湖南省长沙市周南梅溪湖中学2024届物理高二下期末综合测试试题含解析

湖南省长沙市周南梅溪湖中学2024届物理高二下期末综合测试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、下列说法正确的是（）A．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构B．一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4种谱线C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．在核反应中，质量数和电荷数都守恒2、一含有光电管的电路如图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I—U图线，、表示截止电压，下列说法正确的是（）A．甲图中光电管得到的电压为正向电压B．a、c光的波长相等C．a、c光的光强相等D．a、b光的波长相等3、甲、乙、丙三个物体同时同地出发做直线运动，它们的位x﹣t图象如图所示．在20s内它们的平均速度和平均速率的大小关系是（）A．平均速度大小相等，平均速率v甲＞v乙=v丙B．平均速度大小相等，平均速率v甲＞v丙＞v乙C．平均速度v甲＞v丙=v乙，平均速率相等D．平均速度和平均速率大小均相等4、下图为某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2，3，4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t＝0时，质点1开始向上运动；t＝时，质点1到达最上方，质点5开始运动。下列说法正确的是A．t＝时，质点5开始向下运动B．t＝时，质点5的加速度方向向上C．t＝时，质点5的位移方向向上D．t＝时，质点9的速度最大5、图1是一列简谐横波在t=1.25s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振，则图2所示振动图像对应的质点可能位于（）A．a<x<b B．b<x<c C．c<x<d D．d<x<e6、如图所示，小车AB静止于水平面上，A端固定一个轻质弹簧，B端粘有橡皮泥．小车AB质量为M，质量为m的木块C放在小车上，CB距离为L用细线将木块连接于小车的A端并使弹簧压缩．开始时小车AB与木块C都处于静止状态，现烧断细线，弹簧被释放，使木块离开弹簧向B端滑去，并跟B端橡皮泥粘在一起．所有摩擦均不计，对整个过程，以下说法正确的是A．整个系统机械能守恒B．整个系统机械能不守恒，动量也不守恒C．当木块的速度最大时，小车的速度也最大D．最终整个系统匀速运动二、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、如图所示的电路中，L为自感线圈，其直流电阻与电阻R相等，C为电容器，电源内阻不可忽略。当开关S由闭合变为断开的瞬间，下列说法正确的是A．A灯闪亮一下再熄灭B．流经电阻R的电流方向向右C．电容器将充电D．没有电流通过B灯8、如图所示，在水平面内直角坐标系xOy中有一光滑金属导轨AOC，其中曲线导轨OA满足方程y＝Lsinkx，长度为的直导轨OC与x轴重合，整个导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中．现有一长为L金属棒从图示位置开始沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为R0，除金属棒的电阻外其余部分电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动至AC的过程中（）A．感应电动势的瞬时值为e＝BvLsinkvt B．感应电流逐渐减小C．闭合回路消耗的电功率逐渐增大 D．通过金属棒的电荷量为9、如图，空间有平行于纸面的匀强电场，处于该电场中直角三角形直角边，AD是的角平分线。若在直角顶点B处有一个射线源，能朝空间各方向射出动能为1000eV的电子，则能在顶点A和C分别探测到动能为1100eV和900eV的电子，本题中运动的电子仅需考虑匀强电场的电场力，则可求：A．AB间的电势差B．该匀强电场的场强1000V/mC．电场强度的方向沿A指向DD．整个三角形内，顶点C的电势最高10、用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光照射光电管的阴极K，电流计G的指针不发生偏转。那么A．该单色光光的频率一定小于阴极K的极限频率B．交换电源的正负极可能使电流计G的指针发生偏转C．若将变阻器滑片P向左滑动，有可能使电流计G的指针发生偏转D．增加单色光的强度可能使电流计G的指针发生偏转三、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）在做“用油膜法测分子直径的大小”实验时,油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸,用注射器测得上述溶液有液滴100滴.把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油酸膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如图所示,坐标中正方形小方格的边长为,则(1)油酸膜的面积是_____________；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____________；(3)油酸分子的直径是__________(保留一位有效数字);(4)若用注射器测量溶液滴数时,错将100滴数成98滴,则油酸分子的直径测量值偏_________(选填“大”或“小”)12．（12分）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约1cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是________________．(填写步骤前面的数字)(1)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有100滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____________mL，油酸膜的面积是______________cm1．根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________________nm．(结果均保留三位有效数字)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．（10分）在可控核反应堆中，需要给快中子减速，轻水、重水、石墨等常用作减速剂．中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速．用铀235作燃料的核反应堆中，用石墨（碳12）作为减速剂，让铀核裂变所产生的快中子通过和碳核不断碰撞而被减速．假设中子与碳核的碰撞是完全弹性碰撞，每次碰撞前碳核均视为静止，碰撞后中子和碳核的速度均与碰撞前中子的速度在同一直线上，已知碳核的质量近似为中子质量的12倍，中子原来的速度大小为．（1）的裂变方程为，则x、y值分别为多少？（2）中子与碳核经过第一次碰撞后，中子的速度大小变为多少？（3）一个速度为的快中子与碳核经过反复碰撞n次后，能减速成为速度为的慢中子，请写出的表达式．14．（16分）如图所示，△ABM为透明柱状介质的横截面，其中∠A=30°．一束单色光从AM的中点P以一定的入射角入射，恰好能在AB边上发生全发射，且反射后的光线垂直BM边射出．已知BM边的长度为a，光在真空中的传播速度为c，求：（1）该透明介质的折射率;（2）该单色光在透明介质中的传播时间．15．（12分）一辆卡车初速度为v0=10m/s，以a=2m/s2的加速度加速行驶，求：（1）卡车在3s末的速度；（2）卡车在前6s内的位移；（3）卡车在第6s内的平均速度.

