2024年高二第二学期期中考试物理模拟试题
（本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。考试用时90分钟。）
一、选择题（共40分，错选不选得0分，漏选得2分）
1. 如图所示，两束单色光a、b从水面下射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确是（ ）
A. 在水中a光的波速比b光的波速小
B. 用同一单缝衍射实验装置分别以a、b光做实验时，b光的衍射现象更明显
C. 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验时，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
D. 当a、b两束光以相同的入射角从水中射到A点，入射角从开始逐渐增大，最先消失的是a光
2. 原子弹威力巨大，其主要原料有铀和钚，若有一铀原子核发生了如下的裂变反应：则可能是
A. B.
C. D.
3. 一圆线圈位于垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示．下列操作中始终保证线圈在磁场中，且能使线圈中产生感应电流的是
A. 把线圈向右拉动
B. 把线圈向上拉动
C. 垂直纸面向外运动
D. 以圆线圈的任意直径为轴转动
4. 甲的质量为50kg，乙的质量为25kg，两人在溜冰场的水平冰面上，开始时都是静止的。两人互推后，甲、乙反向直线运动，甲的速率为0.1m/s，乙的速率为0.2m/s，假设互推的时间为0.01s，忽略摩擦力及空气阻力，则下列叙述哪一项正确（ ）
A. 甲、乙所受的平均推力均为500N，方向相反
B. 甲、乙所受的平均推力均为250N，方向相反
C. 甲受的平均推力500N，乙受的平均推力250N，方向相反
D. 甲受的平均推力250N，乙受的平均推力500N，方向相反
5. 在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮
B. 闭合开关S时，A1和A2同时亮
C. 断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭
D. 断开开关S时，流过A2的电流方向向左
6. 氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.6328μm，λ2=3.39μm．已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为
A. 10.50eV B. 0.98eV C. 0.53eV D. 0.36eV
7. 如图所示电路中，线圈L与灯泡A并联，当合上开关S后灯A正常发光。已知，线圈L的电阻小于灯泡A的电阻。则下列现象可能发生的是（ ）
A. 当断开S时，灯泡A立即熄灭
B. 当断开S时，灯泡A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭
C. 若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡A逐渐熄灭
D 若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡A闪亮一下，然后逐渐熄灭
8. 如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒子沿图中虚线从A运动到B，则（ ）
A. 电场力做正功 B. 动能减少
C. 电势能增加 D. 加速度增大
9. 如图所示，在光滑的水平轨道上有甲、乙两个等大的小球沿轨道向右运动，取向右为正方向，它们的动量分别为 和。若两球能发生正碰，则碰后两球动量的增量和可能是（ ）
A. ， B. ，
C. ， D. ，
10. 右端带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上，如图所示。一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，关于小球此后的运动情况，以下说法正确的是（ ）
A. 小球可能离开小车水平向右做平抛运动
B. 小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车
C. 小球不可能离开小车水平向左做平抛运动
D. 小球可能离开小车做自由落体运动
二、填空题（本题有3小题，共18分，请将答案写在题中的横线上）
11. 如图，使单匝闭合矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴，匀速转动，在线框中就会产生交流电。已知磁场的磁感应强度为B，线框abcd面积为S，线框转动的角速度为，当线框转到图示位置时，即线框平面与磁场方向垂直，线框中的感应电动势大小为___________；当线框从图示位置转过90°时，线框中的感应电动势大小为___________。
12. 氦3是一种十分清洁、安全的能源，开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义。研究发现在太阳内部两个氘核可聚变成氦3，已知氘核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，核质量为3.0150u。若质量亏损1u释放的核能为931.5MeV，则两个氘核聚变成核的核反应方程为____________________；上述反应中释放的核能为__________________J。（结果保留三位有效数字）
13. 如图，有位于竖直平面上的半径为R的圆形光滑绝缘轨道，其上半部分处于竖直向下，场强为E的匀强电场中，下半部分处于垂直水平面向里的匀强磁场中；质量为m，带正电，电荷量为q的小球，从轨道的水平直径的M端由静止释放，若小球在某一次通过最低点时对轨道的压力为零，磁感应强度B的大小为_____；小球对轨道最低点的最大压为_____。
三，计算题（本题有4小题，共42分，解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14. 静止的锂核（）俘获一个速度为7.7×106m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（），它的速度大小是8.0×106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同。
