2024学年江苏省田家炳中学高二物理第二学期期末复习检测试题(含解析)

2024学年江苏省田家炳中学高二物理第二学期期末复习检测试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、如图，一定质量的理想气体，由a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c．设气体在状态b和状态c 的温度分别为T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac．则．
A．T b＞T c，Q ab＞Q ac B．T b＞T c，Q ab＜Q ac
C．T b=T c，Q ab＞Q ac D．T b=T c，Q ab＜Q ac
2、用某种单色光照射某金属表面，发生光电效应。

现将该单色光的光强减弱，则（）
A．可能不发生光电效应B．光电子的最大初动能减少
C．单位时间内产生的光电子数减少D．需要更长的照射时间才能发生光电效应
的两点电荷固定不动且连线竖直,检验电荷(带电荷量为Q)可在两点电荷连3、如图所示,重力均不计、带电荷量均为q
线的中垂面内绕中心点O做半径为r，线速度为v、角速度为的w匀速圆周运动,则
A．检验电荷一定带正电
B．圆轨道上各点的电势处处相等
C．圆轨道上各点的场强处处相同
D．检验电荷做圆周运动的r越小,u一定越大
4、导轨水平固定在竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨左端接有电阻R，导轨上垂直放置一根金属棒(与导轨接触良好)，导轨和金属棒电阻不计．现给金属棒施加一水平向右的恒定拉力，使金属棒沿导轨由静止开始向右加速运动，最终匀速运动．当恒定拉力的大小变为原来的k倍时，则金属棒最终匀速运动时的速度大小和拉力的功率分
A ．k 倍，k 倍
B ．k 2倍，k 倍
C ．k 倍，k 2倍
D ．k 2倍，k 2倍
5、已知一质量为m 的物体静止在北极与赤道对地面的压力差为ΔN ，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R ．则地球的自转周期为( ) A ．2mR
T N π
=∆ B ．2N
T mR π
∆= C ．2m N
T R
π∆= D ．2R
T m N
π
=∆ 6、如图所示，带箭头的实线表示电场线，A 、B 两点的电场强度分别为A E 、B E ，电势分别为A ϕ、B ϕ ．下列判断中正确的是
A ．A
B E E <，A B ϕϕ< B ．A B E E >，A B ϕϕ>
C ．A B E E >，A B ϕϕ<
D ．A B
E E =，A B ϕϕ=
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、一列简谐横波在t ＝0时的波形图如图所示．介质中x ＝2cm 处的质点P 沿x 轴方向做简谐运动的表达式为y ＝10sin5πt (cm)．下列说法正确的是_____________
A ．该波的周期为4 s
B ．该波的振幅为10 cm
C ．该波沿x 轴负方向传播
D ．该波的传播速度为10 cm/s
E.在1 s 的时间内，质点P 经过的路程为1 m
点的运动过程，下列判断正确的是（）
A．质点在t/2时刻的速度为3. 5v
B．质点在ab中点的速度为5v
C．质点在前一半时间通过的位移与后一半时间通过的位移之比为1∶3
D．质点在前一半位移所用的时间与后一半位移所用的时间之比为2∶1
9、一名消防员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑，滑到地面的速度恰好为零，如果他加速时的加速度大小是减速时加速度大小的2倍，下滑的总时间为3s，那么该消防员（）
A．下滑过程的最大速度为4m/s
B．加速与减速运动过程中平均速度之比为1:1
C．加速与减速运动过程位移大小之比为1:4
D．加速与减速运动过程时间之比为1：2
10、如图所示，半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置，在－R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v，重力忽略不计，所有粒子均能到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚Δt 时间，则( )
A．粒子到达y轴的位置一定各不相同
B．磁场区域半径R应满足R≤mv Bq
C．从x轴入射的粒子最先到达y轴
D．Δt＝
m
qB
－
R
v
，其中角度θ的弧度值满足sinθ＝
BqR
mv
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）在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是：①电流计②直流电源③带铁芯（图中未画出）的线圈A ④线圈 B ⑤电键⑥滑动变阻器
（1）试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）．
（2）怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法：①________________；②_____________．12．（12分）利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻。

