2024届天津市四合庄中学物理高二下期末检测试题含解析

2024届天津市四合庄中学物理高二下期末检测试题注意事项：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、氢原子的四个能级如图所示，其中为基态。若一群氢原子A处于激发态，另一群氢原子B处于激发态，则下列说法正确的是A．A可能辐射出4种频率的光子B．B可能辐射出8种频率的光子C．A能够吸收B发出的某种光子并跃迁到能级D．B能够吸收A发出的某种光子并跃迁到能级2、如图所示，木块A和B质量均为2kg，置于光滑水平面上，B与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当A以4m/s速度向B撞击时，由于有橡皮泥而使A、B粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，具有的弹性势能大小为（）A．4J B．8J C．16J D．32J3、如图所示,质量为m的球置于斜面上,被一个固定在斜面上的竖直挡板挡住.现用一个力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法正确的是A．若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零B．若加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零C．斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD．若F增大,斜面对球的弹力仍然保持不变4、下列说法正确的是A．物体的运动速度越大，加速度也一定越大B．物体的运动速度变化越快，加速度越大C．物体的运动速度变化量越大，加速度也一定越大D．物体的运动速度越小，加速度也一定越小5、如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R，线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，下列说法正确的是：A．转过时，线框中的电流方向为abcdaB．线框中感应电流的有效值为C．线框转一周的过程中，产生的热量为D．从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面积的电荷量为6、如图所示，在竖直平面内有两根平行金属导轨，上端与电阻R相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面．一质量为m的金属棒以初速度沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计．下列说法正确的是（）A．回到出发点的速度大于初速度B．通过R的最大电流上升过程小于下落过程C．电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程D．所用时间上升过程大于下落过程二、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、如图所示，边长为L=0.20m的正方形线圈abcd，其匝数为n=10、总电阻为r=2Ω，外电路的电阻为R=8Ω，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=1T，若线圈从图示位置开始，以角速度ω=2rad/s绕OO′轴匀速转动，则以下判断中正确的是A．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=0.8sin2t（V）B．从t=0时刻到时刻，通过R的电荷量q=0.02CC．从t=0时刻到时刻，电阻R上产生的热量为Q=3.2π×10-4JD．在时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快8、如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电．放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电．这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光．该电路（）A．充电时，通过R的电流不变B．若R增大，则充电时间变长C．若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D．若E减小为85V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变9、一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图6所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（）A．当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C．当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小D．当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小10、如图所示为远距离输电的简化电路图．发电厂的输出电压是，升压变压器的输出电压为，并用两条输电线进行输电，输电线路中的电流是，降压变压器原线圈的端电压是，副线圈的端电压为．输电过程只考虑因导线电阻而造成的电压损失，变压器均为理想变压器．输电线上损失的电压为，损失的功率为，发电厂输出的功率为，用户获得的功率，则（）A．B．C．D．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）某学习兴趣小组的同学为了验证动量守恒定律，分别用如下图的三种实验实验装置进行实验探究，图中斜槽末端均水平。(1)用图甲和图乙所示装置进行实验时，若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则_________A．m1>m2rC、m1>m2r(2)在用图乙所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，所得“验证动量守恒定律”的结论为(用装置图中的字母表示)____________。(4)用如图丙所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球1悬挂于0点，使小球1的球心到悬点0的距离为L，被碰小球2放在光滑的水平桌面上的B点.将小球1从右方的A点(OA与竖直方向的夹角为α)由静止释放，摆到最低点时恰与小球2发生正碰，碰撞后，小球1继续向左运动到C点，小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为x的D点。实验中已经测得上述物理量中的a、L、x，为了验证两球碰撞过程动量守恒，已知小球1的质量m1，小球2的质量m2，还应该测量的物理量有_________________________。12．（12分）某同学利用两个半径相同的小球及斜槽“探究碰撞中的不变量”，把被碰小球M1置于斜槽末端处，如图所示．所测得数据如图表。小球质量/g小球水平射程/cmM1M220.932.656.012.567.8（1）若把平抛时间设为单位时间1s，则碰前M2与其做平抛运动的水平初速度v2的乘积M2v2＝_kg·m/s，碰后各自质量与其做平抛运动的水平初速度的乘积之和M2v2′＋M1v1′＝________kg·m/s。(结果均保留3位有效数字)（2）实验结论是_____________________________________。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）如图所示，线圈面积为0.05m2，共100匝，线圈总电阻为r=1Ω，外电阻R=9Ω，线圈处于的匀强磁场中。当线圈绕轴，以角速度匀速转动时，从线圈处于图示的位置开始计时，求：(1)写出电动势的瞬时表达式；(2)线圈转过1/40s的过程中，通过电阻的电荷量q；(3)线圈匀速转一圈回路产生的总热量Q。14．（16分）起跳摸高是学生常进行的一项活动。某中学生身高1.80m，质量70kg。他站立举臂，手指摸到的高度为2.10m.在一次摸高测试中，如果他下蹲，再用力瞪地向上跳起，同时举臂，离地后手指摸到高度为2.55m。设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7s。不计空气阻力，（g=10m/s2）.求：(1)他跳起刚离地时的速度大小；(2)从蹬地到离开地面过程中重力的冲量的大小；(3)上跳过程中他对地面平均压力的大小。15．（12分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度．导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度．求：（）感应电动势和感应电流；（）在时间内，拉力的冲量的大小；（）若将换为电阻的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压．

