北京市西城区第三十一中学2024届高二物理第二学期期末学业质量监测试题含解析

北京市西城区第三十一中学2024届高二物理第二学期期末学业质量监测试题考生请注意：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、一路人以4m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公交车，在跑到距汽车10m处时，绿灯亮了，公交车以1m/s2的加速度匀加速启动前进，则：A．人能追上公交车，追赶过程中人跑了32mB．人不能追上公交车，人、车最近距离为2mC．人能追上公交车，追上车前人跑了8sD．人不能追上公交车，且车开动后，人、车距离越来越远2、如图所示，A是长直密绕通恒定电流的电螺线管，小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A，能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是()A．B．C．D．3、关于光电效应的下列说法中，正确的是A．光电流的强度与入射光的强度无关B．入射光的频率增大，则金属的逸出功也随着增大C．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应D．当用频率为2v0的单色光照射截止频率为v0的金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv0，其中h为普朗克常量4、如图所示是某次实验中得到的做匀变速直线运动物体的一条纸带.A、B、C、D、E分别表示纸带上连续打出的点，打点时间间隔为T，各点间距数据如图所示，根据图示数据可知（）A．A到C过程中纸带平均速度为xB．A到C过程中纸带平均速度为xC．纸带的加速度为xD．纸带的加速度为x5、如图甲所示，一对间距为l=20cm的平行光滑导轨放在水平面上，导轨的左端接R=1Ω的电阻，导轨上垂直放置一导体杆，整个装置处在磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．杆在沿导轨方向的拉力F作用下做初速为零的匀加速运动．测得力F与时间t的关系如图乙所示．杆及两导轨的电阻均可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，则杆的加速度大小和质量分别为()A．20m/s20.5kg B．20m/s20.1kg C．10m/s20.5kg D．10m/s20.1kg6、关于近代物理，下列说法正确的是A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．目前已建成的核电站的能量来自于轻核聚变C．一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的二、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、对以下物理现象的分析正确的是()①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞②上升的水汽的运动③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动A．①②③属于布朗运动B．④属于扩散现象C．只有③属于布朗运动D．以上结论均不正确8、如图所示，开关S闭合后，当A、B两点间输入有效值为UAB的交流电压时，电阻值恒定的六个相同灯泡发光亮度相同（即通过电流相等），已知变压器为理想变压器，原、副线圈匝数分别为m1、m2，UAB保持不变，副线圈两端电压用UCD表示，开关S闭合或断开，六个灯泡都不损坏，则下列说法正确的是（）A．m1：m2=1：4B．若开关S闭合，UAB：UCD=6：1C．若开关S断开，UAB：UCD=8：3D．开关S断开后，灯泡L1的亮度比S闭合时暗9、下列说法正确的是()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．康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量．德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长．C．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型10、有质量相同的氢气与氮气，已知氢气的温度比氮气的温度高，则（）A．氢气的内能比氮气的内能大B．氢气含的热量比氮气含的热量多C．氢气中每个分子的速率都比氮气分子的速率大D．将两种气体混合，达到热平衡时，两种气体的温度一样高三、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）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________Hz．12．（12分）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。实验步骤如下：①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t；③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，v表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小，求出v；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出v–∆t图，如图（c）所示。完成下列填空：（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v与vA、a和∆t的关系式为v=____________。（2）由图（c）可求得，vA=_______cm/s，a=_______cm/s2。（结果保留3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，有一水平传送带以6m/s的速度按顺时针方向匀速转动，传送带右端连着一段光滑水平面BC，紧挨着BC的光滑水平地面DE上放置一个质量M＝1kg的木板，木板上表面刚好与BC面等高．现将质量m＝1kg的滑块轻轻放到传送带的左端A处，当滑块滑到传送带右端B时刚好与传送带的速度相同，之后滑块又通过光滑水平面BC滑上木板．滑块与传送带间的动摩擦因数μ1＝0.45，滑块与木板间的动摩擦因数μ1＝0.1，取g＝10m/s1．求：(1)滑块从传送带A端滑到B端，相对传送带滑动的路程；(1)滑块从传送带A端滑到B端，传送带因传送该滑块多消耗的电能；(3)木板至少多长才能使滑块不从木板上掉下来．14．（16分）平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货厢边向右水平跳出，已知货厢右测距小车末端的距离为l=4m,货厢高h=1.25m,人的质量为m，车连同货厢的质量为M=4m.(g=10m/s2)(1)若人最终落在车上，求跳出时相对地的初速度v0的最大值；(2)如果人以(1)中v0的最大值跳出，当人落在车上站定后，求车的速度．15．（12分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.4T，匝数为n=50匝的矩性线圈，绕转轴OO'垂直于匀强磁场匀速转动，每匝线圈长为L=20cm，宽为d=10cm，线圈每分钟转动1500转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时。求（1）写出交流感应电动势e的瞬时值表达式；（2）若每匝线圈本身电阻r=0.02Ω，外接一只阻值为19Ω的用电器，使线圈和外电路构成闭合电路，写出交流感应电流的瞬时值表达式。

