天津市紅橋區(qū)2023-2024學年高二下學期期末考試物理試卷（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1高二物理一、選擇題（1至5題為單選題，每題只有一個選項是符合題意的，選對得5分，錯選或不答的得0分；6至8題為多項選擇題，每題給出的四個選項中有多個選項符合題意，全部選對的得5分，選不全的得3分，有錯選或不答的得0分。）1.在物理學發(fā)展的進程中，人們通過對某些重要物理實驗的深入觀察和研究，獲得正確的理論認識。下列圖示的實驗中導致發(fā)現原子具有核式結構的是（）A. B.C. D.〖答案〗D〖解析〗A．雙縫干涉實驗說明了光具有波動性，故A錯誤；B．光電效應實驗，說明了光具有粒子性，故B錯誤；C．實驗是有關電磁波的發(fā)射與接收，與原子核無關，故C錯誤；D．盧瑟福的α粒子散射實驗導致發(fā)現了原子具有核式結構，故D正確；2.下圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物質發(fā)生衰變放出的部分粒子的經跡，氣泡室中磁感應強度方向垂直紙面向里．以下判斷可能正確的是A.a、b為粒子的經跡 B.a、b為粒子的經跡C.c、d為粒子的經跡 D.c、d為粒子的經跡〖答案〗D〖解析〗射線是不帶電的光子流，在磁場中不偏轉，故選項B錯誤．粒子為氦核帶正電，由左手定則知受到向上的洛倫茲力向上偏轉，故選項A、C錯誤；粒子是帶負電的電子流，應向下偏轉，選項D正確．故選D．3.宇宙射線進入地球大氣層與大氣作用會產生中子，中子與大氣中的氮14會產生以下核反應：，產生的能自發(fā)進行衰變，其半衰期為5730年，利用碳14的衰變規(guī)律可推斷古木的年代．下列說法正確的是（）A.發(fā)生衰變的產物是B.衰變輻射出的電子來自于碳原子的核外電子C.近年來由于地球的溫室效應，引起的半衰期發(fā)生微小變化D.若測得一古木樣品的含量為活體植物的，則該古木距今約為11460年〖答案〗D〖解析〗A．根據即發(fā)生衰變的產物是，選項A錯誤；B．衰變輻射出的電子來自于原子核內的中子轉化為質子時放出的電子，選項B錯誤；C．半衰期是核反應，與外界環(huán)境無關，選項C錯誤；D．若測得一古木樣品的含量為活體植物的，可知經過了2個半衰期，則該古木距今約為5730×2年=11460年，選項D正確。故選D。4.圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，a、b兩質點的橫坐標分別為和，圖乙為質點b從該時刻開始計時的振動圖像，下列說法正確的是（）A.質點a在時速度為零B.質點a經過4s振動的路程為4mC.此時刻質點a的速度沿方向D.該波沿方向傳播，波速為1m/s〖答案〗A〖解析〗D．由圖乙可知此時質點b沿軸正方向振動，根據波形平移法可知，該波沿方向傳播，根據圖甲和圖乙可知λ=8m，，則波速為故D錯誤；AC．由于該波沿方向傳播，可知此時質點a沿軸負方向振動，則時質點a處于波谷位置，速度為零，故A正確，C錯誤；B．由于可知質點a經過4s振動的路程為故B錯誤。故選A。5.如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進行光電效應探究，其截止頻率，保持入射光不變，則光電子到達A極時動能的最大值隨電壓U變化關系的圖像是（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗光電管所加電壓為正向電壓，則根據愛因斯坦光電效應方程可知光電子到達A極時動能的最大值可知圖像的斜率相同，均為e；截止頻率越大，則圖像在縱軸上的截距越小，因，則圖像C正確，ABD錯誤。故選C。6.一群處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷向外輻射出不同頻率的光子，則（）A.需要向外吸收能量B.共能放出6種不同頻率的光子C.向躍遷發(fā)出的光子頻率最大D.向躍遷發(fā)出的光子頻率最大〖答案〗BD〖解析〗A．高能級向低能級躍遷向外放出能量，以光子形式釋放出去，故A錯誤；B．最多能放不同頻率光子的種數為故B正確；CD．從最高能級向最低能級躍遷釋放的光子能量最大，對應的頻率最大，波長最小，則向躍遷發(fā)出的光子頻率最大，故D正確，C錯誤。故選BD。7.如圖所示，波長為和的兩種單色光射入三棱鏡，經折射后射出兩束單色光a和b，則這兩束光（）A.照射同一種金屬均有光電子逸出，光電子最大初動能B.射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距C.在水中的傳播速度D這兩束光從玻璃射向真空時，其臨界角〖答案〗BD〖解析〗A．由圖可知，光從左側射入三棱鏡后，單色光a的偏振程度較小，則三棱鏡對單色光a的折射率小于對單色光b的折射率，則單色光a的頻率小于單色光b的頻率，根據光電效應方程照射同一種金屬均有光電子逸出，則光電子最大初動能，故A錯誤；B．由于單色光a的頻率小于單色光b的頻率，單色光a的波長大于單色光b的波長，根據可知射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距，故B正確；C．根據由于水對單色光a的折射率小于對單色光b的折射率，則在水中的傳播速度，故C錯誤；D．根據全反射臨界角公式由于玻璃對單色光a的折射率小于對單色光b的折射率，則這兩束光從玻璃射向真空時，其臨界角，故D正確。故選BD。8.圖1為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，P、Q為介質中的兩個質點，圖2為質點P的振動圖像，則（）A.t=0.2s時，質點Q沿y軸負方向運動B.0～0.3s內，質點Q運動路程為0.3mC.t=0.5s時，質點Q的加速度小于質點P的加速度D.t=0.7s時，質點Q距平衡位置的距離小于質點P距平衡位置的距離〖答案〗CD〖解析〗A．