2024届北京市首师大附中物理高二第二学期期末联考试题含解析

2024届北京市首师大附中物理高二第二学期期末联考试题考生请注意：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，在孤立的点电荷产生的电场中有a、b两点，a点的电势为，场强大小为，方向与ab连线垂直。b点的电势为，场强大小为，方向与ab连线的夹角为30°。则a、b两点的场强大小及电势高低的关系是（）A．， B．，C．， D．，2、如图所示，有8个完全相同的长方体木板叠放在一起，每个木板的质量均为100g，某人用双手在这叠木板的两侧各加一水平压力F，使木板静止。若手与木板之间的动摩擦因数为0.5，木板与木板之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2，则水平压力F至少为()A．8N B．15NC．16N D．30N3、关于参考系，下列说法正确的是：（）A．描述一个物体的运动情况时，参考系不能任意选取B．研究物体的运动时，应先确定参考系C．参考系必须选地面或相对于地面静止不动的其他物体D．空中运动的物体不能作为参考系4、下列有关物理方法的说法中正确的是（）A．重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想B．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了类比的思想方法C．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫假设法D．万有引力常量的值是通过比值定义法规定的5、氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中()A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大6、在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线．下列判断正确的是（）A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长小于丙光的波长C．乙光的强度低于甲光的强度D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能二、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、下列说法正确的有（）A．氢原子光谱说明氢原子的能量是不连续的B．比结合能越小的原子核，其中的核子结合得越牢固C．根据德布罗意的“光子说”可知，光的频率越大，光子的能量越大D．原子从低能级向高能级跃迁，可通过吸收相应频率的光子来实现8、如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v2图像如乙图所示．则（）A．v2=c时，小球对杆的弹力方向向下B．当地的重力加速度大小为C．小球的质量为D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等9、甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其v—t图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶，下列说法正确的是()A．两车在t1时刻也并排行驶B．t1时刻甲车在后，乙车在前C．甲车的加速度大小先增大后减小D．乙车的加速度大小先减小后增大10、氢原子的能级如图所示，现处于n=4能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是：A．这些氢原子可能发出6种不同频率的光B．已知钾的逸出功为2.22eV，则氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子C．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级释放的光子能量最小D．氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加三、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）利用气垫导轨进行“探究碰撞中的不变量”这一实验，其中甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥．(1)分别用甲、乙两图的实验装置进行实验，碰撞时

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图所示的装置动能损失得较小．(2)某次实验时取乙图A、B滑块匀速相向滑动并发生碰撞，测得碰撞前A、B的速度大小分别为vA=2m/s，vB=4m/s，碰后AB以共同的速度v=0.8m/s运动，方向与碰撞前A的运动方向相同，A、B的质量分别用mA、mB表示，以A运动方向为正方向，则此过程的动量守恒表达式为

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；mA：mB=

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．12．（12分）双缝干涉实验装置如图所示．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片E等光学元件，要把它们放在下图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量光的波长．(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、______、A；(2)若实验测得第一条亮纹到第四条亮纹中心间的距离△x=6.930mm，双缝间距d=0.30mm，双缝到屏的距离1=1.000m，则对应的光波波长=______m；（计算结果保留两位有效数字）(3)若分别用红、绿两束单色光做该实验，在距双缝相同距离的屏上分别得到右图所示的干涉图样，由图样可判定______（填“甲”或“乙”）是由红光得到的图样．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）如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t1=0.1s时的波形图，A、B两点为简谐波上平衡位置在xA=1.0m、xB=1.2m处的质点．图乙为质点A的振动图象．求：（i）该简谐横波的传播速度以及A点的振动方程；（ii）从t=0.1s时开始计时，质点B回到平衡位置的时间．14．（16分）质量m为10g的子弹，以v=300m/s的水平速度射入质量M为50g静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中，子弹留在木块中以后，木块运动的速度v1是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度v’为100m/s，这时木块的速度v2又是多大？15．（12分）如图所示，一质量m=0.5kg的滑块（可视为质点）静止于动摩擦因数μ=0.2的水平轨道上的A点．现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P=10.0W．经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为34N．已知轨道AB的长度L=2.0m，半径OC和竖直方向的夹角α=53°，圆形轨道的半径R=0.5m．（空气阻力可忽略，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：（1）滑块运动到C点时速度vc的大小；（2）B、C两点的高度差h及水平距离x；（3）水平外力作用在滑块上的时间t．

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】

设孤立的点电荷为Q，将Ea、Eb延长相交，交点即为孤立的点电荷的位置，如图所示。设ab两点到Q的距离分别为ra和rb，由几何知识得到：ra：rb=1：2根据电场强度的方向可知Q带负电，以点电荷为球心的球面为等势面，负电荷越往外电势越高，所以有；由点电荷电场强度公式：可知，距离远的地方场强小，即，D正确。故选D。2、B【解题分析】

