湖北省武漢市武昌區(qū)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末質(zhì)量檢測物理試卷（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGE2024學(xué)年度高二年級期末質(zhì)量檢測物理一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.如圖甲是氫原子能級圖，巴耳末系中有三種光是分別從、4、5能級躍遷到能級產(chǎn)生的。用這三種光分別照射如圖乙所示的密封在真空玻璃管中的K極，若已知K極金屬材料的逸出功為，則下列說法正確的是（）A.光電子從K極到A極做勻減速運動B.上述三種光只有一種不能使K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)C.滑動變阻器滑片從右向左移動過程中，電流表示數(shù)會一直增大D.這三種光中，從躍遷到能級產(chǎn)生的光照射K極時，遏止電壓最小【答案】B【解析】A．由圖可知A極板帶正電，則光電子從K極到A極做勻加速運動，故A錯誤；B．根據(jù)可知從、4、5能級躍遷到能級產(chǎn)生的能量為1.89eV、2.55eV、2.86eV，K極金屬材料的逸出功為，則只有一種，即1.89eV的光不能使K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；C．若已達(dá)到飽和電流，滑動變阻器滑片從右向左移動過程中，則電流表示數(shù)不變，故C錯誤；D．這三種光中，從躍遷到能級產(chǎn)生的光能量最大，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知照射K極時，遏止電壓最大，故D錯誤。故選B。2.某雷達(dá)站正在跟蹤一架飛機(jī)，此時飛機(jī)正朝著雷達(dá)站方向飛來。某時刻雷達(dá)發(fā)出一個無線電脈沖，經(jīng)200μs后收到反射波；隔0.8s后再發(fā)出一個脈沖，經(jīng)198μs收到反射波，已知真空中光速為，則飛機(jī)的飛行速度為（）A.340m/s B.325m/s C.375m/s D.750m/s【答案】C【解析】由于光速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于飛機(jī)的速度，所以可以不考慮電磁波傳播過程中飛機(jī)的位移，設(shè)雷達(dá)兩次發(fā)射電磁波時飛機(jī)分別位于、處，則第一次有第二次有飛機(jī)的飛行速度解得3.我國計劃2030年前實現(xiàn)載人登月，該計劃采用兩枚長征十號運載火箭先后將“攬月”著陸器、“夢舟”飛船送至地月轉(zhuǎn)移軌道a，飛船和著陸器在環(huán)月軌道b進(jìn)行交會對接形成組合體，航天員進(jìn)入著陸器，著陸器在軌道c的P點進(jìn)行變軌進(jìn)入近月軌道d，運行穩(wěn)定后，再登陸月面，下列說法正確的是（）A.組合體處于超重狀態(tài)B.運載火箭的發(fā)射速度一定要大于第二宇宙速度C.著陸器運行到軌道c的P點時減速進(jìn)入近月軌道dD.飛船和著陸器都運行在軌道b上，飛船加速追上前方的著陸器后進(jìn)行對接【答案】C【解析】A.組合體處于失重狀態(tài)，故A錯誤；B.運載火箭的發(fā)射速度一定要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故B錯誤；C.著陸器運行到軌道c的P點時減速，使向心力等于兩者萬有引力，從而進(jìn)入近月軌道d，故C正確；D.飛船和著陸器都運行在軌道b上，飛船加速不會追上前方的著陸器，反而軌道會發(fā)生變化，飛船與著陸器對接一般是在a軌道與b軌道交匯時進(jìn)行對接，故D錯誤。故選C。4.常被用來研究甲狀腺激素合成和分泌的碘131是一種放射性同位素，其半衰期為8天。若橫坐標(biāo)表示時間t，縱坐標(biāo)表示碘131的質(zhì)量m，下列圖像中能正確反映其衰變規(guī)律的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】設(shè)經(jīng)過時間t后碘131剩下的質(zhì)量為m，則由半衰期的概念有所以若橫縱標(biāo)表示時間t，縱坐標(biāo)表示碘131的質(zhì)量m，其圖像為雙曲線的一支。