山西省临汾市第一中学2024-2025学年高二下学期期末物理试题

2024-2025 学年度高二年级第二学期期末考试 物理试题（卷） （考试时间 75 分钟，满分 150 分） 一、选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 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． 1．2025年 3月，我国科学家研制的碳 14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核 能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳 14的衰变方程为 14 146 7C N X  ，则（ ） A．X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的 B．X为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的 C．X为质子，是由核内中子转化而来的 D．X为中子，是由核内质子转化而来的 2．下列说法正确的是（ ） A．制作一个装置从海水中吸收热量并全部用来做功是可行的 B．可发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度 C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，可想办法使它们自发地分离， 既清洁了空气，又变废为宝 D．空间站气闸舱散逸到太空的空气无法自动回到气闸舱重复利用 3．在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计，灯泡 1A 和 2A 是两个相 同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是（ ） A．开关闭合瞬间，灯泡 A1和 A2都立即变亮 B．开关闭合稳定后，灯泡 A1和 A2一样亮 C．开关由闭合再突然断开，A1逐渐熄灭， 2A 闪亮一下再熄灭 D．开关由闭合再突然断开，线圈 L 的左端电势高于右端 4．一带电粒子沿垂直磁场方向射入匀强磁场，经过轨迹如图所示，轨迹上每一小段都可以 近似看成圆弧，其能量逐渐减小（质量、电量不变），从图中可以确定运动方向和电性是（ ） A．粒子从 b到 a，带负电 B．粒子从 a到 b，带负电 C．粒子从 a到 b，带正电 D．粒子从 b到 a，带正电 5．如图甲所示，100匝的线圈（图中只画了 1匝）与 R=48Ω的定值电阻构成闭合回路，线 圈面积为 0.01m2，电阻为 2Ω，线圈内存在垂直于线圈平面的磁场，以垂直纸面向里为磁感 应强度的正方向，以顺时针方向为线圈中电流的正方向。当磁感应强度 B随时间 t按图乙变 化时，下列说法正确的是（ ） A．1.5s时穿过线圈的磁通量为 2Wb B．0.5s时感应电流的方向为负 C．定值电阻 R两端的电压为 4V D．0~2s内流过定值电阻的电荷量为 0 6．密闭的 1kg 理想气体从状态 a由 b经 c到 d再回到状态 a，气体压强 p随气体密度的倒 数 1  变化的规律如图所示。下列说法正确的是（ ） A．状态 a和状态 c温度相同 B．从状态 c到状态 d，气体放出热量，内能减小 C．从状态 b到状态 c，外界对气体做功 6×10⁴J D．从状态 a由 b经 c到 d再回到状态 a，外界对气体做功 3×10⁴J 7．如图所示，在用光电管做光电效应的实验中，入射光射入光电管后产生了光电流，调整 滑片位置测量截止电压，若用 a光照射光电管测得的截止电压大于用 b光测得的截止电压， 下列说法正确的是（ ） A．a光的频率小于 b光的频率 B．在真空中，a光的波长小于 b光的波长 C．在真空中，a光的传播速度大于 b光的传播速度 D．用 a光照射时光电管阴极 K的逸出功小于用 b光照射时的逸出功 二．多选题：本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分．在每小题给出的四个选项中，至少 有两个项是符合题目要求的． 8．氚是最简单的放射性原子核，夜光手表是利用氚核衰变产生的β射线激发荧光物质发光。 氚核发生β衰变过程中除了产生β粒子和新核外，还会放出质量数和电荷数为零的反中微子。 氚核的半衰期为 12.5年，下列说法正确的是（ ） A．衰变方程为 3 3 01 2 1H He e e   B． 32He的比结合能小于 31H的比结合能 C．若有质量为 168g的氚核，经过 25年后，剩余氚核的质量为 42g D．氚与氧反应生成的超重水没有放射性 9．如图 1所示，一束由 P Q、 两种频率的光组成的复色光照射阴极K，调节滑动变阻器， 记录电流表与电压表的示数，并用图像表示两者的关系（图 2所示）。若用 P Q、 光单独照 射，可得到遏止电压分别为 1 2U U、 ，饱和电流分别为  1 2 1 2I I I I、 大于 ；若用 P Q、 光分别照 射处于第一激发态的氢原子，只有 P光能使氢原子电离。下列说法正确的是（ ） A． 0 1 2U U U  B． 0 1U U C． 0 1I I D． 0 1 2I I I  10．如图所示的霍尔元件，宽度为 d、厚度为 h，元件处于垂直于前表面向里、磁感应强度 大小为 B的匀强磁场中，元件中通有从左向右的恒定电流 I，在元件的上表面和下表面之间 会产生一定的电势差，该电势差称为霍尔电压 HU 。已知该霍尔元件的载流子为电子，且单 位体积内自由电子的数量为 n，每个电子的电荷量为 e。下列说法正确的是（ ） A．上表面的电势低于下表面的电势 B．元件上表面和下表面之间的电势差大小为 BI neh C．用该元件探测空间磁场时，元件摆放的方向对 HU 有影响 D．仅增大磁感应强度 B，霍尔电压 HU 增大 三、实验题：本题包含 2小题，共 16 分 11．用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图（a）所示。 (1)关于该实验下列说法正确的是_____； A．实验时要测出封闭气体的质量 B．为增加稳定性，需要用手握住注射器 C．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 D．