2024年高二下学期期末考试物理试题
一．选择题（共8小题，每题3分，共24分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
B．液体表面层的分子分布比液体内部要密，是产生表面张力的原因
C．热量不能由低温物体传递到高温物体
D．太阳内部持续不断地发生着4个质子（H）聚变为1个氮核（He）的热核反应，核反应方程是4H→He+2X，方程中的X表示中子（n）
2．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些质点之间存在着相互作用。如图是某绳波形成过程的示意图。质点l在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4…各个质点依次振动，把振动从绳的左端传到右端。t＝时，质点9刚要开始运动。下列说法正确的是（ ）
A．t＝时，质点9开始向下运动
B．t＝时，质点5加速度方向向上
C．t＝时，质点5开始向上运动
D．t＝时，质点3的加速度方向向上
3．用如图所示的实验装置探究光电效应的规律，如果用频率为ν的某种单色光照射某种金属，发生光电效应，如果入射光的频率变为原来的2倍，遏止电压变为原来的2.5倍，则该种金属的极限频率为（ ）
A．ν B．ν C．ν D．ν
4．据历史文献和出土文物证明，踢毽子起源于中国汉代，盛行于南北朝、隋唐。毽子由羽毛、金属片和胶垫组成。如图是同学练习踢毽子，毽子离开脚后，恰好沿竖直方向运动，假设运动过程中毽子所受的空气阻力大小不变，则下列说法正确的是（ ）
A．脚对毽子的作用力大于毽子对脚的作用力，所以才能把毽子踢起来
B．毽子在空中运动时加速度总是小于重力加速度g
C．毽子上升过程的动能减少量大于下落过程的动能增加量
D．毽子上升过程中重力冲量大于下落过程中的重力冲量
5．如图甲所示的电路中，电阻R＝10Ω，电压表量程为0～200V，电源接如图乙所示的交流电，下列说法正确的是（ ）
A．电压表会由于测量值超出量程而被损坏
B．每经过1秒，通过R的电流方向改变50次
C．不考虑温度对电阻的影响，R的实际功率为3025W
D．将电压表换为耐压值是250V的电容器，电容器可以安全工作
6．如图所示，小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。关于上述过程，下列说法中正确的是（ ）
A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒且机械能守恒
D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等
7．如图甲所示，M、N是水平面内平行放置且足够长的光滑金属导轨，导轨右端接有一个阻值为R的电阻，导轨间存在垂直于导轨平面的磁场（图中未画出）。虚线Q将磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，其中区域Ⅰ中存在非匀强磁场，区域Ⅱ中存在匀强磁场。虚线P是区域Ⅰ中的一条参考线，P、Q间的距离为1.0m，图乙所示图像描述的是磁感应强度B和虚线P的右侧各点到虚线P的距离x的关系。金属棒ab静止在导轨上，与导轨始终垂直且接触良好，某时刻开始，金属棒ab在外力作用下经过区域Ⅰ运动到区域Ⅱ，已知在金属棒ab经过虚线P后的运动过程中电阻R消耗的电功率不变，金属棒ab和导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒ab经过x＝0、x＝0.5m和x＝1.5m处时，速度大小之比为1：2：3
B．在金属棒ab从虚线P运动到虚线Q的过程和从虚线Q运动到x＝2.0m处的过程中，通过电阻R的电荷量之比为1：1
C．金属棒ab在x＝0.5m处和x＝1.5m处受到的安培力大小之比为1：2
D．在金属棒ab从虚线P运动到虚线Q的过程和从虚线Q运动到x＝2.0m处的过程中，电阻R消耗的电能之比为2：1
8．一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（ ）
A．此单摆的固有周期约为0.5s
B．此单摆的摆长约为1m
C．若摆长增大，单摆的固有频率增大
D．若把该单摆移到月球上，则在月球上该单摆的共振曲线的峰与地球上相比，没有变化
二．多选题（共4小题，每题4分，共16分）
9．在篮球场某同学伸出双手迎接传来的篮球，接球时，两手随球迅速收缩至胸前。该同学这样做的目的是（ ）
A．延长球对手的作用力时间
B．减小球的动量变化量
C．减小球对手的冲量
D．减小球对手的作用力
10．关于核反应、核能，下列说法中正确的是（ ）
A．原子弹是利用轻核的聚变制成的，它利用氢弹引发热核反应
B．从Th到Pb共发生了6次α衰变，4次β衰变
C．氢原子由低能级向高能级跃迁时，吸收光子的能量可以稍大于两能级间能量差
D．铅原子核Pb的结合能大于铯原子核Cs的结合能
11．一简谐横波在t＝0时的波形如图所示，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y＝4sin5πt（cm），下列说法正确的是（ ）
A．该波的振幅为8cm
B．该波沿x轴正方向传播
C．该波的波速为10m/s
D．质点P在一个周期内沿x轴正方向迁移了4m
12．如图所示，在真空环境中有一足够长的绝缘、粗糙、水平传送带，其上放置带正电的甲物体，且甲物体的电荷量始终保持不变，整个传送带所在区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场。假如由静止开始让传送带做匀加速运动，发现刚开始甲物体与传送带保持相对静止，则下列说法正确的是（ ）
A．甲物体开始阶段所受摩擦力均匀增大
B．经过一段时间后甲物体的加速度会逐渐减小
C．甲物体有可能离开传送带做曲线运动
D．甲物体最终会沿传送带做匀速直线运动
四．解答题（共5小题，共60分）
13．为了探究电磁感应现象，如图所示为“探究产生感应电流的条件的实验装置”。（12分）
（1）如图1所示，下列操作中，电流表的指针不发生偏转的是 ；
