湖南省衡阳市第八中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

衡阳市八中2026届高三年级第二学期期末考试 物理试题 时量:75分钟 分值:100分 一、单选题(5个小题,每题4分,共20分) 1,我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14同位素,标志着我国彻底破解了国内碳14同位素供应依赖进口的 难题,实现碳14供应全面国产化。碳14具有放射性,其衰变方程为。4C 4N+X。下列相关说法正确的是() A.原子核4C的比结合能比4N的大 B.此核反应会出现质量亏损,但反应前后总质量数不变 C.骨骼中以碳酸钙(CCO,)形式存在的1“c的半衰期比单质1“c的半衰期更长 D.X是氦核,此反应为a衰变 2.夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹,古人对此有深刻认识,唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道:“雨 色映日而为虹”。从物理学角度看,虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,人 们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示,一束白光水平射入空中一球形的水滴,经过两次折射 和一次反射后射出形成光带MN,出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示,从球心O的正下方C点射出 的某单色光的入射角a=58 ,已知sin58 =0.85,sin37 =0.60,则下列说法正确的是() A.该单色光的彩虹角B=37 白光 B.该单色光在水滴内部B点处发生全反射 C.水滴对该单色光的折射率约为1.42 图甲 图乙 D.若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验,则M所对应的光的条纹间距更大 3.图甲为研究光电效应的电路,K极为金属钠(截止频率为5.53 104Hz,逸出功为2.29eV)。图乙为氢原子能级 图。氢原子光谱中有四种可见光,分别是从=6、5、4、3能级跃迁到=2能级产生的。下列说法正确的是() A.氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应 EleV B.大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出8种不同频率的光 -0.85 -1.51 -3.40 C.仅将图甲中P向右滑动,电流计示数一定变大 P B D.仅将图甲中电源的正负极颠倒,电流计示数一定为0 9 -13.6 甲 乙 4.如图所示,M、N端连接一个稳压交流电源,其有效值为6V,理想变压器的原线圈上接有定值电阻R。=12,副 线圆上接有最大阻值为1心的滑动变阻器太。原、削线图面数之比受?电流表、电压表的为理想电表。初始时, 滑动变阻器R的滑片处于正中间位置,电流表、电压表示数分别为I、U,现将滑片逐步上移至最上端,电流表、 电压表变化量的绝对值分别为 1、 ,下列说法正确的是() A.滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大 Ro M C.滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时,电流表示数为1A D.当滑动变阻器接入电路的阻值为92时,变压器输出功率最大且为9W 试卷第1页,共5页 5.如图所示,匝数为N的矩形导线框以角速度⊙在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO匀速转 动,线框面积为S且与理想变压器原线圈相连,原、副线圈匝数比为1:4,图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此 时刻为计时起点,R、R,为定值电阻,R为滑动变阻器,电流表和电压表均为理想电表,电流表A,、A,的示数分 别为I、I2:电压表V、V,的示数分别为U、U,。不计线框电阻,下列说法正确的是() A.交流电压表V,的示数为2√2NBSo O B.从图示位置开始,线框转过180的过程中,通过线圈的电荷量为0 C.若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动,则电流表A的示数I变小 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动,则片 二、多选题(5个小题,每题5分,共25分) 6.相同的电灯A、A,和自感系数较大的电感线圈工接入如图甲的电路中,电源电动势为E,内阻不计。闭合开关S 待电路稳定后开始计时,t时刻断开开关S,t,时刻整个电路的电流均为零。t前后通过电灯A,的电流-时间(42-t) 图像如图乙,用I和I,分别表示开关S断开瞬间通过电灯A,的电流大小。下列说法正确的是() A,电感线圈的直流电阻不可忽略 B.断开开关S后,电灯A、A,电流大小始终相等 C.断开开关S后,流过电灯A,的电流方向向左 D.线圈的自感系数是由线圈本身决定,与是否有铁芯无关 7.气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降,其简易结构如图乙所示,圆柱形汽缸与椅面固定连接,柱状 气动杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体,设汽缸气密性、导热性能良好, 不计气动杆与汽缸之间的摩擦。设气体的初始状态为A,某人坐上椅面,椅子缓慢下降一段距离后达到稳定状态B, 此过程温度不变。然后开空调让室内温度降低到某设定温度,稳定后气体状态为 :接着人离开座椅,椅子重新处 于另一个稳定状态D。