2024-2025学年福建省福州琅岐中学物理高二下期末教学质量检测试题含解析.doc

2024-2025学年福建省福州琅岐中学物理高二下期末教学质量检测试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．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、放射性元素电源应用空间比较广泛，大多用在军事或航天领域。其工作原理是放射性元素发射的射线或射线被与射线发生相互作用的物质吸收，将射线的能量转换为内能，然后再将内能转换为电能。为了防止放射性元素对外界环境造成影响，放射性元素电源的外层应有防护层。下表为三种不同放射性元素的相关参数：
放射性元素

发射的射线

放射性元素的半衰期
270天
24天
89.6年
由以上参数分析，下列说法正确的是（　　）
A．发射出的粒子电荷量少，因此由该元素制成的电源使用时间最长，保护层的材料应比较厚
B．的半衰期最长，因此由该元素制成的电源使用时间最长，保护层的材料应比较薄
C．1000个核经过48天，剩余250个核
D．放射性元素在发生衰变时，由于放出能量，衰变后的质量数减少
2、如图所示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的速度v＝20 cm/s匀速通过磁场区域.在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t＝0，正确反映感应电流随时间变化规律的图象是( )

A． B．
C． D．
3、实际的交流电发电装置中，线圈固定（定子），匀强磁场发生装置匀速转动（转子）．如图所示，矩形线圈固定放置在磁感应强度大小恒为B的旋转磁场中，磁场方向垂直于线框的对称轴OO′，磁场绕OO′以恒定角速度按图示方向匀速转动，磁场转动周期是，产生的感应电动势的最大值为Em．从图示位置开始计时，则

A．时刻，电动势大小是，电流方向是abcda
B．时刻，电动势大小是，电流方向是abcda
C．时刻，电动势大小是，电流方向是abcda
D．时刻，电动势大小是，电流方向是abcda
4、如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，杆的A端用铰链固定，光滑轻小滑轮在A点正上方，B端吊一重物G，现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓缦上拉，在AB杆达到竖直前（均未断），关于绳子的拉力F和杆受的弹力FN的变化，判断正确的是（　　）

A．F变大 B．F变小 C．FN变大 D．FN变小
5、下列有关近代物理内容的叙述正确的是
A．一束光射到某种金属上未发生光电效应，改用波长较长的光照射则可能发生光电效应
B．氡222的半衰期为3.8天，意味着氡222经过7.6天就完全衰变成其他元素
C．卢瑟福粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的
D．重核裂变会放出能量，是由于中等质量的核的比结合能比重核的大
6、三个运动物体a、b、c，其位移—时间图像如图所示，关于三个物体在t0时间内的运动，以下说法正确的是（ ）

A．和做曲线运动，做直线运动
B．三者平均速度相同
C．三者平均速率相等
D．三个物体均做单向直线运动，并在t0时刻相遇
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、质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车的上表面和圆弧的轨道均光滑．如图所示，一个质量为m的小球以速度v0水平冲向小车，当小球返回左端脱离小车时，下列说法中正确的是(　　)

A．小球一定沿水平方向向左做平抛运动
B．小球可能沿水平方向向左做平抛运动
C．小球可能沿水平方向向右做平抛运动
D．小球可能做自由落体运动
8、一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中,设磁场方向向里为磁感应强度B的正方向,线圈中的箭头所指方向为电流I的正方向.线圈及线圈中感应电流I随时间变化的图线如图所示,则磁感应强度B随时间变化的图线可能是图中的：

A． B． C． D．
9、用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图案如图所示，则（ ）

A．光的能量在胶片上分布不均匀
B．单个光子的分布是随机的，大量光子的分布满足统计规律
C．时间较长的图案不同于强光的单缝衍射图样
D．图案表明光是一种概率波
10、如图所示，完全相同的磁铁A、B分别位于铁质车厢竖直面和水平面上，A、B与车厢间的动摩擦因数均为μ，小车静止时，A恰好不下滑．现使小车加速运动，为保证A、B无滑动，则(　　)

A．速度可能向左，加速度可小于μg
B．加速度一定向右，不能超过(1＋μ)g
C．加速度一定向左，不能超过μg
D．加速度一定向左，不能超过(1＋μ)g
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）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
(1)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过仅测量________(填选项前的符号)间接地解决这个问题．
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．
接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号)

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
12．（12分）小明用千分尺测量的某纸板的厚度,示数如图甲所示,读数为__________；用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图乙所示,读数为__________.

