波可能沿x轴向右传播，波速为2m/sD．一列水波经过孔时可以发生衍射，若增大AB，则衍射现象会更明显E.两列振幅均为1cm的相干水波某时刻的波峰和波谷位置（实线表示波峰，虚线表示波谷）如图，图示时刻A、B两点的竖直高度差为4cm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）现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A．10Ω2.5WB．100Ω1.0WC．200Ω1.0WD．2000Ω5.0W本实验应选哪一种规格？答______．(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图(b)所示的图线（已知该直线的截距为0.1V-1)．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为_____V，内阻r为______Ω.（结果保留三位有效数字）12．（12分）某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验中：(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,可知其长度为_____mm；

(2)用多用电表的欧姆挡粗测该圆柱体的电阻Rx的阻值在90Ω左右，现要测量其阻值，实验室提供如下器材：A．电流表A1(量程50mA、内阻约1Ω)B．电流表A2(量程200mA、内阻约为0.2Ω)C．电流表A3(量程0.6A、内阻约为0.1Ω)D．定值电阻R0=30ΩE．滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω)F．电源E(电动势为4V)G．开关S、导线若干①．某同学设计了一个测量电阻Rx的实验电路，如图乙所示。为保证测量时M、N两电表读数均不小于其量程的1/3，M、N两处的电流表应分别选用：M为___，N为__(均选填“A1”、“A2”或“A3”)。

②．若M、N电表的读数分别为IM、IN，则Rx的计算式为Rx=_______。③．考虑本次测量存在一定的系统误差，所以测量值比真实值____(填“偏大”或“偏小”)。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，有3块水平放置的长薄金属板a、b和c，a、b之间相距为L=8cm．紧贴b板下表面竖直放置半径为R=5cm的半圆形塑料细管，两管口正好位于小孔M、N处．板a与b、b与c之间接有电压可调的直流电源，板b与c间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场．当比荷为的负电油滴，等间隔地以速率V0=0.1m/s从a板上的小孔竖直向下滴入，调节板间电压Uba和Ubc，当Uba=U1=100V、Ubc=U1时，油滴穿过b板M孔进入细管，恰能与细管无接触地从N孔射出．忽略小孔和细管对电场的影响，不计空气阻力，重力加速度为g取10m/s1．求：（1）b、c两板间的电场强度E的大小，（1）油滴进入M孔时的速度v1；（3）磁感应强度B的值．14．（16分）自古以来人们对钻石都情有独钟，而市面上各种材料做的假钻石也非常多，对比钻石折射率是钻石真假的一种方法。如图所示，OABCD为某种材料做成的钻石的横截面，关于直线OO’对称，∠A＝∠D＝90°．图中∠AOO’角度为θ＝45°．现使一束单色光照射到AB边上的P点，入射角α＝60°，进入钻石的光线在AO边中点M发生全反射，并从OD边上N点折射出去，其中OA＝2mm，ON＝1mm。已知真钻石对该光线的折射率为2.42。（1）通过求解该钻石的折射率，判断该钻石的真假。（2）光在真空中传播的速度为c＝3×108m/s。求该单色光从入射到第一次折射出该钻石经历的时间（结果保留两位小数）。15．（12分）如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，y轴的正方向竖直向上，y轴的右侧广大空间存在水平向左的匀强电场E1=1N/C，y轴的左侧广大空间存在匀强磁场和电场，磁场方向垂直纸面向外，B=1T，电场方向竖直向上，E1=1N/C．t=0时刻，一个带正电的质点在O点以的初速度沿着与x轴负方向成45°角射入y轴的左侧空间，质点的电量为，质量为，重力加速度g取10m/s1．求：(1)质点从O点射入后第一次通过y轴的位置；(1)质点从O点射入到第二次通过y轴所需时间；(3)E1为何值时，质点从O点射入恰好第二次通过y轴时经过O点．

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】

设天梯的高度至少为h，则在天梯顶释放的卫星的角速度为ω，由于刚好能做匀速圆周运动，因此有：GG则有h=A.3gB.3gC.3gD.3g2、D【解题分析】

A.有楞次定律可知：第1秒内金属圆环中的感应电流为顺时针方向，故A错误；B.根据楞次定律可知在前2s内金属板上极板带正电，上极板电势高于下极板，电场方向没有发生变化，所以第2秒内粒子所受电场力不会反向，故B错误；CD.根据楞次定律可知在前2s内金属板上极板带正电，上极板电势高于下极板，平行板内存在向下的电场，所以带正电的粒子受到向下的电场力，但加速度不一定等于g，所以不一定做自由落体运动，故C错误；D正确；3、C【解题分析】试题分析：由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A错误；由于对应相同时刻，图1电压比图2电压大，根据有效值的定义可知，图1有效值要比图2有效值大，故B错误；从图1可知，,所以图1电压的瞬时值表达式为，故C正确；交流电的频率和变压器无关，D错误；故选C考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系；变压器的构造和原理．点评：本题比较全面的涉及了关于交流电的物理知识，重点是交流电的描述和对于有效值的理解．4、A【解题分析】

