湖北省咸宁市五校2024届物理高二第二学期期末统考试题含解析

湖北省咸宁市五校2024届物理高二第二学期期末统考试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、氘核（H）和氚核（H）的核反应方程如下：，设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，则核反应过程中释放的能量为（）A．（m1+m2﹣m3）c2 B．（m1+m2﹣m4）c2C．（m1+m2﹣m3﹣m4）c2 D．（m3+m4﹣m1﹣m2）c22、如图所示，M、N为真空中两根完全相同的均匀带正电绝缘棒，所带电荷量相同，且平行正对放置，两棒中点分别为O1、O2，a、b、c、d、e为O1O2连线上的六等分点，a点处有一带正电的固定点电荷．已知c处和d处的场强大小均为E0，方向相反，则b处的场强大小为()A．E0B．C．D．3、下列各组物理量中全部是矢量的是()A．位移、速度、加速度、力B．位移、时间、速度、路程C．力、位移、速率、加速度D．速度、加速度、力、路程4、下列说法正确的是()A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．布朗运动是指液体中悬浮颗粒的无规则运动C．温度降低，物体内每个分子的动能一定减小D．温度低的物体内能一定小5、一水平弹簧振子做简谐振动，振幅为A，周期为T，O为平衡位置，B、C为两侧最大位移处，从经过位置P（P与O、B、C三点均不重合）时开始计时，下列说法正确的是（）A．再经过时间T过长中，振子的平均速率一定等于B．经过时，振子的瞬时速度不可能与P相同C．再经过时间过程中，振子的路程可能大于A，可能等于A，不可能小于AD．经过时，弹簧的伸长量和弹性势能均相同6、根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态(量子数n=1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为A．13.6eV B．4eV C．12.75eV D．12.09eV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、如图甲，交流发电机与一理想变压器连接，给“220V，1100W”的电饭煲和“220V，220W”的抽油烟机正常供电．交流发电机的两磁极间视为匀强磁场内阻不计的线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从中性面开始计时，产生的电动势如图乙所示．所有导线的电阻均不计，交流电流表是理想电表．下列说法正确的是（）A．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为L=1100sinl00πt(V)B．正常工作时，电饭锅和抽烟机的发热功率之比为5︰1C．t=0时刻，穿过发电机线圈的磁通量和A表的示数均为零D．电饭锅和抽油烟机同时正常工作时，A表示数为1.2A8、M、N是某电场中一条电场线上的两点，若在M点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则以下判断正确的是A．电子在N点的动能大于在M点的动能B．电场可能是匀强电场C．电子运动的加速度越来越小D．电子运动的轨迹可能是曲线9、如图所示，一个匝数为100匝内阻不计的矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁感线的转轴OO'匀速转动，转动周期为0.02s，矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，原副线圈匝数比为1:2，副线圈所接电阻R=2Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，电阻R上消耗的功率为A．t=0时刻，电压表的示数为2B．电流表的示数为4AC．t=1300D．线圈中感应电动势的瞬时值表达式为e=210、2008年我国南方遭到了特大冰雪灾害，高压供电线路损坏严重．在维修重建过程中，除了增加铁塔的个数和铁塔的抗拉强度外，还要考虑尽量减小线路上电能损耗，既不减少输电功率，也不增加导线质量，对部分线路减少电能损耗采取的有效措施是()A．提高这部分线路的供电电压，减小导线中电流B．在这部分线路两端换用更大匝数比的升压和降压变压器C．在这部分线路上换用更优质的导线，减小导线的电阻率D．多增加几根电线进行分流三、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）一个电压表VA的内阻RA＝1000Ω，量程为1.0V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为3.0V的电压表.改装后，再用一量程为3.0V的精确的电压表VB对改装后的电压表的所有刻度进行校准.除了这两个电压表VA、VB外，还有下列一些器材：电源E（电动势约为6V，内阻较小）变阻器R（总电阻约10Ω）电阻箱R0（1－9999Ω）电键K导线若干（1）下面是以上器材和两个电压表VA、VB的实物示意图.试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路________.（2）图中电阻箱的取值等于______Ω.12．（12分）某同学设计一个测定激光波长的实验，装置如甲图所示.激光器发出的直径很小的红色激光进入一个一端装有双孔、另一端装有感光片的遮光筒，感光片上出现一排等距的亮点.①这个现象说明激光具有____性.（选填“波动”或“粒子”）.②通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长.设双孔间距离为a=0.22mm，双孔到感光片的距离为L=1.0000m，用带10分度游标的卡尺测量感光片上的点的距离时，第1个光点到第4个光点的距离如乙图所示，相邻光点间的距离是_____mm.该激光的波长=___m.（保留2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）一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30°，棱镜材料的折射率为n=，在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从直角边AC的中点M射入棱镜，不考虑光线沿原路返回的情况．求：（1）全反射的临界角C为多少度？（2）光线第一次折射角r为多少度？14．（16分）一个光源以P=1.5W的功率向四周均匀地发射能量。在离光源距离R=3.5m处放置一钾箔，钾的逸出功W=2.2eV，假设入射光的能量是连续平稳地传给钾箔，光的平均波长为。假设照射到钾箔上面的光能被钾箔完全吸收。(1)根据爱因斯坦的光子说和质能方程，证明光子动量（是普朗克常量）。(2)假设照射在钾箔上的能量能被钾箔完全吸收，求：①钾箔在垂直入射光方向上单位面积受到光平均作用力的表达式（用题目中的物理符号表示）。②按照经典电磁理论，钾箔只需吸收足够的能量就可以逐出电子，若一个要被逐出的电子收集能量的圆形截面的半径约为一个典型原子的半径m，求：电子将被逐出的时间。根据你的计算结果，你认为经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理？谈谈你的看法。15．（12分）如图所示，空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场，电场强度为E，场区宽度为L，在紧靠电场右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，圆形磁场区域半径未知．一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后，在M点离开电场，并沿半径方向射入磁场区域，然后从N点射出，O为圆心，∠MON=120°，不计粒子的重力．（1）求粒子经电场加速后，进入磁场时速度v的大小；（2）求粒子在匀强磁场中运动的轨道半径R和时间t；（3）粒子在离开磁场前某时刻，将磁感应强度大小突然变为B，方向不变，此后粒子恰好被束缚在磁场中，求B的最小值．