①写出此核反应的方程式；
②求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；
③此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据。
15. 如图所示，匀强磁场磁感应强度B为1T，矩形线圈的匝数为100匝，面积为0.2m2，内阻为1Ω，外接电阻为4Ω的电路，线圈绕OO′轴以角速度rad/s做匀速转动。当它从如图所示的位置转过90°的过程中，求：
（1）通过电阻的电荷量是多少？
（2）外力所做功是多少？
（3）电阻R上产生热是多少？
16. 如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度B＝2×10－3T；磁场右边是宽度L＝0.2m、场强E＝40V/m、方向向左的匀强电场。一带电粒子电荷量q＝－3.2×10－19C，质量m＝6.4×10－27kg，以v＝4×104m/s的速度沿OO′垂直射入磁场，在磁场中偏转后射入右侧的电场，最后从电场右边界射出。（不计重力）求：
（1）大致画出带电粒子的运动轨迹；
（2）带电粒子在磁场中运动轨道半径；
（3）带电粒子飞出电场时的动能Ek。
17. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1kg，电阻R1＝0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑，然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4kg，电阻R2＝0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab，cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10m/s2，问：
（1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向；
（2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；
（3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。2024年高二第二学期期中考试物理模拟试题
（本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。考试用时90分钟。）
一、选择题（共40分，错选不选得0分，漏选得2分）
1. 如图所示，两束单色光a、b从水面下射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（ ）
A. 在水中a光的波速比b光的波速小
B. 用同一单缝衍射实验装置分别以a、b光做实验时，b光的衍射现象更明显
C. 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验时，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
D. 当a、b两束光以相同的入射角从水中射到A点，入射角从开始逐渐增大，最先消失的是a光
【答案】C
【解析】
【详解】A．如图所示
折射率
由图可知
折射率
光在水的中的速度
故
故A错误；
B．波长
则
同一单缝，波长越长，衍射现象越明显，故B错误；
C．条纹间距
同一双缝，波长越长，条纹间距越大，故C正确；
D．临界角的正弦值
折射率越大，临界角越小
光束b先达到临界角， b光束先消失，故D错误。
故选C。
2. 原子弹威力巨大，其主要原料有铀和钚，若有一铀原子核发生了如下的裂变反应：则可能是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据核反应的特点可知，核反应前后质量数和电荷数都守恒；由题，反应前的质量数：，电荷数：
A项：质量数：，电荷数：可知质量数与电荷数都守恒，故A是可能的；
B项：质量数：，质量数不守恒；电荷数：，电荷数也不守恒故B错误；
C项：质量数：，质量数不守恒；电荷数：电荷数守恒，故C错误；
D项：质量数：，电荷数：，电荷数不守恒故D错误；
故应选A．
3. 一圆线圈位于垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示．下列操作中始终保证线圈在磁场中，且能使线圈中产生感应电流的是
A. 把线圈向右拉动
B. 把线圈向上拉动
C. 垂直纸面向外运动
D. 以圆线圈的任意直径为轴转动
【答案】D
【解析】
【详解】试 题分析：把线圈向右拉动，线圈的磁通量不变，故不能产生感应电动势，所以A错误；把线圈向右拉动，线圈的磁通量不变，故不能产生感应电动势，所以B错误； 垂直纸面向外运动，磁通量也不变，故C错误；以圆线圈的任意直径为轴转动，磁通量变化，根据法拉第电磁感应定律知，线圈中产生感应电动势，形成感应电流， 所以D正确
考点：本题考查法拉第电磁感应定律
4. 甲的质量为50kg，乙的质量为25kg，两人在溜冰场的水平冰面上，开始时都是静止的。两人互推后，甲、乙反向直线运动，甲的速率为0.1m/s，乙的速率为0.2m/s，假设互推的时间为0.01s，忽略摩擦力及空气阻力，则下列叙述哪一项正确（ ）
A. 甲、乙所受的平均推力均为500N，方向相反
B. 甲、乙所受的平均推力均为250N，方向相反
C. 甲受的平均推力500N，乙受的平均推力250N，方向相反
D. 甲受的平均推力250N，乙受的平均推力500N，方向相反
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】设乙运动的方向为正方向，由动量定理可得，甲受到乙的推力
乙受到甲的推力
故甲、乙所受的平均推力均为500N，方向相反，故选A。
5. 在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮
B. 闭合开关S时，A1和A2同时亮
C. 断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭
D. 断开开关S时，流过A2的电流方向向左
【答案】A
【解析】
