北京市首师大附中2024届高二物理第二学期期末质量检测模拟试题含解析

北京市首师大附中2024届高二物理第二学期期末质量检测模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于n=4的能级状态．关于这群氢原子，下列说法中正确的是（）A．这群氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出4种频率的光B．由n=4能级向基态跃迁时辐射光的波长最短C．处于n=4能级的氢原子电离至少需要12.75eV的能量D．从n=4能级跃迁到n=3能级释放光子的能量大于从n=3能级跃迁到n=2能级释放光子的能量2、在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小()A．一样大 B．水平抛的最大C．斜向上抛的最大 D．斜向下抛的最大3、如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在O点存在的垂直纸面向里运动的匀速电子束.∠MOP=60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1.若将M处长直导线移至P处，则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2.那么F2与F1之比为（）A．3:1 B．3:2 C．1:14、如图所示，S、a、b、c、d、e是间距为1m的6个质点，它们均静止于平衡位置．波源S在t=0时刻从平衡位置开始向上振动，形成向右传播的简谐横波，当t=1s时质点S第一次到达最高点，当t=4s时质点d开始起振，则（）A．这列波的频率是4HzB．这列波的波速是4m／sC．t=4.9s时，质点a的速度方向向上D．t=4.9s时，质点c的加速度方向向上5、下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是A．甲图中，比结合能越大，核就越稳定B．乙图中，电子绕原子运行的轨道半径是任意的C．丙图中，原来有100个氡222经过一个半衰期的时间，一定还剩余50个D．丁图中，链式反应属于重核的裂变，在核裂变过程中会吸收能量6、将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是A．由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大B．由U内＝Ir可知，电源两端的电压，随I的增大而增大C．由U＝E－Ir可知，电源输出电压，随输出电流I的增大而减小D．由P＝IU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大二、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、谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2cm，周期为T，已知在t＝0时刻波上相距40cm的两质点a、b的位移都是1cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动．如图所示，下列说法正确的是_______A．该列简谐横波波长可能为150cmB．该列简谐横波波长可能为12cmC．当质点b的位移为＋2cm时，质点a的位移为负D．在t＝时刻，质点b速度最大E.质点a、质点b的速度始终大小相等，方向相反8、如图所示，两根光滑且平行的固定水平杆，位于同一竖直平面内。两静止小球m1、m2分别穿在两杆上，两球间连接一个保持原长的竖直轻弹簧，现给小球m2一个水平向右的初速度v0。如果两杆足够长，则在此后的运动过程中，下列说法正确的是A．m1、m2及弹簧组成的系统动量不守恒B．弹簧最长时，其弹性势能为mC．m1、m2速度相同时，共同速度为mD．m1、m2及弹簧组成的系统机械能守恒9、一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p-V图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是()A．气体经历过程1，其温度降低B．气体经历过程1，其内能减少C．气体在过程2中一直对外放热D．气体经历过程1的内能该变量与经历过程2的相同10、（钍）经过一系列α和β衰变，变成（铅），下列说法正确的是（）A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少24个中子C．共经过6次α衰变和4次β衰变D．共经过4次α衰变和6次β衰变三、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）某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。（1）本实验必须测量的物理量有______________________；A．斜槽轨道末端到水平地面的高度HB．小球a、b的质量ma、mbC．小球a、b的半径r