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、C【解题分析】

核反应过程中质量亏损：△m＝m1+m2﹣m3﹣m4，由爱因斯坦的质能方程可知，核反应释放的能量：E＝△mc2＝（m1+m2﹣m3﹣m4）c2；A.（m1+m2﹣m3）c2，与结论不相符，选项A错误；B.（m1+m2﹣m4）c2，与结论不相符，选项B错误；C.（m1+m2﹣m3﹣m4）c2，与结论相符，选项C正确；D.（m3+m4﹣m1﹣m2）c2，与结论不相符，选项D错误；2、D【解题分析】

设O1、O2，a、b、c、d、e相邻两点间的距离为r，带正电的点电荷电荷量为Q.两绝缘棒在d处产生的合场强大小为E，根据对称性和电场的叠加原理可知：c处有，d处有：，则得，方向向左；根据对称性可知：两绝缘棒在b处产生的合场强大小为，方向向右，故b处的场强大小：，D正确．【题目点拨】根据点电荷场强公式和电场的叠加原理，表示出两绝缘棒在d处产生的合场强，根据对称性得到在b处的合场强，再由电场的叠加求解．3、A【解题分析】

位移、速度、加速度、力都是既有大小又有方向的物理量，是矢量；而时间、路程、速率只有大小无方向，是标量。A．位移、速度、加速度、力，故A符合题意；B．位移、时间、速度、路程，故B不符合题意；C．力、位移、速率、加速度，故C不符合题意；D．速度、加速度、力、路程，故D不符合题意。故选A。4、B【解题分析】试题分析：布朗运动实际是液体分子无规则运动时对花粉颗粒撞击时的不平衡致使花粉颗粒做无规则运动所形成的，所以布朗运动显示的并不是液体分子的无规则运动，而是花粉颗粒的运动，故A是不对的；B是正确的；由于温度是分子的平均动能的标志，故温度降低时，其分子平均动能会减小，而不是每个分子的动能减小，故C是不正确的；温度低的物体其内能不一定小，因为物体的温度低，但如果其质量大，其内能也可能大于温度比它高的物体，所以D也是不对的，该题选B．考点：布朗运动，内能的概念，温度与分子平均动能的关系．5、A【解题分析】