故選B。5.如圖所示，A、B、C、D是正方形的四個頂點，在A點放有一個電荷量為q的正電荷，若要使C點的電場強(qiáng)度為0，則下列說法中正確的是（）A.在B點和D點各放置一個電荷量為的負(fù)電荷B.在B點和D點各放置一個電荷量為的負(fù)電荷C.在B、D點分別放置等量異種電荷，電荷量大小為D.在B、D點分別放置等量異種電荷，電荷量大小為【答案】A【解析】AB．設(shè)正方形邊長為l，A點放有一個電荷量為q的正電荷，在C點產(chǎn)生的電場方向由A指向C，大小為在B點和D點各放置一個電荷量為的電荷，在C點產(chǎn)生的電場方向由C指向A，大小為要使C點的電場強(qiáng)度為0，則解得故A正確，B錯誤；CD．在B、D點分別放置等量異種電荷，則合場強(qiáng)平行于BD，與A點電荷產(chǎn)生的電場疊加不為0，故CD錯誤。故選A。6.介質(zhì)中平衡位置在同一水平面上的兩個點波源和，二者做簡諧運動的步調(diào)一致且周期均為0.4s。P為波源平衡位置所在水平面上的一點，與平衡位置的距離為3m，與平衡位置的距離為9m，若由和發(fā)出的簡諧波的波長為2m，下列說法中正確的是（）A.兩波的波速均為20m/sB.兩波在P點引起的振動總是相互減弱的C.當(dāng)恰好在平衡位置向上運動時，點P向下運動D.當(dāng)恰好在平衡位置向上運動時，點P向上運動【答案】C【解析】A．波長為2m，周期為0.4s，則波速為故A錯誤；B．二者做簡諧運動的步調(diào)一致，P到兩波源的波程差為則兩波在P點引起的振動總是相互加強(qiáng)的，故B錯誤；C．由題可知則當(dāng)恰好平衡位置向上運動時，點P向下運動，故C正確；D．由題可知則當(dāng)恰好在平衡位置向上運動時，點P向下運動，故D錯誤；故選C。7.如圖所示，一棱鏡的橫截面是頂角為120°的等腰三角形ABC，一束單色光平行于底邊BC從AB邊上的D點射入棱鏡，在底邊BC上經(jīng)一次反射后，從AC邊上的E點射出，若已知棱鏡的折射率為，下列說法正確的是（）A.從E點射出的光線與底邊BC不一定平行B.光從棱鏡進(jìn)入空氣時的臨界角為60°C.有部分光線從BC邊射出D.【答案】D【解析】A．其光路圖如圖所示由幾何關(guān)系可知，AD與EF平行，AE與DF平行，所以FE光線射出棱鏡后其與AC的夾角與角C相同，即出射光線與BC邊平行，故A項錯誤；B．由于該棱鏡的折射率為，則臨界角為則臨界角故B項錯誤；C．結(jié)合之前光路圖，由幾何關(guān)系可知，其光線到達(dá)F點后其與法線的角度為大于發(fā)生全反射的臨界角，即光將會在BC邊發(fā)生全反射，所以沒有光線從BC邊射出，故C項錯誤；D．由之前的分析可知，AD與EF平行，AE與DF平行，所以四邊形ADFE為平行四邊形，即有由幾何關(guān)系可知，三角形DFB為等腰三角形，即綜上所述故D項正確。故選D。8.我國某品牌手機(jī)實現(xiàn)40W無線閃充，最快56分鐘可充滿等效4000mAh電池電量，能實現(xiàn)“充電5分鐘，通話1小時”。已知，無線充電座內(nèi)的發(fā)射線圈的輸入電壓為220V時，該手機(jī)內(nèi)的接收線圈的感應(yīng)電動勢為9V，若不考慮線圈的電阻和充電過程中各種能量的損失，下列說法正確的是（）A.無線充電的原理是互感現(xiàn)象B.發(fā)射線圈和接收線圈內(nèi)的電流頻率相同C.發(fā)射線圈和接收線圈的匝數(shù)比為D.無線閃充時，接收線圈中電流最大值為4.4A【答案】AB【解析】AB．根據(jù)電磁感應(yīng)原理可知，無線充電的原理是互感現(xiàn)象，此時發(fā)射線圈和接收線圈內(nèi)的電流頻率相同，故AB正確；C．根據(jù)線圈匝數(shù)與電壓的關(guān)系可知發(fā)射線圈和接收線圈的匝數(shù)比為故C錯誤；D．最快56分鐘可充滿等效4000mAh電池電量，根據(jù)電流的定義式可知有效值為A最大值為A故D錯誤；9.