2024届湖南省五市十校教研教改共同体高二物理第二学期期末质量检测试题含解析

2024届湖南省五市十校教研教改共同体高二物理第二学期期末质量检测试题考生请注意：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，正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中以角速度绕轴匀速转动．若从图示位置开始计时，则（）A．线圈电动势的最大值是B．线圈电动势的有效值是C．线圈电动势瞬时值的表达式为D．线圈由图示位置转过的过程中，通过导线线截面的电荷量为2、在竖直放置的“∏”形支架上,一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物,现将轻绳的一端固定于支架上的点,另一端从点沿支架缓慢地向点靠近(与等高),则绳中拉力大小变化的情况是(

)A．先变大后变小 B．先不变后变小C．先变大后不变 D．先变小后变大3、如图是某种正弦式交变电流的电压随时间变化规律的图像，由图可确定该电压的（）A．周期是0.01s B．峰值是311VC．频率是100Hz D．表达式为u=220sin100πt（V）4、下列关于布朗运动的说法中正确的是（）A．将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映B．布朗运动是否显著与悬浮在液体中的颗粒大小无关C．布朗运动的激烈程度只与温度有关D．微粒布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性5、如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O1，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO1＝O1c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B1．当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为A． B． C． D．6、静止的实验火箭，总质量为M，当它以对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后，火箭的速度为()A．ΔmB．－ΔmC．ΔmD．－Δm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、质谱仪的构造原理如图所示．从粒子源S出来时的粒子速度很小，可以看作初速度为零，粒子经过电场加速后进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场区域，并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P点，测得P点到入口的距离为x，则以下说法正确的是()A．粒子一定带正电B．粒子一定带负电C．x越大，则粒子的质量与电量之比一定越大D．x越大，则粒子的质量与电量之比一定越小8、有一群氢原子处于量子数n=4的激发态,当它们跃迁时（）A．有可能放出6种能量的光子B．从n=4向n=1跃迁能级差最大,光子的波长最长C．由n=4向n=3跃迁能级差最小,光子的波长最长D．由n=4向n=3跃迁能级差为0.66eV9、如图所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器（即一种开关，用来控制电路）的示意图，它是由电源、光电管（、放大器、电磁继电器（等几个部分组成，当用绿光照射光电管的阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法中正确的是（）A．图中a端为电源的正极B．放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁芯M磁化，将衔铁N吸住C．若增大绿光的照射强度，光电子最大初动能增大D．改用蓝光照射光电管的阴极K时，电路中仍有光电流10、图示为氢原子能级图以及从n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时辐射的四条光谱线,已知从n=3跃迁到n=2的能级时辐射光的波长为656nm,下列叙述正确的有()A．四条谱线中频率最大的是HδB．用633nm的光照射能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级C．一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时,最多产生3种谱线D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应,只要照射时间足够长,光的强度足够大,Hβ也可以使该金属发生光电效应三、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）如图所示的装置可以验证动量守恒定律．（1）实验中质量为m1的入射小球和质量为m2的被碰小球的质量关系是m1_______m2（选填“大于”、“等于”、“小于”）（2）图中O点是小球抛出点在地面上的投影实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复本操作．接下来要完成的必要步骤是______．（填选项前的字母）A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放的高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别通过画最小的圆找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM、ON（3）若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为_____________（用（2）中测量的量表示）.12．（12分）常用的无线话筒所用电池的电动势E约为9V．内阻r约为，最大允许电流为100mA，为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲所示的电路进行实验，图中电压表为理想电表．R为电阻箱（阻值范围为0-999.9Ω），R0为定值电阻．(1)图甲中接入R0的目的是_____；实验室备有的定值电阻R0的规格有以下几种，则本实验应选用____．A．50Ω，1.0WB．500Ω，2.5WC．1500Ω，15WD．2500Ω，25W(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出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线，根据图乙所作出的图象可求得该电池的电动势E=___V，内阻r=___Ω（结果保留三位有效数字）．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，质量分别为mA=lkg、mB=3kg的物块A、B置于足够长的水平面上，在水平推力F作用下一起由静止开始向右做匀加速运动，加速度a=2m/s2.已知A、B与水平面间的动摩擦因数分别为μA=0.2、μB=0.1,取g=10m/s2.求：(1)物块A对物块B的作用力；(2)水平推力F的大小；(3)某时刻A、B的速度为v=2m/s,此时撤去水平推力F，求撤去推力后物块A、B间的最大距离14．（16分）如图所示，质量m=5kg的木块静止于水平面上，现用大小为30N、方向与水平方向成θ=37°斜向上的拉力F拉动木块，使木块沿水平地面匀速滑行．取g=10m/s2，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）力的大小；（2）地面间的动摩擦因数μ．15．（12分）质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置与人口处S1之间的距离为x.(1)求该离子的比荷q/m.(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1＞m2)，它们分别到达照相底片上的P1、P2位置(图中末画出)，求P1、P2间的距离△x.(3)若第(2)小题中两同位素离子同时进入加速电场，求它们到达照相底片上的时间差△t(磁场边界与靠近磁场边界的极板间的距离忽略不计)．

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】A．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的最大值Em=nBSω=20×0.5×0.2×0.2×100V=40V，故A错误；B．根据正弦交流电最大值和有效值的关系，E有=，故B错误；C．图示位置为中性面，从图示位置开始计时，线圈转动过程中的瞬时电动势表达式为：e=nBSωsinωt=Emsinωt=40sin100πt（V），故C错误；D．根据感应电动势平均值为：，感应电流平均值为：，通过导线截面的电量：q=，线圈从初始位置开始,转过90∘角的过程中，q=20×C=0.1C，故D正确．故选D2、B【解题分析】当轻绳的右端从直杆最下端移到直杆上端时,如图所示：设两绳的夹角为设绳子总长为L,两直杆间的距离为S,由数学知识得到L、S不变,则保持不变,.再根据平衡条件可以知道,两绳的拉力F保持不变.当轻绳的右端从直杆的顶端移到B点时,设两绳的夹角为,.以滑轮为研究对象,分析受力情况，.根据平衡条件得

