2023-2024学年湖北省武汉市武昌区高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年湖北省武汉市武昌区高二（下）期末物理试卷，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）如图甲是氢原子能级图，巴耳末系中有三种光是分别从n＝3、4、5能级跃迁到n＝2能级产生的。用这三种光分别照射如图乙所示的密封在真空玻璃管中的K极，若已知K极金属材料的逸出功为W0＝2.13eV，则下列说法正确的是（ ）
A．光电子从K极到A极做匀减速运动
B．上述三种光只有一种不能使K极金属发生光电效应
C．滑动变阻器滑片从右向左移动过程中，电流表示数会一直增大
D．这三种光中，从n＝5跃迁到n＝2能级产生的光照射K极时，遏止电压最小
2．（4分）某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向飞来。某时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200μs后收到反射波；隔0.8s后再发出一个脉冲，经198μs收到反射波，已知真空中光速为3×108m/s，则飞机的飞行速度为（ ）
A．340m/sB．325m/sC．375m/sD．750m/s
3．（4分）我国计划2030年前实现载人登月，该计划采用两枚长征十号运载火箭先后将“揽月”着陆器、“梦舟”飞船送至地月转移轨道a，飞船和着陆器在环月轨道b进行交会对接形成组合体，航天员进入着陆器，着陆器在轨道c的P点进行变轨进入近月轨道d，运行稳定后，再登陆月面，下列说法正确的是（ ）
A．组合体处于超重状态
B．运载火箭的发射速度一定要大于第二宇宙速度
C．着陆器运行到轨道c的P点时减速进入近月轨道d
D．飞船和着陆器都运行在轨道b上，飞船加速追上前方的着陆器后进行对接
4．（4分）常被用来研究甲状腺激素合成和分泌的碘131是一种放射性同位素，其半衰期为8天。若横坐标表示时间t，纵坐标表示碘131的质量m，下列m﹣t图像中能正确反映其衰变规律的是（ ）
A．B．
C．D．
5．（4分）如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点放有一个电荷量为q的正电荷，若要使C点的电场强度为0，则下列说法中正确的是（ ）
A．在B点和D点各放置一个电荷量为的负电荷
B．在B点和D点各放置一个电荷量为的负电荷
C．在B、D点分别放置等量异种电荷，电荷量大小为
D．在B、D点分别放置等量异种电荷，电荷量大小为
6．（4分）介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源S1和S2，二者做简谐运动的步调一致且周期均为0.4s。P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与S1平衡位置的距离为3m，与S2平衡位置的距离为9m，若由S1和S2发出的简谐波的波长为2m，下列说法中正确的是（ ）
A．两波的波速均为20m/s
B．两波在P点引起的振动总是相互减弱的
C．当S1恰好在平衡位置向上运动时，点P向下运动
D．当S2恰好在平衡位置向上运动时，点P向上运动
7．（4分）如图所示，一棱镜的横截面是顶角为120°的等腰三角形ABC，一束单色光平行于底边BC从AB边上的D点射入棱镜，在底边BC上经一次反射后，从AC边上的E点射出，若已知棱镜的折射率为，下列说法正确的是（ ）
A．从E点射出的光线与底边BC不一定平行
B．光从棱镜进入空气时的临界角为60°
C．有部分光线从BC边射出
D．BD＝AE
（多选）8．（4分）我国某品牌手机实现40W无线闪充，最快56分钟可充满等效4000mAh电池电量，能实现“充电5分钟，通话1小时”。已知，无线充电座内的发射线圈的输入电压为220V时，该手机内的接收线圈的感应电动势为9V，若不考虑线圈的电阻和充电过程中各种能量的损失，下列说法正确的是（ ）
A．无线充电的原理是互感现象
B．发射线圈和接收线圈内的电流频率相同
C．发射线圈和接收线圈的匝数比为9：220
D．无线闪充时，接收线圈中电流最大值为4.4A
（多选）9．（4分）如图所示，矩形区域ABCD的空间中存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，点O为AD边的中点。一带电粒子由O点沿平行于上下边界的方向射入磁场中，然后从C点射出。若保持所有条件不变，在磁场区域再加上一电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后沿直线运动射出场区，已知AD＝2a，，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．电场方向为平行于左右边界向下
