2024届吉林省吉林油田实验中学物理高二第二学期期末学业水平测试试题含解析

2024届吉林省吉林油田实验中学物理高二第二学期期末学业水平测试试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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，闭合圆导线圈平行地放置在匀强磁场中，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两直径，试分析线圈做以下哪种运动时能产生感应电流（）A．使线圈在纸面内平动或转动B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动C．使线圈以ac为轴转动D．使线圈以bd为轴转动2、在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生衰变，放射出、、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。关于放射性元素氡及三种射线，下列说法正确的是（）A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后将剩下一个氡核B．发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4C．衰变的实质在于原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子D．射线经常伴随和射线产生，在这三种射线中射线的穿透能力最强，电离能力最弱3、描述气体的三个状态参量是（）A．温度、体积、压强 B．质量、温度、密度C．质量、压强、温度 D．密度、压强、温度4、街头变压器（视为理想变压器）通过降压给用户供电的示意图如图所示．变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动（可认为V1的示数不变）．输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的等效总电阻用R表示，图中电压表和电流表均为理想电表．当用户的用电器增加时，下列说法正确的是A．电压表V2的示数不变B．电流表A1的示数不变C．电流表A2的示数不变D．输电线电阻R消耗的功率不变5、一质量为m的炮弹在空中飞行，运动至最高点时炸裂成质量相等的a、b两块，爆炸前瞬间炮弹速度为v，方向水平向右，爆炸后a的速度为2v，方向水平向左．爆炸过程中转化为动能的化学能是A． B． C． D．6、如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况中铜环a中没有感应电流的是（）A．将电键突然断开的瞬间B．线圈中通以恒定的电流C．通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动D．通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动二、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、某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置．不计空气阻力，则下列说法中正确的是()A．从P至c过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量B．从P至c过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功C．从P至b过程中人的速度不断增大D．从a至c过程中加速度方向保持不变8、居里夫妇发现放射性元素镭226的衰变方程为88226Ra→86222Rn+ZAX，已知88226Ra的半衰期为1620年，88226Ra原子核的质量为226.0254u，衰变后产生的86222Rn原子核的质量为222.0175u，ZAX原子核的质量为4.0026u，已知A．ZAX就是2B．6个88226Ra原子核经过1620年一定有3C．1个88226Ra原子核发生衰变放出的能量约为D．88226Ra9、如图所示，闭合矩形导体线框abcd从高处自由下落，在ab边开始进入匀强磁场到cd边刚进入磁场这段时间内，线框的速度v随时间t变化的图象可能是图中的A．B．C．D．10、夏天，海面上的下层空气的温度比上层低，我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的或反射的光线由于不断折射，越来越偏离原来的方向，人们逆着光线看去就出现了蜃楼，如图所示，下列说法正确的是（）A．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要大C．A是景物，B是蜃楼D．A是蜃楼，B是景物三、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）如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一个阻值为2.0Ω的电阻R0，通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：U(V)1.21.00.80.6I(A)0.100.170.230.30(1)R0的作用是__________；(2)用作图法在坐标系内作出U-I图线_______；(3)利用图线，测得电动势E=_______V，内阻r=____Ω.12．（12分）如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图。已知a、b小球的质量分别为ma、mb，半径相同，图中P点为单独释放a球的平均落点，M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置.(1)本实验必须满足的条件是___________.A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端的切线水平C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D．入射球与被碰球满足ma=mb(2)为了验证动量守恒定律，需要测量OP间的距离x1、OM间的距离x2和___________.(3)为了验证动量守恒，需验证的关系式是___________.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。14．（16分）如图所示，两条相距d=1m的平行光滑金属导轨位于同一水平面内，其左端接一阻值为R=9Ω的电阻，右端放置一阻值r=1Ω、质量m=1kg的金属杆，开始时，与MP相距L=4m．导轨置于竖直向下的磁场中，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示．给金属杆施加一向右的力F（F未知），使0~2s内杆静止在NQ处．在t=2s时杆开始做匀加速直线运动，加速度大小a=1m/s²，6s末力F做的功为30J（g取10m/s²）．求：（1）杆静止时，杆中感应电流的大小I和方向；（2）杆在t=6s末受到的力F的大小（3）0~6s内杆上产生的热量．15．（12分）如图所示，线框用导线组成，cd、ef两边竖直放置且相互平行，导体棒ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动，导体棒ab所在处为匀强磁场且B2＝2T，已知ab长L＝0.1m，整个电路总电阻R＝5Ω.螺线管匝数n＝4，螺线管横截面积S＝0.1m2.在螺线管内有图示方向磁场B1，若＝10T/s均匀增加时，导体棒恰好处于静止状态，试求：(g＝10m/s2)(1)通过导体棒ab的电流大小？(2)导体棒ab的质量m为多少？

