2024届北京市首都师大附中高二物理第二学期期末统考试题含解析

2024届北京市首都师大附中高二物理第二学期期末统考试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、a、b两物体在同一直线上运动，二者运动的v-t图像均为直线，如图，已知两物体在4s末相遇，则关于它们在A．a、B．a物体的加速度小于b物体的加速度C．t=0时刻，a在b前方3mD．t=2s2、如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1：n2=n4：n1．当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是（）A．用户的总电阻增大B．用户的电压U4增加C．U1：U2=U4：U1D．用户消耗的功率等于发电机的输出功率3、在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对α粒子的作用，则该原子核所在的区域可能是()A．④B．③C．②D．①4、如图所示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为100kW，输出电压U1=500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:20，输电线电阻为40Ω，用户需要的电压U4=220V，变压器均为理想变压器。则A．输电线上的输送电流为250AB．输电线上损失的电压为280VC．输电线上损失的电功率为4kWD．降压变压器的原、副线圈的匝数比为n3:n4=48:115、有关晶体的排列结构，下列说法正确的有()A．同种元素原子按不同结构排列有相同的物理性质B．同种元素原子按相同结构排列有不同的物理性质C．同种元素形成晶体只能有一种排列规律D．同种元素形成晶体可能有不同的排列规律6、氦原子的一个核外电子被电离，形成类氢结构的氮离子，如图所示为氦离子能级的示意图．现有一群这样的氦离子从n=3能级向低能级跃迁的过程中向外发出光子，用该光照射逸出功为4.54eV的金属钠，则()A．这些氦离子总共可辐射出6种不同频率的光子B．由n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小C．若发生光电效应，则光电子的最小初动能为3.06eVD．若发生光电效应，则光电子的最大初动能为43.86eV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、如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图线所示，当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图线所示．以下关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是（）A．从图线可算出穿过线圈磁通量的最大值B．线圈先后两次转速之比为C．在图线和中，时刻穿过线圈的磁通量均为零D．图线电动势的瞬时值表达式为8、如图所示，一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为AB．小球穿过竖直固定的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离为h.已知小球在C点时弹性绳的拉力为，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法正确的是()A．小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为B．若在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，则C．若仅把小球质量变为2m，则小球到达D点时的速度大小为D．若仅把小球质量变为2m，则小球向下运动到速度为零时的位置与C点的距离为2h9、关于下列现象的说法正确的是（）A．甲图说明分子间存在间隙B．乙图在用油膜法测分子大小时，多撒痱子粉比少撒好C．丙图说明气体压强的大小既与分子平均动能有关，也与分子的密集程度有关D．丁图水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用10、关于相对论，下列说法中正确的是（）A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B．真空中的光速在不同的惯性参考系中不同C．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大D．微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量E.在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关三、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）如图甲所示为某电阻R随摄氏温度t变化的关系，图中R0表示0℃时的电阻，K表示图线的斜率。若用该电阻与电池（电动势为E，内阻为r）、电流表（内阻为Rg）、滑动变阻器R'串连起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“（1）实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1<t2，则t1的刻度应在t2刻度的_________________（填“左（2）在标识“电阻测温计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、R0、K、R'（3）由（2）知，计算温度和电流的对应关系需要先测量电流表的内阻（约为200Ω）。已知实验室有下列器材：A．电阻箱（0∼99.99Ω）B．电阻箱（0∼999.9Ω）C．滑动变阻器（0∼20Ω）D．滑动变阻器（0∼20kΩ）此外，还有电动势合适的电源、开关、导线等。请在虚线框内设计一个用“半偏法”测电流表内阻Rg的电路___________；在这个实验电路中，电阻箱应选______________，滑动变阻器应选_________________12．（12分）某同学在实验室测量一未知电阻Rx的阻值，按照如下步骤进行：（1）.先用多用电表“×100”档位粗测阻值，发现表头指针偏角过大，为了使测量结果更准确，应先将选择开关旋至欧姆档的_____（选填“×10”或“×1000”）档位，再进行______（选填“欧姆调零”或“机械调零”）。正确测量时，表盘的示数如图所示，则电阻的阻值是______Ω。（2）.接下来再用“伏安法”精确测量该电阻，所用仪器如图所示，其中电压表内阻约为2200Ω，电流表内阻约为2Ω，滑动变阻器最大阻值为20Ω。图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量该电阻，请在图中完成其余的连线________。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，△ABC为折射率n＝，顶角θ＝30°的直角三棱镜的截面，P为垂直于直线BCD的光屏。一束宽度d＝AB的单色平行光束垂直射向AB面，经三棱镜折射后在屏P上形成一条光带。求：（1）图中编号为b的光线经棱镜后传播方向改变的角度；（2）在屏P上形成的光带宽度。14．（16分）一个铍核()和一个ɑ粒子反成后生成一个碳核，放出一个中子，井释放出5.6MeV的能量．结果均保留两位有效数字)(1)写出这个核反应方程；(2)如果铍核和ɑ粒子共130g，且刚好反应完，求共放出多少能量?(3)这130g物质反应过程中，其质量亏损是多少?15．（12分）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P此时刻沿-y运动，经过0.1s第一次到达平衡位置，波速为5m/s，那么，求：（1）该波的传播方向；（2）质点P的振动周期；（3）图中Q点（坐标为x=7.5m的点）的振动方程.