B．电场方向为平行于左右边界向上
C．则该粒子的比荷为
D．则该粒子的比荷为
（多选）10．（4分）如图甲所示，t＝0时刻，一质量为m的木板在水平推力F的作用下，由静止开始沿水平地面向右运动。在t＝3t0时刻，一质量为0.5m的小物块以一定速度从右端滑上木板。在t＝4t0时刻，小物块仍在木板上且与木板的速度相同。这段时间内，木板的速度v随时间t变化的图线如图乙所示，μ表示木板与地面间的动摩擦因数，g表示重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．水平推力F＝1.5μmg
B．小物块和木板间动摩擦因数为2μ
C．小物块从右端滑上木板的初速度大小为μgt0
D．3t0到4t0时间内，木板和小物块组成的系统动量守恒
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（8分）某同学用如图实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素：
（1）如图甲所示，已知电流从电流计的正接线柱流入时，指针向右偏转。则当图中磁体快速向下运动时，可观察到电流计指针 （选填“不”、“向左”或“向右”）偏转。
（2）用如图乙所示的实物电路探究影响感应电流方向的因素，请先将图乙的实物连线补充完整。在闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至最 （选填“左”或“右”）端。
（3）若图乙实物电路连接正确，开关闭合瞬间，电流计的指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，可观察到电流计指针 （选填“不”、“向左”或“向右”）偏转。
12．（8分）某实验小组用如图甲所示装置探究弹簧的弹性势能与形变量的关系，步骤如下：
①按图示安装仪器，标记滑片左侧恰好接触弹簧时的位置；
②推滑片，压缩弹簧，记录下弹簧的形变量x，然后无初速释放滑片；
③滑片被弹簧推开后，记录挡光片通过光电门的时间t；
④重复步骤②③，在表格中记录多组x和t的数据。
（1）根据表格中的数据，在图乙中补齐未画出的数据点并绘出图线。
（2）根据机械能守恒定律，释放滑块后，弹簧的弹性势能转化为 ，因此弹簧的弹性势能E弹∝ （用t表示），作出图像如图乙所示，则E弹∝ （用x表示），即弹簧的弹性势能与形变量的关系。
13．（12分）如图甲所示，平直木板与固定在水平地面上的铰链相连，内壁光滑的气缸固定在木板上，厚度不计的活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸内。在竖直平面内缓慢地转动木板，木板与水平地面之间的夹角用θ表示，则气体的压强p与sinθ的关系图线如图乙所示，图乙中p0为已知量。
（1）已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量；
（2）当θ＝30°，活塞与气缸底部的距离为d时，气缸内的气体温度为T1；当θ＝53°，活塞与气缸底部的距离为0.5d时，气缸内的气体温度为T2，求T1：T2。
14．（12分）如图所示，小物块A沿水平地面运动与静止在P点处的小物块B发生弹性碰撞，B沿水平面运动到Q点后进入竖直平面的光滑半圆轨道，经轨道的最高点M点抛出，又恰好落回到P点。已知，A的质量是B的3倍；P点到M点的水平间距为x＝0.4m；B与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.125；半圆轨道的半径为R＝0.1m；重力加速度的大小取g＝10m/s2。求：
（1）小物块B从M点抛出时的速度大小；
（2）A与B碰撞后，A和B的速度分别为多少。
15．（20分）如图所示，宽为L＝1m的“”型平行金属导轨PQP′Q′固定在水平绝缘桌面上，水平段光滑，处于磁感应强度为B1＝1T的竖直向上的匀强磁场中；倾角为θ＝30°的倾斜段粗糙，处于磁感应强度为B2＝2T的垂直斜面向下的匀强磁场中。在水平段导轨的左端接入电容为C＝0.5F的电容器和单刀双掷开关S；金属棒AB通过绝缘细线跨过光滑轻滑轮与边长为d＝0.5m的正方形金属线框相连，线框的正下方空间有一垂直于纸面向里的匀强磁场B3，磁场上边界与线框下边缘距离为d。开关S接通前，电容器不带电；一阻值为R＝0.5Ω的金属棒CD恰好能水平静止在倾斜段导轨上；在外力作用下AB垂直于水平段导轨静止，线框也静止不动，现将S置于位置1，然后释放AB。当线框下边缘恰好进入磁场B3瞬间，断开S。待线框上边缘恰好进入磁场瞬间，将S置于位置2，此时CD恰好能沿导轨开始向上运动。已知金属棒AB、CD和线框的质量均为m＝1kg；AB及导轨的电阻均不计，导轨足够长且与金属棒接触良好，金属棒和线框运动过程中均不翻转，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度的大小取g＝10m/s2，求：
