湖北省重点中学2024届物理高二下期末综合测试试题含解析

湖北省重点中学2024届物理高二下期末综合测试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2两端的电压与电流的关系如图所示．用此电源和电阻R1、R2组成电路，R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路．下列说法正确的是（）A．将R1、R2串联后接到电源两端时，电源的效率为80％B．将R1、R2并联后接到电源两端时，电源的效率为80％C．为使电源输出功率最大，可将R1单独接到电源两端D．为使电源输出功率最大，可将R2单独接到电源两端2、如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的频率分别是va、vb、vc，下列关系式正确的是（）A．vb=va+vcB．C．D．3、一个静止的质量为M的不稳定原子核，当它放射出质量为m、速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度为（）A．-v B． C． D．4、如图，质量为m的人在质量为M的平板车上从左端走到右端，若不计平板车与地面的摩擦，则下列说法正确的是（）A．人在车上行走时，车将向右运动B．当人停止走动时，由于车的惯性大，车将继续后退C．若人越慢地从车的左端走到右端，则车在地面上移动的距离越大D．不管人在车上行走的速度多大，车在地面上移动的距离都相同5、某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是（图中I为空气，Ⅱ为介质）（）A． B． C． D．6、金属P、Q的逸出功大小关系为WP>WQ，用不同频率的光照射两金属P、Q，可得光电子最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系图线分别为直线p、q，下列四图中可能正确的是A． B． C． D．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、[选修3-5]关于下列四幅图说法正确的是：A．图甲中的放射性同位素应选择衰变时放出a粒子的同位素B．图乙中的石墨的作用是使核反应中的快中子减速C．图丙中的光子碰撤电子后，其波长将变大D．图丁中的电子的动量越大，衍射现象越明显8、如图，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧．导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图所示，规定从Q到P为电流正方向．导线框R中的感应电动势A．在时为零B．在时改变方向C．在时最大，且沿顺时针方向D．在时最大，且沿顺时针方向9、下列说法正确的是()A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律C．普朗克提出了物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性D．爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴10、回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示，和是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为、周期为的交流电源上，位于圆心处的粒子源能不断产生粒子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速，当粒子被加速到最大动能后，再将它们引出，忽略粒子在电场中的运动时间，则下列说法正确的是（）A．粒子第次被加速前、后的轨道半径比为B．若只增大交变电压，则粒子在回旋加速器中运行的时间会变短C．若不改变交流电压的周期，仍可用此装置加速氘核D．若是增大交变电压，则粒子的最大动能会变大三、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）用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34J•s。（1）图甲中电极A为光电管的_______________（填“阴极”或“阳极”）；（2）要观察饱和电流，电源正负极的情况是__________________（填“左正右负”或“左负右正”）；要观察遏止电压，电源正负极的情况是__________________（填“左正右负”或“左负右正”）。（3）实验中测得铷的遏止电压UC与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νC=__________________Hz，逸出功W0=__________________J（保留3个有效数字）；（4）如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek=___________J（保留3个有效数字）．12．（12分）利用双缝干涉测光的波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏的距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=11.1mm，xB=_______mm；相邻两条纹间距Δx=_________mm；（2）波长的表达式λ=_________（用Δx、L、d表示），该单色光的波长λ=_________m；（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将____（填“变大”、“不变”或“变小”）。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）一质量为m的导体棒a从h高处由静止起沿足够长的光滑导电轨道滑下，另一质量也为m的导体棒b静止在宽为L的光滑水平导轨上，在水平轨道区域有垂直于轨道平面向上的匀强磁场磁感应强度为B，如图所示，（a、b导体棒不会相碰）．试求：（1）a、b导体棒的最终速度V（2）回路中最多能产生多少焦耳热Q14．（16分）如图所示，用不可伸长的细线悬挂一质量为M＝1kg的小木块，木块处于静止状态．现有一质量为m＝0.01kg的子弹以初速度v0＝300m/s自左方水平地射穿木块，木块上升的最大高度h＝0.2m，求：(1)子弹射出木块时子弹和木块的速度分别为多少？(2)若子弹射穿木块的时间为Δt＝0.02s，子弹对木块的平均作用力F大小为多少？15．（12分）如图所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕中心轴OO′匀速转动，图示位置磁场方向与线圈平面垂直｡线圈匝数为n，总电阻为r，ab长为l1，ad长为l2，磁场的磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω，线圈两端外接一阻值为R的电阻和一理想交流电流表｡求：(1)从图示位置开始计时，推导出t时刻线圈产生的感应电动势瞬时值的表达式；(2)若n=40，r=1Ω，l1=0.2m，l2=0.15m，B=0.25T，ω=100rad/s，R=4Ω，求理想电流表的示数和电阻R上消耗的电功率｡

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、C【解题分析】

A.根据题图可知，电源的电动势为E=3V，内阻Ω，根据知，两定值电阻的阻值分别为R1=0.5Ω，R2=1Ω．将R1、R2串联后接到电源两端时，电源的效率为，故A错误；B.外电阻越大，电源的效率越高，因为R1、R2并联后的电阻小于将它们串联后的电阻，可知，将R1、R2并联后接到电源两端时，电源的效率小于75%，故B错误；CD．当外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，据此可知将R1单独接到电源两端时，电源输出功率最大，故C正确，D错误．2、A【解题分析】因为Em-En=hv，知Eb=Ea+EC，即，解得，故选A.3、B【解题分析】