参考答案一、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、D【解题分析】

A．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，故A错误；B．一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生种谱线，故B错误；C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C错误；D．在核反应中，质量数和电荷数都守恒，故D正确。故选D。2、B【解题分析】

由图可知，从金属出来的电子在电场力作用下，做减速运动，则对应电压为反向电压，故A错误；光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知a、c光对应的截止频率小于b光的截止频率，根据，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。a光、c光的截止电压相等，所以a光、c光的频率相等，则a、c光的波长相等；因b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，则a光的波长大于b光的波长，故B正确，D错误；由图可知，a的饱和电流大于c的饱和电流，而光的频率相等，所以a光的光强大于c光的光强，故C错误；故选B。【题目点拨】解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程，同时注意正向电压与反向电压的区别。3、A【解题分析】由图可知，三物体最终位移相等，用时相等，故平均速度相等；

但由于甲物体有反向运动过程，故甲物体的路程要大，故甲物体的平均速率最大；而乙丙均只有单向运动，路程相等，故平均速率相等，故A正确，BCD错误．点睛：注意平均速率等于路程与时间的比值，平均速度等于位移与时间的比值．4、C【解题分析】

A.由于每个质点均做受迫振动，所以开始振动方向相同，均为向上运动，A错误。BC.t＝T/2时，质点5振动了T/4，此时质点5达到波峰，位移最大且方向向上，加速度最大，但方向向下，B错误C正确。D.通过图像可知，波长为16，质点9与质点1之间的距离为8即，所以波传到质点9的时间为T/2，经过3T/4时，质点9刚好到达正向最大位移处，速度为零，D错误。5、D【解题分析】

因为C位置的质点比a位置的晚0.5s起振，所以波向右传播，周期是1s，在t=1.25s的波形图也就是在，因此在的波形图就是图1左移1/4波长后的部分，如图所示：跟图2对照，可知，对应的质点可能位于Oa之间或de之间，因此选D．6、C【解题分析】