A．再经过时间T的过程中，振子回到原位置，此时通过的路程为4A，则平均速率等于选项A正确；B．若振子经过到达平衡位置，则再经过的速度与P位置相同，选项B错误；C．因为P与O、B、C三点均不重合，可知再经过时间过程中，振子的路程可能大于A，可能小于A，不可能等于A，选项C错误；D．经过时，振子运动到与P点对称的位置，则此时弹簧的伸长量不同，弹性势能相同，选项D错误。故选A。6、C【解题分析】

据题意有6=得n=4即能发出6种频率光的一定是n=4能级，则照射氢原子的单色光的光子能量为：-0.85A．13.6eV，与计算结果不符，故A项不符合题意；B．4eV，与计算结果不符，故B项不符合题意；C．12.75eV，与计算结果相符，故C项符合题意；D．12.09eV，与计算结果不符，故D项不符合题意。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、由图乙可知，该发电机产生的交流电的周期为0.02s，则圆频率为：，发电机的最大值为，所以其瞬时表达式为：，,即原线圈两端的电压瞬时表达式为：，故A正确；B、抽油烟机消耗的电能大部分转化为机械能，所以电饭锅的发热功率大于抽烟机发热功率的5倍，故B错误；CD、变压器的输出功率为1100W+220W=1320W，所以变压器的输入功率也是1320W，发电机电压的有效值：，所以电流表的读数：，故D正确；C、t=0时刻，变压器原线圈两端电压的瞬时值e=0，穿过发电机线圈的磁通量最大，电流表的示数为有效值，故电流表的读数为1.2A，故C错误；故选AD．【题目点拨】由题图乙可知交流电电流的最大值、周期，电流表的示数为有效值，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快．8、AC【解题分析】

A．电子从M运动到N过程中，只受电场力，电势能减小，电场力做正功，则动能增加，因此N点的动能大于M点的动能，故A正确；B．电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，说明电场力做功越来越小，由W=Fs可知，电子所受的电场力越来越小，场强减小，不可能是匀强电场，故B错误；C．由于电势能-位移图线的斜率表示电场力的大小，根据图象可知，电子受到的电场力越来越小，故该电场不是匀强电场，电子做加速度逐渐减小的加速运动，故C正确；D．带电粒子初速度为零且沿电场线运动，其轨迹一定为直线，故D错误．故选AC．9、BC【解题分析】变压器次级电压值为U2=PR=8×2=4V，则变压器初级电压：U1=n1n2U2=12×4V=2V，则t=0时刻，电压表的示数为2V，选项A错误；电流表的示数为I1=PU1=82A=4A，选项B正确；矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为：Em=2U1=210、ABC【解题分析】高压输电，电路中电流变小，则损失的电能减小，A正确；换用更大匝数比的升压和降压变压器，仍为提高输电线的电压，B正确；当电路中电阻减小时，由，C正确；多增加几根电线进行分流，既不能减小损失的能量，同时还增加材料等，不现实，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）（2）2000【解题分析】

（1）因为改装后的电压表需要校对先必须将电压表V1与电压表V2并联，以保证两表的读数始终相等，则电压表VA的读数必须从零开始，故变阻器应采用分压接法．实物图如图所示：

（2）串联电路的分压规律可求出串联电阻的阴值：即

R0＝(n−1)RA＝(−1)RA＝2000Ω12、波动性2.87mm【解题分析】

①[1]这个现象是光的干涉现象．干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性;②[2]主尺读数为8mm，游标读数为0.1×6=0.6mm，所以第一个光点到第四个光点的距离是8.6mm．第1到第4个光点的距离是8.6mm．相邻光点间的距离是[3]根据可知=6.3ⅹ10-7m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