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】

A、原子A可能辐射出种频率的光子，故A错误；B、原子B可能辐射出种频率的光子，故B错误；C、原子吸收的能量应为从低能级跃迁到高能级的能量差，故C正确，D错误。2、B【解题分析】A撞击B过程中系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mvA=（m+m）v，解得：v=2m/s；弹簧压缩最短时，A、B的速度为零，A、B压缩弹簧过程，由能量守恒定律得：EP=（m+m）v2，解得：EP=8J；故选B.3、D【解题分析】试题分析：小球受竖直向下的重力mg、水平向右的挡板的弹力F1及垂直斜面向上的支持力F2作用．其中在竖直方向满足,水平方向，所以即使当a小到零时，F1也不可能为零，选项A错误；斜面对小球的弹力总等于，选项B错误，D正确；挡板对球的弹力及斜面对球的支持的水平分量的合力等于ma，选项C错误．考点：牛顿第二定律及正交分解法的应用．4、B【解题分析】

A．物体的速度大，速度变化不一定快，加速度不一定大，故A错误。B．加速度是反映速度变化快慢的物理量，速度变化越快，加速度越大，故B正确。C．物体的速度变化量大，速度变化不一定快，加速度不一定大，故C错误。D．加速度和速度没有直接的关系，物体的运动速度越小，加速度不一定越小，故D错误。5、B【解题分析】A、转过时，线框中的电流方向为顺时针方向，故A错误；B、线圈转动过程中产生电动势的有效值为，所以电流的有效值为，故B正确；C、产生的热量，故C错误；D、从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面积的电荷量为，故D错误；故选B点睛：知道交流电的有效值与最大值之间的关系，并会利用求通过某个截面的电荷量．6、C【解题分析】由能量守恒定理可得：重力势能不变，但有一部分能量用于电阻R发热，所以回到出发点的速度小于初速度，由,可得最大电流出现在最大速度的时候，所以通过R的最大电流上升过程大于下落过程。由于上升过程与下落过程在同一点时上升速度总大于下落速度，所以上升过程产生的热量多。上升过程所用时间少。所以选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、BD【解题分析】