D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t

E．记录纸上O点到各落地区域中心点A、B、C的距离OA、OB、OC

F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h（2）根据实验要求，ma__________mb（填“大于”、“小于”或“等于”）；（3）放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？______（填“是”或“否”）；如果不是同时落地，对实验结果有没有影响？______（填“有”或“无”）（不必作分析）；（4）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是_______________________________。（用“（1）”中所给的有关字母表示）12．（12分）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度为________mm；用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为________mm；用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为_______Ω．(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：A．待测圆柱体电阻RB．电流表A1，（量程0～4mA，内阻约为50Ω）C．电流表A2，（量程0～10mA，内阻约为30Ω）D．电压表V1，（量程0～3V，内阻约为10kΩ）E.电压表V2，（量程0～15V，内阻约为25kΩ）F．滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）G．滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）H．直流电源E（电动势4V，内阻不计）I．开关S、导线若干为使实验误差较小，要求便于调节且测得多组数据进行分析，所选电流表_____，电压表______，滑动变阻器_____（填所选器材的符号），并在虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．(3)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=________Ω·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）如图所示，平行金属板PQ、MN水平地固定在地面上方的空间，金属板长l=20cm，两板间距d=10cm，两板间的电压UMP=100V，在距金属板M端左下方某位置有一粒子源A，从粒子源斜向右上连续发射速度相同的带电粒子，发射速度相同的带电粒子，射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸面向里的磁感应强度B=0.20T的圆形区域匀强磁场（图中未画出）后，恰好从金属板PQ左端的下边缘水平进入两金属板间，带电粒子在电场力作用下恰好从金属板MN的右边缘飞出．已知带电粒子的比荷，粒子重力不计，（计算结果可用根号表示）．求：（1）带电粒子射入电场时的速度大小v；（2）圆形匀强磁场区域的最小半径r；14．（16分）如图所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度不计,在两处设有限制装置,使活塞只能在之间运动,左面汽缸的容积为,之间的容积为,开始时活塞在处,缸内气体的压强为(为大气压强),温度为,现缓慢加热汽缸内的理想气体,直至.求:（1）活塞刚离开处时的温度；（2）缸内气体最后的压强.15．（12分）如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，AB边为竖直，一单色光束从玻璃砖的某一点水平射入，入射角θ1=60°，玻璃砖对该单色光的折射率，已知光在真空中的速度为c，求光束经玻璃砖折射后第一次到达AB彼岸所需要的时间．

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】

（1）这群氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出种不同频率的光，A错误；（2）根据玻尔跃迁理论，可知，能级差越大，辐射出光频率越大，则波长越短．由题可知，该氢原子中电子从n=4能级跃迁到n=1能级的最大，故波长最短，B正确；（3）要想将n=4能级的电子剥离原子，即让电子电离，至少需要吸收的能量，故C错误；（4）从n=4能级跃迁到n=3能级释放光子的能量，从n=3能级跃迁到n=2能级释放光子的能量，则D错误；故本题选B2、A【解题分析】解：由于不计空气的阻力，所以三个球的机械能守恒，由于它们的初速度的大小相同，又是从同一个位置抛出的，最后又都落在了地面上，所以它们的初末的位置高度差相同，初动能也相同，由机械能守恒可知，末动能也相同，所以末速度的大小相同．故选A．【点评】本题是机械能守恒的直接应用，比较简单，也可以直接用动能定理求解．3、B【解题分析】

依题意，设每根导线在O点产生的磁感应强度为B1/2，方向竖直向下，则电子在О点受到的洛伦兹力为F1=B1ev；当M处长直导线移至P点时，O点合磁感应强度大小为B2=2×12B1×cos30°=32B1A.3:1，与结论不相符，选项AB.3:2，与结论相符，选项BC.1:1，与结论不相符，选项C错误；D.1:2，与结论不相符，选项D错误。4、C【解题分析】A、B、当t=1s时质点s第一次到达最高点，当t=4s时质点d开始起振可知该波的周期为T=4s，波长为λ=4m，则频率，波速，故A错误，B正确．C、在t=4.6s这一时刻质点a已经振动了3.5s时间，此时a质点正从波谷向平衡位置运动，加速度指向平衡位置则方向向上，故C正确．D、在t=4.6s这一时刻质点c已经振动了1.6s时间，此时c质点正从波峰向平衡位置运动，加速度方向向下．故D错误．故选BC.【题目点拨】本题考查分析波形成过程中质点振动情况的能力；当t=1s时质点s第一次到达最高点，当t=4s时质点d开始起振可知该波的周期为T=4s，波长为λ=4m．介质中各质点起振方向均向上．5、A【解题分析】

