江西省南昌外国语学校2024届物理高二第二学期期末学业水平测试试题含解析

江西省南昌外国语学校2024届物理高二第二学期期末学业水平测试试题考生请注意：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、如图是氢原子的能级图。一个氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁，则以下判断正确的是()A．该氢原子最多可辐射出6种不同频率的光子B．该氢原子跃迁到基态时需要吸收12.75eV的能量C．该氢原子只有吸收0.85eV的光子时才能电离D．该氢原子向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量是特定值2、下列说法正确的是()A．感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B．线圈的自感作用是阻碍通过线圈的电流C．当穿过线圈的磁通量为0时，感应电动势一定为0D．自感电动势阻碍原电流的变化3、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4、某种金属发生光电效应时逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为该金属的极限频率．从图中可以确定的是A．该金属的逸出功与ν有关B．Ek与入射光强度成正比C．ν<ν0时，该金属会逸出光电子D．图中直线的斜率等于普朗克常量5、某行星的卫星绕行星做匀速圆周运动，其运动的轨道半径为6.8×10³km.周期为4×10³s引力常量为6.67×10-11N·m²/kg²，则该行星的质量约为A．2×1020kg B．1×1025kg C．1×1020kg D．2×1015kg6、光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了6次实验的结果．组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数据得出的论断中不正确的是A．两组实验采用了不同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同C．若入射光子的能量为5.0eV，逸出光电子的最大动能为1.9eVD．若入射光子的能量为5.0eV，相对光强越强，光电流越大二、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、下列关于核反应方程及描述正确的是（）A．是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程B．是卢瑟福发现中子的方程C．是核聚变反应D．是查德威克发现质子的方程8、如图所示，一束光从空气射向折射率的某种玻璃的表面，代表入射角，则()A．折射角随着入射角的增大而减小B．当时，会发生全反射现象C．无论入射角为多大，折射角都不会超过D．当时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直9、图1所示为氢原子能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射的光照射图2所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则()A．若将滑片右移，电路中光电流增大B．若将电源反接，电路中可能有光电流产生C．若阴极K的逸出功为1.05eV，则逸出的光电子最大初动能为2.4×10－19JD．大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有4种光子能使阴极K发生光电效应10、我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是（）A．核聚变比核裂变更为安全、清洁B．任何两个原子核都可以发生聚变C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加三、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）某学习小组做探究功和物体速度变化关系的实验如图所示，图中小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行．并将这时橡皮筋对小车加速过程做的功记为；当依次用条、条······完全相同的橡皮筋并在一起进行第次、第次实验时，若每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测算出．(1)除了图中已有的实验器材外，还需要的打点计时器器材是导线、开关、___________和_________．(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用．为了使小车受到的合外力等于橡皮筋的拉力，通常采用的方法是：_________________________．然后向下轻推一下拖着纸带的小车．若小车____________________，则可判断摩擦阻力的影响已消除．(3)在某次实验中得到了如图所示的一条纸带．在、、、、五个计数点中，应该测算____________点的速度才符合实验要求．12．（12分）汽车的内燃机是利用火花塞产生的电火花来点燃气缸中的汽油空气混合物。要使火花塞产生电火花，两极间必须要有几千伏的高压，而汽车蓄电池的电压仅为12V。某实验小组想研究汽车火花塞的点火原理过程，从汽修厂借来蓄电池、变压器、火花塞和开关各一个。变压器的输人和输出端的标识模糊不清，只看到外面留有较粗线圈的接线抽头A、B和较细线圈的接线抽头C、D。图示为各器件的简化图形，回答以下问题：(1)根据实验原理用笔画线代替导线连接电路______________；(2)产生的几千伏高压是发生在开关__________.A．由断开到闭合瞬间B．由闭合到断开瞬间四、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，一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC，∠A=30°．一条光线以45°的入射角从AC边上的D点射入棱镜，光线垂直BC射出．求：（1）求玻璃的折射率；（2）补全光线在棱镜中的光路图．14．（16分）第21届世界杯足球赛于2018年在俄罗斯境内举行，也是世界杯首次在东欧国家举行．在足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中．某足球场长90m、宽60m，如图所示．攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为12m/s的匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2.试求：(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大？(2)足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员沿边线向前追赶足球，他的启动过程可以视为初速度为0,加速度为2m/s2的匀加速直线运动，他能达到的最大速度为8m/s.该前锋队员至少经过多长时间能追上足球？(3)若该前锋队员追上足球后，又将足球以10m/s的速度沿边线向前踢出，足球的运动仍视为加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动。与此同时，由于体力的原因，该前锋队员以6m/s的速度做匀速直线运动向前追赶足球，通过计算判断该前锋队员能否在足球出底线前追上。15．（12分）如图所示，在光滑、绝缘水平桌面上半径为R圆形区域内存在垂直于桌面向下的匀强磁场．质量为m、电量为q的带正电的小球从圆上的A点以大小为v0的速度沿与OA连线成60°的方向射入磁场中，从三分之一圆弧的C点射出磁场，试求：（1）磁感应强度的大小（2）若将磁场撤去，在桌面上方空间施加沿OC方向的匀强电场，带电小球仍以v0从A点沿与OA连线成30°的方向斜向右下方射入圆形区域，恰好从C点射出，试求电场强度与磁感应强度的比值．