A．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=EmsinωtEm=nBSω所以e=nBL2ωsinωt=0.4sin2t故A错误．B．由电量的定义式故B错误．C．从t=0时刻到时刻，电阻的焦耳热为故C错误．D．，在时刻，线圈从图示位置转过90°，此时磁场穿过线圈的磁通量最小，但此时磁通量随时间变化最快，感应电动势最大，故D正确．故选BD．【题目点拨】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定．而通过某一电量时，则用平均值来求．同时注意磁场只有一半．8、BCD【解题分析】本题考查电容器的充放电，意在考查考生的分析能力．电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项A错误；当电阻R增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项B正确；若C增大，根据Q=CU，电容器的带电荷量增大，选项C正确；当电源电动势为85V时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80V时，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项D正确．点睛：本题源自于2009年江苏高考物理卷的第5题，以闪光灯发光问题为背景考查电容器的充放电问题，解题的关键是要弄清电路的工作原理和电容器9、BC【解题分析】解法一：物体放在斜面上，受到三个力作用：重力mg、斜面的支持力FN和静摩擦力F，如图所示.由于物体在电梯中，具有与电梯相同的向上加速度，故物体在水平方向上合外力为零，在竖直方向由Ffcosθ=FNsinθFfsinθ+FNcosθ-mg=ma由以上两式解得FN=m(g+a)cosθFf=m(g+a)sinθ由支持力和摩擦力的表达式可判断选项B、C正确解法二：在加速度向上的系统中的物体处于超重状态，也就是在该系统中放一静止的物体，受到的重力大小可以认为是m（g+a）.然后利用平衡条件进行判断.对于在斜面上的物体，斜面对物体的支持力FN=m(g+a)cosθ.斜面对物体的静摩擦力Ff=m(g+a)sinθ.由支持力和摩擦力的表达式可以判断B、C两项正确.10、AD【解题分析】

A、在远距离输电过程中，由于输电线路上有电压损失和功率损失，△U=U2-U3故，故A正确；

B、损失的功率△P=I△U=I（U2-U3），故B错误；C．发电厂输出的功率等于升压变压器的输出功率，即P1=IU2，故C错误；D．用户获得的功率等于降压变压器的输入功率，即，故D正确．故选AD.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、Cm1OP=m1OM+m2【解题分析】(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有：m1v0=m1v1+m2v2，在碰撞过程中假设发生弹性碰撞有：12m1v02=12m1v12+12m2v22，解得v1=m1-m(2)P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度为v0=OPt，碰撞后入射小球的速度为v1=OMt，碰撞后被碰小球的速度为：v2=ONt，将动量守恒式m1v0=m1v1+m2v2的速度代入化简可得：

(3)为了验证两球碰撞过程动量守恒，需要测量两小球的质量，小球1质量m1，小球2质量m2，小球1碰撞前后的速度可以根据机械能守恒定律测出，所以还需要测量OC与OB夹角β，需要通过平抛运动测量出小球2碰后的速度，需要测量水平位移S和桌面的高度h;验证动量守恒的表达式为m1【题目点拨】本题考查验动量守恒定律的三种情景，要注意本实验中运用等效思维以及碰撞前后的瞬时速度如何测出。12、0.01830.0182在误差范围内，两小球碰撞过程中系统动量守恒【解题分析】

(1)[1]若把平抛时间设为单位时间1s，则由知平抛运动的初速度和水平位移相等，故碰前M2与其做平抛运动的水平初速度v2的乘积[2]碰后各自质量与其做平抛运动的水平初速度的乘积之和M2v2′＋M1v1′=(2)[3]实验结论是在误差范围内，两小球碰撞过程中系统动量守恒。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)(2)(3)200J【解题分析】

（1）从线圈处于中性面开始计时，由电动势的瞬时值表达式为和，由题已知条件代入求出；（2）线圈转动的过程中，由求解通过电阻的电荷量；（3）根据焦耳定律求解线圈匀速转一圈产生的总热量，I为电流的有效值。【题目详解】（1）感应电动势的最大值：，则从线圈处于