实验室电流表内阻约为0. 2~0. 6Ω，电压表内阻约为1. 5~5kΩ，被测干电池内阻约为1Ω，要求尽量减小实验误差。

(1)应该选择的实验电路是图中的__________（填“甲”或“乙”）。

(2)现有电流表（0~0. 6A）、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0~15V）B．电压表（0~3V）
C．滑动变阻器（0~10Ω）D．滑动变阻器（0~300Ω）
实验中电压表应选用__________；滑动变阻器应选用__________。

（填相应器材前的字母）
(3)某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。

（______）
序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 145 140 1. 30 1. 25 1. 20 1. 10
电流I/A 0. 060 0. 120 0. 240 0. 260 0. 360 0. 480
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=__________V，内阻r=__________Ω。

(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电流表的示数I及干电池的输出功率P都会发生变化。

选项图中正确反映P-I 关系的是__________。

A．B．C．D．
四、计算题：本题共2小题，共26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。

'=的半球形空心球壳,束平行光平行于13．（10分）如图所示,用折射率2
n=的玻璃做成内径为R、外径为2
R R
OO'射向此半球的外表面．
(ⅰ)某条光线到达内表面时发生全反射,求这条光线在内、外表面上的入射角各为多大?
(ⅱ)要使球壳内表面没有光线射出,可在半球壳左侧放一遮光板，此板面积至少多大?
14．（16分）某种透明材料制成的空心球体外径是内径的2倍，其过球心的某截面（纸面内）如图所示．一束单色光（纸面内）从外球面上A点入射，入射角为45°时，光束经折射后恰好与内球面相切．
（1）求该透明材料的折射率；
（2）欲使光束从A点入射后，恰好在内球面上发生全反射，则应将入射角变为多少度？
15．（12分）某种透明材料制成的空心球体外径是内径的2倍，其过球心的某截面（纸面内）如图所示．一束单色光（纸面内）从外球面上A点入射，人射角为45°时，光束经折射后恰好与内球面B点相切．
①求该透明材料的折射率
2024学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）
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、C
【答案解析】
试题分析：设气体在a状态时的温度为T a，由图可知：V C=V a=V0、V b=2V0=2V a，
①从a到b是等压变化：解得：T b=2T a
从a到c是等容变化：，由于P c=2P0=2P a解得：T c=2T a，所以：T b=T c
②因为从a到c是等容变化过程，体积不变，气体不做功，故a→c过程增加的内能等于a→c过程吸收的热量；而a→b 过程体积增大，气体对外做正功，由热力学第一定律可知a→b过程增加的内能大于a→b过程吸收的热量，Q ac＜Q ab．故选C
考点：理想气体的状态变化曲线
【名师点睛】该题考查了气体的状态方程和热力学第一定律的应用，利用气体状态方程解决问题时，首先要确定气体状态和各状态下的状态参量，选择相应的气体变化规律解答；在利用热力学第一定律解决问题时，要注意气体的做功情况，区分对内做功和对外做功，同时要注意区分吸热还是放热．
2、C
【答案解析】
A、根据爱因斯坦光电效应方程可知能否发生光电效应与光照强度无关，故选项A错误；
=-，W为逸出功，由此可知B、发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为k E hv W
光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，与光照强度强弱，故选项B错误；
C、光照强度减弱，单位时间内照射到金属表面的光子数目减小，因此单位时间内产生的光电子数目减小，故选项C 正确；
D、某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项D错误；
故选选项C。

A 项：检验电荷绕O 点做匀速圆周运动，由合外力提供向心力可知，检验电荷一定带负电，故A 错误；
B 项：根据同种电荷电场线和等势面分布特点，可知，圆轨道上各点的电势处处相等，故B 正确；
C 项：圆轨道上各点的场强大小处处相等，方向不同，故C 错误；
D 项：设两个点电荷的距离为2L ，检验电荷的轨道半径为r ，检验电荷绕O 点在中垂面内做匀速圆周运动，库仑力的合力提供其做圆周运动的向心力，则有：
2m r ω=，解得：
ω=r 越小，ω一定越大，根据v=r ω，当r 变小时，ω变大，所以不能确定v 的变化情况，故D 错误。