【详解】AB．当开关S闭合时，灯A2立即发光。电流通过线圈，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，所以A1逐渐亮起来，所以A2比A1先亮，由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同，故A正确，B错误；
CD．稳定后，当开关S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A1和A2串联，两灯电流相同，都过一会儿熄灭，灯A2不会闪亮，流过A2的电流方向向右，故CD错误。
故选A。
6. 氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.6328μm，λ2=3.39μm．已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为
A. 10.50eV B. 0.98eV C. 0.53eV D. 0.36eV
【答案】D
【解析】
【详解】氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为:，；辐射光子的能量与能级差存在这样的关系，所以：
联立两式得：
D正确，ABC错误．
7. 如图所示电路中，线圈L与灯泡A并联，当合上开关S后灯A正常发光。已知，线圈L的电阻小于灯泡A的电阻。则下列现象可能发生的是（ ）
A. 当断开S时，灯泡A立即熄灭
B 当断开S时，灯泡A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭
C. 若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡A逐渐熄灭
D. 若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡A闪亮一下，然后逐渐熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由于线圈L的电阻小于灯泡A的电阻，则电路稳定时，通过线圈L的电流大于灯泡A的电流。当断开S时，原来通过灯泡的电流立即消失，由于通过线圈L的电流减小，产生自感电动势，线圈相当于电源和灯泡组成一个闭合回路，由于开始时L的电流大于原来灯泡的电流且逐渐减小，所以灯泡A突然闪亮一下后逐渐熄灭，A错误，B正确；
CD．若把线圈L换成电阻，则当断开S后，由于L中没有自感电流，所以灯泡A立即熄灭，选项CD错误。
故选B。
8. 如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒子沿图中虚线从A运动到B，则（ ）
A. 电场力做正功 B. 动能减少
C. 电势能增加 D. 加速度增大
【答案】BCD
【解析】
【详解】ABC．做曲线运动过程中，物体受到的合力指向轨迹的内侧，而粒子仅受电场力作用，所以电场力方向与电场方向相反，又知道速度沿切线方向，所以速度与电场力的夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故A错误，BC正确；
D．电场线的疏密程度可表示电场强度大小，电场线越密电场强度越大，故粒子在A点的电场力小于在B点的电场力，根据牛顿第二定律可知加速度变大，故D正确。
故选BCD。
9. 如图所示，在光滑的水平轨道上有甲、乙两个等大的小球沿轨道向右运动，取向右为正方向，它们的动量分别为 和。若两球能发生正碰，则碰后两球动量的增量和可能是（ ）
A ， B. ，
C. ， D. ，
【答案】A
【解析】
【详解】A．由题意可知，其系统碰撞后的总动量为
由上述可知，系统碰撞前后满足动量守恒，碰后A球动量变为
碰后B球动量变为
其碰前总动能为
碰撞后总动能为
碰撞前后能量的变化为
由于A和B球的质量未知，若
则由
即满足系统的总动能不增加，即符合能量守恒，而碰后两球的动量都与原方向相同，且A球的动量变小，即A球的速度变小，B球的动量增加，即B球的速度增加，所以可能A球速度小于B球的速度，满足实际运动情况。该情况可能发生，故A正确；
B．两个小球发生正碰，则其系统碰撞前后应该满足动量守恒，碰前总动量为
碰后总动量为
由上述可知，系统碰撞前后动量不守恒，故B错误；
C．由题意可知，其系统碰撞后的总动量为
由上述可知，系统碰撞前后满足动量守恒，碰后两球的动量都与原方向相同，但A球的动量增加，与实际运动不符，故C错误；
D．由题意可知，其系统碰撞后的总动量为
由上述可知，系统碰撞前后满足动量守恒，进一步分析可知，碰后A球的动量变为
B球碰动量变为
根据动能与动量的关系有
由上述式子可知，其A球碰撞前后动能大小不变，但是B球碰后动能变大，即对于A、B组成的系统来说其系统的总动能在碰后大于碰前，违反了能量守恒，故D错误。
故选A。
10. 右端带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上，如图所示。一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，关于小球此后的运动情况，以下说法正确的是（ ）
A. 小球可能离开小车水平向右做平抛运动
B. 小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车
C. 小球不可能离开小车水平向左做平抛运动
D. 小球可能离开小车做自由落体运动
【答案】AD
【解析】
【详解】B．小球和车组成的系统在水平方向上动量守恒，如果小球从小车右端离开小车，小球在离开小车之前在水平方向上速度始终相等，离开小车后小球和车在水平方向上均做匀速直线运动，故小球和小车在水平方向上速度始终相等，小球离开小车在竖直方向上做竖直上抛运动，所以小球一定会落回小车，故B错误；
ACD．若小球从小车左端离开小车，根据动量守恒和机械能守恒有
解得
由此可知m、M质量大小不确定，所以小球离开车时可能没得速度，小球离开车做自由落体运动；可能有水平向左或者向右的速度，小球离开小车可能做向左或向右的平抛运动，故AD正确，C错误。
故选AD。
二、填空题（本题有3小题，共18分，请将答案写在题中的横线上）
11. 如图，使单匝闭合矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴，匀速转动，在线框中就会产生交流电。已知磁场的磁感应强度为B，线框abcd面积为S，线框转动的角速度为，当线框转到图示位置时，即线框平面与磁场方向垂直，线框中的感应电动势大小为___________；当线框从图示位置转过90°时，线框中的感应电动势大小为___________。
【答案】 ①. 0 ②.
