西南名校联盟2024届高二物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

西南名校联盟2024届高二物理第二学期期末学业水平测试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，先用平行于斜面的推力F1作用于物体上，使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次力之比为A．cosθ+μsinθ B．cosθ–μsinθC．l+μtanθ D．1–μtanθ2、如图所示是某质点做简谐运动的振动图象，则下列说法正确的是A．振动周期为4s，振幅为5mB．前2s内质点的路程为0C．t＝1s时，质点位移最大，速度为零D．t＝2s时，质点的振动方向是沿x轴正方向3、一个多匝闭合矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电的电动势表达式为e=100sinA．该交电流的频率为50HzB．通过该矩形线圈磁通量的最大值为100WbC．该交电流电动势的有效值是100VD．1s内该交流电电流的方向变化50次4、如图所示，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，让线框以沿与ab边垂直的速度v在磁场中匀速运动，则关于线框中感应电流和感应电动势判断正确的是A．cd中有向上的电流，且c点电势高于d点电势B．cd中有向上的电流，且d点电势高于c点电势C．cd中没有感应电流，且d点电势不等于c点电势D．cd中没有感应电流，且d点电势等于c点电势5、μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogenmuonatom），它在原子核的物理研究中有很重要作用，如图μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1.ν2.ν3.ν4.ν5和A．hν3B．h(ν56、如图所示，图中虚线是匀强磁场区的边界，一个闭合线框自左至右穿过该磁场区，线框经过图示的哪个位置时有顺时针的感应电流()A．在位置1 B．在位置2C．在位置3 D．在位置4二、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、如图所示是滑梯斜面体（倾角为θ放在粗糙水平面上）简化图，一质量为m的小孩从滑梯上A点开始无初速度下滑，在AB段匀加速下滑，在BC段匀减速下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态。假设小孩在AB段和BC段滑动时的动摩擦因数分别为μ1和μ2，AB与BC长度相等，则下列判断中正确的是（）A．动摩擦因数μ1+μ2=2tanθB．小孩从滑梯上A点滑到C点过程中先失重后超重C．整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力D．小孩在AB段滑动时地面对滑梯摩擦力大小为mg（sinθ一μ1cosθ）cosθ，方向向右8、如图所示，在水平面内直角坐标系xOy中有一光滑金属导轨AOC，其中曲线导轨OA满足方程y＝Lsinkx，长度为的直导轨OC与x轴重合，整个导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中．现有一长为L金属棒从图示位置开始沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为R0，除金属棒的电阻外其余部分电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动至AC的过程中（）A．感应电动势的瞬时值为e＝BvLsinkvt B．感应电流逐渐减小C．闭合回路消耗的电功率逐渐增大 D．通过金属棒的电荷量为9、如图所示，P、Q是两根竖直且足够长的金属杆电阻忽略不计，处在垂直纸面向里的匀强磁场B中，MN是一个螺线管，它的绕线方向没有画出，P、Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，A是在MN的正下方水平放置在地面上的金属圆环现将金属棒ef由静止释放，在下滑中始终与P、Q杆良好接触且无摩擦在金属棒释放后下列说法正确的是A．螺线管MN中的感应电流先增大后不变B．A环对地面的压力一直增大C．A环对地面的压力先增大后减小至恒定值D．A环对地面的压力先减小后增大至恒定值10、图a是用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。图b是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象。关于这些图象，下列说法中正确的是A．甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况B．乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况C．丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况D．丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况三、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）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。实验步骤如下：①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t；③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，v表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小，求出v；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出v–∆t图，如图（c）所示。完成下列填空：（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v与vA、a和∆t的关系式为v=____________。（2）由图（c）可求得，vA=_______cm/s，a=_______cm/s2。（结果保留3位有效数字）12．（12分）汽车的内燃机是利用火花塞产生的电火花来点燃气缸中的汽油空气混合物。要使火花塞产生电火花，两极间必须要有几千伏的高压，而汽车蓄电池的电压仅为12V。某实验小组想研究汽车火花塞的点火原理过程，从汽修厂借来蓄电池、变压器、火花塞和开关各一个。变压器的输人和输出端的标识模糊不清，只看到外面留有较粗线圈的接线抽头A、B和较细线圈的接线抽头C、D。图示为各器件的简化图形，回答以下问题：(1)根据实验原理用笔画线代替导线连接电路______________；(2)产生的几千伏高压是发生在开关__________.A．由断开到闭合瞬间B．由闭合到断开瞬间四、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）有一内表面光滑的质量为M＝1kg的金属盒静止在水平地面上，其与水平面间的动摩擦因数μ＝0.05，金属盒内前后壁距离为L＝10m，如图所示，在盒内正中央处有一质量m＝3kg可视为质点的静止小球，现在给盒一个向右的瞬时初速度v0＝6m/s，已知球与盒发生的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短．g取10m/s2，求金属盒与小球发生第二次碰撞前金属盒前进的总位移？14．（16分）如图所示，间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成：倾斜部分倾角为θ，与水平部分平滑相连，在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻．质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上，在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场．闭合开关S，让金属杆MN从图示位置由静止释放，已知金属杆运动到水平导轨前，已达到最大速度，不计导轨电阻且金属杆始终与导轨接触良好，重力加速度为g.求：(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率；(2)金属杆MN在倾斜导轨上运动距离x时，速度为v（未达到最大速度粒），求这段时间内在定值电阻上产生的焦耳热Q；(3)金属杆MN在水平导轨上滑行的最大距离．15．（12分）如图所示，足够长的金属导轨MN、PQ平行放置，相距为L，与水平面的夹角为θ=30°，整个空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B．质量均为m、电阻均为R导体棒ab、cd静放在导轨上，棒ab、cd与导轨间的滑动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，导轨电阻不计．现给棒ab一个沿斜面向上的初速度，棒ab沿斜面向上的运动过程中，棒cd始终保持静止，棒ab、cd与导轨接触良好，求：(1)棒ab初速度的最大值；(2)棒ab以(1)问的初速度开始滑行，沿导轨向上滑行的最大距离为s，求ab棒上滑的过程中棒cd中产生的热量(不计电磁辐射)．

