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2024 年湖北省五市州高二期末联考
物理答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B C A C B AB CD AD
1.C 质量数守恒可知 X 的质量数为 1，由电荷数守恒可知 X 的电荷数为 1，则
为1𝐻。
1
2.D 由能级跃迁辐射能量𝐸 = ℎ𝜐，𝜐最小的谱线对应的能级差最小，即
（−1.51𝑒𝑉 −(−3.40𝑒𝑉) = 1.89𝑒𝑉）,故选 D。
3.B 由
𝑈1
=
𝑛1，可知副线圈能量电压𝑈
= 22𝑉,D错误，副线圈电流𝐼 =
𝑈2
= 1𝐴，
𝑈2 𝑛2 2 2 𝑅
故选B，输出功率𝑃 = 𝑈 𝐼 = 22𝑊，C错误。
2 2
4.C 设临界角为𝐶，由𝑠𝑖𝑛𝐶 =
1
,而𝑠𝑖𝑛𝐶 =
𝑟
,则𝑛 =
√𝑟2+ℎ2
，故选 C。
𝑛 √𝑟2+ℎ2 𝑟
𝑇 𝑇
5.A 从t=0时刻开始经过 ，由楞次定律可知电流为正方向，~𝑇电流为负方向，
2 2
𝑖 = 𝐼 𝑠𝑖𝑛𝜔𝑡为正弦交变电流，故选 A。
𝑚
6.C 由三力平衡可知𝐹 水平向右，则磁场方向竖直向下，A 错，夹角 30 °变
安
为60 °，则由平衡条件可知拉力变大，则 B 错，30°时𝐹 = 𝑚𝑔𝑡𝑎𝑛30°，𝐼 =
安 1
𝐹 安 = √3𝑚𝑔, 60 °时同理𝐼 = √3𝑚𝑔,则 𝐼2 = 3,故选C
𝐵𝐿 3𝐵𝐿 2 𝐵𝐿 𝐼1
7.B 由于载流子为电子，即负电荷，由左手定则可知上表面会聚集负电荷，则
𝑈
上表面电势低于下表面，则 A错，由电流微观表达式𝐼 = 𝑛𝑞𝑣𝑠,𝑠 = 𝑏𝑐,𝑞𝑣𝐵 = 𝑞
𝑐
𝐼𝐵
可知𝑈 = ，则 U 与 c 无关，故 B 正确，增大 b，则 U 减小，C 错，B 越大，
𝑛𝑞𝑏
U越大，D错。
8.AB 由振动图像可知，该质点向下振动，由波动图像可知波沿 x正向传播，A
𝜆
正确。𝑣 = = 1𝑚/𝑠，B 正确。质点不会随波迁移，C 错误。t=1s 时，x=1m 处
𝑇
的质点处于平衡位置，回复力为 0，D错误。
9.CD 由电磁振动规律可知，闭合开关瞬间电流最小，A错误。振动回路发出的
电磁波频率与振荡频率相同，B 错误。由振荡周期公式𝑇 = 2𝜋√𝐿𝐶可知振荡周期
与电荷量无关。放电完毕瞬间回路电流最大，线圈中磁场能最大，CD正确。
{#{QQABaYwQogAIAIJAAQgCAQG6CgOQkAEACYgOxFAMIAAAwQFABAA=}#}10.AD 两球碰后速度分别为𝑣 、𝑣
𝐴 𝐵
