2024-2025学年宁夏回族自治区六盘山高级中学物理高二第二学期期末统考试题含解析.doc

2024-2025学年宁夏回族自治区六盘山高级中学物理高二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、交流发电机线圈电阻r＝1 Ω，用电器电阻R＝9 Ω，电压表示数为9 V, 如图所示，那么该交流发电机(　　)

A．电动势的峰值为10 V
B．电动势的有效值为9 V
C．交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10 V
D．交流发电机线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为
2、下列几个关于力学问题的说法中正确的是（　　）
A．米、千克、牛顿等都是国际单位制中的基本单位
B．笛卡尔对牛顿第二定律的建立做出了贡献
C．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大
D．摩擦力的方向可以与物体的运动方向成任何角度
3、研究电磁感应现象时，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，将滑动变阻器的滑片向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以判断

A．向上移动线圈A或将滑动变阻器的滑片向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B．向上拔出线圈A中铁芯或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C．将滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
4、如图所示，两相同的木块A、B静止在水平面上，它们之间的距离为L．今有一颗子弹以较大的速度依次射穿了A、B，设子弹射穿A木块的过程中所用时为tA，子弹射穿B木块的过程中所用时间为tB．A、B停止时，它们之间的距离为s，整个过程中A、B没有相碰．子弹与木块的作用力恒定，则( )

A．s=L, tA= tB B．s＞L，tA＜tB
C．s＜L，tA＞tB D．s＜L，tA＜tB
5、下列关于物体内能的说法正确的是
A．温度为0℃的物体没有内能
B．物体的内能越大，分子热运动越剧烈
C．物体的体积增大时，内能一定增大
D．改变内能的两种常见方式分别是做功和热传递
6、如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律认识错误的是（　 ）

A．用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
B．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应
C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV
D．用能量为10.21eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
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、关于聚变和裂变，以下说法正确的是 (　　)
A．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积
B．太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着剧烈的热核反应
C．铀核裂变时一定同时放出3个中子
D．为了使裂变的链式反应容易进行，通常核电站使用铀235作为主要燃料
8、如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80 V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85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
9、如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻可以不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，在这一过程中（ ）

A．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和
C．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
D．恒力F与安培力的合力所做的功等于零
10、如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁下方放一个固定的铝质圆环．将磁铁托起到弹簧原长状态时释放，磁铁在上下振动过程中S极的下端没有达到铝质圆环所在位置．下列说法正确的是

A．磁铁向下运动时，铝质圆环对磁铁产生吸引力
B．磁铁向下运动时，铝质圆环对磁铁产生排斥力
C．磁铁第一次向上运动到最高点时，弹簧恢复到原长
D．磁铁第一次向上运动到最高点时，弹簧不能恢复到原长
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）某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰，并粘合成一体继续做匀速直线运动，他设计的装置如图所示．在小车A后面连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板的一端下垫着小木片用以平衡摩擦力．

(1)若已得到打点纸带如图所示，测得各计数点间距离并标在图上，A为运动起始的第一点．则应选________段来计算小车A碰撞前的速度，应选______段来计算A和B碰撞后的共同速度．

(2)已测得小车A的质量m1=0.40 kg，小车B的质量m2=0.20 kg，由以上的测量结果可得：碰撞前两车质量与速度乘积之和为________ kg·m/s；碰撞后两车质量与速度乘积之和为________ kg·m/s.(结果保留三位有效数字)
12．（12分）在暗室中用图甲所示的装置做“测定重力加速度”的实验。
实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。
具体实验步骤如下：

①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下。
②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴。
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度。
④采集数据进行处理。
（1）实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是_____。
（2）实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图乙所示，根据数据测得当地重力加速度g＝_____m/s2；第8个水滴此时的速度v8＝_____m/s。（结果都保留3位有效数字）
四、计算题：本题共3小题，共38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、两根足够长光滑平行金属导轨间距l=0.9m，与水平面夹角θ=30°，正方形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度B=1T，方向垂直与斜面向上，甲、乙是两根质量相同、电阻均为R=4.86Ω的金属杆，垂直于导轨放置．甲置于磁场的上边界ab处，乙置于甲上方l处，现将两金属杆由静止同时释放，并立即在甲上施加一个沿导轨方向的拉力F，甲始终以a=5m/s1的加速度沿导轨匀加速运动，乙进入磁场时恰好做匀速运动，g=10m/s1．计算：