则气体从状态A到状态D的过程中,关于卫、V、T的关系图或叙述中正确的有() A.气体的V一T图如图甲 B.气体的卫言图如图乙 C.从状态A到状态D,气体向外放出的热量大于外界对气体做的功 D.与状态A相比,处于状态D时,单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数增多 8.如图所示,两电阻为零的光滑导轨水平放置在垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,导轨间距最 窄处为一狭缝(狭缝宽度不计),取狭缝所在处O点为坐标原点,狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为日,导轨左端通过 单刀双掷开关S可以与电容C或电阻R相连,导轨上有一足够长且不计电阻的金属棒与x轴垂直,在外力F(大小 未知)的作用下从O点开始以速度v向右匀速运动,若某时刻开关$接1,外力用耳表示,通过金属棒电流的大小 用I表示:若某时刻开关S接2,外力用F,表示,通过金属棒电流的大小用I2表示。关于外力、电流大小随时间变 试卷第2页,共5页 化的图象关系正确的是() R 9.如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置,导轨间存在竖直向上的匀强磁场。两根完 全相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上,两金属棒的长度恰好等于金属导轨的间距。t=0时刻对金属棒cd施加 一个水平向右的恒力F,此后两金属棒由静止开始运动,金属棒在运动过程中始终与导轨接触良好,两金属棒的速 度大小分别记为v。、v。,加速度大小分别记为a。、4,金属棒cd两端电压记为U,闭合回路消耗的电功率记为P, 电路中除金属棒以外的电阻均不计,下列关系图像可能正确的是() 10.某电磁缓冲装置如图所示,两足够长且间距为L的平行金属导轨置于同一水平面内,导轨左端与一阻值为R的 定值电阻相连,导轨BC段与B,C,段粗糙,其余部分光滑,AA右侧处于磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强 磁场中,AA、BB、CC均与导轨垂直,一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度y,沿导轨向右 经过A4进入磁场,最终恰好停在C 处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R,与粗糙导轨间的动摩擦因数为儿, AB=BC=d,导轨电阻不计,重力加速度为g,下列说法正确的是() A.金属杆经过A4BB区域过程,其所受安培力的冲量大小为BTd R B C B.在整个过程中,定值电阻R产生的热量为。为 -umgd 4 C.金属杆经过BB的速度小于 2 B dd D.若将金属杆的初速度加倍,则金属杆在磁场中运动的距离大于4d 三、实验题(16分)》 11.某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率,准备的器材有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如 图是该小组设计的实验方案示意图,下面是该小组的探究步骤: ①用刻度尺测量玻璃砖的直径d; ②把白纸固定在水平桌面上,在白纸上建立直角坐标系xO少,将玻璃砖放在白纸上,使其底面圆心 和直径分别与O点和x轴重合,再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置: ③打开激光笔开关,让激光笔发出的激光束始终指向圆心O射向玻璃砖,从y轴开始在xOy平面内 缓慢移动激光笔,在某一位置时,刻度尺上出现两个清晰的光点,通过刻度尺读取两光点与x轴的 距离分别为L、L(L>L2): 试卷第3页,共5页 请回答下面问题: (1)甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为一(用测得的d、L、L2表示): (2)乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置,直到刻度尺上恰好只有一个光点,读取该光点与x轴的距离为L?,计 算该玻璃砖的折射率为(用测得的d、L表示): (3)比较甲、乙两同学测量折射率的方案,你认为一(选填“甲”或“乙”)同学的测量误差更小: (4)在操作步骤②中,刻度尺没有与x轴严格垂直,而是逆时针偏离垂直x轴位置,则甲同学测得的折射率较真实值 是(填“偏大“偏小”或“不变)。 12.某实验小组准备测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供了下列器材: A.多用电表(电压挡量程2.5V,内阻未知);B.毫安表(量程200mA,内阻为1.202); C.定值电阻R=0.62;D.定值电阻R2=2.02:E.滑动变阻器R;F.电键和导线若干。 UV 1.50 (mA 1.00 多用电表 (电压挡量程2.5V) R 0.50 HHH出出出mA 020406080100120 图1 图2 图3 根据提供的器材,设计电路如图1所示。 (1)将毫安表与定值电阻R改装成电流表如虚线框中所示,改装后的量程为A: (2)为了精确测量,图中多用电表的右边表笔P应接到(选填“B”或“C)处: (3)闭合电键,调节滑动变阻器滑片,多次记录多用电表的示数、毫安表的示数I。其中一次测量时多用电表示数 如图2所示,其读数为V。 (4)作U-I图线如图3所示,该干电池电动势E=V;内阻r=一2(以上结果均保留三位有效数字)。 四、解答题(39分) 13.为了研究某种透明新材料的光学性质,将其压制成长为6的细圆柱棒,如图甲所示。让一束平行激光从圆柱 棒的一个底面垂直射入,历时2.5x108s在另一端接收到该光束,已知光在真空中的速度为3 10 ms。