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】试题分析：根据产生感应电流的条件可知：只需使穿过闭合回路的磁通量发生变化，就能在回路中产生感应电流．线圈在匀强磁场中运动，磁感应强度B为定值，根据前面分析ΔΦ=B·ΔS知：只要回路相对磁场的正对面积改变量ΔS≠0，则磁通量一定要改变，回路中一定有感应电流产生．当线圈在纸面内平动或转动时，线圈相对磁场的正对面积始终为零，因此ΔS=0，因而无感应电流，A错；当线圈平面沿垂直纸面方向向纸外运动时，同样ΔS=0，也无感应电流产生；B错；当线圈以ac为轴转动时，线圈相对磁场的正对面积改变量ΔS仍为零，回路中仍无感应电流；C错；当线圈以bd为轴稍作转动，则线圈相对磁场的正对面积发生了改变，因此在回路中产生了感应电流．D对；故答案选D.考点：考查感应电流产生的条件．点评：解题时把握问题实质，关键是看闭合线圈中的磁通量是否变化，与运动形式无关2、C【解题分析】

A．放射性元素的半衰期是对大量原子核的统计规律，对少数和单个微观事件是不可预测的，故A错误；B．发生衰变时，生成的粒子带两个单位的正电荷和4个单位的质量数，即粒子由2个中子和2个质子构成，故衰变时生成的新核中子数减少2，质子数减少2，故B错误；C．原子核内的中子转化为质子时，放出一个电子，这个过程即衰变，故C正确；D．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线种，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D错误。故选C。3、A【解题分析】

描述气体的三个状态参量是：温度、体积、压强，故选A.4、A【解题分析】

A.理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以V2的示数不变，故A正确；B.由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以A1的示数变大，故B错误．C.当用电器增加时，相当于R的值减小，电路中的总的电阻减小，所以电流要变大，即A2的示数变大，故C错误；D.原线圈的电流增大则副线圈的电流也变大，电阻R0消耗的功率变大故D错误.5、C【解题分析】

爆炸瞬间内力远大于外力，有，解得b块的速度为，根据能量守恒有，解得．A．与计算结果不符；A错误．B．与计算结果不符；B错误．C．与计算结果相符；C正确．D．与计算结果不符．D错误．6、B【解题分析】

A.将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过铜环a的磁通量减小，产生感应电流，故A不符合题意；B.线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环a的磁通量不变，没有感应电流产生，故B符合题意；C.通电时，使变阻器的滑片P作加速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环a磁通量变化，产生感应电流，故C不符合题意；D.通电时，使变阻器的滑片P作匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，回路中电流增大，线圈产生的磁场增强，穿过铜环a磁通量增大，产生感应电流，故D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、BC【解题分析】

从P到c过程，根据动量定理，有PG-PF=0故重力的冲量等于拉力的冲量，故A错误；从P到c过程，根据动能定理，有WG-WF=0故重力的功等于克服弹力的功，故B正确；从P到a的过程中人做自由落体运动，速度增大；从a到b过程中，弹力小于重力，加速度向下，则人的速度不断增大，选项C正确；从a到b过程人做加速运动，加速度向下；从b到c过程中，弹力大于重力，加速度向上，做减速运动，则从a到c过程中加速度方向要变化，选项D错误；故选BC.【题目点拨】本题与弹簧类型问题相似，关键是分析物体的受力情况，确定物体的运动情况．将物体的运动分为三个过程，分别运用牛顿运动定律，动能定理及动量定理研究．8、AC【解题分析】

