山西省浑源县第五中学2024届物理高二第二学期期末经典试题含解析

山西省浑源县第五中学2024届物理高二第二学期期末经典试题考生须知：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、如图所示，足够长水平平行金属导轨间距为L，左右两端均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，中间连接电阻及电容器R1=R2=R3=R；R4=2R．两根电阻均为R的相同金属棒，在导轨两端分别同时以相同速率v0向左、向右匀速运动．不计导轨的电阻，金属棒与导轨接触良好，则电容器两极板上电压为（）A．BLv0B．2BLv0C．QUOTEBLv0D．QUOTEBLv02、医院急诊室给病人输液的装置如图所示，在输液过程中（）A．a部分气体压强不变，b处药液下滴速度不变B．a部分气体压强减小，b处药液下滴速度减少C．a部分气体压强增大，b处药液下滴速度不变D．a部分气体压强增大，b处药液下滴速度变快3、如图所示为氢原子的能级图，已知某金属的逸出功为，则下列说法正确的是（）A．处于基态的氢原子可以吸收能量为的光子而被激发B．用能量为的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使氢原子发生能级跃迁C．用能级跃迁到能级辐射的光子照射金属，从金属表面逸出的光电子最大初动能为D．一群处于能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4种谱线4、在电磁学发展的过程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列说法错误的是A．奥斯特发现了电流的磁效应B．麦克斯韦认为变化的磁场产生电场C．楞次发现了电磁感应现象并总结出楞次定律D．法拉第利用电磁感应现象自制了人类历史上第一台发电机5、下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()A．B．C．D．6、古时有“守株待兔”的寓言，倘若兔子受到的冲击力大小为自身体重2倍时即可导致死亡，如果兔子与树桩的作用时间为0.2s，则被撞死的兔子其奔跑速度可能是：（g=10m/s2）()A．1.5m/s B．2.5m/s C．3.5m/s D．4.5m/s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、质量为M的带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，若M=2m，则A．小球以后将向左做平抛运动B．小球将做自由落体运动C．此过程小球对小车做的功为D．小球在弧形槽上上升的最大高度为8、如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，一正方形导线框abcd位于纸面内，ab边与磁场的边界P重合导线框与磁场区域的尺寸如图所示从时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域，以为线框中的电流i的正方向，向左为导线框所受安培力的正方向，以下和关系示意图中正确的是A． B．C． D．9、如图所示，两根光滑平行金属导轨固定在倾角为30°的斜面上，导轨间距为L，导轨下端连接一个阻值为R的定值电阻，空间中有一磁感应强度大小为B、方向垂直导轨所在斜面上的匀强磁场．在斜面上平行斜面固定一个轻弹簧，弹簧劲度系数为k，弹簧上端与质量为m、电阻为r、长为L的导体杆相连，杆与导轨垂直且接触良好．导体杆中点系一轻细线，细线平行斜面，绕过一个光滑定滑轮后悬挂一个质量也为m的物块．初始时用手托着物块，导体杆保持静止，细线伸直，但无拉力．释放物块后，下列说法正确的是A．释放物块瞬间导体杆的加速度为gB．导体杆最终将保持静止，在此过程中电阻R上产生的焦耳热为C．导体杆最终将保持静止，在此过程中细线对导体杆做功为D．导体杆最终将保持静止，在此过程中流过电阻R的电荷量为10、关于扩散现象，下列说法正确的是（）A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的三、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）某探究小组险证机械能守恒定律的装置如图所示，细线端拴一个球，另一端连接力传感器，固定在天花板上，传感器可记录球在摆动过程中细线拉力大小，用量角器量出释放球时细线与竖直方向的夹角，用天平测出球的质量为m．重力加速度为g．（1）用游标卡尺测出小球直径如图所示，读数为_________mm；（2）将球拉至图示位置，细线与竖直方向夹角为θ，静止释放球，发现细线拉力在球摆动过程中作周期性变化．为求出球在最低点的速度大小，应读取拉力的_________(选填“最大值”或“最小值")，其值为F．（3）球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为_________(用测定物理量的符号表示)．（4）关于该实验，下列说法中正确的有_______．A．细线要选择伸缩性小的B．球尽量选择密度大的C．不必测出球的质量和细线的长度D．可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验12．（12分）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。光滑的水平平台上的A点放置有一个光电门。实验步骤如下：A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B．用天平分别测得小滑块a（含挡光片）和小球b的质量为m1、m2；C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的水平轻短弹簧，静止放置在平台上；D．细线烧断后，a、b被弹开，向相反方向运动；E.记录滑块a离开弹黄后通过光电门时挡光片的遮光时间t；F.小球b离开弹簧后从平台边缘飞出，落在水平地面的B点，测出平台距水平地面的高度h及B点与平台边缘铅垂线之间的水平距离x0；G.改变弹賛压缩量，进行多次实验.（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度为_______________mm.（2）若a、b与弹黄作用过程中系统动量守恒，则m1dt=______________（用上述实验所涉及物理量的字母表示，重力加速度为g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）离子发动机是利用电能加速工质（工作介质）形成高速射流而产生推力的航天器发动机。其原理如图所示，其原理如下：首先系统将等离子体经系统处理后，从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、方向垂直纸面向里的匀强磁场的区域I内，栅电极MN和PQ间距为d。当栅电极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域I系统（包括进入其中的通道、匀强磁场B1）。区域Ⅱ内有垂直纸面向外，磁感应强度大小为B2，放在A处的中性粒子离子化源能够发射任意角度，但速度均为v2的正、负离子，正离子的质量为m，电荷量为q，正离子经过该磁场区域后形成宽度为D的平行粒子束，经过栅电极MN、PQ之间的电场中加速后从栅电极PQ喷出，在加速正离子的过程中探测器获得反向推力（不计各种粒子之间相互作用、正负离子、等离子体的重力，不计相对论效应）。求：（1）求在A处的正离子的速度大小v2；（2）正离子经过区域I加速后，离开PQ的速度大小v3；（3）在第（2）问中，假设航天器的总质量为M，正在以速度v沿MP方向运动，已知现在的运动方向与预定方向MN成角，如图所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN，飞船启用推进器进行调整。如果沿垂直于飞船速度v的方向进行推进，且推进器工作时间极短，为了使飞船回到预定的飞行方向，离子推进器喷射出的粒子数N为多少？14．（16分）一客车从静止开始以加速度a=1.0m/s2做匀加速直线运动的同时，在车尾的后面离车头为s=30m远的地方有一乘客正以某一速度匀速追赶这辆客车。已知司机从车头侧面的反光镜内能看到离车头的最远距离为s0=20m，保留时间为t0=1.0s及以上才能看清楚，这样才能制动客车使之停下来，该乘客要想乘坐上这辆客车，则其追赶客车的速度应满足什么条件？15．（12分）如图，一端开口的均匀玻璃管长为L=50cm，内有一段长为H=19cm的水银柱封住一段空气柱。玻璃管水平放置时，空气柱长为L1=20cm，已知大气压强为76cmHg，玻璃管竖直放置、开口向上时，求：（1）空气柱的压强p2（单位用cmHg表示）；（2）空气柱的长度L2。

