北京市西城區(qū)北京市第四中學(xué)2024屆高二物理第二學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測試試題含解析

北京市西城區(qū)北京市第四中學(xué)2024屆高二物理第二學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測試試題注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目選項(xiàng)的答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、某氣體的摩爾質(zhì)量是M，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的摩爾體積為V，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列敘述中正確的是（）A．該氣體每個(gè)分子的質(zhì)量為M/NAB．該氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)為V/NAC．該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為MNA/VD．在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每個(gè)氣體分子的體積為V/NA2、如圖所示，兩相鄰的寬均為20cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向分別垂直紙面向里和垂直紙面向外，一位于紙面內(nèi)、邊長為10cm的正方形導(dǎo)線框以垂直于磁場邊界的恒定速度v=10cm/s通過磁場區(qū)域，在運(yùn)動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻t=0，規(guī)定線框中電流逆時(shí)針方向?yàn)檎较颍畡t下列繪出的表示線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化規(guī)律正確的是（）A． B． C． D．3、根據(jù)有關(guān)放射性知識可知，下列說法正確的是（）A．某原子經(jīng)過一次α衰變和兩次β衰變后，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變B．放射性元素與別的元素形成化合物后就不具有放射性C．β射線是原子的核外電子電離后形成的電子流D．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最弱，電離能力最強(qiáng)4、一炮彈質(zhì)量為m，以一定的傾角斜向上發(fā)射，達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v，方向水平．炮彈在最高點(diǎn)爆炸成兩塊，其中一塊恰好做自由落體運(yùn)動，質(zhì)量為，則爆炸后另一塊瞬時(shí)速度大小為()A．vB．C．D．05、如圖所示為研究某種帶電粒子的裝置示意圖，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直線射到熒光屏上的O點(diǎn)，出現(xiàn)一個(gè)光斑．在垂直于紙面向里的方向上加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場后，粒子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿半徑為r的圓弧運(yùn)動，打在熒光屏上的P點(diǎn)，然后在磁場區(qū)域再加一豎直向下，場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場，光斑從P點(diǎn)又回到O點(diǎn)，關(guān)于該粒子（不計(jì)重力），下列說法正確的是A．粒子帶負(fù)電B．初速度為C．比荷為D．比荷為6、將兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b用細(xì)線相連后，再用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，如圖所示．用力F拉小球b，使兩個(gè)小球都處于靜止?fàn)罾睿壹?xì)線Oa與豎直方向的夾角保持，則F的最小值為（）A． B．mg C． D．二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、有關(guān)下列四幅圖的說法正確的是（）A．甲圖中，球m1以速度v碰撞靜止球m2，若兩球質(zhì)量相等，碰后m2的速度一定為vB．乙圖中，在光顏色保持不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大C．丙圖中，射線甲由β粒子組成，射線乙為γ射線，射線丙由α粒子組成D．丁圖中，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核裂變8、關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是（）A．大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性B．光在傳播時(shí)是波，而與物質(zhì)相互作用時(shí)就轉(zhuǎn)變成粒子C．高頻光是粒子，低頻光是波D．波粒二象性是光的根本屬性，有時(shí)它的波動性顯著，有時(shí)它的粒子性顯著9、振動周期為T，振幅為A，位于x=0點(diǎn)的被波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡諧運(yùn)動，該波源產(chǎn)生的一維簡諧橫波沿x軸正向傳播，波速為v，傳播過程中無能量損失，一段時(shí)間后，該振動傳播至某質(zhì)點(diǎn)P，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P振動的說法正確的是（）A．振幅一定為AB．周期一定為TC．速度的最大值一定為vD．開始振動的方向沿y軸向上或向下取決于他離波源的距離E.若P點(diǎn)與波源距離s=vT，則質(zhì)點(diǎn)P的位移與波源的相同10、一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的A→B→C→A三個(gè)變化過程，其中TA＝200K，在C→A的過程中氣體對外做功100J，同時(shí)吸熱250J，已知?dú)怏w的內(nèi)能與溫度成正比。下列說法正確的是（）A．在C狀態(tài)時(shí)溫度TC＝100K且內(nèi)能為150JB．在C→A的過程中，氣體內(nèi)能增加了350JC．在A→B的過程中，氣體吸收熱量為150JD．在B→C的過程中，氣體放熱150J三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）如圖，在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為：①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃.（1）②、③、④三個(gè)光學(xué)元件依次為_________；（填正確答案的標(biāo)號）A．濾光片、單縫、雙縫B．單縫、濾光片、雙縫C．單縫、雙縫、濾光片D．濾光片、雙縫、單縫（2）如果實(shí)驗(yàn)時(shí)將紅光濾光片換為綠光濾光片，則相鄰亮紋（暗紋）間的距離_________；（填“變大”或“變小”）（3）某次測量時(shí)，選用的雙縫的間距為0.300mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm，則所測單色光的波長為_________nm（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）·12．（12分）在用單擺測量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示，細(xì)線的上端固定在鐵架臺上，下端系一個(gè)小鋼球，做成一個(gè)單擺．①實(shí)驗(yàn)過程有兩組同學(xué)分別用了圖(b)(c)的兩種不同方式懸掛小鋼球，你認(rèn)為