（1）S置于位置2瞬间，金属棒AB的速度大小；
（2）在线框进入磁场的过程中，线框上产生的焦耳热为多少；
（3）当AB的加速度是CD的加速度的2倍时，CD的热功率为多少？
2023-2024学年湖北省武汉市武昌区高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．（4分）如图甲是氢原子能级图，巴耳末系中有三种光是分别从n＝3、4、5能级跃迁到n＝2能级产生的。用这三种光分别照射如图乙所示的密封在真空玻璃管中的K极，若已知K极金属材料的逸出功为W0＝2.13eV，则下列说法正确的是（ ）
A．光电子从K极到A极做匀减速运动
B．上述三种光只有一种不能使K极金属发生光电效应
C．滑动变阻器滑片从右向左移动过程中，电流表示数会一直增大
D．这三种光中，从n＝5跃迁到n＝2能级产生的光照射K极时，遏止电压最小
【答案】B
【点评】本题主要考查了光电效应的相关应用，熟悉电路构造的分析，掌握光电效应的产生条件，结合光电效应方程即可完成分析。
2．（4分）某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向飞来。某时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200μs后收到反射波；隔0.8s后再发出一个脉冲，经198μs收到反射波，已知真空中光速为3×108m/s，则飞机的飞行速度为（ ）
A．340m/sB．325m/sC．375m/sD．750m/s
【答案】C
【点评】本题解题关键掌握分析飞行速度的计算方法 。
3．（4分）我国计划2030年前实现载人登月，该计划采用两枚长征十号运载火箭先后将“揽月”着陆器、“梦舟”飞船送至地月转移轨道a，飞船和着陆器在环月轨道b进行交会对接形成组合体，航天员进入着陆器，着陆器在轨道c的P点进行变轨进入近月轨道d，运行稳定后，再登陆月面，下列说法正确的是（ ）
A．组合体处于超重状态
B．运载火箭的发射速度一定要大于第二宇宙速度
C．着陆器运行到轨道c的P点时减速进入近月轨道d
D．飞船和着陆器都运行在轨道b上，飞船加速追上前方的着陆器后进行对接
【答案】C
【点评】本题考查学生对基本物理概念的掌握，比如失重、第一第二宇宙速度等，比较基础。
4．（4分）常被用来研究甲状腺激素合成和分泌的碘131是一种放射性同位素，其半衰期为8天。若横坐标表示时间t，纵坐标表示碘131的质量m，下列m﹣t图像中能正确反映其衰变规律的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【点评】本题主要考查了半衰期的相关应用，理解半衰期的概念和对应的计算公式即可完成分析。
5．（4分）如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点放有一个电荷量为q的正电荷，若要使C点的电场强度为0，则下列说法中正确的是（ ）
A．在B点和D点各放置一个电荷量为的负电荷
B．在B点和D点各放置一个电荷量为的负电荷
C．在B、D点分别放置等量异种电荷，电荷量大小为
D．在B、D点分别放置等量异种电荷，电荷量大小为
【答案】A
【点评】掌握点电荷的场强公式和场强的叠加原理是解题的基础。
6．（4分）介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源S1和S2，二者做简谐运动的步调一致且周期均为0.4s。P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与S1平衡位置的距离为3m，与S2平衡位置的距离为9m，若由S1和S2发出的简谐波的波长为2m，下列说法中正确的是（ ）
A．两波的波速均为20m/s
B．两波在P点引起的振动总是相互减弱的
C．当S1恰好在平衡位置向上运动时，点P向下运动
D．当S2恰好在平衡位置向上运动时，点P向上运动
【答案】C
【点评】本题主要考查了简谐横波的相关应用，熟悉公式λ＝vT的应用，结合波的叠加特点即可完成分析。
7．（4分）如图所示，一棱镜的横截面是顶角为120°的等腰三角形ABC，一束单色光平行于底边BC从AB边上的D点射入棱镜，在底边BC上经一次反射后，从AC边上的E点射出，若已知棱镜的折射率为，下列说法正确的是（ ）
A．从E点射出的光线与底边BC不一定平行
B．光从棱镜进入空气时的临界角为60°
C．有部分光线从BC边射出
D．BD＝AE
【答案】D
