福建宁德市2024届高二物理第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

福建宁德市2024届高二物理第二学期期末学业水平测试模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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、第19届亚洲运动会将于2022年9月10日～9月25日在中国杭州举行。杭州是中国第三个取得夏季亚运会主办权的城市，图中的“莲花碗”是田径的主赛场，下列关于亚运会田径项目的叙述正确的是()A．研究短跑运动员终点撞线时可将运动员看成质点B．在田径比赛中跑步运动员的比赛成绩是一个时间间隔C．短跑运动员跑100m和200m都是指位移D．高水平运动员400m比赛的平均速度有可能大于其他运动员200m比赛的平均速度2、如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律认识错误的是（）A．用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离B．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD．用能量为10.21eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态3、一辆汽车沿平直公路行驶，开始以1m/s的速度行驶了全程的一半，接着以速度3m/s行驶另一半路程，则全程的平均速度v等于（）A．1．5m/sB．1．4m/sC．1m/sD．3m/s4、如图所示，开口向下的竖直玻璃管的末端有一段水银柱，当玻璃管从竖直位置转过时，开口端的水银柱将（）A．沿着管向上移动一段距离B．从管的开口端流出一部分C．不移动D．无法确定其变化情况5、电磁感应发射装置的简易模型如图所示，质量为m，电阻为R，边长为L的正方形金属线框abcd竖直静止放置在水平面上，垂直于线框平面存在有界匀强磁场，线框cd边在磁场外侧且紧靠磁场边界。在某次成功发射过程中，磁感应强度B随时间t的变化规律为B=B0+kt（k是大于零的常数），线框能穿过磁场继续上升，上升的最大高度为h。重力加速度为g，空气阻力不计，线框平面在运动过程中不旋转始终保持竖直。下列说法错误的是（）A．t=0时刻，线框中的电流大小I=kB．t=0时刻，线框ab边受到安培力F=BC．线框从静止到最高点的过程中安培力所做的功等于mghD．线框从最高点下落，再次经过磁场的过程中磁感应强度大小为B′且保持恒定，使线框最终以速度v安全着陆。则线框下落过程运动总时间t=B6、如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为()A．B．C．D．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、下列说法正确的是()A．在机械波的传播过程中，质点的振动方向总是与波的传播方向垂直B．一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin2.5πt（国际单位制），在t=0.2s时，振子的运动速度为零C．某单摆由0.98m长的摆线连接一个直径2cm的铁球组成，若摆角从5°改为3°，单摆的周期不变D．在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体的固有频率8、如图所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n=3能级，下列说法中正确的是A．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2eVB．从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最长C．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁D．如果发出的光子中只有一种能使某金属产生光电效应，那一定是由n=3能级跃迁到n=1能级发出的9、图甲为一列简谐波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1.0m处的质点，Q是平衡位置为x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则()A．在t=0.25s时，质点P的速度方向为y轴正方向B．质点Q简谐运动的表达式为x=10C．该波沿x轴负方向传播D．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm10、下列说法中正确的是（）A．横波在传播过程中，处于波峰位置的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期B．光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输D．电磁波和机械波本质不相同，但是电磁波和机械波一样都能发生干涉和衍射现象E.相对论认为：真空中的光速在不同的参考系中都相同三、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）某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示．将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响．图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象．（1）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱______相连，指示灯的接线柱D应与接线柱______相连（均选填“A”或“B”）．（2）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将______，继电器的磁性将______（均选填“增大”、“减小”或“不变”），当环境温度达到______℃时，警铃报警．12．（12分）为了探究弹力F与弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为________________．甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为：________N/m、________N/m．若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧________（填“甲”或“乙”）．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）长为L的绳一端系于O点,另一端系一质量为3m的小球,如图所示,质量为m的子弹从A点水平射入小球并留在其内,小球恰好能过最高处B点(O点上方L处),求子弹的初速度为v0.14．（16分）如图所示，一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC，∠A=30°．一条光线以45°的入射角从AC边上的D点射入棱镜，光线垂直BC射出．求：（1）求玻璃的折射率；（2）补全光线在棱镜中的光路图．15．（12分）如图甲所示，边长为L的正方形金属线框位于竖直平面内，线框的匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有方向水平向右的匀强磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知.在0～t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；（1）求0～t1时间内电阻R两端的电压大小（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中，求电流通过电阻R产生的热量.（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，求通过电阻R的电荷量.甲乙

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】

A．研究短跑运动员终点撞线时，其自身大小不能忽略，所以不可以看做质点，故A错误；B．在田径比赛中跑步运动员的比赛成绩是个时间段，故是一个时间间隔，故B正确；C．短跑运动员跑200m时，不是一条直线，故200m是路程而不是位移，故C错误；D．400m比赛时位移为零，故平均速度为零，不可能大于200m时的平均速度，故D错误。故选B。2、D【解题分析】