得到绳子的拉力在轻绳的右端从直杆最上端移到B点的过程中,减小,增大,则F减小，所以绳中拉力大小变化的情况是先不变后变小，故D正确；综上所述本题答案是：D3、B【解题分析】

A.由图可知该电压的周期是0.02s，选项A错误；B.由图可知该电压的峰值是311V，选项B正确；C.根据，选项C错误；D.根据前面所求该电压的表达式为u=311sin100πt（V），选项D错误。故选B。4、D【解题分析】

布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的．小颗粒并不是分子，小颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，而且微粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著．【题目详解】A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是碳颗粒的运动，而不是碳分子的无规则运动，故A错误；BC．悬浮在液体中的微粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著，故BC错误；D．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，反映了液体内部分子运动的无规则性，D正确．故选D．【题目点拨】布朗运动既不颗粒分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．5、A【解题分析】

对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c点的磁场方向也是向左的．设ao1=o1b=bo1=o1c=r，设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为B1r，在距离中点3r位置的磁感应强度为B3r，故：a点磁感应强度：B1=B1r+B3r；b点磁感应强度：B1=B1r+B1r；当撤去环形电流乙后，c点磁感应强度：Bc=B3r=B1-B1，故选A．6、D【解题分析】

火箭喷气瞬间，内力远大于外力，可认为系统动量守恒，则0=Δmv0+(M-Δm)v，解得：火箭的速度v=-Δmv【题目点拨】动量守恒条件：①系统不受外力或受外力的矢量和为零。②相互作用的时间极短，相互作用的内力远大于外力，如碰撞或爆炸瞬间，外力可忽略不计，可以看作系统的动量守恒。③系统某一方向上不受外力或受外力的矢量和为零；或外力远小于内力，则该方向上动量守恒(分动量守恒)。④在某些实际问题中,一个系统所受外力和不为零，内力也不是远大于外力，但外力在某个方向上的投影为零，那么在该方向上可以说满足动量守恒的条件。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】

AB.由左手定则可判断粒子刚进入磁场时的受力方向水平向左，因此粒子带正电，A正确，B错误；CD.粒子做圆周运动的半径为x/2，由可知x越大，则质量与电荷量的比值越小，C错误，D正确。8、ACD【解题分析】

A、一群氢原子向低能级跃迁满足数学组合公式种，知这群氢原子最多能发出6种频率的光，故A正确．B、因为放出的光子能量满足hv=Em-En，知从n=4能级跃迁到n=1能级发出光的频率最大，由知其波长最短，故B错误．C、D、由，从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小，由知其波长最长，故C、D均正确．故选ACD．【题目点拨】解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hv=Em-En．9、ABD【解题分析】

光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应方程判断光电子最大初动能的变化．【题目详解】电路中要产生电流，则a端接电源的正极，使逸出的光电子在光电管中加速，放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁蕊M磁化，将衔铁N吸住。故A、B正确。根据光电效应方程知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，由入射光的频率决定。故C错误。绿光照射有光电流产生，知能产生光电效应，由于蓝光的频率大于绿光的频率，则蓝光照射能产生光电效应，一定有光电流产生。故D正确。故选ABD。【题目点拨】解决本题的关键知道光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道光电子的最大初动能与什么因素有关．10、AC【解题分析】

四种跃迁中，由n=6到n=2两能级间能级差最大，辐射的光子能量最大，辐射光子频率最大．即四条谱线中频率最大的是Hδ，故A正确；当从n=2跃迁到n=3的能级，需要吸收的能量为，解得：λ=658nm，故B错误；根据，所以一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射3种不同波长的光，故C正确；由图可知，Hδ的能量值大于Hβ的能量值，所以如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，Hβ不一定能使该金属发生光电效应，与光的强度无关，故D错误．所以AC正确，BD错误．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、大于ADEm1﹒OP=m1﹒OM+m1﹒ON【解题分析】

（1）为防止碰撞后入射球反弹，验中质量为m1的入射小球和质量为m1的被碰小球的质量关系是m1大于m1．（1）如果碰撞过程系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律定律得：m1v1=m1v1+m1v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：m1v1t=m1v1t+m1v3t，得：m1OP=m1OM+m1ON，实验需要测量：两球的质量、两球落点和水平位移，故选ADE．（3）由（1）可知，实验需要验证的表达式为：m1OP=m1OM+m1ON．12、保护电路、A10.0V；33.3Ω【解题分析】

(1)[1][2]．R0是定值电阻，接在干路上限制电流起保护电路的作用．当滑动变阻器短路时，电路中通过的最大电流为100mA，则由闭合电路欧姆定律可知，定值电阻的最小阻值约为则定值电阻应选A、50Ω，1.0W；(2)[3][4]．由闭合电路欧姆定律可得变形得由数学知识可知图象中的斜率截距由图可知，b=0.1，故E=10V；即解得r=33.3Ω．【题目点拨】本题考查了测电源电动势与内阻实验，由图示电路图应用欧姆定律求出图象的函数表达式、根据图象与函数表达式即可求出电源电动势与内阻．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)F′=9N，方向水平向右(2)13N(3)1m【解题分析】

（1）以物块B为研究对象，根据牛顿第二定律求解物块A对物块B的作用力大小；

（2）整体由牛顿第二定律求解水平推力F的大小；

（3）根据牛顿第二定律求出二者减速运动的加速度大小，根据位移速度关系求解运动的位移