A.根据核反应方程的质量数与质子数守恒，那么88226Ra→86222Rn+B.半衰期适用大量原子核的衰变规律，对少数原子核的衰变不适应，故B错误；C.88226Ra原子核的质量为226.0254u，衰变后产生的86222Rn原子核的质量为222.0175u，ZAX原子核的质量为4.0026u，依据88226Ra→86222Rn+ZAX，质量亏损为△mD.88226Ra衰变后变成86222Rn，放出能量，则其比结合能变大，故9、ACD【解题分析】

A.ab边刚进入磁场时，若所受的安培力与重力平衡，则线框做匀速运动，速度不变，电流也就恒定，故A正确；BC.ab边刚进入磁场时，若所受的安培力小于重力，线框做加速运动，随着速度的增大，由安培力公式公式F=得知，安培力增大，故加速度减小，则线框做加速度减小的加速运动，速度图象的斜率逐渐减小，当安培力增大到与重力相等时，线框做匀速运动，故B错误，C正确；D.ab边刚进入磁场时，若所受的安培力大于重力，线框做减速运动，随着速度的减小，由安培力公式公式F=得知，安培力减小，加速度减小，则线框做加速度减小的减速运动，速度图象的斜率逐渐减小，当安培力减小到重力相等时，线框做匀速直线运动，故D正确；10、AD【解题分析】

当光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角时会产生全反射，夏天，海面上的下层空气的温度比上层低，下层空气的折射率比上层大，符合产生全反射的条件时，就形成海市蜃楼。【题目详解】A、B项：由题意，夏天，海面上的下层空气的温度比上层低，下层空气的密度比上层大，折射率也比上层大，故A正确，B错误；C、D项：夏天由于大气的不均匀，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大。我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的。远处的山峰、船舶、楼台、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，而产生了“海市蜃楼”现象。可见，图中A是全反射形成的蜃景，B是景物。故C错误，D正确。故选：AD。【题目点拨】此题主要考查光的全反射现象，要会用我们学了到的理论知识解释一些自然现象。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、保护电源、电表，防止短路1.51.0【解题分析】

第一空.R0接在电源附近，是为了防止当外部短路时，电源出现短路现象，故此电阻在此起保护作用；保护电源、电表防止短路；同时可以减小电阻的测量误差．第二空.将（I、U）坐标描在图象中，用直线将各点相连，如图所示：第三空.由图可知，电源的电动势约为1.5V；第四空.，解得：r=3.0-2.0=1.0Ω.12、BCON间的距离x3(或)【解题分析】

第一空.A.“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；B.要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；C.要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；D.为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求ma＞mb，故D错误.应填BC.第二空.要验证动量守恒定律定律，即验证：，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：，得：，因此实验需要测量：测量OP间的距离x1，OM间的距离x2，ON间的距离x3；第三空.由以上分析可知，实验需要验证:，或.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、(1)证明见解析；(2)①，②电子将被逐出的时间为，由于光电效应现象中产生光电子的时间极短，几乎不需时间累积，因此经典电磁理论在解释光电效应现象具有局限性，不合理。【解题分析】

(1)根据爱因斯坦的光子说：由质能方程：得光子动量：得证；(2)①钾箔在垂直入射光方向上的单位面积上的功率：t时间内钾箔单位面积上吸收的个数：光子动量：由动量定理：可得钾箔在垂直于入射光方向上单位面积上受到光的平均作用力：；②一个电子在单位时间内吸收的能量：逐出电子需要的时间为t，需要的能量设为E0，有：可得：由于光电效应现象中产生光电子的时间极短，几乎不需时间累积，因此经典电磁理论在解释光电效应现象具有局限性，不合理。14、(1)0.8A，顺时针（2）7.4N（3）3.48J【解题分析】

试题分析：杆静止