2024届河北省张家口市宣化一中张北一中高二物理第二学期期末学业质量监测模拟试题含解析

2024届河北省张家口市宣化一中张北一中高二物理第二学期期末学业质量监测模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、如图所示，变压器输入的交变电压，副线圈匝数可调，电阻R=100Ω，均是额定电压为20V，额定功率为20W的小灯泡，通过调节副线圈的匝数，使S闭合前后，均能正常发光，则S闭合前后副线圈的匝数之比为A．1：11 B．2：1 C．3：5 D．6：112、在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为（）A．C→e+B B．C→He+BeC．C→H+B D．C→e+N3、质量为m的小球用细线吊在斜面上，如图所示。系统静止时绳与斜面平行，不计一切摩擦。当斜面体向右以a=0.75g的加速度（g为当地重力加速度）匀加速运动时，小球与斜面刚好分离，则斜面体倾角α等于（）A．30°B．37°C．53°D．60°4、一粒钢球从某高度处由静止自由下落，然后陷入泥潭某一深度，若钢球在空中下落时间为t，陷入泥潭中的时间为t′，且t∶t′＝2∶1，则钢球所受重力G与泥潭对钢球的平均阻力Ff之比等于（）A．1∶3B．1∶1C．2∶1D．3∶15、在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图2所示，则（）A．t=0.005s时线框的磁通量变化率最大B．t=0.01s时线框平面垂直于中性面C．线框产生的交变电动势有效值为311VD．线框产生的交变电动势频率为100Hz6、如图所示，电荷q均匀分布在半球面上，球面的半径为R，CD为通过半球顶点C与球心O的轴线．P、Q为CD轴上在O点两侧，离O点距离相等的二点．如果是带电量为Q的均匀带电球壳，其内部电场强度处处为零，电势都相等．则下列判断正确的是：（）A．P点的电势与Q点的电势相等B．P点的电场强度与Q点的电场强度相等C．在P点释放静止带正电的微粒（重力不计），微粒将作匀加速直线运动D．带正电的微粒在O点的电势能为零二、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，小球以一定初速度沿粗糙斜面向上匀减速是线运动．依次经，b，c，d到达最高点e。己知b=bd=6m，bc＝1m，小球从到c和从c到d所用时间都是2s。设小球经过b，c时的速度分别为vb，vc．则（）A．vb=m/s B．xde=3m C．vc=3m/s D．从d到e所用时间为4s8、某复色光由空气斜射入某介质中后分解为a、b两束单色光，如图所示．以下说法正确的是___________A．a光的频率比b光大B．a光在该介质中的传播速度比b光大C．光由介质射人空气时，a光的临界角比b光小D．a、b通过相同的单缝衍射实验装置，a光的衍射条纹较大E.a、b通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较大9、目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的C．γ射线一般伴随着α或β射线而产生，在这3种射线中，γ射线的穿透能力最强，但电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了410、如图所示，小车在光滑水平面上向左匀速运动，轻质弹簧左端固定在A点，物体与固定在A点的细线相连，弹簧处于压缩状态（物体与弹簧未连接），某时刻细线断开，物体沿车滑动，脱离弹簧后与B端碰撞并粘合在一起，取小车、物体和弹簧为一个系统，下列说法正确的是（）A．若物体滑动中不受摩擦力，则全过程系统机械能守恒B．若物体滑动中受摩擦力，全过程系统动量不守恒C．不论物体滑动中受不受摩擦力，小车的最终速度都相同D．不论物体滑动中受不受摩擦力，全过程系统损失的总机械能都是相同的三、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）利用单摆测当地重力加速度的实验中，单摆悬点至小球心的长度为l0.(1)利用游标卡尺测得金属小球直径如图甲所示，小球直径d＝_____cm．(2)实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，然后使单摆保持静止，得到如图丙所示的F–t图象．①重力加速度的表达式g=____（用题目中的物理量d、l0、t0表示）．②设摆球在最低点时Ep=0，已测得当地重力加速度为g，单摆的周期用T表示，那么测得此单摆摆动到最低点的机械能E的表达式是____，摆动到最高点的机械能E的表达式是____A．F1-F3C．F3-F212．（12分）如图所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图．(1)按照实验要求应该_______A．先释放小车，再接通电源B．先接通电源，再释放小车C．同时释放小车和接通电源(1)本实验必须________A．要平衡摩擦力B．要求悬挂物的质量远小于小车的质量C．上述两项要求都不需要(3)如图为在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中，得到的纸带，从中确定五个计数点，量得d1＝8.00cm，d1＝17.99cm，d3＝30.00cm，d4＝44.01cm．每相邻两个计数点间的时间间隔是0.1s．则打C点时小车的速度vC＝_______m/s，小车的加速度a＝_______m/s1．(结果保留两位有效数字)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，汽缸固定在水平面上且导热性能良好，用横截面积为S的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内。轻绳跨过定滑轮，下端系一装有沙的小桶，左端与活塞相连，且系活塞的轻绳水平。当桶及桶内沙的总质量为M时，封闭气体的体积为。现将桶内的沙子逐渐取出，使气体体积逐渐减小为（此过程封闭气体的温度可视为不变），然后保持桶内的沙子不变，对封闭气体加热，直至其热力学温度为2T。重力加速度大小为g，外界大气压为，环境温度为T，求：(1)加热过程中桶及桶内沙的总质量m；(2)当封闭气体的温度为2T时气体的体积V。14．（16分）如图所示，质量为M=6kg的物体处于静止状态，细绳OB与水平方向夹角为37°，细绳OA沿水平方向．求：OA、OB两根细绳的拉力大小．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）15．（12分）如图，足够长的平行金属导轨弯折成图示的形状，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．Ⅰ区域导轨与水平面的夹角α=37°，存在与导轨平面垂直的匀强磁场；Ⅱ区域导轨水平，长度x=0.8m，无磁场；Ⅲ区域导轨与水平面夹角β=53°，存在与导轨平面平行的匀强磁场．金属细杆a在区域I内沿导轨以速度v0匀速向下滑动，当a杆滑至距水平导轨高度为h1=0.6m时，金属细杆b在区域Ⅲ从距水平导轨高度为h1=1.6m处由静止释放，进入水平导轨与金属杆a发生碰撞，碰撞后两根金属细杆粘合在一起继续运动．已知a、b杆的质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.1Ω，与导轨各部分的滑动摩擦因数均为μ=0.5，导轨间距l=0.1m，Ⅰ、Ⅲ区域磁场的磁感应强度均为B=1T．不考虑导轨的电阻，倾斜导轨与水平导轨平滑连接，整个过程中杆与导轨接触良好且垂直于金属导轨，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s1．求（1）金属细杆a的初始速度v0的大小；（1）金属细杆a、b碰撞后两杆共同速度的大小；（3）a、b杆最终的位置．