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】

a、b两物体的速度均为正，说明两物体运动的方向相同，故A错误；根据v-t图像的斜率表示加速度，由几何关系知，a物体的加速度大于b物体的加速度，B错误；根据“面积”表示位移，由几何关系可知：在0-4s内，a的位移等于b的位移，已知两物体在4s末相遇，说明t=0时刻a、b在同一位置，在0-2s内，b的速度比a的大，两者间距增大．在2-4s内a的速度比b的大，两者间距减小，所以t=2s时两物体相距最远，故C错误D正确．2、C【解题分析】试题分析：当用户的功率增大时，用电器增多，总电阻减小，故A错误；当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压不变，则不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压减小，故B错误；因为原副线圈的电压比等于匝数之比，则，，因为，所以，故C正确；用户消耗的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率，故D错误．考点：远距离输电【名师点睛】当用电器增多时，用户消耗的功率增大，根据降压变压器的输出电流的变化得出输电线上的电流变化，从而得出电压损失的变化，根据升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压和电压损失之和得出用户电压的变化．升压变压器的输出功率等于功率损失和降压变压器的输入功率之和．变压器的原副线圈的电压之比等于匝数之比．3、D【解题分析】卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以原子核可能在①，本题选D。。【题目点拨】卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，该实验的现象为：绝大多数α粒子几乎不发生偏转，少数α粒子发生了较大的角度偏转，极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），据此可得出原子核可能区域。4、C【解题分析】

A.根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比得，所以有：，发电机的输出功率为100kW，所以有，输电线中电流为，故选项A错误；B.输电线上的电压损失，故选项B错误；C.输电导线上损失的电功率为，故选项C正确；D.可得，降压变压器原、副线圈的匝数比是，故选项D错误。5、D【解题分析】原子排列结构不同，同种元素可以按照不同规则排列；即具有不同的空间点阵，物理性质不同，如石墨和金刚石的密度、机械强度、导热性、导电性、光学性质等都有很大的区别，故D正确，ABC错误．6、D【解题分析】

A．根据=3可知能发出3种不同频率的光，选项A错误；B．由n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子能量最大，根据可知频率最大，B错误；CD．由n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子照射金属钠时，光电子最大初动能最大为(54.4−6.0−4.54)eV=43.86eV，最小初动能为0，C错误，D正确．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、AD【解题分析】由图读出a电压最大值，据电动势最大值公式可以求出穿过线圈磁通量的最大值，A正确；由图读出两电流周期之比为，而，则线圈先后两次转速之比为3：2，B错误；t=0时刻两个正弦式电流的感应电动势瞬时值均为零，线圈都与磁场垂直，穿过线圈的磁通量都最大，C错误；图线b的最大值为100V，角速度为，所以图线b电动势的瞬时值表达式为，D正确．8、BC【解题分析】

A、在D点对小球进行受力分析，如图所示：则则则摩擦力功为故选项A错误；B、从C到D点后，在返回C点，根据动能定理：则故选项B正确；C、当质量为m时，从C到D根据动能定理：则：若仅把小球的质量变成，从C到D根据动能定理：则：故选项C正确；D、若仅把小球的质量变成，则小球向下运动到速度为零时，则弹簧做功变大，且无法求出，故小球下落最终位置无法求出，故选项D错误。9、CD【解题分析】

A．两铅块相互挤压后粘在一起，是因为分子间相互吸引而造成的；故A错误；B．在用油膜法测分子大小时，应少撒痱子粉以便于实验；故B错误；C．该图可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关；故C正确；D．水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用；故D正确；故选CD．10、ADE【解题分析】

在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故A正确；相对论告诉我们，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故B错误；一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，故C错误；微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量，选项D正确；在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关，故E正确；故选ADE.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、右EKI-1KRg+r+【解题分析】

第一空.由题图甲可知，温度升高时电阻阻值增大，导致流过电流表的电流减小，可知t1的刻度应在t2第二空.由闭合电路欧姆定律知E=IR+R'+R第三空.应用半偏法测电流表的内阻实验时，滑动变阻器采用限流式，电流表和电阻箱并联，设计的电路如图所示：第四空.第五空.采用半偏法测电阻时，电阻箱的最大阻值应该大于电流表的内阻，同时滑动变阻器应该选择阻值较大的，故电阻箱选择B，滑动变阻器选择D.12、×10欧姆调零220【解题分析】

（1）偏角大说明阻值小，要换较小挡，选×10档；换挡后，要重新进行欧姆调零后测量；读数为：22×10=220Ω；（2）因为待测电阻阻值约为220Ω，远大于电流表内阻，所以测量电路应采用电流表内接法；因滑动变阻器最大阻值