先将所有的书当作整体，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有2μ1F≥8mg再考虑除最外侧两本书受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有2μ2F≥6mg解得：F≥15NA.8N与分析不符，故A错误。B.15N与分析相符，故B正确。C.16N与分析不符，故C错误。D.30N与分析不符，故D错误。3、B【解题分析】试题分析：描述一个物体的运动情况时，参考系是任意选取，没必要必须选地面或相对于地面静止不动的其他物体，选项AC错误；研究物体的运动时，应先确定参考系，选项B正确；空中运动的物体也能作为参考系，选项D错误；故选B.考点：参考系4、A【解题分析】A.重心、合力和交变电流的有效值等概念是等效替代的思想，故A正确；B.瞬时速度是依据速度定义式v=△x/△t，当△t非常小时，△x/△t就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了数学极限思想，故B错误；C.理想化模型是抓主要因素，忽略次要因素得到的，质点是理想化模型，故C错误；D.当质量、距离、力等采用国际单位制时，万有引力常量的值是定值，故D错误．故选A.5、D【解题分析】氢原子的核外电子从距核较近轨道跃迁到距核较远的轨道过程中,原子的能量要增大,原子要吸收光子,因克服静电引力做功.原子的电势能要增大,故ABC错误,D正确.6、C【解题分析】

根据eUc=Ek=hv-W1，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大．甲光、乙光的遏止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，甲光的光电流比乙光大，则甲光的光照强度比乙光大，故A错误，C正确；丙光的遏止电压大于乙光的遏止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长，故B错误；丙光的遏止电压大于甲光的遏止电压，根据eUc=Ek知甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能．故D错误；故选C．【题目点拨】本题考查了光电效应方程的应用，解答本题的关键是掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eUc=Ek=hv-W1．二、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】

A.由于氢原子的轨道是不连续的，故氢原子的能级是不连续的即是分立的，故A正确；B.比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大则原子核越稳定。故B错误；C.根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的频率越大，光子的能量越大。故C错误；D.根据玻尔理论，原子从低能级向高能级跃迁，可通过吸收相应频率的光子来实现。故D正确；8、CD【解题分析】由图象可知，当时，有：F＜0，则杆对小球得作用力方向向下，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的弹力方向向上，故A错误；由图象知，当时，F=0，杆对小球无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有：，得,由图象知，当时，F=a，故有，解得：，故B错误，C正确；由图象可知，当时，由，得F=mg，故D正确；故选CD.【题目点拨】小球在竖直面内做圆周运动，小球的重力与杆的弹力的合力提供向心力，根据图象、应用向心力公式、牛顿第二定律分析答题．9、BD【解题分析】

AB．已知在t2时刻两车并排行驶，在t1-t2时间内，甲图线与时间轴围成的面积大，则知甲通过的位移比乙车的大，可知t1时刻，甲车在后，乙车在前。故A错误、B正确。C．根据v-t图线切线的斜率表示加速度，可知，甲车的加速度先减小后增大。故C错误。D．根据v-t图线切线的斜率表示加速度，可知，乙车的加速度先减小后增大。故D正确。故选BD。10、AD【解题分析】根据C42=6，所以这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光．故A正确；n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量E=-1.51eV-（-3.40eV）=1.89eV＜2.22eV，小于钾的逸出功，不能发生光电效应．故B错误．由图可知当核外电子从n=4能级跃迁到n=3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，故C错误；由n=4能级跃迁到n=3能级过程中释放能量，原子的能量在减小，核外电子的运转半径减小，根据kq2r2=mv2r可知三、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、甲mAvA−mBvB=(mA+mB)v4：1【解题分析】(1)乙图中由于装有撞针和橡皮泥，则两物体相碰时成为一体，机械能的损失最大；而甲图中采用弹性圈，二者碰后即分离，此种情况下，机械能的损失最小，机械能几乎不变；(2)以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mAvA-mBvA=(mA+mB)v，解得：mA：mB=4:1．【题目点拨】本题考查碰撞类型中能量关系，要注意明确当二者相碰后粘在一起时，机械能的损失是最大的．12、EDB6.9×10-7甲【解题分析】

(1)为获取单色线光的双缝干涉图样，白光光源后先放滤光片，再放单缝、双缝，最后放毛玻璃片．故答案为EDB．(2)若实验测得第一条亮纹到第四条亮纹中心间的距离△x=6.930mm，则，整理得：(3)红光波长比绿光波长长，在距双缝相同距离的屏上得到红光干涉图样的相邻亮条纹间距大，则图甲是由红光得到的图样．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）10m/s；（2）（n=0,1,2,3,…）【解题分析】(i)由图象可知，周期T=0.2s，波长，由公式，由公式可知，其中，A=20cm，所以；(ii)由“上下坡法”可知，波沿x轴负方向传播，由“平移法”可知，“平衡位置“状态传到B所用的时间为，根据波的对称性可知，质点B回到平衡位置所用的时间为，其中（n=0，1，2，……..）．点晴：本题关键要把握两种图象