甲图中，比结合能越大，核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度，选项A正确；乙图中，电子绕原子运行的轨道半径是一系列不连续的固定值，不是任意的，选项B错误；丙图中，半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，选项C错误；丁图中，链式反应属于重核的裂变，根据爱因斯坦的质能方程E=mc2，不是质量和能量可以相互转化，二者概念根本不同，当发生质量亏损时，质量只是以光子形式发射出去。故D错误；5、A【解题分析】活塞先做运动，气体体积减小，外界对气体做功，由于是绝热容器，跟外界没有热交换，所以气体温度升高，压强增大，A对；6、C【解题分析】

卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，并没有说原子核是由质子和中子组成的；核反应方程式要遵循质量数守恒、电荷数守恒规则；氢核聚变有质量亏损，释放能量；β衰变中产生的射线实际上是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子。【题目详解】A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，并不是提出了原子核是由质子和中子组成的，故A错误；B．质量数不变，则不经过α衰变；经过1次正电子衰变后，质子变中子，核电荷数减1，质量数不变。因此（铀）衰变为（镤）要经过1次正电子衰变，故B错误；C．中子与质子结合成氘核的过程中能释放能量，故C正确；D．β衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子，故D错误。【题目点拨】本题主要考查原子物理中的一些基本现象与规律，较为简单。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】

若1s后的速度方向与初速度方向相同，则1s内的平均加速度：若1s后的速度方向与初速度方向相反，则1s内的平均加速度为：负号表示方向。A．可能小于4。故A不符合题意。B．可能等于6。故B符合题意。C．一定等于6。故C不符合题意。D．可能大于10。故D符合题意。8、BD【解题分析】

A.由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光频率小于b光的频率，故选项A错误；B.a光频率小于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，因此用a、b两种光在相同条件做双缝干涉实验，a光得到的干涉条纹间距较宽，故选项B正确；C.根据发生光电效应的条件，先后照射某金属，若b光照射时能逸出光电子，a光频率小于b光的频率，则a光照射时不一定能逸出光电子，故选项C错误；D.因b光光子的能量较大，结合跃迁能量即为两能级之差，则a光和b光光子可能是某元素原子分别从第二、第三激发态跃迁到基态时辐射出的，故选项D正确；9、AC【解题分析】

放射性元素的半衰期不随外界温度的变化而变化，选项A正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项B错误；核反应方程应遵循质子数和质量数守恒，选项C正确；γ射线是原子核跃迁产生的，选项D错误.10、BCE【解题分析】

A．小球运动过程中收到摩擦力作用，回复力不满足F=-kx，A错误B．当摆角较小的时候，回复力F=-mgsinθ=-mgxC．如果波向右传播，则满足14T=0.25，T=1s，波长为2m，波速为2m/s；如果波向左传播，则满足34T=0.25，T=D．障碍物尺寸相对于波长越小，衍射现象越明显，D错误E．A为波峰和波峰叠加点，B为波谷和波谷叠加点，水波的振幅为1cm，所以图示时刻A、B两点的竖直高度差为4cm，E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、C1041.7【解题分析】

(1)[1]当滑动变阻器短路时，电路中通过的最大电流为50mA，则由闭合电路欧姆定律可知，定值电阻的最小阻值为：，所以定值电阻R0应选C．(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律：E=U+，变形得：=+，结合与的图像可知，截距为=0.1，电源电动势E=10V；斜率k===4.17，所以内阻：r=41.7Ω。12、50.15A1A2偏大【解题分析】（1）游标卡尺的读数为：主尺+游标尺=50mm+3×0.05mm=50.15mm；（2）①电阻R0的电流：，通过待测电阻的电流：，故M表选A1，N表选A2。②通过R0的电流为：IR0=IN-IM；并联电路电流之比等于电压之比的倒数，可得，解得：。③因电流表有电阻，则测量值比真实值偏大。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）1000N/C（1）1.9m/s（3）3800T【解题分析】（1）油滴进入电场、磁场共存区域，恰与细管无接触地从N