2024届北京市密云区物理高二下期末综合测试模拟试题含解析

2024届北京市密云区物理高二下期末综合测试模拟试题请考生注意：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、如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.1m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω．一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.1．在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T．将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6）A．2.1m/s，1W B．1m/s，1W C．7.1m/s，9W D．11m/s，9W2、如图所示，在水平路面上做匀变速直线运动的汽车中，轻绳悬挂一质量为m的小球，悬线与竖直方向稳定偏离θ角，重力加速度为g，则下面说法中正确的是（）A．小车一定向右加速运动B．小车一定向左加速运动C．小车的加速度为gsinθ，方向水平向右D．小车的加速度为gtanθ，方向水平向右3、如图所示,用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在一杯热水中,接触点2插在一杯冷水中,此时灵敏电流计的指针会发生偏转,这就是温差发电现象,根据这一现象,下列说法中正确的是()A．这一过程违反了热力学第二定律B．这一过程违反了热力学第一定律C．热水和冷水的温度将发生变化D．这一过程违反了能量守恒定律4、如图所示两半径为r的圆弧形光滑金属导轨置于沿圆弧径向的磁场中，磁场所在的平面与轨道平面垂直。导轨间距为L，一端接有电阻R，导轨所在位置处的磁感应强度大小均为B，将一质量为m的金属导体棒PQ从图示位置（导轨的半径与竖直方向的夹角为θ）由静止释放，导轨及金属棒电阻均不计，下列判断正确的是（）A．导体棒PQ有可能回到初始位置B．导体棒PQ第一次运动到最低点时速度最大C．导体棒PQ从静止到最终达到稳定状态，电阻R上产生的焦耳热为mgrD．导体棒PQ由静止释放到第一次运动到最低点的过程中，通过R的电荷量BθrL5、图示为氢原子的能级示意图，关于氢原子跃迁；下列说法正确，的是（）A．一个处于n=5激发态的氢原子，向低能级跃迁时发出10种不同频率的光B．一群处于n=4激发态的氢原子，向低能级跃迁时可以发出6种不同频率的光C．用12eV的光子照射处于基态的氢原子时，电子可以跃迁到n=2能级D．氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时动能增大，氢原子的电势能增大6、关于近代物理，下列说法正确的是A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．目前已建成的核电站的能量来自于轻核聚变C．一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的二、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、A物体自高为H的塔顶自由下落的同时，B物体自塔底以初速度v0竖直上抛，B物体上升至最高点时，A物体正好落地，则下列说法正确的是（）A．两物体相遇时，A、B两物体的速度大小均为B．两物体相遇时离地面的高度为C．B物体上升的最大高度高于HD．A物体落地时速度小于v08、如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻可以不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，在这一过程中（）A．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和C．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热D．恒力F与安培力的合力所做的功等于零9、下列属于反冲运动的是()A．向后划水，船向前运动B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退C．用力向后蹬地，人向前运动D．水流过水轮机时，水轮机旋转方向与水流出方向相反10、由于放射性元素的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，在使用人工的方法制造后才被发现.已知经过一系列α衰变和β衰变后变成，下列论述中正确的是（）A．核比核少18个中子B．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变C．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变D．发生β衰变时，核内中子数不变三、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）用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O．接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤1：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是___________A．实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动B．小球1的质量应大于小球2的质量C．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下D．斜槽轨道必须光滑（2）本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有_______．A．小球1和小球2的质量m1、m2B．小球1和小球2的半径rC．A、B两点间的高度差h1D．B点离地面的高度h2（1）入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，各小球的落地点如上图所示，下列关于这个实验的说法正确的是______A．轨道末端必须水平B．实验中必须测量两个小球的直径C．要验证的表达式是m1ON＝m1OM＋m2OPD．要验证的表达式是m1OP＝m1OM＋m2ON（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′．用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为L1、L2、L1．则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为______________________（用所测物理量的字母表示）．12．（12分）在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对三种放射线的性质进行了深入研究，如图所示为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途．名称：______________________________，用途：______________________________．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）如图甲所示，偏转电场的两个平行极板水平放置，板长L=0.08m，板间距足够大，两板的右侧有水平宽度l=0.06m，竖直宽度足够大的有界匀强磁场．一个比荷为的带负电粒子以速度v0=8×105m/s从两板中间沿与板平行的方向射入偏转电场，若从该粒子进入偏转电场时开始计时，板间场强恰好按图乙所示的规律变化．粒子离开偏转电场后进入匀强磁场并最终垂直磁场右边界射出．不计粒子重力，求：(1)粒子在磁场中运动的速率v；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径R和磁场的磁感应强度B．14．（16分）一列火车以2m/s的初速度、0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，则：(1)火车在第3s末的速度是多少？(2)在前4s的平均速度是多少？(3)在第5s内的位移是多少？(4)在第2个4s内的位移是多少？15．（12分）相距L＝1.2m的足够长金属导轨竖直放置，质量m1＝1kg的金属棒ab和质量m2＝0.54kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方匀强磁场方向垂直纸面向外，虚线下方匀强磁场方向竖直向上，两处磁场的磁感应强度大小相同．ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数μ＝0.75，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计．ab棒在方向竖直向上、大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，由静止开始（t=0）沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放．（1）请说出在两棒的运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒所受的磁场力方向；（2）求ab棒加速度的大小和磁感应强度B的大小；（3）试问cd棒从运动开始起经过多长时间它的速度达到最大？（取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力）