(1)每根金属杆的质量m；
(1)拉力F的最大值；
(3)乙到达磁场下边界时两杆间的距离及乙穿过磁场的过程中电路产生的热量．
14．（16分）如图所示，水平放置的两条平行金属导轨相距 L=lm，处在竖直向下的 B=0.5T 匀强磁场中，金属棒 MN 置于平导轨上，金属棒与导轨垂直且接触良好，MN 的质量为 m=0.2kg， MN 的电阻为 r=1.0Ω，与水平导轨间的动摩擦因数 μ=0.5，外接 电阻 R=1.5Ω．从 t=0 时 刻起，MN 棒在水平外力 F 的作用下由静止开始以 a=2m/s2 的加速度向右做匀 加速直线运动．不计导轨的电阻，水平导轨足够长， g=10m / s2，求：

（1）t=5s 时，外接电阻 R 消耗的电功率；
（2）t=0～2.0s 时间内通过金属棒 MN 的电荷量；
（3）规定图示 F 方向作为力的正方向，求出 F 随时间 t 变化的函数关系；
（4）若改变水平外力 F 的作用规律，使 MN 棒的运动速度 v 与位移 x 满足关系：V=0.5x ，求 MN 棒从静止开始到 x=6m 的过程中，水平外力 F 所做的功．
15．（12分）如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm，导轨顶端接有一电键K．导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，ab的电阻R=0.4Ω，质量m=10g，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感强度B=1T．当ab棒由静止释放0.8 s后，突然接通电键，不计空气阻力，设导轨足够长．求ab棒的最大速度和最终速度的大小（g取10m/s2）．