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】由变压器输入的交变电压可知有效值为；S闭合前是电阻R与L1串联，L1正常发光可知其额定电流为，故,由变压器原理可知；S闭合后L1和L2并联后再与R串联，，同样可得，故联立可得，故选D．【题目点拨】本题考查理想变压器原理及应用，要注意明确电路结构，知道开关通断时电路的连接方式．2、D【解题分析】原子核的衰变过程满足动量守恒，粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定则判断得知，粒子与反冲核的电性相反，则知粒子带负电，所以该衰变是β衰变，此粒子是β粒子，符号为e．可得两带电粒子动量大小相等，方向相反，就动量大小而言有：m1v1=m2v2，由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得：，可见r与q成反比．由题意大圆与小圆的直径之比为1:1，半径之比为1:1，则得：粒子与反冲核的电荷量之比为1：1．所以反冲核的电荷量为1e，电荷数是1，其符号为．故D正确．故选D．【题目点拨】原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，而带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式中的分子恰好是动量的表达式，要巧妙应用.3、C【解题分析】

当小球与斜面刚好分离时，斜面对小球没有支持力，小球受力如图所示：由牛顿第二定律得：mgcotθ=ma，解得cotθ=0.75，θ=53°，故ABD错误，C正确。4、A【解题分析】钢球下落过程中，小球受重力及阻力作用；则由动量定理可得，G(T+t)-ft=0；因T:t=2:1；故Gf=【题目点拨】本题考查动量定理的应用，要注意全程进行分析，由时间之比即可求得力之比．5、A【解题分析】由图乙可知，t=0.005s时刻，感应电动势最大，由法拉第电磁感应感应定律可知，穿过线框的磁通量变化率最大，故A正确；t=0.01

s时感应电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，即线框平面位于中性面，故B正确；线框产生的交变电动势最大值为311V，有效值为220V，选项C错误；线框产生的交变电动势周期为0.02s，则频率为50Hz，选项D错误；故选B.