根据动量守恒定律得：，解得：，故B正确，ACD错误．4、D【解题分析】A、人与车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得：mv人+Mv车=0，故车的方向一定与人的运动方向相反；故人与车的速度方向相反，人在车上向右行走时，车将向左运动，故A错误；B、因总动量为零，故人停止走动速度为零时，车的速度也为零，故B错误；C、D、因人与车的运动时间相等，动量守恒，以人的方向为正方向，则有：mx人-Mx车=0；故车与人的位移之比为：x车x人=mM不变；则车的位移与人的运动速度无关，不论人的速度多大，车在地面上移动的距离都相等；故C【题目点拨】本题考查动量守恒定律的应用“人船模型”，要注意人船具有相反方向的运动，运动位移与速度大小无关．5、D【解题分析】

设该介质的临界角为C，则，C=45°，由于光从介质射向空气，入射角i=60°＞C，所以发生全反射，光线全部被反射回原介质。故ABC错误，D正确。6、C【解题分析】

根据光电效应方程EKm=hγ-W0=hγ-hγ0知，图线的斜率表示普朗克常量。横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，逸出功W0=hγ0，WP>WQ，因此两条直线的斜率应该相同，直线p在横轴上的截距应该大于直线q在横轴上的截距；ABD.三个图与结论不相符，则ABD错误；C.此图与结论相符，选项C正确.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、BC【解题分析】

A.α、β、γ三种射线的穿透能力不同，α射线不能穿过3mm厚的铝板，γ射线又很容易穿过3mm厚的铝板，厚度的微小变化不会使穿过铝板的γ射线的强度发生较明显变化，所以基本不受铝板厚度的影响。而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板的β射线的强度发生较明显变化，即是β射线对控制厚度起作用，所以图乙的放射性同位素应选择衰变时放出β粒子的同位素。故A错误；

B.在核反应堆中石墨主要起减速剂的作用，将快中子变成慢中子。镉棒起到吸收中子的作用，能控制中子的数目，从而控制和反应的速度，故B正确；

C.图中光子与电子发生碰撞后，光子的一部分能量转移给电子，由：λ=hcE可知，光子的波长将增大。故C正确；

D.根据德布罗意波波长公式：λ=h8、AC【解题分析】

本题考查交变电流图象、法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关的知识点．解析由图（b）可知，导线PQ中电流在t=T/4时达到最大值，变化率为零，导线框R中磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/4时导线框中产生的感应电动势为零，选项A正确；在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率方向不变，导致导线框R中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t=T/2时，导线框中产生的感应电动势方向不变，选项B错误；由于在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/2时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项C正确；由楞次定律可判断出在t=T时感应电动势的方向为逆时针方向，选项D错误．9、AD【解题分析】A.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确；B.玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故B错误；C.德布罗意提出了物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性，故C错误；D.爱因斯坦研究光电效应提出光子说，认为光的发射、传播、和吸收是一份一份进行的，光子说属于量子理论的范畴，故D正确；故选AD.10、ABC【解题分析】

A．根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则有：，解得：所以质子第n次被加速前后的轨道半径之比为，故A正确；B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故B正确；C．交流电压的周期与粒子在磁场中运动的周期相同，即则粒子的周期为假设该装置也能加速氘核（），则其周期为即粒子的周期相同，故不用改变交流电压的周期，也能加速氘核，故C正确；D．根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则有：，解得：与加速电压无关，故D错误；故选ABC。【题目点拨】回旋加速器是通过电场进行加速，磁场进行偏转来加速带电粒子。带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据比较周期。当粒子最后离开回旋加速器时的速度最大，根据求出粒子的最大速度，从而得出最大动能的大小关系。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、阳极左正右负左负右正（5.12-5.18）×1014Hz（3.39-3.43）×10-19J（1.21-1.25）×10-19J【解题分析】

第一空．由光电管的结构可知A板为正极，即为阳极。

第二空．观察饱和电流，加正向电压，光电子加速，则电源正负极的情况是左正右负；第三空．要观察遏止电压，加反向电压，光电子减速，则电源正负极的情况是左负右正；

第四空．由和得：，因此当遏制电压为零时，，根据图象可知，铷的截止频率；

第五空．根据，则可求出该金属的逸出功大小；

第六空．根据图象和，结合公式；解得：。12、15.60.75变小【解题分析】

（1）图B位置游标卡尺的主尺读数为15mm，游标读数为0.1×6mm=0.6mm，则最终读数为15.6mm。则相邻条纹的间距为：∆x=(xB−xA)/6=(15.6−11.1)/6mm=0.75mm；（2）根据干涉条纹的宽度：得：，代入数据得：；（3）若改用频率较高的单色光照射，它的波长较短，根据干涉条纹的宽度：得：得到的干涉条纹间距将变小。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、（1）（2）【解题分析】（1）对a导体棒，设从高处h滑到水平轨道时的速度为v0，由动能定理有可得a棒进入磁场后，a棒减速、b棒加速，最终