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】试题分析：两个导体棒产生的感应电动势均为E=BLv0；电阻R3两端的电压为，外端电势高；左端电路外电路电阻为R，则R4两端电压为，R2两端电压为，里端电势高，故电容器两端的电压为；故选C．考点：法拉第电磁感应定律；欧姆定律【名师点睛】此题是法拉第电磁感应定律以及欧姆定律的结合题；关键是知道这是两个基本电路，必须求得与电容器相连接的两个电阻两端的电压，并判断出两端电势的高低才能知道电容器两端的电压；注意搞清两个电路的内外电路．2、C【解题分析】

瓶中上方气体a的压强为外界大气压与瓶中的液体产生的压强差，瓶中的液体面下降，液体产生的压强就减小，所以瓶中上方气体的压强会增大．进气管口处的压强为大气压强，不变化，进气管口与b的上端的高度差是不变的，所以滴壶中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的，则b处药液下滴速度不变；故选C．3、C【解题分析】（-13.6eV）+（12.1eV）=1.50eV不等于任何能级差，则处于基态的氢原子吸收能量为12.1eV的光子不能被激发，选项A错误；12.5eV大于1、2和1、3之间的能级差，则用能量为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，能使氢原子发生能级跃迁，选项B错误；从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量为（-0.85eV）-（-13.6eV）=12.75eV，则用它照射金属，从金属表面逸出的光电子最大初动能为12.75eV-6.44eV=6.31eV，选项C正确；一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生种谱线，选项D错误；故选C.点睛：要知道原子吸收光子时，光子的能量必须等于两个能级的能级差，否则不能吸收；而当电子的能量大于或等于两个能级的能级差时都能被吸收.4、C【解题分析】

A．奥斯特发现了电流的磁效应，故A正确；不符合题意B．麦克斯韦认为变化的磁场产生电场，故B正确；不符合题意C．法拉第发现了电磁感应现象，楞次总结出楞次定律，故C错误；符合题意D．法拉第利用电磁感应现象自制了人类历史上第一台发电机，故D正确；不符合题意故选C．5、C【解题分析】