A．用能量为14.0eV的光子照射，氢原子可以从基态跃迁到无穷远，多余的能量转化为电离后的动能，故A正确．B．一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，其中有3种光子能量大于3.34eV，故B正确．C．氢原子跃迁辐射光子能使锌板发生光电效应，一部分克服逸出功，多余部分以动能形式随光电子逸出．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时辐射光子最大能量为12.09eV，克服逸出功后剩余的最大动能为8.75eV，故C正确．D．当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去．由于没有任何一个高能级与基态的能级差等于10.21eV，而且又不足以跃迁到无穷远发生电离，所以用能量为10.21eV的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁，故D错误．3、B【解题分析】试题分析：前半程的运动时间，后半程的运动时间．则全程的平均速度．故B正确，ACD错误．故选B．考点：平均速度【名师点睛】解决本题的关键掌握平均速度的定义式，并能灵活运用。4、A【解题分析】

封闭气体的压强在玻璃管转过30°后，水银柱的长度不变，但从竖直变为倾斜，故水银柱的高度减小，水银柱产生的压强减小，封闭气体的压强增大，体积减小，故水银柱沿着管子上移，故A正确，BCD错误。5、D【解题分析】

A、感应电动势：E=∆ϕΔt=ΔBSΔt=kL2，感应电流大小：I=EB、t=0时刻，磁感应强度：B=B0，线框ab边受到的安培力：F=B0IL=B0kLC、线框从静止开始到到达最高点过程，由能量守恒定律得：W安=mgh，即线框从静止到最高点过程安培力做功为mgh，故C正确。D、线框下落进入磁场前做自由落体运动，h-L=12gt12，自由下落的时间：t1=2(h-L)g，线框进入磁场时的速度：v1=2g(h-L)，线框在磁场中运动过程，由动量定理得：mgt2﹣B′iLt2=mv﹣mv1，其中：q=it2=ΔϕR=B´L2R，解得：t2=B´2L3mgR+v-2g(h-L)g，所以线框下落过程运动总时间t6、A【解题分析】三棱镜的截面为等腰直角ABC，光线沿平行于BC边的方向射到AB边，则第一次折射时的入射角等于45°，射到AC边上，并刚好能发生全反射．则有．由折射定律可得：；所以由上两式可得：n=，故选A.点睛：临界角其实也是入射角，对于同一介质它是特定的．当光垂直入射时，由于入射角为零，所以折射角也为零，由于已知三棱镜的顶角，当光再次入射时，由几何关系可知折射角角，最后由折射定律可求出折射率．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、BC【解题分析】A．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向平行，如声波，故A错误；B．在t=0.2s时，y=0.1，在最大位移处，振子的运动速度为零，故B正确；C．单摆的周期T=，在满足简谐振动的条件（摆角小于5°）下，与摆角大小无关，故C正确；D．在受迫振动中，物体的振动频率一定等于驱动力的频率，如果驱动力的频率等于物体的固有频率，则发生共振现象，故D错误．故选：BC8、BD【解题分析】

A、由n=3跃迁到n=1，辐射的光子能量最大，，故A错误；B、从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故B正确；C、一群处于n=3的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，故C错误；D、如果发出的光子只有一种能使某金属产生光电效应，知这种光子为能量最大的一种，即为n=3跃迁到n=1能级发出的，故D正确；故选BD．【题目点拨】能级间跃迁辐射或吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子能量越大，频率越大，波长越小．9、AC【解题分析】

C.由图乙可知，在t=0.10s时，质点Q向下振动，根据微平移法可知波向x轴的负方向传播，故C正确；B.由乙可知振动为A=10cm，周期为T=0.20s，则可得ω＝2πT＝10πrad/s，所以质点Q的振动方程为x=10sin10πt（cm），故BA.根据波的传播方向及振动图象知，在t=0.10s时，质点P正在向上振动，当t=0.25s时，即在t=0.10s开始经过3T/4，质点P在平衡位置以下向上振动，即速度方向沿y轴正方向，故A正确；D.由于P点在t=0.10s时不是在波峰或波谷，或平衡位置，经过0.15s，即经过3T/4，质点经历的路程不等于3A，即不等于30cm，故D错误。10、BDE【解题分析】

A.横波在传播过程中，质点只在自己平衡位置上下振动，不能随波发生迁移，故A错误；B.光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的，故B正确；C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但也能通过电缆、光缆传输，故C错误；D.电磁波和机械波在本质上是不相同的，但是电磁波和机械波一样，都能发生干涉和衍射现象，故D正确；E.相对论认为：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系，故E正确。故选BDE.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、BA减小增大80【解题分析】

（1）由题干中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况；（2）由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化；由题干中“当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响”，结合欧姆定律求出热敏电阻接入电路的阻值的最大阻值，从图象上找到对应的温度就可以解决问题；【题目详解】（1）由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；（2）分析乙图，发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大；当线圈中的电流时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警，则控制电路的总电阻因此热敏电阻

由图乙可知，此时，所以，当温度时，警铃报警．【题目点拨】本题既考查电磁继电器原理的分析，也考查了结合欧姆定律的内容进行相关的计算，综合性比较强，解题时要仔细分析．12、超过弹簧的弹性限度；66.7；200；甲；【解题分析】

根据胡克定律，在弹性限度内，弹簧的弹力与行变量成正比，故F﹣x图是直线，向上弯曲的原因是超出了弹性限度，注意该图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，由此可求出kA=66.7N/m，kB=200N/m，由于甲的劲度系数小，因此其精度高．故答