弹簧被释放过程系统机械能守恒，而木块C跟B端橡皮泥粘在一起的过程是非弹性碰撞，机械能有损失，所以整个系统机械能不守恒．故A错误．整个系统受到的合外力保持为零，动量守恒．故B错误．

设弹簧释放后，木块C速度大小为v，小车速度为V，取向右为正方向，由动量守恒定律得：mv-MV=0

得：V=v，则知V与v成正比，当木块的速度v最大时，小车的速度V也最大．故C正确．设C与橡皮泥粘在一起时系统的速度为v′，由系统的动量守恒得：（M+m）v′=0，得：v′=0，所以最终系统静止不动，故D错误．故选C．【题目点拨】本题考查应用动量守恒定律分析和处理多次碰撞问题的能力．要知道碰撞的基本规律是动量守恒定律，应用时要注意选取正方向．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、AC【解题分析】

AB.S闭合稳定时，通过L的电流和A灯的电流方向均向右，且IL大于IA；当开关S断开时，自感线圈中将产生自感电动势阻碍原来电流的减小，因此在由L、A、R组成的闭合电路中，有一顺时针方向的电流，即流经电阻R的电流方向向左，且从IL开始逐渐减小，故A灯突然闪亮一下再熄灭，故A正确，B错误；CD.当开关S断开时，路端电压变大，电源继续给电容器充电，故B灯中有电流通过，故C正确，D错误。8、ACD【解题分析】A、根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的瞬时值为，故A正确；B、随导体棒向右移动，感应电动势逐渐增大，故感应电流逐渐增大，故B错误；C、某时刻电路消耗的功率为，故随着y的增大，闭合回路消耗的电功率逐渐增大，故C正确；D、根据欧姆定律可知，任意时刻通过金属棒的电流为：，则在金属棒运动至AC的过程中通过金属棒的电荷量为，故D正确；故选ACD．9、ABC【解题分析】

由B到A有动能定理可得：,即即可以求出AB间的电势差，故A正确；同理可知BC间的电势差,所以AC间的电势差为，在由几何知识可得AC在AD上的投影是AB在AD投影的2倍，这就说明电场的方向一定沿着AD，并且由A指向D，故C正确。由几何知识可得AB在AD上的投影为10cm,所以电场强度的大小为：故B正确；电场线方向沿AD，故在整个三角形内，顶点A的电势最高，故D错误。故选ABC10、BC【解题分析】

A.由图可知，该光电管所加的电压为反向电压，所以电路中没有光电流时，可能仍然能发生光电效应，该单色光光的频率不一定小于阴极K的极限频率。故A错误；B.若该光电管已经发生光电效应，交换电源的正负极变为正向电压可能使电流计G的指针发生偏转，故B正确。C.若该光电管已经发生光电效应，若将变阻器滑片P向左滑动，反向电压减小，有可能使电流计G的指针发生偏转。故C正确；D.增大单色光的强度，不能增大产生的光电子的最大初动能，所以不能使电流计G的指针发生偏转。故D错误；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、440-456或大【解题分析】

（1）数油膜覆盖的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到估算出油膜的面积是，正方形的个数为110个，则油膜的面积约为：S=110×2cm×2cm=440cm2。（2）一滴溶液中含纯油的体积V==2×10−5mL；（3）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为：d==5×10−10m；（4）将100滴数成98滴，则计算一点油酸体积时偏大，则计算油酸分子的直径测量值时偏大。12、(1)④①②⑤③(1)5.00×10-640.0,1.15【解题分析】

(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液(教师完成,记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积v=V/N(题中的④)→准备浅水盘(①)→形成油膜(②)→描绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积(③)→计算分子直径(③)，所以实验步骤的正确顺序是④①②⑤③；(1)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例=×=5.00×10-6mL；由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm1，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，则油酸薄膜面积为：S＝40cm1；由于分子是单分子紧密排列的，因此油酸分子直径d===1.15×10-7cm=1.15nm．点睛：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