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】

导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：，解得；导体棒产生的感应电动势，电路电流，灯泡消耗的功率，解得，故选项B正确．【题目点拨】当导体棒所受合力为零时，导体棒做匀速直线运动，由平衡条件可以求出导体棒的速度；由求出导体棒产生的感应电动势，然后由闭合电路欧姆定律及电功率公式求出灯泡消耗的功率．2、D【解题分析】以小球为研究对象，分析受力情况如图所示：由牛顿第二定律得：mgtanθ=ma，得a=gtanθ，方向水平向右；小车的速度可能向右，也可能向左，所以小车可能向右做加速运动，也可能向左减速运动．故选D.【题目点拨】本题关键是分析受力情况，确定合力的来源．要注意小球的合力一定水平向右．3、C【解题分析】

A.热力学第二定律有实际热现象总结而来，故任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A错误；B.吸放热和做功均会改变内能，该过程没有违反热力学第一定律，故B错误。C.在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，故热水一定会降温，冷水一定会升温，故C正确。D.能量守恒定律是普遍定律，在实验过程中，热水的内能部分转化成电能，有电阻的位置都会产生热能，符合能量守恒定律，故D错误。4、D【解题分析】

A.导体棒运动过程中不断克服安培力做功，将机械能转化为电能，因此不可能回到初始位置，故A错误；B.导体棒PQ第一次运动到最低点时所受合力与速度反向，速度不可能最大，故B错误；C.导体棒最后一定静止在最低点，根据能量守恒定律得电阻R上产生的焦耳热等于重力势能的减少量，即QR=ΔED.导体棒PQ从静止释放到第一次运动到最低点的过程中，通过R的电荷量为：q=ΔΦR=5、B【解题分析】A、一个处于n=5激发态的氢原子，向低能级跃迁时，最多放出4种不同频率的光子，故A错误。B、根据知，一群处于n=4激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可以放出6种不同频率的光子，故B正确。C、用12eV的光子照射处于基态的氢原子时，该光子能量不能被吸收发生跃迁，故C错误。D、氢原子中的电子从高能级到低能级跃迁时，原子能量减小，根据得，电子动能增大，则氢原子的电势能减小，故D错误。故选B。【题目点拨】本题考查了能级跃迁的基本运用，知道能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，注意一个氢原子和一群氢原子的区别，不能拿到题目就用数学组合公式进行求解。6、C【解题分析】试题分析：衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故A错；轻核聚变要求的条件太高，不容易达到，所以目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故A正确；一群氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时跃迁是随机的，能辐射种不同频率的光子，故C正确；根据玻尔理论可知，核外电子轨道是量子化的，故D错误．考点：考查了原子物理基础知识【名师点睛】该题考察知识比较全面，题目中四个选项，考察了四个方面的知识，但是所考察问题均为对基本概念、规律的理解．像这类理解、记忆的问题，学生在解答过程中是很容易出错的，只要正确理解教材中有关概念即可．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、AB【解题分析】