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、B【解题分析】F1作用时，物体的受力情况如图1，根据平衡条件得

F1=mgsinθ+μFN

FN=mgcosθ

解得：F1=mgsinθ+μmgcosθ

F2作用时，物体的受力情况如图2，根据平衡条件得

F2cosθ=mgsinθ+μFN′

FN′=mgcosθ+F2sinθ

解得：所以，故选B．2、C【解题分析】

A、分析振动图象可知，周期T=4s，振幅A=5cm，故A错误；B、前2s内，即半个周期内，质点运动的路程为2A=10cm，故B错误；C、t=1s时，质点位于正向最大位移处，位移最大，速度为零，故C正确；D、t=2s时，质点振动方向沿x轴负方向，故D错误。3、D【解题分析】由感应电动势瞬时值的表达式，可见峰值为100V，角速度为50πrad/s，频率f=w/2π=25Hz，A错；由Em=NBSw，最大磁通量BS=，无法求出，C错；1s内线圈转动25圈，线圈每转一圈电流方向变化两次，D对；4、C【解题分析】根据感应电流产生的条件，即当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中就会有感应电流产生．本题中，线框运动的过程，磁通量不变，故回路中没有感应电流；但根据右手定则，整个导体向右切割磁场，导体的ad端电势高于bc端的电势，则ABD错，C正确；故本题选C【题目点拨】根据感应电流的产生条件可以判断有无电流；根据右手定则，可以判断当导体切割磁感线时，其两端电势的高低．5、A【解题分析】

μ子吸收能量后从n=2能级跃迁到较高m能级，然后从m能级向较低能级跃迁，若从m能级向低能级跃迁时如果直接跃迁到基态n=1能级，则辐射的能量最大，否则跃迁到其它较低的激发态时μ子仍不稳定，将继续向基态和更低的激发态跃迁，即1、2、3…m任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光，故总共可以产生的辐射光子的种类为Cm2=m(m-1)2=6，解得m=4，即μ子吸收能量后先从n=2能级跃迁到n=4能级，然后从n=4能级向低能级跃迁。辐射光子的按能量从小到大的顺序排列为4能级到3能级，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1．所以能量E与【题目点拨】本题需要同学们理解μ子吸收能量后从较低能级跃迁到较高能级，而较高能级不稳定会自发的向较低能级跃迁，只有跃迁到基态后才能稳定，故辐射光子的种类为Cn6、D【解题分析】试题分析：只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化就有感应电流产生，在位置2时，磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场方向相反，由右手定则可知感应电流为逆时针，同理判断在位置4电流方向为顺时针，故选D考点：考查楞次定律点评：难度较小，明确远磁场方向和磁通量的变化二、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、ABD【解题分析】