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】

本题研究的是单个氢原子，单个处于n能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出n－1条不同频率的光子，故该氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出3种不同频率的光子，故A错误；该氢原子跃迁到基态时需要释放－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV的能量，故B错误；只要吸收的光子的能量大于0.85eV，该氢原子就能电离，故C错误；氢原子向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量等于两能级的能量差，此能量差为一特定值，故D正确。2、D【解题分析】当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同．即感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减小，感应电流的方向与原来电流的方向没有关系．故A错误；线圈的自感作用是阻碍通过线圈的电流的变化，不是阻碍电流．故B错误；线圈的电动势的大小与磁通量的大小无关，与磁通量的变化率有关．故C错误；根据线圈自感的特点可知，自感电动势阻碍原电流的变化．故D正确．所以D正确，ABC错误．3、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。4、D【解题分析】金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小W=hγ，故A错误．根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W，可知光电子的最大初动能Ekm与入射光的强度无关，但入射光越强，光电流越大，只要入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变．故B错误．要有光电子逸出，则光电子的最大初动能Ekm＞0，即只有入射光的频率大于金属的极限频率即ν＞ν0时才会有光电子逸出．故C错误．根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W，可知直线的斜率等于普朗克常量h，故D正确．故选D．点睛：只要记住并理解了光电效应的特点，只要掌握了光电效应方程就能顺利解决此题，所以可以通过多看课本加强对基础知识的理解．5、B【解题分析】

根据万有引力提供向心力得：，解得：代入数据解得：，故B正确．【点晴】解决本题关键理解卫星绕行星做匀速圆周运动，利用万有引力提供向心力即求解．6、B【解题分析】

由爱因斯坦质能方程比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系解题由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，由公式可知，两组实验中所用的入射光的频率不同，故A正确；由爱因斯坦质能方程可得：第一组实验：，第二组实验：，解得：，即两种材料的逸出功相同也即材料相同，故B错误；由爱因斯坦质能方程可得：，故C正确；由题表格中数据可知，入射光能量相同时，相对光越强，光电流越大，故D正确．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、AC【解题分析】

A．是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程，故A正确；B．是查德威克发现中子的方程，故B错误；C．氘与氚生成氦核的核反应为核聚变方程，故C正确；D．是卢瑟福发现质子的核反应方程，故D错误；故选AC．8、CD【解题分析】根据可知，折射角r随着入射角i的增大而增大，选项A错误；从空气射向玻璃时，光从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，故B错误；当入射角最大时，折射角最大，最大的入射角为90°，根据折射定律得，解得最大折射角r=45°，所以折射角r都不会超过45°角．故C正确．设入射角为α时，反射光线与折射光线垂直，此时反射角为i，则折射角为r=90°-i，根据折射定律得，，解得：tani=．故D正确．故选CD．点睛：解决本题的关键是掌握折射定律和全反射的条件，并能根据折射定律分析出入射角最大时，折射角最大，并能求出最大折射角．9、BC【解题分析】A：若将滑片右移，加在光电管上的正向电压变大，光电流有可能增大，也有可能不变（光电流饱和后不再增加）。故A项错误。B：若将电源反接，加在光电管上的电压变成反向电压，若电压小于遏止电压，则电路中有光电流产生。故B项正确。C：从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光的能量，若阴极K的逸出功为1.05eV，则逸出的光电子最大初动能。故C项正确。D：大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光有6种，其中只有从n=4能级向n=3能级跃迁光子能量()和从n=3能级向n=2能级跃迁的光子能量()小于从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量()。若逸出功的数值为1.05eV，则有5种光子能使阴极K发生光电效应。故D项错误。10、AD【解题分析】

核聚变的最终产物时氦气无污染，而核裂变会产生固体核废料，因此核聚变更加清洁和安全，A正确；发生核聚变需要在高温高压下进行，大核不能发生核聚变，故B错误；核聚变反应会放出大量的能量，根据质能关系可知反应会发生质量亏损，故C错误；因聚变反应放出能量，因此反应前的比结合能小于反应后的比结合能，故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、毫米刻度尺低压交流电源垫高木板的左端，平衡摩擦力匀速运动C【解题分析】

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要的打点计时器器材是导线、开关、毫米刻度尺和低压交流电源．（2）为了使小车受到的合外力等于橡皮筋的拉力，通常采用的方法是：垫高木板的左端，平衡摩擦力．然后向下轻推一下拖着纸带的小车．若小车匀速运动，则可判断摩擦阻力的影响已消除．（3）要验证的是合力做功和物体速度变化的关系，小车的初速度为零，故需要知道做功完毕的末速度即最大速度v，此后小车做的是匀速运动，故应测纸带上的匀速运动部分，由纸带的间距可知，应该选择C点符合要求；【题目点拨】本题考查探究功与速度变化的关系实验，明确实验原理往往是解决实验问题的关键，该实验的一些操作和要求与探究力、加速度、质量之间关系的实验类似可以类比学习，例如平衡摩擦力等．12、(1)如图(2)B【解题分析】

第一空.因AB为较粗的线圈接头，可知匝数较少，应该是变压器的初级，电路连线如图：第二空.产生的几千伏高压是发生在开关由闭合到断开瞬间，故选B.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）【解题分析】（1）（2）由题意可作出光由AC面射入，从BC面射出的传播路线如图所示．由几何关系可知，光线进入AC面的折射角为r=30°，AB面的入射角为i′=60°．

对光在AC面的折射，由折射定律可知：

点睛：解决本题的关键是判断出光线在AB面发生全反射，再根据反射定律和折射定律求解出各个分界面上的反射角和折射角，然后画出光路图，并结合几何关系进行分析计算．14、(1)36m(2