A．将条形磁铁放在线圈中不动
B．将条形磁铁插入线圈
C．将条形磁铁从线圈中拔出
D．将条形磁铁从图示位置向左移动
（2）某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图2所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知：
（a）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，灵敏电流计的指针 （填“左偏”、“不动”、“右偏”）；
（b）将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针 （填“左偏”、“不动”、“右偏”）。
（3）某同学在实验室按如图2所示重做电磁感应现象的实验，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其可能的原因 。
A．开关接线柱断路
B．电流表的正负极接错
C．线圈B的接头接反
D．蓄电池的正负极接反
14．老师带着几名学生进行野外考察．登上一山峰后，他们想粗略测出山顶处的重力加速度．于是他们用细线拴好石块P系在树干上做成一个简易单摆，如图1所示．然后用随身携带的钢卷尺、秒表进行相应的测量．同学们首先测出摆长L，然后将石块拉开一个小角度由静止释放，使石块在竖直平面内摆动．用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t．（12分）
（1）利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g＝ ；
（2）若某次用秒表测量若干次全振动所用的时间如图2所示，则所时间为t＝ s；
（3）若同学们在某次测量中，振动周期测量正确，但测量摆长时从悬点一直量到石块下端，所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）．
15．如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A、B两部分；初始时，A、B的体积均为V，压强均等于大气压p0，隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为。求A的体积和B的压强。（10分）
16．一列简谐横波在均匀介质中传播，如图所示．已知A、B两点皆在x轴上，两者相距s＝15m；图甲表示质点A的振动图像，图乙表示t＝0时刻的波的图像，此刻A点刚开始振动，求：（12分）
（1）该简谐横波的传播速度及传播方向；
（2）t＝20s时质点B运动的路程。
17．如图所示，直角坐标系xO2y位于竖直平面内，在x＞0，y＞0的区域存在竖直方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。将一个半径R的四分之一的光滑绝缘圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，O1是轨道的圆心，A点与O1等高，轨道末端水平，O2C＝R。将一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从A点静止释放，离开C点后进入到xO2y区域，在xO2y区域恰好做匀速圆周运动，重力加速度为g。求：（14分）
（1）匀强电场的电场强度大小和方向；
（2）小球在xO2y区域做匀速圆周运动的半径；
（3）若在x轴上放置一个长度为2R的收集板MN，O2M＝2.2R。小球可以从圆弧轨道上的AB之间的任何位置静止释放，∠AO1B＝30°，若带电小球打在收集板之后就被立即拿走且不会改变原电场的分布，则收集板上有小球打到的区域长度Δx。
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1-5：ACBCC 6-8:DDB
二．多选题（共4小题）
9：AD。
10：BD。
11：BC。
12：BD。
13：（1）A；（2）右偏；右偏；（3）A。
14：①；②99.8；③偏大
15解：对B部分气体根据玻意耳定律有
解得
pB＝2p0
对A部分气体分析，根据玻意耳定律有
p0V＝pAVA
pA＝pB+0.5p0
联立解得
VA＝0.4V
答：A的体积为0.4V，B的压强为2p0。
16解：（1）由题图甲可知，此波的周期T＝0.4s
由题图乙可知，此波的波长为λ＝4m
所以v＝＝m/s＝10m/s
根据图甲可知，在t＝0时刻质点A的振动方向向上，在图乙上，由波形平移法可知此波沿x轴正方向传播。
（2）此波从图示位置传播到B点所需的时间
故质点B运动的时间为
由题图可知此波的振幅A＝0.1m
质点B每个周期运动的路程为0.4m
所以t＝20s时质点B运动的路程为
答：（1）该简谐横波的传播速度为10m/s，传播方向沿x轴正方向；
（2）t＝20s时质点B运动的路程为18.5m。
17解：（1）根据小球在xO2y区域做匀速圆周运动
Eq＝mg
解得：
电场强度方向竖直向上；
（2）设小球刚进入复合场的速度为v0，小球从A点释放到刚进入复合场，根据动能定理得：
解得：
设小球匀速圆周运动的半径为r，由
解得：
（3）若小球在AB之间的某位置静止释放，设小球进入复合场中的速度大小为v′，与x轴正方向夹角为θ，小球做匀速圆周运动的半径为
小球从进入复合场到打到收集板上，做匀速圆周运动的弦长为
d＝2r′sinθ
代入r′和B，解得
d＝2R
说明小球在AB之间的任何位置静止释放，做圆周运动的弦长不变。
小球从A点静止释放运动到C点，由动能定理有：
解得：
进入x轴的位置据O2为x1，根据平抛运动规律
因为x1＜2.2R，所以从AB之间释放的粒子都能进入xO2y区域做圆周运动
小球从B点静止释放运动到C点，由动能定理得：
进入x轴的位置据O2为x2，根据平抛运动规律得：
则收集板上有小球打到的区域长度
答：（1）匀强电场的电场强度大小为，方向竖直向上；
（2）小球在xO2y区域做匀速圆周运动的半径为；
（3）收集板上有小球打到的区域长度为。