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．（10分）如图所示，在水平线ab下方有一匀强电场，电场强度为E，方向竖直向下，ab的上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，磁场中有一内、外半径分别为R、的半圆环形区域，外圆与ab的交点分别为M、N．一质量为m、电荷量为q的带负电粒子在电场中P点静止释放，由M进入磁场，从N射出，不计粒子重力．

（1）求粒子从P到M所用的时间t；
（2）若粒子从与P同一水平线上的Q点水平射出，同样能由M进入磁场，从N射出，粒子从M到N的过程中，始终在环形区域中运动，且所用的时间最少，求粒子在Q时速度的大小．
14．（16分）如图所示，竖直平面内有半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道与长CD = 2.0m的绝缘水平面平滑连接。水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度E=40N/C，方向竖直向上，磁场的磁感应强度B=1.0T，方向垂直纸面向外。两个质量均为m=2.0×10－6kg的小球a和b，a球不带电，b球带q=1.0×10－6C的正电，并静止于水平面右边缘处。将a球从圆弧轨道顶端由静止释放，运动到D点与b球发生正碰，碰撞时间极短，碰后两球粘合成一体飞入复合场中，最后落在地面上的P点。已知小球a在水平面上运动时所受的摩擦阻力f=0.1mg，DP =2DN，取g=10m/s2. a、b均可作为质点。（结果保留三位有效数字）求：

（1）小球在C点对轨道的压力大小；
（2）小球a与b相碰后瞬间速度的大小v；
（3）水平面离地面的高度h．
15．（12分）如图所示，在与水平方向成53°的斜向上拉力F作用下，质量为0.4kg的小物块从静止开始沿水平地面做匀加速直线运动，经1s运动的距离为6m，随即撤掉F，小物块运动一段距离后停止．已知物块与地面之间的动摩擦因数μ=0.5，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s1．求：

（1）物块运动的最大速度；
（1）F的大小．
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
【解析】
AB．放射性元素电源使用时间的长短与放射性元素的半衰期有关，半衰期越长，使用的时间越长，因的半衰期最长，所以由制成的电源使用时间最长，由于发射的射线比射线的贯穿本领弱，所以由发射射线的元素制成的电源所需保护层的材料较薄，所以B正确，A错误；
C．半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，所以C错误；
D．在衰变的过程中，电荷数守恒，质量数守恒，所以D错误。
故选B。
2、C
【解析】
线框进入磁场过程：时间

根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆时针方向，感应电流大小
不变
线框完全在磁场中运动过程：磁通量不变，没有感应产生，经历时间

线框穿出磁场过程：时间

感应电流方向是顺时针方向，感应电流大小不变，故C正确。
3、C
【解析】
线圈从图示位置计时瞬时值表达式为 ．
AB．时刻，转过 ，根据表达式可知：电动势大小是，根据右手定则判断电流方向为adcba，AB错误．
CD．时刻，转过 ，根据表达式可知：电动势大小是，根据右手定则判断电流方向为abcda，C正确D错误．
4、B
【解析】
试题分析：以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力FN和绳子的拉力F，作出受力图如图：

由平衡条件得知，FN和F的合力与T（G）大小相等，方向相反，根据三角形相似可得，解得：FN=G，F=G；使∠BAO缓慢变小时，AB、AO保持不变，BO变小，则FN保持不变，F变小，故B正确，ACD错误．故选B。
考点：共点力的平衡条件
5、D
【解析】
A、当入射光的波长大于金属的极限波长，不会发生光电效应，可知一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长，当改用波长较长的光照射，更不可能发生光电效应，故A错误；
B、氡222的半衰期为3.8天，意味着氡222经过7.6天有四分之三的衰变成其他元素，故B错误；
C、原子的核式结构学说，是由卢瑟福通过α粒子散射实验提出来的，故C错误；
D、重核裂变时释放能量，会出现质量亏损，因生成物的质量小于反应前的质量，即中等质量的核的比结合能比重核的大，故D正确。
点睛：本题考查了核式结构模型、半衰期、光电效应、质量亏损等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记教材中的基本概念和基本规律。
6、B
【解析】
试题分析：x—t图像只能表示直线运动，三个物体均做直线运动，故A错误；三个物体在t0时间内的位移相同，都为x0，平均速度等于位移与时间的比值，则有三者平均速度相同，故B正确；三个物体在t0时间内的路程不相同，a的路程为2x1-x0，b、c的路程为x0，平均速率等于路程与时间的比值，则有三者平均速率不相同，，故C错误；三个物体在t0时刻相遇，b、c做单向直线运动，a的位移达到x1后反向运动，故D错误。
考点：x—t图像的物理意义，平均速度，平均速率。