故选：B 。

4、C 【答案解析】
当导体棒匀速运动时，有：F=BIL=22B L v
R
，解得匀速运动的速度为：v=22FR B L ，当拉力变为原来的k 倍，则速度变为
原来的k 倍，拉力的功率为：P=Fv=222F R
B L
，当拉力变为原来的k 倍，则功率变为原来的k 2倍，故C 正确，ABD 错误．故
选C ． 5、A 【答案解析】
试题分析：在赤道上物体所受的万有引力与支持力提供向心力可求得支持力，在南极支持力等于万有引力．
在北极12
N Mm F G R =①，在赤道2
2224N Mm G F m R R T
π-=②，根据题意，有12 N N F F N -=∆③，联立解得
2T =，A 正确． 6、A
【答案解析】
由图示可知，A 处的电场线疏，B 处的电场线密，因此A 点的电场强度小，B 点的场强大，即E A ＜E B ；沿着电场线的方向，电势逐渐降低，结合图示可知，φA ＜φB ，故A 正确，BCD 错误
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。

A.由波形图和振动方程y =l0sin5πt(cm)都可直接读出振幅为A =10cm ，选项A 正确.B 、由振动方程得
，
选项B 错误.C 、根据振动方程知P 点在t =0后向上振动，在波形图中由同侧法得波向x 轴正向传播，选项C 错误.D 、则由波形图得
，则
，选项D 正确.E 、时间
，根据每发生一个振幅10cm 的位移可知
，选项E 正确．故选ADE.
【答案点睛】本题的关键要掌握振动的一般方程y =A sin ωt ，知道ω和T 的关系：．要注意振幅等于位移的最大值
，但位移不同． 8、BD 【答案解析】
A. 质点在t /2时刻的速度为是这段时间内的平均速度，所以2
742
t v v
v v v +==
= ，故A 错误； B. 质点在ab 中点的速度为22(7)
52
v v v v +==，故B 正确；
C. 质点在前一半时间通过的位移145224v v t vt x +=⋅=，后一半时间通过的位移24711224v v t vt
x +=⋅=，两段位移之比为5∶11，故C 错误；
D. 质点在前一半位移所用的时间154v v v t a a -== ，后一半位移所用的时间2752v v v t a a
-==，两段时间之比为2∶1，故D 正确。

9、BD 【答案解析】
A.设减速时的加速度为a ，则加速时的加速度为2a ，加速时间为I t ，减速时间为2t ，则123t t +=，设加速的末速度为
v ，则121222
v v
t t +=，联立解得8m /s v =，即下滑过程中的最大速度为8m/s ，故A 错误； BCD.加速时间182t a =，减速时间28
t a
=，所以加速与减速过程的时间之比为1∶2，故11t s =，22t s =，加速与减速
过程中平均速度大小都为2
v
，所以加速与减速过程的位移之比为1:2，故BD 正确；C 错误
10、BD 【答案解析】
粒子射入磁场后做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示：
y =±R 的粒子直接沿直线做匀速运动到达y 轴，其它粒子在磁场中发生偏转。

A.由图可知，发生偏转的粒子也有可能打在y =R 的位置上，所以粒子到达y 轴的位置不是各不相同的，故A 错误；
B.以沿x 轴射入的粒子为例，若mv r R Bq =
<，则粒子不能达到y 轴就偏向上离开磁场区域，所以要求mv
R Bq
≤，所有粒子才能穿过磁场到达y 轴，故B 正确；
C.从x 轴入射的粒子在磁场中对应的弧长最长，所以该粒子最后到达y 轴，而y =±R 的粒子直接沿直线做匀速运动到达y 轴，时间最短，故C 错误；
D.从x 轴入射的粒子运动时间为：
122m m
t Bq qB
θπθπ=
⋅= 沿y =±
R 的粒子直接沿直线做匀速运动到达y 轴，时间最短，则 2R t v
=
所以
m
R
t qB
v
θ∆=
-
其中角度θ为从x 轴入射的粒子运动的圆心角，根据几何关系有：
αθ=
则有：
sin sin R r
θα==
而mv
r Bq
=
，所以有： sin BqR
mv
θ=
故D 正确。