______

(選填“b”或“c”)懸掛方式較好．②某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測得的小球直徑為d，測定了擺線的長度為l，用秒表記錄小球完成n次全振動的總時(shí)間為t，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊谋硎臼綖間=

______

(用d、l、n、t表示)

③圖(d)是某組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的T2?L圖線，其中L是擺長，現(xiàn)已測出圖中直線斜率為k，則可得出當(dāng)?shù)刂亓铀俣缺磉_(dá)式g=______

．

④實(shí)驗(yàn)中有個(gè)同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測得重力加速度的值偏大，其原因可能是

______

A．測擺線長時(shí)擺線拉得過緊

B．單擺所用擺球質(zhì)量太大

C．?dāng)[線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了

D．把n次全振動時(shí)間誤當(dāng)成(n+1)次全振動時(shí)間四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為，現(xiàn)外接一只電阻為的燈泡，如圖乙所示則：(1)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式，電壓表的示數(shù)為多大？(2)發(fā)電機(jī)線圈每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為多少？(3)若發(fā)電機(jī)線圈的匝數(shù)匝，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，那么，線圈面積為多大？14．（16分）如圖所示,三個(gè)小木塊A、B、C靜止在足夠長的光滑水平軌道上,質(zhì)量分別為mA=0.1kg,mB=0.1kg,mC=0.3kg,其中B與C用一個(gè)輕彈簧固定連接,開始時(shí)整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài);A和B之間有少許塑膠炸藥(質(zhì)量不計(jì)),現(xiàn)引爆塑膠炸藥,若炸藥爆炸產(chǎn)生的能量有轉(zhuǎn)化為A和B沿軌道方向的動能．（1）分別求爆炸后瞬間A、B的速度大小;（2）求彈簧彈性勢能的最大值;（3）分別求彈簧恢復(fù)到原長時(shí)B、C的速度大?。?5．（12分）有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)．已知量子數(shù)為n的能級為，氫原子基態(tài)的電子軌道半徑為r，靜電力常量為k，電子的電荷量為e，普朗克常量為h，真空中的光速為c．（1）求這群原子發(fā)出光譜線的條數(shù)，并畫出原子躍遷能級示意圖；（2）求這群原子躍遷發(fā)出的光子中，頻率最大的光子波長；（3）假設(shè)電子在基態(tài)軌道上做勻速圓周運(yùn)動，求電子的動能．

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解題分析】

A.每個(gè)氣體分子的質(zhì)量為摩爾質(zhì)量與阿伏伽德羅常數(shù)的比值，即，A正確；B.分子數(shù)密度等于物質(zhì)的量乘以阿伏伽德羅常數(shù)再除以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的體積V，即，B錯誤．C.摩爾質(zhì)量除以摩爾體積等于密度，該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為，C錯誤．D.由于分子間距的存在，每個(gè)氣體分子的體積遠(yuǎn)小于，D錯誤．2、C【解題分析】