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
【解析】
用电器电阻R＝9 Ω，电压表示数为9 V，则电路中的电流I＝1 A，所以，电路中的电动势E＝I(R＋r)＝1×(1＋9) V＝10 V． 电压表的读数是交流电的有效值，所以10 V是电路中电动势的有效值，其最大值Em＝E＝10V，故AB错误．由交流电的产生与变化的规律可知，交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值最小为零，故C错误；线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为，故D正确．
2、D
【解析】
米、千克是国际单位制中的基本单位，而牛顿不是国际单位制中的基本单位，根据牛顿第二定律得到的导出单位。故A错误；笛卡尔研究了力和运动的关系，对牛顿第一定律的建立做出了贡献，但没有研究牛顿第二定律，故B错误；车速越大，所需制动距离越大是因为汽车具有的能量大，与物体惯性的大小无关，故C错误；摩擦力方向跟物体的运动方向实际上没有任何关系 摩擦力分滑动摩擦力和静摩擦力，滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，而静摩擦力与相对运动趋势方向相反也就是说，摩擦力方向一定是与相对运动（趋势）方向相反的，而相对运动（趋势）方向与物体的实际运动方向根本就是两个概念，所以摩擦力的方向与物体的运动方向可以成任意角度，故D正确。故选D。
本题考查力学单位制、摩擦力以及惯性等基本内容，要注意掌握摩擦力的产生条件和方向判断，同时注意摩擦力总是阻碍相对物体运动，而不是阻碍物体运动。
3、B
【解析】
A.由题意可知当向左加速滑动时，线圈中的电流应越来越小，则其磁场减小，此时线圈中产生了电流使指针向右偏转，故可知当线圈中的磁通量减小时，电流表指向右偏；线圈向上移动时线圈中磁通量减小，指针向右偏转；滑动变阻器滑动端向右加速滑动时，线圈中磁通量增大，故指针应向左偏转，故选项A错误；
B.当铁芯拔出或断开开关时，线圈中磁场减小，故线圈中磁通量减小，指针向右偏转，故选项B正确；
C.滑片匀速运动时，线圈中也会产生变化的磁场，故线圈中同样会产生感应电流，故指针不会静止，故选项C错误；
D.由以上分析可知选项D错误．
4、B
【解析】
试题分析：子弹依次射穿了木块A、B，由于先经过木块A，故经过木块A的任意时刻的速度大于经过木块B任意时刻的速度，即经过木块A的平均速度大，故根据，经过木块A的时间较短，故tA＜tB；
子弹射穿木块过程，木块是匀加速运动，子弹与木块的作用力F恒定，故根据动量定理，有：（F-f）t=mv
由于经过木块A的时间较短，故木块A获得的初速度较小；根据牛顿第二定律，有：F-f=ma，故木块A、B的加速度相同；根据运动学公式v2-v02=2ax，可得木块A滑动的距离较小，故s＞L；故选B
考点：牛顿第二定律；动量定理．
5、D
【解析】
A. 温度为0℃的物体，内部分子的无规则运动没有停止，分子动能不为零，分子势能也不为零，则仍然有内能，选项A错误；
B. 物体的内能与温度、体积以及物质的量等都有关系，则内能越大，温度不一定高，则分子热运动不一定越剧烈，选项B错误；
C. 物体的内能与温度、体积以及物质的量等都有关系，物体的体积增大时，内能不一定增大，选项C错误；
D. 改变内能的两种常见方式分别是做功和热传递，选项D正确；
6、D
【解析】
A．用能量为14.0eV的光子照射，氢原子可以从基态跃迁到无穷远，多余的能量转化为电离后的动能，故A正确．
B．一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，其中有3种光子能量大于3.34eV，故B正确．
C．氢原子跃迁辐射光子能使锌板发生光电效应，一部分克服逸出功，多余部分以动能形式随光电子逸出．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时辐射光子最大能量为12.09eV，克服逸出功后剩余的最大动能为8.75eV，故C正确．
D．当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去．由于没有任何一个高能级与基态的能级差等于10.21eV，而且又不足以跃迁到无穷远发生电离，所以用能量为10.21eV的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁，故D错误．

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
【解析】
A．核聚变是指质量小的原子核，在超高温和高压的条件下，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，释放巨大能量的一种核反应形式，故核聚变的条件是需要高温高压，故发生核聚变时不需要达到临界体积；发生核裂变才需要达到临界体积，故A错误；
B．太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着剧烈的热核反应，故B正确；
C．铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是多种多样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出多个中子，并不一定是3个中子；故C错误；
D．铀235受中子的轰击时，裂变的几率大，而铀238只有俘获能量在1MeV以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小。所以为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235；故D正确；
8、BCD
【解析】
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、AC
【解析】
AB．导体棒匀速上升过程中，合力为零，则合力所作的功等于零，根据动能定理得：

得

克服安培力所做功即等于回路电阻中产生的热量，故有：金属棒上的各个力的合力所做的功等于零，恒力F等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和，A正确，B错误；
由

得

C．即恒力F与重力的合力所做的功等于克服安培力所做功，即等于电阻R上发出的焦耳热，故C正确；
D．重力做功不改变金属棒的机械能，恒力F与安培力的合力所做的功等于金属棒机械能的增量，故D错误．
10、BD
【解析】
AB．磁铁向下运动时，铝质圆环所在位置磁感应强度增强，磁通量增大，根据楞次定律可知，铝质圆环对磁铁产生排斥力，A错误B正确．
CD．磁铁向上运动时，铝质圆环所在位置磁感应强度减小，磁通量减小，铝质圆环对磁铁产生吸引力，所以磁铁第一次向上运动到最高点时，弹簧不能恢复到原长，C错误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、BC DE 0.420 0.417
【解析】
（1）由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，故AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后．推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度．
（2）碰前系统的动量即A的动量，则
碰后的总动量；
12、频闪仪频率等于水滴滴落的频率 9.72 2.27
【解析】
第一空.频闪仪频率等于水滴滴落的频率时，则每滴下来的一滴水，频闪仪都在相同的位置记录，故可看到一串仿佛固定不动的水滴。
第二空.s67＝19.36﹣13.43＝5.93cm，s78＝26.39﹣19.36＝7.03cm，s89＝34.48﹣26.39＝8.09cm，s90＝43.67﹣34.48＝9.19cm，
由逐差法可得：
第三空.第8滴水的速度为：