由振動圖像可知T=0.4s，t=0時刻質點P向上振動，可知波沿x軸負向傳播，則t=0.2s=0.5T時，質點Q沿y軸正方向運動，選項A錯誤；B．0.3s=T，因質點Q在開始時不是從平衡位置或者最高點（或最低點）開始振動，可知0～0.3s內，質點Q運動路程不等于，選項B錯誤；C．t=0.5s=1T時，質點P到達最高點，而質點Q經過平衡位置向下運動還沒有最低點，則質點Q的加速度小于質點P的加速度，選項C正確；D．t=0.7s=1T時，質點P到達波谷位置而質點而質點Q還沒到達波峰位置，則質點Q距平衡位置的距離小于質點P距平衡位置的距離，選項D正確．二、實驗題（本題共12分）9.某小組做了“測定玻璃的折射率”實驗，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙．（1）該小組用同一套器材完成了四次實驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實驗操作正確的是___________．（2）該小組選取了操作正確的實驗記錄，在自紙上畫出光線的徑跡，以入射點O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點，再過A、B點作法線的垂線，垂足分別為C、D點，如圖所示，則玻璃的折射率n=___________．（用圖中線段的字母表示）〖答案〗（1）B（2）〖解析〗（1）[1]因玻璃的折射率較大，故在玻璃中的折射角一定小于入射角；實驗作出的入射角一定大于折射角；并且光線從玻璃中出來后，應與入射光平行A．與分析不符，故A項不符合題意；B．與分析相符，故B項符合題意；C．與分析不符，故C項不符合題意；D．與分析不符，故D項不符合題意．（2）[2]折射率為：其中：解得：10.某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}：①若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，該同學可___________；A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫方向移動C.將屏向遠離雙縫的方向移動D.使用間距更小的雙縫②某次測量時，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（結果保留3位有效數字）?！即鸢浮舰貰②630〖解析〗①[1]若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，該同學就要減小條紋間距，由可知將單縫向雙縫靠近，不能改變條紋間距；將屏向靠近雙縫的方向移動，能減小條紋間距；將屏向遠離雙縫的方向移動和使用間距更小的雙縫都增大條紋間距，故B正確，ACD錯誤。故選B。②[2]條紋間距由解得所測單色光的波長為三、計算題（共48分，寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后〖答案〗不能得分。有數值計算的題，〖答案〗中必須明確寫出數值和單位）11.如圖，一長木板在光滑的水平面上以速度向右做勻速直線運動，將一小滑塊無初速地輕放在木板最右端。已知滑塊和木板的質量分別為m和2m，它們之間的動摩擦因數為，重力加速度為g。（1）滑塊相對木板靜止時，求它們的共同速度大??；（2）某時刻木板速度是滑塊的2倍，求此時滑塊到木板最右端的距離?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）滑塊與木板組成的系統滿足動量守恒，則有解得滑塊相對木板靜止時，它們的共同速度大小為（2）某時刻木板速度是滑塊的2倍，設滑塊的速度為，則木板的速度為，根據動量守恒可得解得根據能量守恒可得解得滑塊與木板的相對位移為可知此時滑塊到木板最右端的距離為。12.某游樂園中過山車進入停車區(qū)時利用磁力進行剎車，磁力剎車原理可以簡化為如圖所示模型：水平平行金屬導軌處于豎直方向的勻強磁場中，金屬棒MN沿導軌向右運動的過程，對應過山車的磁力剎車過程，假設MN的運動速度代表過山車的速度，MN所受的安培力代表過山車所受的磁場作用力。已知過山車以速度進入磁場區(qū)域，過山車的質量為m，平行導軌間距離為L，整個回路中的等效電阻為R，磁感應強度大小為B；已知剎車過程中軌道對過山車的摩擦阻力大小恒為f，忽略空氣阻力，求：（1）剛進入磁場區(qū)域時，過山車的加速度a；〖答案〗（1），方向與運動方向相反；（2）〖解析〗（1）剛進入磁場區(qū)域時，產生的電動勢為回路的電流為過山車受到的安培力大小為根據牛頓第二定律可得聯立解得過山車的加速度大小為方向與運動方向相反。（2）減速過程，對過山車，由動量定理得又解得則摩擦力對過山車做的功為13.足夠長的平行金屬導軌MN和PQ表面粗糙，與水平面間的夾角為θ=37°（sin37°=0.6），間距為1m。垂直于導軌平面向上的勻強磁場的磁感應強度的大小為4T，P、M間所接電阻的阻值為8Ω。質量為2kg的金屬桿ab垂直導軌放置，不計桿與導軌的電阻，桿與導軌間的動摩擦因數為0.25。金屬桿ab在沿導軌向下且與桿垂直的恒力F作用下，由靜止開始運動，桿的最終速度為8m/s，取g=10m/s2，求：（1）求恒力F的大小；（2）當金屬桿的速度為4m/s時，金屬桿的加速度大??；（3）當金屬桿沿導軌的位移為15.0m時（已達最大速度），通過電阻R的電荷量q及發(fā)熱量Q?！即鸢浮剑?）8N；（2）4m/s2；（3）7.5C，176J〖解析〗（1）對金屬桿ab應用牛頓第二定律，有F＋mgsinθ－F安－f=maf=μFNFN=mgcosθab桿所受安培力大小為F安=BILab桿切割磁感線產生的感應電動勢為E=BLv由閉合電路歐姆定律可知整理得F＋mgsinθ－v－μmgcosθ=ma當a=0時，