【点评】本题主要考查了光的折射问题，熟悉光的传播特点，结合折射定律和几何关系即可完成分析。
（多选）8．（4分）我国某品牌手机实现40W无线闪充，最快56分钟可充满等效4000mAh电池电量，能实现“充电5分钟，通话1小时”。已知，无线充电座内的发射线圈的输入电压为220V时，该手机内的接收线圈的感应电动势为9V，若不考虑线圈的电阻和充电过程中各种能量的损失，下列说法正确的是（ ）
A．无线充电的原理是互感现象
B．发射线圈和接收线圈内的电流频率相同
C．发射线圈和接收线圈的匝数比为9：220
D．无线闪充时，接收线圈中电流最大值为4.4A
【答案】AB
【点评】本题主要考查了变压器，明确线变压器原副线圈两端的电压与线圈的匝数成正比。
（多选）9．（4分）如图所示，矩形区域ABCD的空间中存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，点O为AD边的中点。一带电粒子由O点沿平行于上下边界的方向射入磁场中，然后从C点射出。若保持所有条件不变，在磁场区域再加上一电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后沿直线运动射出场区，已知AD＝2a，，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．电场方向为平行于左右边界向下
B．电场方向为平行于左右边界向上
C．则该粒子的比荷为
D．则该粒子的比荷为
【答案】AC
【点评】本题考查了带电粒子在磁场中做匀速圆周运动、在叠加场中做直线运动的两个过程。根据题意分析清楚粒子运动过程、求出粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律与平衡条件可以解题。
（多选）10．（4分）如图甲所示，t＝0时刻，一质量为m的木板在水平推力F的作用下，由静止开始沿水平地面向右运动。在t＝3t0时刻，一质量为0.5m的小物块以一定速度从右端滑上木板。在t＝4t0时刻，小物块仍在木板上且与木板的速度相同。这段时间内，木板的速度v随时间t变化的图线如图乙所示，μ表示木板与地面间的动摩擦因数，g表示重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．水平推力F＝1.5μmg
B．小物块和木板间动摩擦因数为2μ
C．小物块从右端滑上木板的初速度大小为μgt0
D．3t0到4t0时间内，木板和小物块组成的系统动量守恒
【答案】ABD
【点评】本题为牛顿第二定律应用的板块模型。对于板块模型的分析判断要抓住两个方面：一、相对静止与相对运动的判断；二、是否存在共速的判断。运动过程复杂时可用v﹣t图像辅助分析。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（8分）某同学用如图实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素：
（1）如图甲所示，已知电流从电流计的正接线柱流入时，指针向右偏转。则当图中磁体快速向下运动时，可观察到电流计指针 向右 （选填“不”、“向左”或“向右”）偏转。
（2）用如图乙所示的实物电路探究影响感应电流方向的因素，请先将图乙的实物连线补充完整。在闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至最 左 （选填“左”或“右”）端。
（3）若图乙实物电路连接正确，开关闭合瞬间，电流计的指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，可观察到电流计指针 向右 （选填“不”、“向左”或“向右”）偏转。
【答案】（1）向右；（2）； ①图见解析；②左；（3）向右
【点评】本题考查了对电磁感应现象的理解，其中掌握电磁感应与电流产生、电流方向的关系为解决本题的关键。
12．（8分）某实验小组用如图甲所示装置探究弹簧的弹性势能与形变量的关系，步骤如下：
①按图示安装仪器，标记滑片左侧恰好接触弹簧时的位置；
②推滑片，压缩弹簧，记录下弹簧的形变量x，然后无初速释放滑片；
③滑片被弹簧推开后，记录挡光片通过光电门的时间t；
④重复步骤②③，在表格中记录多组x和t的数据。
（1）根据表格中的数据，在图乙中补齐未画出的数据点并绘出图线。
（2）根据机械能守恒定律，释放滑块后，弹簧的弹性势能转化为 滑块的动能 ，因此弹簧的弹性势能E弹∝ （用t表示），作出图像如图乙所示，则E弹∝ x2 （用x表示），即弹簧的弹性势能与形变量的关系。
【答案】（ 1 ）见解析；（ 2 ）滑块的动能；；x2。
【点评】本题考查了利用气垫导轨探究弹簧的弹性势能与形变量的关系的实验，掌握实验数据的处理方法是解题的关键。