设AB的长度为L，AB间的高度为h，则sinθ=h/L，小孩在B点的速度为v。小孩从A到B为研究对象，由动能定理得：﹣μ1mgLcoosθ+mgh=12mv2﹣0…小孩从B到C为研究过程，由动能定理得：﹣μ2mgLcosθ+mgh=0﹣12mv2…联立①②代入数据得：μ1+μ2=2tanθ，故A正确。小朋友在AB段做匀加速直线运动，将小朋友的加速度a1分解为水平和竖直两个方向，由于小朋友有水平向右的分加速度即有向右的力，根据牛顿定律知，地面对滑梯的摩擦力方向先水平向右；有竖直向下的分加速度，依据矢量的合成法则，结合三角知识，则有：地面对滑梯摩擦力大小为f=ma1=mg（sinθ一μ1cosθ）cosθ，则由牛顿第二定律分析得知：小孩处于失重，地面对滑梯的支持力FN小于小朋友和滑梯的总重力。同理，小朋友在BC段做匀减速直线运动时，小孩处于超重，地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力，地面对滑梯的摩擦力方向水平向右，故C错误，BD正确。故选ABD。【题目点拨】本题主要考查了匀变速直线运动基本公式的直接应用，本题解答时也可以根据动能定理求解，难度适中.8、ACD【解题分析】A、根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的瞬时值为，故A正确；B、随导体棒向右移动，感应电动势逐渐增大，故感应电流逐渐增大，故B错误；C、某时刻电路消耗的功率为，故随着y的增大，闭合回路消耗的电功率逐渐增大，故C正确；D、根据欧姆定律可知，任意时刻通过金属棒的电流为：，则在金属棒运动至AC的过程中通过金属棒的电荷量为，故D正确；故选ACD．9、AC【解题分析】金属棒ef由静止释放过程中，先做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动，则ef所在回路中产生的感应电流先增大后不变，A正确；由楞次定律分析可知，当ef回路中电流增大时，螺线管与A环之间存在斥力，开始时，A环中产生的感应电流最大，磁场增强，所以环的磁通量的变化率增大，据安培力公式可知环与螺线管间的斥力增大，当ef匀速运动时，螺线管中的磁场最强，而环的磁通量的变化率不变，据安培力公式可知环与螺线管间的斥力为零，据此可知两者间的斥力先增大后减小最后恒定不变，故A环对地面的压力先增大后减小最后不变，故BD错误C正确．【题目点拨】首先分析金属棒ef由静止释放过程中，受到重力和安培力作用，先做加速度减小的变加速运动，后当两力平衡做匀速运动，则知ef所在回路中产生的感应电流先增大后不变，此电流流过线圈MN，MN中产生的磁场先增强后不变，据楞次定律判断感应电流的方向，再据左手定则判断力的方向，再分析A环对地面的压力的变化．本题是两次电磁感应的问题，要根据ef杆的运动情况分析A环中感应电流的变化，综合性较强．10、BC【解题分析】

AB.开关S由断开变为闭合，由于L的自感作用，通过传感器1的电流是逐渐增大的，当稳定以后，自感消失，电流保持不变，故A错误B正确；CD.开关S由闭合变为断开，传感器1的电流立即为零，由于L的自感作用（相当于电源），传感器2的电流与原来反向且逐渐减小为零，故C正确D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、（1）vA【解题分析】（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：v=vA联立解得：v=（2）由图（c）可求得vA=52.1cm/s，12a=53.6-52.1180×10【名师点睛】此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量。12、(1)如图(2)B【解题分析】

第一空.因AB为较粗的线圈接头，可知匝数较少，应该是变压器的初级，电路连线如图：第二空.产生的几千伏高压是发生在开关由闭合到断开瞬间，故选B.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、4m【解题分析】

金属盒在水平地面滑行时，由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求出金属盒与球发生第一次碰撞前的速度．金属盒与球发生第一次碰撞时，由动量守恒定律和能量守恒定律求出碰后两者的速度．再研究碰后金属盒滑行的时间和位移，判断出金属盒停下来时小球还未与金属盒发生第二次碰撞，从而得到总位移．【题目详解】对金属盒，由牛顿第二定律有：由v2-v02=-2as，s=5m，

解得：v=4m/s

金属盒与球发生第一次碰撞的过程，取向右为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律有：

Mv=m