2024届山西省太原市第二十一中学物理高二下期末联考试题含解析

2024届山西省太原市第二十一中学物理高二下期末联考试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴，线圈绕匀速转动，如图所示，矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压A．峰值是 B．峰值为2C．有效值为 D．有效值为2、下列说法中不正确的是（）A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等C．玻尔的原子理论成功解释了氢原子光谱的实验规律D．卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型3、如图为法拉第圆盘发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘顺时针旋转（从上往下看），下列说法正确的是（）A．穿过圆盘的磁通量发生变化B．圆盘中心电势比边缘要低C．R上的热功率与圆盘转动角速度成正比D．产生的电动势大小与圆盘半径的平方成正比4、下列关于经典力学和相对论的说法，正确的是()A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例5、用某种单色光照射某金属表面，发生光电效应。现将该单色光的光强减弱，则（）A．可能不发生光电效应 B．光电子的最大初动能减少C．单位时间内产生的光电子数减少 D．需要更长的照射时间才能发生光电效应6、太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：12H+13H→24He+x．若已知每个12H核的质量为m1（kg），每个13H核的质量为m2（kg），每个24HeA．x是电子B．在这个核反应中有质量亏损，是因为质量转化成了能量C．若c（单位为m/s）为真空中光速，则ΔE=m1+D．若这种热核反应消耗13H的质量为b（kg），则放出的总核能为Q=bc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、如图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则()A．t＝0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大B．t＝0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴正方向传播了6mD．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为30cm8、一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0s时刻的波形图如图所示．已知波速为0.4m/s，且波刚传的c点．下列选项正确的是（）A．波源的振动周期为0.2sB．t=0s时，质点c点沿y轴正方向运动C．在t=0s时，质点a的加速度比质点b的加速度小D．质点a比质点b先回到平衡位置E.t=0.1s时，质点c将运动到x=12cm处9、某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾，若不计水的阻力，那么在这段时间内人和船的运动情况是：（）A．人匀速行走，船匀速后退，两者速度大小与它们的质量成反比B．人加速行走，船加速后退，而且加速度大小与它们的质量成反比C．人走走停停，船退退停停，两者动量总和总是为零D．当人在船尾停止运动后，船由于惯性还会继续后退一段距离10、如图所示，一束光从空气射向折射率的某种玻璃的表面，代表入射角，则()A．折射角随着入射角的增大而减小B．当时，会发生全反射现象C．无论入射角为多大，折射角都不会超过D．当时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直三、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）小明用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数．其中，直角三角架底面水平，斜面可视为光滑，待测轻弹簧固定在斜面顶端．现在弹簧下端分别挂1个、1个、3个相同的钩码，静止时，弹簧分别伸长了．已知每个钩码的质量为50g，重力加速度g=l0m／s1．所测数据如下表所示(单位：cm)．(1)挂一个钩码时弹簧受到的拉力为___________N．(1)由表中数据得，弹簧的劲度系数k=___________N／m(保留3位有效数字)．12．（12分）某同学采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻．提供的器材有，电压表（0～3V；）、电流表（0～0.6A）、滑动变阻器有R1（10Ω，2A）各一只．(1)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U﹣I图线，由图可该电源电动势E=___V；内阻r=__Ω．（保留三位有效数字）(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路_____．(3)电动势测量值__真实值，内电阻测量值__真实值．（填大于、小于或等于）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，a、b是水平介质上的两质点，相距26cm，一列简谐横波沿介质由a向b传播，a是波源。a质点以周期T=0.4s作简谐振动，起振方向向下。当a质点第四次经过平衡位置向上运动时，b质点正好第一次到达负的最大位移处。求该介质中波的传播速度。14．（16分）如图所示，一辆质量M=3kg的小车A静止在光滑的水平面上，小车上有一质量m=1kg的光滑小球B，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为Ep=6J，小球与小车右壁距离为L=0.4m，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：（1）小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小．（2）在整个过程中，小车移动的距离．15．（12分）如图所示，A、B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场，一电子以v0=4×106m/s的速度垂直于场强方向沿中心线由O点射入电场，从电场右侧边缘C点飞出时的速度方向与v0方向成30°的夹角．已知电子电荷e=1.6×10-19C，电子质量m=0.91×10﹣30kg，求：（1）电子在C点时的动能是多少J？（2）O、C两点间的电势差大小是多少V？

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】由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故选项A、B错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U＝，即U＝，故选项C错误；选项D正确．【考点定位】对正弦式交变电流的产生原理的理解，以及其四值运算、闭合电路欧姆定律的应用．【名师点睛】熟知并理解教材中正弦式交变电流的产生原理，能自己熟练推导该交变电流的瞬时值表达式．【方法技巧】（1）高三复习要能不忘回归教材，千万不能“舍本求源”，一味做、复习课本以外的内容．（2）根据题图分析对ab边、cd边而言，它们产生的感应电动势方向虽然相反，但对单匝线圈，ab边和cd边产生的感应电动势方向相同，又因为有N匝线圈，因此总感应电动势峰值应累加，另外要能熟记有效值的计算方法．【规律总结】对正弦式交变电流，峰值为其有效值的倍，另在进行四值运算时，要注意量与量之间、四值之间的对应．2、B【解题分析】A项：爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故A正确；B项：根据，知动能相等，质量大动量大，由得，电子动量小，则电子的德布罗意波长较长，故B错误；C项：玻尔的原子结构假说第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确．D项：卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故D正确．3、D【解题分析】