13．（12分）如图甲所示，平直木板与固定在水平地面上的铰链相连，内壁光滑的气缸固定在木板上，厚度不计的活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸内。在竖直平面内缓慢地转动木板，木板与水平地面之间的夹角用θ表示，则气体的压强p与sinθ的关系图线如图乙所示，图乙中p0为已知量。
（1）已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量；
（2）当θ＝30°，活塞与气缸底部的距离为d时，气缸内的气体温度为T1；当θ＝53°，活塞与气缸底部的距离为0.5d时，气缸内的气体温度为T2，求T1：T2。
【答案】（1）已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，活塞的质量为；
（2）当θ＝30°，活塞与气缸底部的距离为d时，气缸内的气体温度为T1；当θ＝53°，活塞与气缸底部的距离为0.5d时，气缸内的气体温度为T2，T1：T2为20：13。
【点评】本题主要考查了一定质量的理想气体状态方程，解题的关键点是分析出气体变化前后的状态参量，结合理想气体状态方程即可完成分析。
14．（12分）如图所示，小物块A沿水平地面运动与静止在P点处的小物块B发生弹性碰撞，B沿水平面运动到Q点后进入竖直平面的光滑半圆轨道，经轨道的最高点M点抛出，又恰好落回到P点。已知，A的质量是B的3倍；P点到M点的水平间距为x＝0.4m；B与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.125；半圆轨道的半径为R＝0.1m；重力加速度的大小取g＝10m/s2。求：
（1）小物块B从M点抛出时的速度大小；
（2）A与B碰撞后，A和B的速度分别为多少。
【答案】（ 1 ）小物块B从M点抛出时的速度大小为2m/s；
（2）A与B碰撞后，A和B的速度分别为1m/s，3m/s。
【点评】本题是一道力学综合题，物块运动过程复杂，分析清楚物块的运动过程是正确解题的前提与关键，分析清楚物体运动过程后，应用、动量守恒定律、动能定理与平抛运动规律即可正确解题。
15．（20分）如图所示，宽为L＝1m的“”型平行金属导轨PQP′Q′固定在水平绝缘桌面上，水平段光滑，处于磁感应强度为B1＝1T的竖直向上的匀强磁场中；倾角为θ＝30°的倾斜段粗糙，处于磁感应强度为B2＝2T的垂直斜面向下的匀强磁场中。在水平段导轨的左端接入电容为C＝0.5F的电容器和单刀双掷开关S；金属棒AB通过绝缘细线跨过光滑轻滑轮与边长为d＝0.5m的正方形金属线框相连，线框的正下方空间有一垂直于纸面向里的匀强磁场B3，磁场上边界与线框下边缘距离为d。开关S接通前，电容器不带电；一阻值为R＝0.5Ω的金属棒CD恰好能水平静止在倾斜段导轨上；在外力作用下AB垂直于水平段导轨静止，线框也静止不动，现将S置于位置1，然后释放AB。当线框下边缘恰好进入磁场B3瞬间，断开S。待线框上边缘恰好进入磁场瞬间，将S置于位置2，此时CD恰好能沿导轨开始向上运动。已知金属棒AB、CD和线框的质量均为m＝1kg；AB及导轨的电阻均不计，导轨足够长且与金属棒接触良好，金属棒和线框运动过程中均不翻转，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度的大小取g＝10m/s2，求：
（1）S置于位置2瞬间，金属棒AB的速度大小；
（2）在线框进入磁场的过程中，线框上产生的焦耳热为多少；
（3）当AB的加速度是CD的加速度的2倍时，CD的热功率为多少？
【答案】（ 1 ）S置于位置2瞬间，金属棒AB的速度大小为2.5m/s；
（2）在线框进入磁场的过程中，线框上产生的焦耳热为2.75J；
（3）当AB的加速度是CD的加速度的2倍时，CD的热功率为W。
【点评】本题是导轨问题，关键是熟练运用切割公式、欧姆定律公式和安培力公式，同时要注意求解电热时用功能关系列式分析。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/1/6 20:16:25；用户：秦子政；邮箱：13669037329；学号：41037197序号
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答案
B
C
C
B
A
C
D
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1.5
4
6.36
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2.0
5
5.18
193
2.5
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