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、（2）实物电路图如图所示；
（2）断开或闭合开关或闭合开关后移动滑动变阻器的滑片．
【答案解析】
试题分析：（1）实物电路图如图所示：
（2）断开或闭合开关的过程中或闭合开关后移动滑片的过程中，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B与电流计组成的闭合回路中产生感应电流
考点：研究电磁感应现象
【名师点睛】本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同．知道感应电流产生的条件即可正确解题．
12、甲 B C 1. 50（1. 49～151均可）0. 83（0. 81～0. 85均可）
C
【答案解析】
(1)[1]．干电池内阻较小，远小于电压表内阻，选用甲电路时电源内阻的测量值相对误差小。

(2) [2] [3]．一节干电池的电动势为1. 5V左右，故电压表应选用量程较小的B，干电池的内阻很小，为调节方便，滑动变阻器应选用总阻值较小的C。

(3) [4]．U-I图线如图所示。

(4) [5] [6]．由U =E -Ir 知U-I 图线在U 轴上的截距表示E 、斜率的绝对值表示r ，由图线可得E =1. 50V ，r ≈0. 83Ω。

(5) [7]．电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大，而当内阻和外阻相等时，输出功率最大，此时输出电压为电动势的一半。

外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零，故符合条件的图像应为C 。

四、计算题：本题共2小题，共26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、 (ⅰ)o 45、o 45(ⅱ)2S R π=
【答案解析】
(ⅰ)设光线a a '射入外球面，沿ab 方向射向内球面，刚好发生全反射则11sin 2
C n ==
所以内表面入射角o 145i C == 在Oab ∆中， 2,Oa R Ob R ==
o 1sin 2r R R
= 解得o 30r =
又由sin sin i n r
=，解得o 45i = 所以外表面入射角为o 45
(ⅱ)由图中可知， sin h R i R '==
所以，至少用一个半径为R 的遮光板，圆心过O O '轴并垂直该轴放置，才可以挡住射出球壳的全部光线，这时球壳内部将没有光线射出，其最小面积2S R π=.
【答案点睛】
解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律sin sin i n r =、临界角公式1sin C n
=、光速公式c v n =，画出光路图，运用几何知识结合解决这类问题． 14、（i ）2（ii ）30°
【答案解析】
（i ）如答图，设光束经折射后到达内球面上B 点在A 点，由题意知，入射角i ＝45°，折射角r ＝∠BAO
由几何关系有：sinr ＝BO AO
＝0.5 由折射定律有：n ＝sin sin i γ
代入数据解得：n ＝2
（ii ）如答图，设在A 点的入射角为i'时，光束经折射后到达内球面上C 点，并在C 点恰发生全反射，则光束在内球面上的入射角∠ACD 恰等于临界角C
由sinC ＝1n
代入数据得：∠ACD ＝C ＝45°
由正弦定理有sin sin ACD CAO AO CO
∠∠= AO ＝2R ，CO ＝R
解得：sin ∠CAO ＝sin 224ACD ∠= 由折射定律有：n ＝sin sin i CAO
∠ 解得：sini'＝0.5，即此时的入射角i'＝30°
15、①2n =；②030i <
【答案解析】
根据几何关系求得折射角的正弦值，根据sin sin i n r
=求得折射率； 根据发生全反射的条件求得在内表面上的入射角，根据几何关系即可求得在A 点的入射角．
【题目详解】
①如图
设光束经折射后到达内球面上B 点，在A 点，由题意可知，入射角045i = ，由几何关系有：
1sin 2
BO BAO AO ∠== 由折射定律得：
sin sin i n BAO
=∠ 代入数据解得：2n =
；
②如图
设在A 点的入射角i '时，光束经折射后到达内球面上的C 点，并在C 点恰好发生全反射，则光束在内球面上的入射角ACD ∠恰等于临界角C ，
由1sin C n
=
由正弦定理得：
0sin 45sin CAO AO CO
∠= 又2AO CO = 由折射定律有：'
sin sin i n CAO
=∠ 解得：030i '=，因此入射角满足030i <光线将射放空心球内部．
【答案点睛】
本题主要考查了折射定律和全反射条件，解题的关键是抓住几何关系即可．。