A、实验过程中，穿过圈盘的磁通量不变，产生感应电动势可等效看成无数轴向导体切割磁感线产生的，故A错误；B、从上向下看，圆盘顺时针转动，根据右手定则可知，感应电流方向是从边缘流向圆心，可知圆盘中心电势比边缘要高，故B错误；D、根据法拉第电磁感应定律可知E=1C、R上的热功率P=I2R=E2故选D。【题目点拨】圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径r，根据右手定则分析电动势情况和感应电流方向。4、D【解题分析】经典力学和相对论应用条件不同，没有矛盾，D对；5、C【解题分析】

A、根据爱因斯坦光电效应方程可知能否发生光电效应与光照强度无关，故选项A错误；B、发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为，W为逸出功，由此可知光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，与光照强度强弱，故选项B错误；C、光照强度减弱，单位时间内照射到金属表面的光子数目减小，因此单位时间内产生的光电子数目减小，故选项C正确；D、某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项D错误；故选选项C。6、C【解题分析】

A．根据质量数守恒可知x的质量数：m=2+3﹣4=1；电荷数：z=1+1﹣2=0，可知x是中子，故A错误；B．在核反应中质量守恒，能量守恒，一定质量对应一定能量，质量与能量不能相互转化，故B错误；C、由质能方程可知：每次核反应质量亏损为m1+m2-D、若这种热核反应消耗13H的质量为b（kg），则核反应次数为bm2，核反应放出的总核能为二、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、AB【解题分析】由图乙y-t图像知，周期T=0.20s，且在t=0.10s时Q点在平衡位置沿y负方向运动，可以推断波没x负方向传播，所以C错；t=0.05s时，质点Q图甲所示正的最大位移处，又因加速度方向与位移方向相反，大小与位移的大小成正比，所以此时Q的加速度达到负向最大，所以A错（也可直接从图乙y-t图像分析得出）；t=0.10s到t=0.15时间内，Δt=0.05s=T/4，P点从图甲所示位置运动T/4时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途中，速度沿y轴负方向，所以B对．振动的质点在t=1T内，质点运动的路程为4A；t=T/2，质点运动的路程为2A；但t=T/4，质点运动的路程不一定是1A；t=3T/4，质点运动的路程也不一定是3A．本题中从t=0.10s到t=0.25s内，Δt=0.15s=3T/4，P点的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在3T/4时间内的路程不是30cm，D错．8、ABC【解题分析】从图中可知波长，故振动周期，A正确；根据走坡法可知质点c正通过平衡位置向上振动，B正确；根据回复力公式可知在t=0时刻质点a的为质点b的位移小，即质点a的回复力小于质点b的回复力，所以质点a的加速度小于质点b的加速度，C正确；t=0时刻质点a正向下振动，即要回到平衡位置所需要的时间大于十分之一周期，而质点b回到平衡位置所需时间等于四分之一周期，故质点b比质点a先回到平衡位置，D错误；波上的质点只在平衡位置上下振动不随波迁移，E错误9、ABC【解题分析】本题考查动量守恒定律船组成的系统动量守恒，总动量为0，所以不管人如何走动，在任意时刻两者的动量大小相等、方向相反.若人停止运动而船也停止运动，并且速度大小两者速度大小与它们的质量成反比，即10、CD【解题分析】根据可知，折射角r随着入射角i的增大而增大，选项A错误；从空气射向玻璃时，光从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，故B错误；当入射角最大时，折射角最大，最大的入射角为90°，根据折射定律得，解得最大折射角r=45°，所以折射角r都不会超过45°角．故C正确．设入射角为α时，反射光线与折射光线垂直，此时反射角为i，则折射角为r=90°-i，根据折射定律得，，解得：tani=．故D正确．故选CD．点睛：解决本题的关键是掌握折射定律和全反射的条件，并能根据折射定律分析出入射角最大时，折射角最大，并能求出最大折射角．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）0.3；（1）1.4；【解题分析】试题分析：（1）钩码重力沿斜面向下的分力等于弹簧的弹力，mgsin=mg=0.3N；（1）根据胡克定律：，sin=K，0.05100.6=K0.115，K=1.4N/m．考点：测量弹簧的劲度系数12、（1）1.46；1.78；（2）如图所示；（3）=；＞【解题分析】试题分析：（1）由闭合电路欧姆定律分析U﹣I图象的纵轴截距和斜率的意义，可求出电动势和内阻．（2）对照电路图，按顺序连接电路．（3）本实验中误差来自由没有分析电流表与电压表的内阻；则通过电表对电路的影响作出真实值与测量值间的图象，由图象可分析其误差情况；解：（1）由闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir得知，当I=0时，U=E，U﹣I图象斜率的绝对值等于电源的内阻，纵截距即为电动势E=1.46Vr==1.78Ω．（2）对照电路图，按电流方向连接电路，如图所示．（3）图中由于电压表测量值小于电源真实的路端电压；但当外电路断开时，电流表的分压可以忽略，故本接法中电动势是准确的；而测量的电