全国百强校山西大学附属中学2024届高二物理第二学期期末综合测试试题含解析

全国百强校】山西大学附属中学2024届高二物理第二学期期末综合测试试题请考生注意：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、1991年5月11日的《北京晚报》曾报道了这样一则动人的事迹：5月9日下午，一位4岁小男孩从高15层的楼顶坠下，被同楼的一位青年在楼下接住，幸免于难，设每层楼的高度为3m，这位青年从他所在的地方到楼下需要的时间是1.3s，则该青年要接住孩子，至多允许他反应的时间是(g＝10m/s2)()A．3.0 B．1.7 C．0.4 D．1.32、碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有（）A．0 B．m/4 C．m/8 D．m/163、下列电磁波中，波长最长的是（）A．无线电波B．红外线C．可见光D．紫外线4、图中理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，现在原线圈两端加上交变电压u="311sin(100πt+π)"V时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表．则下列说法中正确的是A．该交流电的频率为100HzB．电压表的示数为155.5VC．若将变阻器的滑片P向上滑动，则L1将变暗、L2将变亮D．若将变阻器的滑片P向上滑动，则电流表读数变大5、一交变电流的电流时间图象如图所示，则此交变电流的有效值为（）A．B．C．D．6、在如图所示的电路中，L1、L2、L3是三盏相同的灯泡。当a、b两端接交流6V时，三盏灯的发光情况相同。若将a、b两端接直流6V时，稳定后观察到的现象是()A．三盏灯的亮度相同B．L1不亮，L2、L3的亮度相同C．L1不亮，L2比L3亮D．L1不亮，L3比L2亮二、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、明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可．一游僧见之,曰：无烦也，我能正之．”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身．假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力N，则：A．若F一定，θ大时N大B．若F一定，θ小时N大C．若θ一定，F大时N大D．若θ一定，F小时N大8、如图1所示，光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上表面粗糙，其质量为M，t=0时刻质量为m的物块以水平速度v滑上长木板，此后木板与物块运动的v-t图像如图2所示，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A．M=mB．M=2mC．木板的长度为8mD．木板与物块间的动摩擦因数为0.19、在某次光电效应实验中，得到的遏止电压与入射光的频率的关系如图所示。已知电子电荷量为，则下列分析正确的是（）A．入射光越强，遏止电压越高 B．入射光的频率越大，遏止电压越高C．阴极所用材料的截止频率可表示为 D．普朗克常量可表示为10、关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法正确的是A．干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果B．若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的C．用紫色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比红光照射时的间距小D．薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的三、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）利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：A．待测干电池：电动势约为1.5V，内阻r较小；B．电压表：量程1V，内阻RV=999.9Ω；C．电流表：量程1A，RA=9Ω；D．滑动变阻器：最大阻值20ΩE．电阻箱：最大阻值99999.9Ω；F．单刀单掷开关一个；G．导线若干．(1)设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在方框内．要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负___________．(2)为了满足本实验要求并保证实验的精确度且读数方便，电压表量程应扩大为原量程的___________倍，电阻箱接入的阻值为___________Ω12．（12分）为了“测量当地重力加速度g的值和木块与木板间的动摩擦因数μ”，某同学设计了如下实验方案：第一步：他把带有定滑轮的木板的有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤后连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板做匀速运动，如图甲所示．第二步：保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，如图乙所示．然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出纸带．打出的纸带如丙图：试回答下列问题：（1）已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为T，OA、AB、DE、EF间距分别为x1、x2、x3、x4，根据纸带求木块下滑的加速度a=____．（2）已知质量m、M，加速度a，则当地的重加速度g=____．（3）已知质量m、M和长木板的倾角θ，则木块与木板间的动摩擦因数μ=____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）一个光源以P=1.5W的功率向四周均匀地发射能量。在离光源距离R=3.5m处放置一钾箔，钾的逸出功W=2.2eV，假设入射光的能量是连续平稳地传给钾箔，光的平均波长为。假设照射到钾箔上面的光能被钾箔完全吸收。(1)根据爱因斯坦的光子说和质能方程，证明光子动量（是普朗克常量）。(2)假设照射在钾箔上的能量能被钾箔完全吸收，求：①钾箔在垂直入射光方向上单位面积受到光平均作用力的表达式（用题目中的物理符号表示）。②按照经典电磁理论，钾箔只需吸收足够的能量就可以逐出电子，若一个要被逐出的电子收集能量的圆形截面的半径约为一个典型原子的半径m，求：电子将被逐出的时间。根据你的计算结果，你认为经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理？谈谈你的看法。14．（16分）如图，可自由移动的活塞将密闭气缸分为体积相等的上下两部分A和B，初始时A、B中密封的理想气体温度均为800K，B中气体压强P=1.25×l05Pa，活塞质量m=2.5kg，气缸横截面积S=10cm2，气缸和活塞均由绝热材料制成．现利用控温装置（未画出）保持B中气体温度不变，缓慢降低A中气体温度，使A中气体体积变为原来的3/4，若不计活塞与气缸壁之间的摩擦，求稳定后A中气体的温度．(g=10m/s2)15．（12分）如图所示，在xOy平面（纸面）内，y＞0空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限空间存在方向沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），以大小为v、方向与y轴正方向夹角的速度沿纸面从坐标为（0，—L）的点进入电场中，然后从坐标为的点垂直x轴进入磁场区域，并通过坐标为的点，最后从x轴上的点（图中未画出）射出磁场。取，，求：（1）粒子通过点时的速度大小和电场强度的大小E；（2）磁场的磁感应强度大小B；（3）粒子从点运动到点所用的时间。