四、计算题：本题共3小题，共38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）0.1kg（1）1N（3）0.115m；0.9J
【解析】
（1）由题意乙进入磁场前做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求解加速度，根据运动公式求解进入磁场的速度；乙进入磁场后做匀速直线运动，由平衡条件可求解每根金属棒的质量；（1）因甲乙下滑的加速度相等，可知当甲在磁场中滑动时，乙还未进入磁场，根据牛顿第二定律列出F的表达式，甲做匀加速直线运动，v逐渐增大，拉力F逐渐变大；则当甲滑到cd位置时导体棒的速度最大，F最大；（3）甲出离磁场后做匀加速运动；乙在磁场中做匀速运动，由运动公式求解乙到达磁场下边界时两杆间的距离；乙穿过磁场过程产生的热量等于乙机械能的减小量：
【详解】
（1）由题意得：乙进入磁场前做初速度为零的匀加速直线运动，加速度：
=10×sin30°=5m/s1；
乙进入磁场时的速度：=3m/s
乙进入磁场后做匀速直线运动，由平衡条件得：
解得：m=0.1kg
（1）因甲乙下滑的加速度相等，可知当甲在磁场中滑动时，乙还未进入磁场，则甲在磁场中受到的安培力：
由牛顿第二定律可得：
甲做匀加速直线运动，逐渐增大，拉力逐渐变大；则当甲滑到cd位置时导体棒的速度最大，F最大，此时甲的速度，
则代入数据解得：F=1N
（3）乙从进入磁场到到达磁场下边界的时间；
当乙进入磁场时，甲刚好出离磁场，速度为v=3m/s，甲出离磁场后的加速度仍为5m/s1，则t=0.3s内的位移 ，
则此时甲乙两棒相距
乙穿过磁场过程产生的热量等于乙机械能的减小量：

14、（1）6W（2）0.8C（3）Ft=(1.4+0.2t)N（4）7.8J．
【解析】
（1）根据匀变速直线运动速度与时间的关系
导体棒在t=5s时的瞬时速度为：
所以此时由于导体棒切割磁感线产生的电动势：
由闭合电路欧姆定律得回路的电流为：=2A
所以在t=5s时，外接电阻R消耗的电功率为：；
（2）t=0～2.0s 时间内，回路磁通量的变化量为：
由运动学公式可知，导体棒前进的距离为：=4m
导体棒和回路围成的面积变化量为：
故t=0～2.0s 时间内，流过金属棒的电量：=0.8C
（3）以导体棒为研究对象，根据牛顿第二定律得：
其中
根据闭合电路欧姆定律得：
由根据速度和时间的关系：
联立方程并代入数据得： N；
（4）、导体棒做变加速直线运动，在x=6m处，导体棒得速度为=3m/s
因为速度v和位移x成正比，所以电流I、安培力与位移x成正比
故安培力做功：=0.9J
该过程中摩擦力做功：=6J
根据动能定理：
得：=7.8J
15、V=1m/s．
【解析】
ab 棒由静止开始自由下落0.8s时速度大小为v=gt=8m/s
则闭合K瞬间，导体棒中产生的感应电流大小I＝Blv/R=4A
ab棒受重力mg=0.1N
因为F＞mg，ab棒加速度向上，开始做减速运动，产生的感应电流和受到的安培力逐渐减小，当安培F`=mg时，开始做匀速直线运动．此时满足
解得，最终速度v`=mgR/B2l2=1m/s．
闭合电键时速度最大为8m/s．
本题考查的是电磁感应定律和力学综合的相关问题，根据电磁感应定律计算出感应电流大小，再根据匀速直线运动安培力与重力相平衡可以计算出最终速度；