A．甲图中，比结合能越大，原子核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度，故A正确；B．图乙中，根据玻尔理论可知，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，故B错误；C．半衰期是一个统计规律的物理量，适合大量的原子核衰变规律，对于少量原子核不适用,故C错误；D．根据ΔE=Δmc2，在核裂变过程中减少的质量以能量形式释放出去，不是转化为能量。故6、C【解题分析】

根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir，外电压随I的增大而减小，故A错误，C正确；电源两端的电压实际上是路端电压，由A的分析可知电源两端的电压，随I的增大而减小，故B错误；根据数学知识分析得知，当电源的内电阻等于外电阻时，输出功率最大，而I=，所以电流增大时，电源的输出功率可能变大，也可能变小，故D错误。故选C。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、BCD【解题分析】根据质点的振动方程：x=Asin（ωt），设质点的起振方向向上，则：b点：1=2sinωt1，所以：ωt1=，a点振动的时间比b点长，所以：1=2sinωt2，则ωt2=，ab两个质点振动的时间差：△t=t2-t1=-==，所以ab之间的距离：△x=v△t=v•=．则通式为（n+）λ=40cm，n=0，1，2，3，…；则波长可以为λ=cm（n=0，1，2，3---）；当n=0时，λ=120cm，当n=3时，λ=12cm，故A错误，B正确．当质点b的位移为+2cm时，即b到达波峰时，结合波形知，质点a在平衡位置下方，位移为负，故C正确．由ωt1=，得t1==，当t=-t1=时质点b到达平衡位置处，速度最大；故D正确；在两质点振动时，若两点分别处在平衡位置上下方时，则两物体的速度可以相同；故E错误．故选BCD．点睛：本题中考查到反相点的问题，振动情况总是相反的两质点，称为反相点，反相点的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍．要能根据两质点速度的变化，分析运动过程中位置的关系．8、BCD【解题分析】

A、由于系统竖直方向上受力平衡，水平方向不所受外力，所以m1、m2及弹簧组成的系统所受的合外力为零，系统动量守恒，故A错误。BC、弹簧最长时，m1、m2速度相同，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m2v0＝（m1+m2）v解得：v=两球和弹簧组成的系统，只有弹力做功，系统的机械能守恒，由机械能守恒定律得12m2v02=12（m1+m2）v解得：EP=m故B、C正确。D、甲、乙两球和弹簧组成的系统，只有弹力做功，系统的机械能守恒，故D正确；故选：BCD。9、ABD【解题分析】

AB.气体经历过程1，压强减小，体积变大，膨胀对外做功，内能减小，故温度降低，故AB正确；C.气体在过程2中，根据理想气体状态方程pVT=C，刚开始时，体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热，然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，则温度升高，吸热，故D.无论是经过1过程还是2过程，初、末状态相同，故内能改变量相同，故D正确。10、AC【解题分析】

A、B项：根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少8个质子，少16个中子，故A正确，B错误；C、D项：发生α衰变是放出，发生β衰变是放出电子，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x-y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C正确，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、BE大于否无ma【解题分析】

根据动量守恒定律求出需要验证的表达式，然后根据表达式分析答题；为防止碰撞过程入射小球反弹，入射小球的质量应大于被碰球的质量；根据图示装置与小球的运动情况，结合动量守恒定律即可分析答题。【题目详解】第一空第五空．小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则mav0=mav第二空．为防止碰撞过程入射小球反弹，入射小球的质量应大于被碰球的质量，即：ma第三空第四空．由图所示装置可知，碰撞后b球在前，a球在后，碰撞后两球都平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间相等，由于b先抛出，则b球先落地。由于两球离开轨道后都做平抛运动，运动时间相等，它们的水平位移与初速度成正比，球落地先后对实验没有影响。【题目点拨】本题主要考查了验证动量守恒定律的实验，包括对实验器材和实验原理的分析，较为简单。12、（1）50.15mm；（2）4.700mm；（3）220Ω；（4）如图所示【解题分析】试题分析：（1）由图甲，游标卡尺的读数为50mm+3×0.05mm=50.15mm；由图乙，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，螺旋测微器的读数为4mm+0.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；由图丙，用欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率，当指针指在中央附近时测量值较准确，欧姆表表盘的示数为