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】试题分析：人的速度大于车速时，人与车的间距在逐渐缩小，当车速达4m/s时，用时4s，在此过程中人的位移为：；车的位移为：；此后车速车速大于人的速度，故人不可能追上车．最近距离为．由上分析知B对．考点：追击与相遇．【名师点睛】追及和相遇问题的分析方法(1)物理分析法：抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键，认真审题，挖掘题中的隐含条件，在头脑中建立起一幅物体运动的图景．(2)相对运动法：巧妙地选取参考系，然后找出两物体的运动关系．(3)数学分析法：设相遇时间为t，根据条件列方程，得到关于t的一元二次方程，用判别式进行讨论，若Δ>0，即有两个解，说明可以相遇两次；若Δ＝0，说明刚好追上或相遇；若Δ<0，说明追不上或不能相碰．(4)图象分析法：将两者的速度－时间图象在同一坐标系中画出，然后利用图象分析求解．2、C【解题分析】考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律．分析：小线圈B在接近和穿出通电螺线管时，其磁通量发生变化，将有感应电流产生，当小线圈B在螺线管内部运动时，由于内部是匀强磁场，其磁通量不发生变化，故无电流．解答：本题通过电流与时间图象来考查对楞次定律的理解，当小线圈B在螺线管内部运动时，其磁通量不变，无感应电流，因此选项AB错误；根据电流的方向可知，选项D错误，故本题正确选项为C．点评：本题将楞次定律问题和图象问题相结合，对于图象问题可以通过排除法来选择．3、D【解题分析】

A.光电流的强度随入射光的强度增大而增大，故A错误；B.金属的逸出功取决于金属本身的性质，与入射光的频率无关，故B错误；C.发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与入射光照射的时间无关，故C错误；D.当用频率为2v0的单色光照射截止频率为v0的金属时，所产生的光电子的最大初动能为：Ekm=h•2v0-W=2hv0-hv0=hv0，其中h为普朗克常量，故D正确。故选D。点晴：发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，在发生光电效应的前提下，光电流的强度随入射光的强度增大而增大．4、B【解题分析】

AB.根据平均速度的定义得AC段的平均速度vAC=xACtCD.根据△x＝aT2得小车运动的加速度为：a=△xT25、D【解题分析】导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，用v表示瞬时速度，t表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为：，闭合回路中的感应电流为，由安培力公式和牛顿第二定律得：，由以上三式得，在乙图线上取两点，，，代入联立方程得：，，选项D正确．故选D.点睛：对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．6、C【解题分析】试题分析：衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故A错；轻核聚变要求的条件太高，不容易达到，所以目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故A正确；一群氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时跃迁是随机的，能辐射种不同频率的光子，故C正确；根据玻尔理论可知，核外电子轨道是量子化的，故D错误．考点：考查了原子物理基础知识【名师点睛】该题考察知识比较全面，题目中四个选项，考察了四个方面的知识，但是所考察问题均为对基本概念、规律的理解．像这类理解、记忆的问题，学生在解答过程中是很容易出错的，只要正确理解教材中有关概念即可．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】

①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞，是固体颗粒的运动，是由于空气的流动形成的，不属于布朗运动；

②上升的水蒸气的运动，是由于大气压力的作用引起的，不是布朗运动；

③用显微镜观察悬浮在水中的小碳粒，小碳粒不停地做无规则运动，是布朗运动；

④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动，属于扩散运动，故BC正确，AD错误。8、BD【解题分析】

A．因为开关闭合后六个灯泡发光亮度相同设每个灯泡的电流为I，电压为U。电阻为R，则原线圈中电流为I1＝I，副线圈中的为I2＝4I．有n1:n2=IB．开关闭合时，由UCD=U2=U，U1:U2=C．开关断开后，设L3、L4、L5三灯电流均为I'，副线圈干路电流为3I'，两端电压为I'R，由电流比关系和电压比关系得原线圈与L1中电流为34I'，原线圈两端电压为4I'R。则有UAB=2⋅34D．由前面的计算可知，开关K闭合时L1两端电压为U=UAB6，K断开时L1两端电压为34I'9、ACD【解题分析】

A、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、康普顿效应表明光子有能量，也有动量，依据德布罗意波长公式，可知微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故B错误．C、玻尔的原子理论只能成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确．D、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．故选ACD．【题目点拨】考查光电效应方程、康普顿效应的作用、波尔的原子理论的意义、及α粒子散射实验等等知识，理解德布罗意波，即为物质波．10、AD【解题分析】

A.质量相同的氢气和氮气，氢气分子的质量小，所以氢气分子的个数多；氢气的温度高，则氢气分子的平均动能大；气体的分子势能忽略不计，所以氢气的内能较大，A正确；B.氢气的内能较大，但不能说氢气含的热量比氮气含的热量多，B错误；C.温度是分子的平均动能的标志，氢气的温度高则氢气分子的平均动能大，但不是每个分子的速率都比氮气分子的速率大，C错误；D.将两种气体混合，根据热平衡定律可知达到热平衡时，两种气体的温度一样高，D正确；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、40【解题分析】

（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以；[2]同理打出C点时，重物下落的速度；[3]由加速度的定义式得（2）[4]由牛顿第二定律得：，解得：，代入数值解得：f=40Hz．【题目点拨】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50Hz．12、（1）vA【解题分析】（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：v=vA联立解得：v=（2）由图（c）可求得vA=52.1cm/s，12a=53.6-52.1180×10【名师点睛】此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量。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)4m(1)36J(3)6m【解题分析】

试题分析：(1)滑块在传送带上受到向右的摩擦力,到达传送带右端时速度为6m/s.(1分)(1分).(1分)传送带位移(1分