根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向．由感應(yīng)電動勢公式和歐姆定律分別研究各段感應(yīng)電流的大小，再選擇圖象．【題目詳解】由于線圈勻速進(jìn)入磁場，根據(jù)楞次定律可知，線框中感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，產(chǎn)生的電動勢恒定，故感應(yīng)電流恒定，故D錯誤；完全進(jìn)入磁場且沒跨過兩磁場分界線的時(shí)候，磁通量不變，故電路中沒有感應(yīng)電流，故B錯誤；當(dāng)線圈通過磁場分界線時(shí)，兩個(gè)邊都切割磁感線，相當(dāng)于兩個(gè)電源正串，感應(yīng)電流是線圈進(jìn)出磁場時(shí)的兩倍，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；當(dāng)線圈完全進(jìn)入右邊磁場時(shí)，感應(yīng)電流為零；線圈從右邊磁場出離時(shí)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流，大小應(yīng)該與開始剛進(jìn)入左邊磁場時(shí)電流相同，故C正確，A錯誤；故選C．【題目點(diǎn)撥】本題分過程分別研究感應(yīng)電流大小和方向，是電磁感應(yīng)中常見的圖象問題．關(guān)鍵掌握電磁感應(yīng)的基本規(guī)律：E=BLv、右手定則等等，并能正確運(yùn)用．3、A【解題分析】

A.某原子經(jīng)過一次α衰變核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減小2，發(fā)生一次β衰變后，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)增加1，則原子經(jīng)過一次α衰變和兩次β衰變后，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變，選項(xiàng)A正確；B.放射性元素的放射性與元素所處的化合狀態(tài)無關(guān)，選項(xiàng)B錯誤；C.β射線是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的負(fù)電子后形成的電子流，選項(xiàng)C錯誤；D.在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，選項(xiàng)D錯誤.4、C【解題分析】爆炸過程系統(tǒng)動量守恒，爆炸前動量為mv，設(shè)爆炸后另一塊瞬時(shí)速度大小為v′，取炮彈到最高點(diǎn)未爆炸前的速度方向?yàn)檎较?，爆炸過程動量守恒，則有：mv=m?v′，解得：v′=v；

故選C．點(diǎn)睛：對于爆炸、碰撞等過程，系統(tǒng)所受的外力不為零，但內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)的動量近似守恒，這類問題往往運(yùn)用動量守恒和能量守恒兩大守恒定律結(jié)合進(jìn)行求解．5、D【解題分析】

垂直于紙面向里的方向上加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場后，粒子束打在熒光屏上的P點(diǎn)，根據(jù)左手定則可知，粒子帶正電，選項(xiàng)A錯誤；當(dāng)電場和磁場同時(shí)存在時(shí)：,解得，選項(xiàng)B錯誤；在磁場中時(shí)，由，可得：,故選項(xiàng)D正確，C錯誤；故選D.【題目點(diǎn)撥】本題主要是考查帶電粒子在復(fù)合場的運(yùn)動，解答本題要能夠根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件分析洛倫茲力和電場力的大小關(guān)系；在復(fù)合場中做勻速直線運(yùn)動粒子，在解題時(shí)要注意過程分析和受力分析．6、B【解題分析】

以兩個(gè)小球組成的整體為研究對象，分析受力，作出F在三個(gè)方向時(shí)整體的受力圖，如圖所示：根據(jù)平衡條件得知：F與T的合力與重力mg總是大小相等、方向相反，由力的合成圖可知，當(dāng)F與繩子Oa垂直時(shí)，F(xiàn)有最小值，即圖中2位置，根據(jù)平衡條件得：故選B．二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解題分析】A.甲圖中，兩球碰撞過程動量守恒，碰撞過程機(jī)械能不增加，如果兩球質(zhì)量相等，則碰撞后m2的速度不大于v，但不一定等于v，故A錯誤；B.乙圖中，圖中光的顏色保持不變的情況下，光照越強(qiáng)，光電子數(shù)目越多，則飽和光電流越大，故B正確；C.丙圖中，由左手定則可知，甲帶正電，則甲射線由α粒子組成，乙不帶電，射線乙是γ射線，丙射線粒子帶負(fù)電，則丙射線由β粒子組成，故C錯誤；D.圖丁中鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核裂變，故D正確；故選BD點(diǎn)睛：由動量守恒定律結(jié)合彈性碰撞與非彈性碰撞分析A選項(xiàng)；光的顏色保持不變的情況下，光照越強(qiáng)，光電子數(shù)目越多，則飽和光電流越大；由左手定則判斷出粒子的電性，然后答題；重核變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核的核反應(yīng)是重核裂變．8、AD【解題分析】