点睛：解决本题时要抓住线框位于中性面磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，而线框通过与磁场平行位置时，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大．6、B【解题分析】

B．本题考查的是半球面的静电场问题．带电量为Q的均匀带电球壳，其内部电场强度处处为零，左半球面在P、Q点的场强与右半球面在两个点的场强大小相等方向相反，P、Q点关于O点对称，则左或右球面在P点的电场强度与Q点的场强相等，从P到Q场强先增大后减小，B正确；A．如果是整个球面，在P、Q的电势均相等，现只有左球面，则P点的电势高于Q点的电势，A错误；C．在P点释放静止带正电的微粒（重力不计），微粒将作变加速直线运动，C错误，D．因为电势零点并没有选定，故不能确定O点电势为零，带正电的微粒在O点的电势能不一定为零，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、ACD【解题分析】A、物体在a点时的速度大小为，加速度为a，

则从a到c有即，即物体从a到d有即，即故，

根据速度公式可得：。

从a到b有：解得，故AC正确；

B、根据速度公式可得

则从d到e有则，故B错误；

D、由可得从d到e的时间：，故D正确。点睛：本题对运动学公式要求较高，要求学生对所有的运动学公式不仅要熟悉而且要熟练，要灵活，基本方法就是平时多练并且尽可能尝试一题多解。8、ACE【解题分析】

由题中“某复色光由空气斜射入某介质中后分解为a、b两束单色光”可知，根据光线的偏折程度比较折射率的大小，从而比较出频率的大小，通过比较临界角的大小，根据波长的大小，分析衍射现象．通过双缝干涉条纹的间距公式比较条纹间距的大小．【题目详解】A、由图看出，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率大于b光的频率，故A正确．B、因为a光的折射率大，由公式，可知，a光在该介质中的传播速度比b光小．故B错误．C、a光的折射率大，根据知，a光的临界角小．故C正确．D、a光的频率大，则波长小，波动性比b光弱，则知a、b通过相同的单缝衍射实验装置，a光的衍射条纹较小，故D错误．E、a光的频率大，则波长小，根据双缝干涉条纹的间距公式知，b光比a光得到的干涉条纹间距大．故E正确．【题目点拨】决本题的突破口在于通过光线的偏折程度得出折射率的大小，以及知道折射率、频率、波长、临界角等大小之间的关系．9、BC【解题分析】半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故A错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故B正确；γ射线一般伴随α或β射线产生，三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C正确；α衰变时，电荷数少2，质量数少4，中子数少2，故D错误．所以BC正确，AD错误．10、CD【解题分析】

A．物体与橡皮泥粘合的过程，发生非弹性碰撞，系统机械能有损失，故A错误.B．整个系统在水平方向不受外力，竖直方向上合外力为零，则全过程系统的合外力为零，系统的动量一直守恒；故B错误.C．不论物体滑动中受不受摩擦力，全过程系统的合外力为零，系统的动量一直守恒，原来物体和小车一起向左做匀速运动，速度相同，最终小车物体的速度仍然相同，由动量守恒可得，系统的速度与初速度相等．即不论物体滑动中受不受摩擦力，小车的最终速度都等于初速度，故C正确．D．由C项的分析可知，当物体与B端橡皮泥粘在一起时，系统的速度与初速度相等，所以系统的末动能与初动能是相等的，系统损失的机械能等于弹簧的弹性势能，与物体滑动中有没有摩擦无关；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、2.26π2(l0-【解题分析】(1)游标卡尺的固定刻度读数为22mm，游标读数为0.1×6mm=0.6mm，所以摆球的直径d=22mm+0.6mm=22.6mm=2.26cm；(2)①由摆线的拉力F随时间t变化的图象知，单摆的周期为4t0，摆长l=l0-d/2，根据T=2πlg，重力加速度为：g=4π2②单摆在最低点时F1−mg=mv2l，mg=F1，根据周期公式摆长L=gT24π2，联立三个式子则机械能为：E=Ek+Ep=F1-F单摆在最高点时F2+mg=mv2l，mg=F1，根据周期公式摆长L=gT24π2，E=Ek+Ep点睛：游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；由图求得单摆的周期，根据单摆的周期公式T=2πlg求解g的表达式．摆长L等于悬点到球心的距离；在最低点F1-mg=mv2l，mg=F1．单摆摆动时的机械能等于最低点的动能和势能之和．根据单摆的周期公式，求出摆长，代入F112、BC1.11.0【解题分析】

第一空．在使用打点计时器的实验中，为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车，故AC错误，B正确．第二空．该实验实验目的是“探究小车速度随时间变化的规律”，只要小车能做匀变速直线运动即可，即使不平衡摩擦力，悬挂物的质量没有远小于小车的质量，小车依然做匀变速直线运动，故该二项操作均不需要，故AB错误，C正确．第三空、第四空．匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，因此有：s4−s1＝1a1T1s3−s1＝1a1T1代入数据解得：a=1.0m/s