如圖所示，矩形區(qū)域ABCD的空間中存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里，點O為AD邊的中點。一帶電粒子由O點沿平行于上下邊界的方向射入磁場中，然后從C點射出。若保持所有條件不變，在磁場區(qū)域再加上一電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場，該粒子入射后沿直線運動射出場區(qū)，已知，，不計粒子的重力，下列說法正確的是（）A.電場方向為平行于左右邊界向下 B.電場方向為平行于左右邊界向上C.則該粒子的比荷為 D.則該粒子的比荷為【答案】AC【解析】AB．粒子受洛倫茲力方向向下，可知粒子帶負(fù)電，加電場后粒子沿直線運動，可知粒子受向上的電場力，則電場方向為平行于左右邊界向下，故A正確，B錯誤；CD．加電場后粒子做直線運動粒子在磁場中運動時，作出其運動軌跡，如圖所示由幾何關(guān)系可知解得r=2a根據(jù)可得故C正確，D錯誤。故選AC。10.如圖甲所示，時刻，一質(zhì)量為m木板在水平推力F的作用下，由靜止開始沿水平地面向右運動。在時刻，一質(zhì)量為0.5m的小物塊以一定速度從右端滑上木板。在時刻，小物塊仍在木板上且與木板的速度相同。這段時間內(nèi)，木板的速度v隨時間t變化的圖線如圖乙所示，表示木板與地面間的動摩擦因數(shù)，g表示重力加速度大小，下列說法正確的是（）A.水平推力B.小物塊和木板間動摩擦因數(shù)為C.小物塊從右端滑上木板的初速度大小為D.到時間內(nèi)，木板和小物塊組成的系統(tǒng)動量守恒【答案】ABD【解析】A．對于圖像來說，其圖像的斜率表示物體的加速度，由題圖可知，在水平外力作用時，其加速度為對木板有解得故A正確；B．時，木板的速度為則小物塊在木板上時，木板的加速度為設(shè)木板與物塊之間的動摩擦因數(shù)為，有解得故B正確；C．設(shè)小物塊滑上的速度大小為，設(shè)向右為正方向，對小物塊有解得故C錯誤；D．當(dāng)小物塊滑上木板后，對于兩者的系統(tǒng)水平方向有豎直方向合力為零，綜上所述，兩者的系統(tǒng)合外力為零，即該系統(tǒng)動量守恒，故D正確。故選ABD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.某同學(xué)用如下實驗探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和影響感應(yīng)電流方向的因素：（1）如圖甲所示，已知電流從電流計的正接線柱流入時，指針向右偏轉(zhuǎn)。則當(dāng)圖中磁體快速向下運動時，可觀察到電流計指針______（選填“不”、“向左”或“向右”）偏轉(zhuǎn)。（2）用如圖乙所示的實物電路探究影響感應(yīng)電流方向的因素，請先將圖乙的實物連線補(bǔ)充完整______。在閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片應(yīng)移至最______（選填“左”或“右”）端。（3）若圖乙實物電路連接正確，開關(guān)閉合瞬間，電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)，則將鐵芯從線圈P中快速抽出時，可觀察到電流計指針______（選填“不”、“向左”或“向右”）偏轉(zhuǎn)?！敬鸢浮浚?）向右（2）左（3）向右【解析】（1）通過實驗得知，當(dāng)電流從電流計的右側(cè)正接線柱流入時，指針向右偏轉(zhuǎn)，則當(dāng)磁體向下運動時，穿過線圈的磁通量向下增加，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流從電流計正接線柱流入，所示其指針向右偏轉(zhuǎn)。（2）[1]將圖中的實物連線，其如圖所示[2]為保護(hù)電路安全，所以其滑片應(yīng)該在阻值最大端，即滑動變阻器滑片應(yīng)該移動到最左端。（3）開關(guān)閉合瞬間，電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)，穿過與電流計過程回路線圈的磁通量增加，將鐵芯從線圈中抽出時，則穿過電流計過程回路線圈的磁通量減小，由楞次定律可知，指針向左偏轉(zhuǎn)。