𝑚 𝑣 = 𝑚 𝑣 +𝑚 𝑣 1 𝑚 𝑣2 = 1 𝑚 𝑣2 + 1 𝑚 𝑣2
𝐴 0 𝐴 𝐴 𝐵 𝐵 𝐴 0 𝐴 𝐴 𝐵 𝐵
2 2 2
联立解得: 𝑣 =
𝑚𝐴−𝑚𝐵𝑣
，𝑣 =
2𝑚𝐴𝑣0
𝐴 0 𝐵
𝑚𝐴+𝑚𝐵 𝑚𝐴+𝑚𝐵
因为所有的碰撞位置刚好位于等边三角形的三个顶点，
① 若第二次碰撞发生在图中的 b点，则从第一次碰撞到第二次碰撞之间，
A、B 通过的路程之比为
𝑥𝐴
=
1+3𝑘
(𝑘 = 0,1,2,3…)，
𝑥𝐴
=
𝑣𝐴,
𝑥𝐵 4+3𝑘 𝑥𝐵 𝑣𝐵
得：
𝑚𝐴
=
4+3𝑘
，由两质量均为正数，故𝑘 = 0，即
𝑚𝐴
= 2
𝑚𝐵 2−3𝑘 𝑚𝐵
对第二次碰撞，设 A、B 碰撞后 速度大小分别为
𝑣
´，
𝑣
´，
𝐴 𝐵
𝑚 𝑣 +𝑚 𝑣 = 𝑚 𝑣
´
+𝑚 𝑣
´
𝐴 𝐴 𝐵 𝐵 𝐴 𝐴 𝐵 𝐵
1 1 1 1
𝑚 𝑣2 + 𝑚 𝑣2 = 𝑚 𝑣 ´2 + 𝑚 𝑣 ´2
2 𝐴 𝐴 2 𝐵 𝐵 2 𝐴 𝐴 2 𝐵 𝐵
联立解得
𝑣
´
= 𝑣
，
𝑣
´
= 0
，
𝐴 0 𝐵
故第三次碰撞发生在 b 点、第四次碰撞发生在 c 点，以此类推，满足题意。
② 若第二次碰撞发生在图中的 c点，则从第一次碰撞到第二次碰撞之间，
A、B 通过的路程之比为
𝑥𝐴
=
2+3𝑘
(𝑘 = 0,1,2,3…)；
𝑥𝐵 5+3𝑘
所以
𝑥𝐴
=
𝑣𝐴,
得：
𝑚𝐴
=
5+3𝑘
,
𝑥𝐵 𝑣𝐵 𝑚𝐵 1−3𝑘
两质量均为正数，故𝑘 = 0即
𝑚𝐴
= 5,
𝑚𝐵
根据①的分析可证
𝑣
´
= 𝑣
，
𝑣
´
= 0
，满足题意。
𝐴 0 𝐵
综上可知
𝑚𝐴
= 2或
𝑚𝐴
= 5。
𝑚𝐵 𝑚𝐵
11. （1）11.2mm 2分；（2）𝜆 =
(𝑥2−𝑥1 )𝑑
2分；（3）增大 2分
4𝐿
解：11mm+2×0.1mm=11.2mm
由条纹间距𝛥𝑥 =
𝑥2−𝑥1
=
𝐿
𝜆可得：𝜆 =
(𝑥2−𝑥1 )𝑑
4 𝑑 4𝐿
红光波长更大，则条纹间距更大
2𝑡 𝑛2𝜋2𝐿
12. （1）𝑇 = 2分、𝑔 = 2分 ；
𝑛 𝑡2
（2）𝑣 = √2𝑔𝑙(1−𝑐𝑜𝑠𝜃) 1分、𝑣 = √2𝑔𝑙(1−𝑐𝑜𝑠𝛼) 1分；
0 𝐴
的
{#{QQABaYwQogAIAIJAAQgCAQG6CgOQkAEACYgOxFAMIAAAwQFABAA=}#}𝑔
𝑣 = 𝑥√ 2 分 备注：答案中“𝑙”用L”表示也给分
𝐵
2ℎ
（3）𝑚 𝑣 = −𝑚 𝑣 +𝑚 𝑣 2分 或者 𝑚 𝑣 +𝑚 𝑣 = 𝑚 𝑣
𝐴 0 𝐴 𝐴 𝐵 𝐵 𝐴 0 𝐴 𝐴 𝐵 𝐵
2𝑡
解：每经过最低点两次完成一次全振动，𝑇 = ；
𝑛