由题意可知，A做匀加速直线运动，B做匀减速直线运动，且A、B两物体的加速度相同，运动时间相同，由可知，速度变化量大小相等，

则A物体落地时速度与B物体上抛时初速度大小相等，都等于，

B物体上升的最大高度与A物体的下落高度相等，都等于H，故CD错误；设两物体相遇时所用的时间为t，速度大小为v，

由速度时间公式得，对于A物体有：，

对于B物体有：，

联立以上两式可解得，则两物体相遇时，A、B两物体的速度大小，

由速度位移公式得，，

，

联立以上各式可解得：，两物体相遇时离地面的高度为

，故AB正确．8、AC【解题分析】

AB．导体棒匀速上升过程中，合力为零，则合力所作的功等于零，根据动能定理得：得克服安培力所做功即等于回路电阻中产生的热量，故有：金属棒上的各个力的合力所做的功等于零，恒力F等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和，A正确，B错误；由得C．即恒力F与重力的合力所做的功等于克服安培力所做功，即等于电阻R上发出的焦耳热，故C正确；D．重力做功不改变金属棒的机械能，恒力F与安培力的合力所做的功等于金属棒机械能的增量，故D错误．9、BD【解题分析】

反冲运动：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动．这个现象叫做反冲．【题目详解】反冲运动是物体在内力作用下分为两部分，其运动方向相反，A选项是浆与外部水的作用，C选项是人脚与外部地面的作用，都不属于反冲；B选项中子弹与枪身是系统中的两部分，D选项中水流过水轮机内部，是系统中的两部分，B、D正确．【题目点拨】对反冲运动的进一步理解（1）反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果．（2）反冲运动的过程中，如果合外力为零或外力的作用远小于物体间的相互作用力，可利用动量守恒定律来处理．（3）研究反冲运动的目的是找出反冲速度的规律．求反冲速度的关键是确定相互作用的物体系统和其中各物体对地的运动状态．10、AB【解题分析】

A．核的中子数为209−83=126，的中子数为237−93=144，可知核比核少18个中子，故选项A正确；BC．整个衰变的过程中电荷数少10，质量数少28，设经过次α衰变，次β衰变，则有，，解得，，故选项B正确，C错误；D．β衰变的过程中，电荷数多1，质量数不变，则中子数少1，故选项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、(3)BC；(3)A；(3)AD；(4)；【解题分析】(3)A、实验过程中，白纸不可以移动．故A错误．B、根据动量守恒定律可知若碰撞小球3的质量小于3球的质量，则小球3可能被碰回，所以3球质量必须大于3球质量．故B正确．C、小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下，使得小球与另一小球碰撞前的速度不变．故C正确．D、斜槽的粗糙与光滑不影响实验的效果，只要到达底端时速度相同即行．故D错误.故选BC．(3)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是两小球的质量，因为可以通过水平位移代表速度的大小，所以不必测量AB的高度和B点离地面的高度．小球的半径不需测量．故A正确．(3)A、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故A正确;B、本实验只需满足正碰，即两个球的大小相同，必须测出小球的质量、小球的水平位置OB，OA，OC，故B错误；C、D、小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则：m3v0=m3v3+m3v3，两边同时乘以t得：m3v0t=m3v3t+m3v3t，即，故D正确，C错误.故选AD.(4)碰撞前，m3落在图中的P′点，设其水平初速度为v3．小球m3和m3发生碰撞后，m3的落点在图中M′点，设其水平初速度为v3′，m3的落点是图中的N′点，设其水平初速度为v3．设斜面BC与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得:,,解得：；同理，，可见速度正比于.所以只要验证即可.【题目点拨】解决本题的关键掌握实验的原理，以及实验的步骤，在验证动量守恒定律实验中，无需测出速度的大小，可以用位移代表速度.12、名称1、射线、名称2、射线、名称3、射线高速粒子流可以用在人工核转变中；光子可以用于医疗放射治肿瘤；电子可以使荧光屏发光【解题分析】种射线在匀强磁场中向上运动时，射线带正电荷，可以判断它将向左偏转，即图中的1射线是射线；射线带负电荷，可以判断它将向右偏转，即图中的3射线是；射线不带电，不偏转，即图中的2射线是射线；高速粒子流可以用在人工核转变中；光子可以用于医疗放射治肿瘤；电子可以使荧光屏发光．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)v=1×106m/s(2)0.1m0.2T【解题分析】

试题分析：（1）根据题意，电子在偏转电场中的运动时间：对比乙图可知，电子在极板间运动的时间是偏转电场的一个周期．在第一个时间内，电子在垂直于极板方向上做初速为0的匀加速直线运动，有：在第二个时间内，电子做匀速直线运动，带电