【解析】
【详解】[1]线框平面与磁场方向垂直时，磁通量最大，感应电动势为零。
[2]从图示位置转过90°时，线圈与磁感线平行，磁通量为零，感应电动势最大，则
12. 氦3是一种十分清洁、安全的能源，开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义。研究发现在太阳内部两个氘核可聚变成氦3，已知氘核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，核质量为3.0150u。若质量亏损1u释放的核能为931.5MeV，则两个氘核聚变成核的核反应方程为____________________；上述反应中释放的核能为__________________J。（结果保留三位有效数字）
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]两个氘核聚变成核核反应方程为
[2]根据
解得
13. 如图，有位于竖直平面上的半径为R的圆形光滑绝缘轨道，其上半部分处于竖直向下，场强为E的匀强电场中，下半部分处于垂直水平面向里的匀强磁场中；质量为m，带正电，电荷量为q的小球，从轨道的水平直径的M端由静止释放，若小球在某一次通过最低点时对轨道的压力为零，磁感应强度B的大小为_____；小球对轨道最低点的最大压为_____。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]设小球向右通过最低点时的速率为v，由题意得
解得
[2] 小球向左通过最低点时对轨道的压力最大
解得
三，计算题（本题有4小题，共42分，解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14. 静止的锂核（）俘获一个速度为7.7×106m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（），它的速度大小是8.0×106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同。
①写出此核反应的方程式；
②求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；
③此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据。
【答案】①；②，方向与反应前中子的速度方向相反；③见解析。
【解析】
【详解】①根据电荷数守恒、质量数守恒可知
②设中子（）、氦核（）和氚核（）的质量分别为m1、m2、m3，速度分别为v1、v2、v3，由动量守恒定律得
解得
即方向与反应前中子的速度方向相反。
③反应前的总动能
反应后的总动能
代入数据可知，反应中发生了质量亏损。
15. 如图所示，匀强磁场磁感应强度B为1T，矩形线圈的匝数为100匝，面积为0.2m2，内阻为1Ω，外接电阻为4Ω的电路，线圈绕OO′轴以角速度rad/s做匀速转动。当它从如图所示的位置转过90°的过程中，求：
（1）通过电阻的电荷量是多少？
（2）外力所做的功是多少？
（3）电阻R上产生的热是多少？
【答案】（1）4C；（2）20J；（3）16J
【解析】
【详解】（1）转动90 的过程中，产生的平均感应电动势为
形成的电流
通过电阻的电荷量为
代入数据解得
C
（2）产生的感应电动势的有效值为
故在内回路中消耗的总电功为
其中
联立解得
W=20J
故外力做功为20J
（3）R上产生的热量为
J
16. 如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度B＝2×10－3T；磁场右边是宽度L＝0.2m、场强E＝40V/m、方向向左的匀强电场。一带电粒子电荷量q＝－3.2×10－19C，质量m＝6.4×10－27kg，以v＝4×104m/s的速度沿OO′垂直射入磁场，在磁场中偏转后射入右侧的电场，最后从电场右边界射出。（不计重力）求：
（1）大致画出带电粒子的运动轨迹；
（2）带电粒子在磁场中运动轨道半径；
（3）带电粒子飞出电场时的动能Ek。
【答案】（1）见解析；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）轨迹如图
（2）带电粒子在磁场中运动时,由牛顿第二定律,有
（3）带电粒子飞出电场时的动能为
17. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1kg，电阻R1＝0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑，然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4kg，电阻R2＝0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab，cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10m/s2，问：
（1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向；
（2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；
（3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。
【答案】（1）由a流向b；（2）5m/s；（3）1.3J
【解析】
【详解】（1）由右手定则可知，cd下滑的过程中，ab中的电流方向：由a流向b；
（2）开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，由平衡条件得
ab刚好要上滑时，感应电动势
电路电流
ab受到的安培力
此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件得
代入数据解得
（3）cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总，由能量守恒定律得
ab上产生热量
解得