考查了左手定则的应用．根据左手定则的内容，直接判断即可，比较简单．【题目详解】A．磁场向上，电流向里，根据左手定则可得，安培力的方向水平向右，所以A错误；B．磁场向左，电流向外，根据左手定则可得，安培力的方向向下，所以B错误；C．磁场向里，电流向左，根据左手定则可得，安培力的方向向下，所以C正确；D．磁场向外，电流向外，它们的方向相同，不受安培力的作用，所以D错误．【题目点拨】要注意与右手定则的区别，注意磁场方向、电流方向以及安培力的方向之间的关系．6、D【解题分析】

设兔子的速度方向为正，能使兔子致死的力F=-2mg，兔子的运动视为匀减速，说明作用力为恒力；时间为0.2s，末动量为零；则由动量定理可知：-Ft=0-mv；解得：；故只有速度大于4m/s，兔子才会死亡，故只有D符合题意；故选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、AC【解题分析】小球滑上滑车，又返回，到离开滑车的整个过程中，系统水平方向动量守恒．选取向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=mv1+Mv2，由机械能守恒定律得：mv02=mv12+Mv22，由题意可知：M=2m，解得：v1=-v0，v2=v0，所以小球以后将向左做平抛运动，故A正确，B错误．对小车，运用动能定理得：小球对小车做的功W=Mv22-0=，故C正确．当小球与小车的速度相同时，小球上升到最大高度，设共同速度为v．规定向右为正方向，运用动量守恒定律得：mv0=（m+M）v，根据能量守恒定律得，有：mv02-（m+M）v2=mgh，已知：M=2m，解得：h=，故D错误；故选AC．点睛：本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合，要知道当小球与小车的速度相等时，小球上升到最大高度．明确系统遵守水平动量守恒和机械能守恒这两大规律．8、AC【解题分析】

下面是线框切割磁感线的四个阶段示意图．在第一阶段，只有ab切割向外的磁感线，由右手定则知电动势为正，大小为．在第二阶段，ab切割向里的磁感线，电动势为逆时针方向，同时cd切割向外的磁感线，电动势为逆时针方向，等效电动势为，且电动势为负，电流与电动势变化情况相同A正确B错误.在第三阶段，cd切割向里的磁感线，感应电动势为顺时针方向，其电动势为正，大小为．根据可得A正确B错误；根据左手定则可知，安培力的方向不变，但大小，因此在1s到2s内，电流加倍，磁场也加倍，所以是原来的4倍，C正确D错误．9、BCD【解题分析】

A．初始时，弹簧被压缩，弹力大小，即，释放物块瞬间，安培力为零，对杆和物块分析有：、，解得：，故A错误．B．由于电磁感应消耗能量，杆最终速度为零，安培力为零，细线拉力，弹簧处于伸长状态；对导体杆有：，解得：；弹簧弹性势能不变，对物块、导体杆、弹簧整个系统，由能量守恒得：，解得：，电阻R上产生的焦耳热．故B项正确．C．从运动到最终停止，弹簧弹力对导体棒做功为零，对导体棒运用动能定理得，，又，解得：细线对导体杆拉力做功．故C项正确．D．流过电阻R上的电荷量，故D正确．10、AC【解题分析】温度越高，分子运动越剧烈，则扩散现越快，故A正确；扩散现象是分子热运动引起的分子的迁移现象，没有产生新的物质，是物理现象，故B错误，C正确；液体中的扩散现象是由于液体分子的热运动产生的，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、18.50最大值AB【解题分析】

选取体积小，阻力小的铁球；游标卡尺的读法，先确定分度数，从而确定精确度，进行读数；依据实验原理，结合减小的重力势能转化为动能，及球在最低点，则绳子的拉力与重力的合力提供向心力，从而即可求解；【题目详解】(1)游标卡尺的读数为：；(2)小球在最低点由牛顿第二定律可得：，由此可知，应读出小球在最低时绳的拉力即最大值；(3)由机械能守恒定律可得：，整理得：；(4)A．为了减小小球做圆周运动的半径的变化，所以细线要选择伸缩性小的，故A正确；B．为了减小阻力的影响，球尽量选择密度大的，体积小的，故B正确；C．球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为可知，应测出小球的质量，而不用测出细线的长度，故C错误；D．由于弹簧的弹力属于渐变，所以小球摆到最低点瞬间，弹力的测量准确，故D错误．故选AB．【题目点拨】考查圆周运动的处理规律，掌握牛顿第二定律与向心力表达式内容，理解验证机械能守恒定律的原理，知道游标卡尺的读数，注意没有估计值．12、3.703(3.701~3.704)m2【解题分析】

（1）[1]螺旋测微器的读数是由固定刻度与可动刻度示数的和，所以遮光条的宽度d=3.5mm+20.4×0.01mm=3.704mm；（2）[2]烧断细线后,ab被弹簧弹开,a获得的动量与b获得的动量大小相等方向相反,而a通过光电门的速度v1