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 (2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强 p和体积V 的数据并作出 1 V p  图 线，发现图线不通过坐标原点，如图（a）所示，图中横轴截距的绝对值代表的物理含义 是 ，实验中出现的误差属于 （选填“系统误差”或“偶然误差”）； (3)另一小组所做的实验中，画出的 1 V p  图像如图（c）所示，则图线发生弯曲的原因可能 有_____。 A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中有进气现象 C．实验过程中气体温度升高 D．实验过程中气体温度降低 12．图中虚线框内存在一沿水平方向、与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场 中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小，并判定其方向。所用部分器材如图所示， 其中 D为位于纸面内的 U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R 为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 实验步骤如下： a.按图接线。 b.保持开关 S断开，在托盘内加入适量细沙，使 D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量 1m 。 c.闭合开关 S，调节电阻箱的阻值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使 D重新 处于平衡状态，然后读出电流表的示数 I，并用天平称出此时细沙的质量 2m 。 d.用米尺测量 D的底边长度 L。 (1)用测量的物理量和重力加速度 g表示磁感应强度的大小，可以得出 B= 。 (2)判定磁感应强度方向的方法是：若 m2 m1，磁感应强度方向垂直纸面向外；若 m2 m1，磁感应强度方向垂直纸面向里。（填 “>” 或“ =” 或“ <” ） 四、解答题：本题包含 3题，共 38 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要验算步 骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．如图所示，粗细均匀的 U形玻璃管竖直放置，两管口相平且两管口均封闭，管内有一 段水银，封闭有 A、B两段气柱，B气柱长为 20cmL  ，左管中水银液面比右管中水银液面 高 10cmh  ，大气压强为 0 76cmHgp  ．现将左管口开一个小孔，待稳定时，左、右两管中 水银液面刚好相平，设气体温度不变，求： (1)开始时，封闭的 A气柱气体的压强； (2)左管口开孔后，稳定时进入管中的气体质量与原 A气柱气体质量之比．（用分数表示） 14．如图所示，在 x轴下方存在竖直向上的匀强电场，在 x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁 场，一带电粒子在 y轴负半轴与坐标原点 O相距 3 2 L处的 P点以方向垂直电场、大小为 v0 的速度进入电场，从 x轴正半轴与坐标原点 O相距 L处的 N点进入磁场，且最终可回到 P 点。已知粒子的比荷为 k，不计粒子所受重力，求： (1)匀强电场的电场强度大小 E和匀强磁场的磁感应强度大小 B； (2)粒子经过 y轴正半轴上的点的坐标； (3)粒子运动一周回到 P点所需的时间 T。 15．如图所示，间距均为 1mL  的光滑平行倾斜导轨与足够长光滑平行水平导轨在 M、N 处平滑连接，虚线MN右侧存在方向竖直向下、磁感应强度为 2TB  的匀强磁场。a、b是 两根完全相同粗细均匀的金属棒，单棒质量为 0.4kgm  ，电阻 1.5 R ，a棒垂直固定在倾 斜轨道上距水平面高 0.45mh  处，b棒与水平导轨垂直并处于静止状态，距离MN的距离足 够远。现让 a棒由静止释放，运动过程中与 b棒始终没有接触且始终垂直于导轨；不计导轨 电阻，重力加速度为 210m / sg  ，两棒均与MN平行，求： (1)a棒刚进入磁场时 b棒受到的安培力的大小； (2)稳定时 b棒上产生的焦耳热； (3)至稳定时通过导体棒截面的电量是多少？ 物理答案 1．A2．D3．C4．A5．B6．D7．B 8．AC9．BD10．ACD 11．(1)C（2分）(2) 胶管内气体的体积 （2分） 系统误差（2分）(3)BC（2分） 12．(1)（4分）(2) （2分） （2分） 13．(1)(2) 【详解】（1）设开始时B气柱气体压强为，开孔后气体压强为，气体发生等温变化，则有 （2分） 解得 （1分） 则开始时A气柱气体的压强（2分） （2）开孔后，对左管中气体研究，有 （2分） 解得 （1分） 稳定时进入管中的气体质量与原A气柱气体质量之比为（2分） 14．(1)，(2)(3) 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向上有 在竖直方向上有（1分） 根据牛顿第二定律有 其中 解得，（1分） 粒子在N点时竖直方向的速度（1分） 由于粒子最终可回到P点，根据对称性，粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在y轴正半轴上，设圆心为O'，粒子刚进入磁场时的速度方向与x轴正半轴的夹角为θ，有 解得 则 可得，（1分） 由洛伦兹力提供向心力有（1分） 其中 可得（1分） （2）设粒子经过y轴正半轴上的点为M，可得 解得（1分） M点的坐标为（1分） （3）粒子在磁场中运动的时间（1分） 粒子在电场中运动的时间（1分） 则有 解得（2分） 15．(1)4N(2)0.45J(3)0.3C 【详解】（1）a棒下滑过程，根据动能定理有（2分） 解得（2分） a棒刚进入磁场时感应电动势 感应电流 此时b棒受到的安培力的大小（2分） 解得（1分） （2）a棒刚进入磁场进入磁场后，对2棒构成的系统，根据动量守恒定律有 系统产生的总的焦耳热（2分） 稳定时b棒上产生的焦耳热（2分） 解得（1分） （3）对b棒进行分析，根据动量定理有（3分） 其中 解得（2分） 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$