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、B【解题分析】由公式可得，下落时间约为3s．则青年的反应时间最多为3s-1.3s=1.7s．答案选B．2、D【解题分析】碘131的半衰期约为8天，经过32天为，碘131的剩余质量为：，故选D．【题目点拨】半衰期是放射性原子核剩下一半需要的时间，根据公式求解剩余原子核的质量．3、A【解题分析】

电磁波谱中，波长最长的是无线电波，故选A.4、D【解题分析】该交流电的频率为50Hz，电压表的示数为100V，选项AB错误；若将变阻器的滑片P向上滑动，则L1将亮度不变、L2将变亮，电流表读数变大，选项C错误D正确．5、D【解题分析】如图所示，它不是正弦式电流，因此有效值不是等于最大值除以根号，取一个周期进行分段，在是恒定电流，则有效值等于，在是恒定电流，则有效值等于，则在内，产生的热量：，，故D正确．【题目点拨】求有效值方法：是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值．6、C【解题分析】试题分析：由于电容在接直流电源后，相当于电阻非常的大，故灯泡L1不亮；电感在接入直流电源后，电阻变得非常的小，故灯泡L2变亮；而电阻对交直流电无影响，故灯泡L3的亮度不变，故选项C正确。考点：电容、电感对交流电的影响。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】选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向左的F、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是相等的，力F的分解如图：则：，所以：，由公式可知，当F一定，θ小时FN大；当θ一定，F大时FN大．故A、D错误，B、C正确．故选BC．【题目点拨】对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可．8、BC【解题分析】木块在木板上运动过程中，在水平方向上只受到木板给的滑动摩擦力，故μmg=ma1，而v-t图像的斜率表示加速度，故a1=7-32m/s2=2m/s2，解得μ=0.2；对木板受力分析可知μmg=Ma29、BD【解题分析】

A．入射光强度不影响遏止电压，故A错误；B．入射光的频率越大，遏止电压越高，故B正确；C．阴极所用材料的截止频率可表示为，故C错误；D．根据爱因斯坦光电效应方程由于所以由图可得整理得所以普朗克常量可表示为，故D正确。故选BD。10、AC【解题分析】试题分析：干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果，故A正确；若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度变化是均匀的，故B错误；由于紫光的波长小，故用紫色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比红光照射时的间距小，C正确；薄膜上的干涉条纹基本上是水平的，故D错误．考点：薄膜干涉．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、2999.9Ω【解题分析】

（1）本实验所给的电压表和电流表的内阻都是给定的，且电压表的量程不够，需要扩量程，因此将变阻箱和电压表串联，所以实验电路图如图所示（2）为了满足本实验要求并保证实验的精确度，所以扩充以后的量程不宜过大；同时，要保证读数方便，则最小分度应合适，因此综合考虑，扩大为原来的2倍较合适；所以可知扩大量程后的电压表内阻为原来的两倍，所以电阻箱的阻值为999.9Ω12、（1）（2）（3）【解题分析】

（1）根据△x=aT2可知：；，则；（2）（3）由题意；，解得；【题目点拨】此题是测定重力加速度和动摩擦因数的实验；关键是搞清实验的原理；能根据牛顿第二定律列出在两种情况下的方程，联立即可解答．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)证明见解析；(2)①，②电子将被逐出的时间为，由于光电效应现象中产生光电子的时间极短，几乎不需时间累积，因此经典电磁理论在解释光电效应现象具有局限性，不合理。【解题分析】

(1)根据爱因斯坦的光子说：由质能方程：得光子动量：得证；(2)①钾箔在垂直入射光方向上的单位面积上的功率：t时间内钾箔单位面积上吸收的个数：光子动量：由动量定理：可得钾箔在垂直于入射光方向上单位面积上受到光的平均作用力：；②一个电子在单位时间内吸收的能量：逐出电子需要的时间为t，需要的能量设为E0，有：可得：由于光电效应现象中产生光电子的时间极短，几乎不需时间累积，因此经典电磁理论在解释光电效应现象具有局限性，不合理。14、450K【解题分析】根据题意，A中气体的体积变为原来的，则B中气体的体积变为原来体积的，即，B中气体发生等温变化，根据玻意耳定律有，解得稳定后B中气体的压强=1×l05Pa；对A中气体，初态：，=1×l05P