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、BCD
【解析】
小球滑上小车，又返回到离开小车的整个过程，取水平向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒有：，再根据系统机械能守恒有：，联立解得：，如果，与方向相反，小球离开小车后向左做平抛运动；如果，，小球离开小车后做自由落体运动；如果，与方向相同，小球离开小车向右做平抛运动，BCD正确．
8、CD
【解析】
在内，电流为负，即逆时针方向，则感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据楞次定律，若原磁场均匀增大，则方向向里，为正向增大；若原磁场均匀减小，则原磁场向外，为负向减小，故A错误；在内，电流为正，即顺时针方向，则感应电流的磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律，若原磁场均匀增大，则方向向外，为负向增大；若原磁场均匀减小，则原磁场向里，为正向减小，故B错误；根据以上分析可知，CD正确．所以CD正确，AB错误．
9、ABD
【解析】
时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，说明了单个光子表现为粒子性，光子到达的多的区域表现为亮条纹，而光子到达的少的区域表现为暗条纹，说明光的能量在胶片上分布不均匀，光到达胶片上不同位置的概率不相同，即图案表明光是一种概率波，故AD正确；时间较长的图案表明光子到达的较多，于强光的单缝衍射图样相同，选项C错误；据爱因斯坦的“光子说”可知，单个光子表现为粒子性，单个光子的分布是随机的，而大量光子表现为波动性，光子的分布满足统计规律，故B正确；故选ABD．
本题主要考查了光的波粒二象性及其表现形式，其实这类题目往往考查的内容很基础，故只要注意基础知识的积累，就能顺利解决此类题目.
10、AD
【解析】
试题分析：小车静止时，恰好不下滑，则重力等于最大静摩擦力，当小车加速时，根据弹力和吸引力的关系得出加速度的方向，对B分析，抓住B的最大静摩擦力求出加速度的最大值．
解：小车静止时，A恰好不下滑，所以对A有：mg=μF引，
当小车加速运动时，为了保证A不下滑，则FN≥F引，则FN﹣F引=ma，加速时加速度一定向左，故B错误．
对B有μ（mg+F引）=mam，解得am=（1+μ）g，故A、D正确，C错误．
故选AD．
【点评】本题考查了牛顿第二定律的临界问题，关键抓住A、B的最大静摩擦力进行求解，掌握整体法和隔离法的运用．

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、C；ADE；
【解析】
（1）验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度，C正确．
（2）实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必需的，而且D要在E之前，至于用天平秤质量先后均可以，故选ADE或DEA．
12、0.0617(0.0616-0.0618均给分)； 0.670(答0.67不给分)
【解析】
千分尺的读数为：0.5mm+0.01mm×11.7=0.617mm=0.0617；游标卡尺读数为：0.6cm+0.05mm×14=0.670cm.

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）（2）
【解析】
试题分析：粒子在磁场中以洛伦兹力为向心力做圆周运动，在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，据此分析运动时间；粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，当轨迹与内圆相切时，所有的时间最短，粒子从Q射出后在电场中做类平抛运动，在电场方向上的分运动和从P释放后的运动情况相同，所以粒子进入磁场时沿竖直方向的速度同样为v，结合几何知识求解．
（1）设粒子在磁场中运动的速度大小为v，所受洛伦兹力提供向心力，有①
设粒子在电场中运动所受电场力为F，有F=qE②；
设粒子在电场中运动的加速度为a，根据牛顿第二定律有F=ma③；
粒子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，有v=at④；联立①②③④式得⑤；
（2）粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，其周期与速度、半径无关，运动时间只由粒子所通过的圆弧所对的圆心角的大小决定，故当轨迹与内圆相切时，所有的时间最短，设粒子在磁场中的轨迹半径为，由几何关系可得⑥

设粒子进入磁场时速度方向与ab的夹角为θ，即圆弧所对圆心角的一半，由几何关系知⑦；
粒子从Q射出后在电场中做类平抛运动，在电场方向上的分运动和从P释放后的运动情况相同，所以粒子进入磁场时沿竖直方向的速度同样为v，在垂直于电场方向的分速度等于为，由运动的合成和分解可得⑧
联立①⑥⑦⑧式得⑨．
【点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径．
14、（1）（2）（3）
【解析】
（1）对小球由a到C

小球在C点

解得：
FN =3mg=6.0×10－5N
根据牛顿第三定律得：小球在C点对轨道的压力大小
FN＇= FN = 6.0×10－5N。
（2）设a球到D点时的速度为vD，从释放至D点，根据动能定理：

对a、b球，碰撞过程动量守恒，则
mvD = 2mv
解得
v = 1.73 m/s。
（3）两球进入复合场后，由计算可知
Eq = 2mg
两球在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动轨迹示意图如图所示

洛仑兹力提供向心力

解得：
r = 6.92m，
由DP =2DN，依图由几何知识可知：∠NDP=60，△ODP为等边三角形，则：
r = 2h
解得
h = 3.46m
15、 (1)v=6m/s；(1)F=3.1N
【解析】
(1) 物块做匀加速直线运动，运动1s时速度最大．已知时间、位移和初速度，根据位移等于平均速度乘以时间，求物块的最大速度；
(1) 由公式v=at求出物块匀加速直线运动，由牛顿第二定律求F的大小.
【详解】
(1) 物块运动1s时速度最大．由运动学公式有：

可得物块运动的最大速度为：
；
(1) 物块匀加速直线运动的加速度为：

设物块所受的支持力为N，摩擦力为f，根据牛顿第二定律得：
Fcosθ-f=ma
Fsinθ+N-mg=0
又 f=μN
联立解得：F=3.1N．
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．