ABD．光同時(shí)具備波的性質(zhì)和粒子的性質(zhì)，大量光子表現(xiàn)出波動性，個(gè)別光子表現(xiàn)為粒子性，故AD正確B錯；C．波長越大、頻率越小波動性越明顯，而不是說其是波，故C錯；9、ABE【解題分析】

ABD．在波傳播過程中，各振動質(zhì)點(diǎn)的振動周期、振幅、起振方向都和波源質(zhì)點(diǎn)相同，故AB正確，D錯誤；C．質(zhì)點(diǎn)的振動速度大小跟波速無關(guān)，故C錯誤；E．根據(jù)s=vT可知s等于一個(gè)波長，即P點(diǎn)與波源質(zhì)點(diǎn)相位相同，振動情況總相同，位移總相同，故E正確。故選ABE．【點(diǎn)評】本題考查了波動和振動的區(qū)別和聯(lián)系，質(zhì)點(diǎn)振動的速度是呈周期性變化的．10、AD【解題分析】

AB.由圖可得，氣體在狀態(tài)A時(shí)pA＝p，VA＝2V，TA＝200K,狀態(tài)B時(shí)pB＝2p，VB＝V，TB＝200K,狀態(tài)C時(shí)pC＝p，VC＝V，TC＝100K,C→A過程△UCA＝UA-UC＝QCA+WCA＝150J,由U＝KT，TA＝2TC得UA＝2UC,得UA＝300J，UC＝150J，故A正確；B錯誤；C.由WCA＝-pV＝-100J，WAB＜32pV=150J，△UAB＝QAB+WAB＝0，得QAB＜150J，故C錯誤；D.UB＝UA＝300J，且△UBC＝UC-UB＝QBC+WBC＝-150J，QBC＝-150J，故D正確。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、AB630【解題分析】

(1)[1]為獲取單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫，故A正確．(2)[2]根據(jù)λ知增大光屏到雙縫的距離L或者減小雙縫間距d，可以使條紋間距增大；當(dāng)將紅光濾光片換為綠光濾光片，即波長減小，則相鄰亮紋（暗紋）間的距離變小.(3)[3]根據(jù)：得：12、①c；②；③；④AD【解題分析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，運(yùn)用b懸掛方式，單擺在擺動的過程中，擺長在變化，對測量有影響，c懸掛方式，擺長不變．知c懸掛方式較好．因?yàn)樵跀[球在平衡位置時(shí)速度最大，在平衡位置計(jì)時(shí)誤差較?。?2)單擺的周期為，擺長為，由單擺的周期公式得(3)根據(jù)，得：，故圖象的斜率，則.(4)A、擺線拉得過緊，使擺線長度減小了，振動周期變小，則測得重力加速度偏大，故A正確.B、單擺的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)，故對重力加速度的測量無影響，故B錯誤.C、擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了，振動周期變大，而測得的擺長偏小，則測得重力加速度偏小,故C錯誤.D、把n次全振動時(shí)間誤當(dāng)成(n+1)次全振動時(shí)間，周期的測量值偏小，故重力加速度的測量值偏大，故D正確.故選AD．【題目點(diǎn)撥】解決本題的關(guān)鍵掌握單擺的周期公式，知道T2-L圖線斜率表示的物理意義，會通過重力加速度的表達(dá)式