现将这种新 材料制成一根半径r=l0的光导纤维束弯成半圆形暴露于空气中(假设空气中的折射率与真空相同),半圆形外 半径为R,如图乙所示。 EF (1)求这种新材料的折射率: (2)用同种激光垂直于光导纤维的端面EF射入,若该束激光恰好不从光导纤维的侧面外泄,求半圆形的半径R。 试卷第4页,共5页 14.竖直放置的一粗细均匀的形细玻璃管中,两边分别灌有水银,水平部分有一空气柱,各部分长度如图所示。 现将管的右端封闭,从左管口缓慢倒入水银,恰好使水平部分右端的水银全部进入右管中。已知 h=15cm,h,=30cm,L=4cm,L,=11cm,L,=5cm,大气压强,p。=75cmHg,环境温度不变,左管足够长。求: ()此时右管封闭气体的压强: (i)左管中需要倒入水银柱的长度。 15.利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示,在xOy平面内存在有区域足够大的方向垂直 纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。位于坐标原点O处的离子源能在xOy平面内持续发射质量为、电荷 量为9的负离子,其速度方向与y轴夹角日的最大值为60 ,且各个方向速度大小随日变化的关系为v=。 式中 cose 。为未知定值。且=0 的离子恰好通过坐标为(L,L)的P点。不计离子的重力及离子间的相互作用,并忽略磁 场的边界效应。 (1)求关系式v=。中,的值: cose (2)离子通过界面x=L时y坐标的范围; (3)为回收离子,今在界面=L右侧加一定宽度且平行于+x轴的匀强电场,如图所示,电场强度B=2 3 BVo 为使所有离子都不能穿越电场区域且重回界面x=L,求所加电场的宽度至少为多大? 本y + + B P(L,L) E x60g6 + + 试卷第5页,共5页 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 答案 B D AB CD AD AD BD 1.B 【详解】A.B衰变释放能量,反应后的原子核更稳定,故4C的比结合能比,4N的小,故A 错误; B.原子核衰变时质量数守恒,但会出现质量亏损,释放能量,故B正确: C.衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的,与化学状态无关,故C错误: D.根据质量数守恒和电荷数守恒,可知X为电子,属于B衰变,故D错误。 故选B。 2.C 【详解】C,在题图乙上标出各角度,如图所示 水滴 由几何关系可知 40=+90 解得 0=37 根据折射定律有 n=simg≈1.42 sine 故C正确; A.由光路的可逆性可知,光在C点的折射角依然为 ,故该单色光的彩虹角为 B=90 -=32 故A错误; B.该单色光在水滴内发生全反射的临界角C满足 答案第1页,共14页 simC=1≈0.7 n 又 sine<sinC 则该单色光在水滴内部B点不可能发生全反射。故B错误: D.根据题图甲可知水滴对M所对应的光的折射率大于对N所对应的光的折射率,则MN 所对应的光分别为紫光和红光,紫光波长比红光短,又双缝干涉条纹间距 则M所对应的光的条纹间距更小。故D错误。 故选C。 3.A 【详解】A.从n=6、5、4、3能级跃迁到n=2能级产生的光的能量分别为3.02eV、2.86eV、 2.55eV,、1.89eV,大于2.29eV的跃迁有三种,即氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲 K极金属发生光电效应,选项A正确: B.大量处于=5能级的氢原子最多能辐射出C?=l0种不同频率的光,选项B错误: C.仅将图甲中P向右滑动,正向电压变大,则开始阶段电流计示数变大,当达到饱和光电 流时,电流不再增加,选项C错误: D.仅将图甲中电源的正负极颠倒,光电管加反向电压,仍有光电子到达A极,即电流计示 数不一定为0,选项D错误。 故选A。 4.D 【详解】A.由于理想变压器原线圈电路上含有电阻,则可把理想变压器和副线圈上的电阻 等效为一个电阻,则电路变为简单的串联电路,如图所示 Ro Ro R级 滑片逐步上移,使R阻值增大,即 答案第2页,共14页 nU, R效11 n R 增大,则总电阻增大,根据 1总= U R 可知总电流减小,即通过R的电流减小,根据 L=凸 12h 可知,通过电流表的电流减小。根据 U=Uw-U。=Uw-IR 可知U增大。根据 Um U,n 可知电压表示数增大。故A错误; B.根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有 U:(UnoyR)=t UxoU,ov n n 则 U U=R=92 I M2 故B错误: C.对副线圈 U,=I,R 原线圈有 UMay=IRo+U 又 InUn I,n U,n 联立解得 答案第3页,共14页 9 L,=7A 故C错误; D.分析可知变压器的输出功率为等效电路的功率,则 A=P答效=了R等效= U R效 U (R+R等效) (风尺+4R R等效 可知,当R,=R等效时变压器输出功率最大,结合 R= 9 解得 R=90 带名 Uiar (R-Rsx)4 。得 R$效 P=9W 故D正确。 故选D。 5.A 【详解】A.变压器副线圈电压的最大值为4NBSw,故电压表V2的示数为2W2NBSo,选项 A正确: B.从图示位置开始,线框转过180的过程中,磁通量的变化量不为0,故通过线圈的电荷 量不为0,选项B错误: C.若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动,电阻减小,副线圈的输出电压不变,则I,和I1都 增加,选项C错误: U. D.若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动,I变大,则了变小,选项D错误。 故选A。 6.AB 【详解】A.因为相同的电灯A、A,电路稳定由图像可知通过电感线圈L支路的电流小于 答案第4页,共14页