𝐿 𝑛2𝜋2𝐿
由周期公式𝑇 = 2𝜋√ ,可得𝑔 = ；
𝑔 𝑡2
①碰前 A球𝑚𝑔𝑙(1−𝑐𝑜𝑠𝜃) = 1 𝑚𝑣 2，可得𝑣 = √2𝑔𝑙(1−𝑐𝑜𝑠𝜃)；
0 0
2
碰后 A球向左运动𝑚𝑔𝑙(1−𝑐𝑜𝑠𝛼) = 1 𝑚𝑣 2，
𝐴
2
可得𝑣 = √2𝑔𝑙(1−𝑐𝑜𝑠𝛼)
𝐴
碰后 B 球做平抛运动，ℎ = 1 𝑔𝑡2,𝑥 = 𝑣 𝑡，
𝐵
2
𝑔
联立可得𝑣 = 𝑥√ ；
𝐵
2ℎ
②由系统动量守恒可得𝑚 𝑣 = −𝑚 𝑣 +𝑚 𝑣
𝐴 0 𝐴 𝐴 𝐵 𝐵
13.（10 分）
解：⑴ 初始状态下𝐴、𝐵两部分气体的压强分别为𝑝 、𝑝
𝐴 𝐵
𝑝 𝑆+𝑚𝑔 = 𝑝 𝑆 ① 1分
0 𝐴
𝑝 𝑆+2𝑚𝑔 = 𝑝 𝑆 ② 1分
𝐴 𝐵
𝑚𝑔
联立①②得：𝑝 = 𝑝 + 1分
𝐴 0
𝑆
3𝑚𝑔
𝑝 = 𝑝 + 1分
𝐵 0
𝑆
⑵ 气体B 初始温度 𝑇 = (27+273)𝐾 = 300𝐾,
1
加热后温度 𝑇 = (127+273)𝐾 = 400𝐾，
2
加热后气体 A状态参量不变，活塞 a与活塞b上升距离相同设为𝛥𝐿
2𝐿𝑆 = （2𝐿+𝛥𝐿）𝑆 ③ 4分
𝑇1 𝑇2
2
得：𝛥𝐿 = 𝐿 2分
3
14（16 分）
解：⑴ 设甲、乙粒子在磁场中圆周运动的轨道半径分别为𝑟 、𝑟
1 2
由几何关系可知：
𝜋 2
2𝑟 𝑐𝑜𝑠 = 𝐿 ① 1分
1
6 3
1
𝑟 = 𝐿 ② 1分
2
3
联立①②得：𝑟 = 2√3 𝐿 1分
1
9
1
𝑟 = 𝐿 1分
2
3
⑵ 甲粒子再次回到 a点的轨迹如图
{#{QQABaYwQogAIAIJAAQgCAQG6CgOQkAEACYgOxFAMIAAAwQFABAA=}#}设甲粒子在磁场中圆周运动的周期为𝑇
1
𝑇 =
2𝜋𝑟1
③ 2分
1
𝑣0
得：𝑇 =
4√3𝜋𝐿
1分
1
9𝑣0
乙粒子在磁场中运动的周期为𝑇
2
𝑇 =
2𝜋𝑟2
④ 2分
2
𝑣0
2𝜋𝐿
得：𝑇 = 1分
2
3𝑣0
⑶甲粒子第一次到达 N点时间为𝑡
甲
4𝜋 2
𝐿
𝑡 = 3 𝑇 +3 ⑤ 2分
甲 2𝜋 1 𝑣0
得：𝑡 =
8√3𝜋𝐿
+
2𝐿
1分
甲 27𝑣0 3𝑣0
乙粒子轨迹如图
乙粒子第一次运动至 Q点时间为𝑡
乙
5 2 1
𝜋 𝐿𝑠𝑖𝑛 𝜋
𝑡 = 3 𝑇 +3 3 ⑥ 2分
乙 2𝜋 2 𝑣0
得：𝑡 =
5𝜋𝐿
+
√3𝐿
1分
乙 9𝑣0 3𝑣0
15（18 分）
解：⑴ 𝑐𝑑边进入磁场时速度大小为𝑣 ,𝑐𝑑边中电流大小为𝐼
1 1
𝑅·3𝑅
𝐵𝐿𝑣 = 𝐼 (𝑅+ ) ① 1分
1 1
𝑅+3𝑅
设线框质量为𝑚,对线框有
𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛30° = 𝐵𝐼 𝐿 ② 1分
1
7𝑚𝑔𝑅
联立①②得：𝑣 =
1 8𝐵2𝐿2
𝑒𝑓边进入磁场时速度大小为𝑣 , 𝑒𝑓边中电流大小为𝐼
2 2
{#{QQABaYwQogAIAIJAAQgCAQG6CgOQkAEACYgOxFAMIAAAwQFABAA=}#}𝑅·𝑅
𝐵𝐿𝑣 = 𝐼 (3𝑅 + ) ③ 1分
2 2
𝑅+𝑅
对线框 𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛30° = 𝐵𝐼 𝐿 ④ 1分
2
7𝑚𝑔𝑅
联立③④得：𝑣 =
2 4𝐵2𝐿2
得:
𝑣1
=
1
2分
𝑣2 2
⑵ 对线框，从静止下滑至𝑐𝑑边刚进入磁场过程,线框加速度大小为𝑎
𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛30°= 𝑚𝑎 ⑤ 1分
2𝑎 × 𝐿 = 𝑣2 −0 ⑥ 1分
1
2
𝑔𝐿 𝑔𝐿 4𝐵2𝐿2√2𝑔𝐿
得：𝑣 = √ 𝑣 = 2√ 𝑚 =
1 2
2 2 7𝑔𝑅
𝑐𝑑边和𝑒𝑓边通过磁场时间分别为𝑡 和𝑡
1 2
𝐿
= 𝑣 𝑡 ⑦ 1分
1 1
2
𝐿
= 𝑣 𝑡 ⑧ 1分
2 2
2
1 2𝐿 1 2𝐿
得: 𝑡 = √ 𝑡 = √
1 2
2 𝑔 4 𝑔
𝑐𝑑边刚出磁场到𝑒𝑓边刚进入磁场过程时间为𝑡
3
𝑣 = 𝑣 +𝑎𝑡 ⑨ 1分
2 1 3
2𝐿
得：𝑡 = √
3
𝑔
整个线框穿过磁场过程中，重力的冲量大小𝐼
𝐼 = 𝑚𝑔(𝑡 +𝑡 +𝑡 ) ⑩ 1分
1 2 3
2𝐵2𝐿3
得：𝐼 = 1分
𝑅
⑶ 𝑐𝑑边、𝑒𝑓边穿过磁场过程中，回路中产生的焦耳热相同设为𝑄
𝐿
𝑄 = 𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛30°× ⑪ 1分
2
𝐵2𝐿3√2𝑔𝐿
联立①③⑧⑨得:𝑄 =
7𝑅
𝑐𝑑边穿过磁场和𝑒𝑓边穿过磁场过程过程，ab 边产生的焦耳热分别为𝑄 和𝑄
1 2
3
3 𝑅
𝑄 = × 4 𝑄 ⑫ 1分
1 4 3 𝑅+𝑅
4
1
1 𝑅
𝑄 = × 2 𝑄 ⑬ 1分
2 2 3𝑅+ 1 𝑅
2
整个线框穿过磁场过程中，𝑎𝑏中产生的焦耳热𝑄
总
𝑄 = 𝑄 +𝑄 ⑭ 1分
总 1 2
11 11𝐵2𝐿3√2𝑔𝐿
联立⑪⑫⑬⑭得：𝑄 = 𝑄 = 1分
总 28 196𝑅
{#{QQABaYwQogAIAIJAAQgCAQG6CgOQkAEACYgOxFAMIAAAwQFABAA=}#}