12.某實驗小組用如圖甲所示裝置探究彈簧的彈性勢能與形變量的關(guān)系，步驟如下：①按圖示安裝儀器，標(biāo)記滑片左側(cè)恰好接觸彈簧時的位置；②推滑片，壓縮彈簧，記錄下彈簧的形變量x，然后無初速釋放滑片；③滑片被彈簧推開后，記錄擋光片通過光電門的時間t；④重復(fù)步驟②③，在表格中記錄多組x和t的數(shù)據(jù)。（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖乙中補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出圖線。序號t（ms）x（cm）125.45390.5215.02671.038.811131.546.361572.055.181932.564.422263.0（2）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，釋放滑塊后，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為______，因此彈簧的彈性勢能______（用t表示），作出圖像如圖乙所示，則______（用x表示），即彈簧的彈性勢能與形變量的關(guān)系?！敬鸢浮浚?）（2）滑塊的動能【解析】（1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)畫圖如下（2）[1]根據(jù)機(jī)械能守恒定律，釋放滑塊后，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能；[2]擋光片通過光電門的時間t，則速度為彈簧的彈性勢能[3]由圖可知與x成正比，則13.如圖甲所示，平直木板與固定在水平地面上的鉸鏈相連，內(nèi)壁光滑的氣缸固定在木板上，厚度不計的活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)。在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動木板，木板與水平地面之間的夾角用表示，則氣體的壓強(qiáng)p與的關(guān)系圖線如圖乙所示，圖乙中為已知量。（1）已知活塞面積為S，重力加速度大小為g，求活塞的質(zhì)量；（2）當(dāng)，活塞與氣缸底部的距離為d時，氣缸內(nèi)的氣體溫度為；當(dāng)，活塞與氣缸底部的距離為0.5d時，氣缸內(nèi)的氣體溫度為，求。【答案】（1）；（2）【解析】（1）以活塞為研究對象得①由圖乙有②聯(lián)立①②有（2）當(dāng)代入②中，當(dāng)代入②中，由理想氣體狀態(tài)方程得解得14.如圖所示，小物塊A沿水平地面運動與靜止在P點處的小物塊B發(fā)生彈性碰撞，B沿水平面運動到Q點后進(jìn)入豎直平面的光滑半圓軌道，經(jīng)軌道的最高點M點拋出，又恰好落回到P點。已知，A的質(zhì)量是B的3倍；P點到M點的水平間距為；B與水平地面間的動摩擦因數(shù)為；半圓軌道的半徑為；重力加速度的大小取。求：（1）小物塊B從M點拋出時的速度大小；（2）A與B碰撞后，A和B的速度分別為多少?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】（1）設(shè)B從M點以速度平拋運動，解得（2）設(shè)A與B發(fā)生彈性碰撞后，A、B的速度分別為和，動量守恒有機(jī)械能守恒有B從P點運動到M點，由動能定理有解得15.如圖所示，寬為的“”型平行金屬導(dǎo)軌固定在水平絕緣桌面上，水平段光滑，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的豎直向上的勻強(qiáng)磁場中；傾角為的傾斜段粗糙，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場中。在水平段導(dǎo)軌的左端接入電容為的電容器和單刀雙擲開關(guān)S；金屬棒AB通過絕緣細(xì)線跨過光滑輕滑輪與