内容正文:
2024-2025年度高二年级第二学期第二次阶段性检测
物理试卷
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 关于物理学史,下列叙述与事实不相符合的是( )
A. 普朗克提出能量量子化理论,并运用该理论对黑体辐射现象做出了理论解释
B. 查德威克发现中子,为人类对原子能的利用奠定了基础
C. 爱因斯坦发现了光电效应﹐并提出光电效应方程从理论上完美地解释了光电效应的实验现象
D. 麦克斯韦电磁理论告诉我们变化的磁场可以产生电场,变化的电场可以产生磁场
【答案】C
【解析】
【详解】A.普朗克提出能量量子化理论,成功解释了黑体辐射现象,故A正确,不符合题意;
B.查德威克通过实验发现中子,为原子核物理及原子能利用奠定基础,故B正确,不符合题意;
C.光电效应由赫兹首先发现,爱因斯坦提出光子说并建立光电效应方程解释其规律,故C错误,符合题意;
D.麦克斯韦电磁理论指出变化的电场和磁场相互激发,符合理论内容,故D正确,不符合题意。
本题选错误的,故选C。
2. 核污水中一种衰变方程为,α粒子轰击氮原子核的核反应方程为。下列说法正确的是( )
A. 衰变方程中的X为β粒子
B. 核反应方程中的Y为氘核
C. 的结合能比大
D. 核反应方程中的Y具有波动性
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据质量数守恒和电荷数守恒得,衰变方程中的X为α粒子,A错误;
B.核反应方程中的Y为,B错误;
C.结合能是核子结合成原子核而释放的能量,质量数越大,结合能越大,C错误;
D.是实物粒子,也具有波粒二象性,D正确。
3. 如图所示,相同规格和长度的电阻丝分别制成单匝正方形和圆形线框a、b,将两线框水平放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度随时间均匀增加,则某时刻( )
A. 通过a、b线框的磁通量之比为4:π B. a、b线框的感应电动势之比为π:4
C. a、b线框中的感应电流之比为4:π D. a、b线框中的电功率之比为π:4
【答案】B
【解析】
【详解】A.设电阻丝长L,则正方形和圆形线框a、b面积分别为
根据
通过a、b线框的磁通量之比为
故A错误;
B.根据
a、b线框的感应电动势之比为
故B正确;
C.根据
a、b线框中的感应电流之比为
故C错误;
D.根据
a、b线框中的电功率之比为
故D错误。
故选B。
4. 缝衣针能静止于水面上,是因为( )
A. 针的重力可忽略
B. 针的重力与浮力平衡
C. 针的重力与表面张力平衡
D. 表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对针产生一个向上的支持力
【答案】D
【解析】
【详解】缝衣针浮在水面上不下沉是表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对针产生一个向上的支持力,支持力与重力平衡.故ABC错误,D正确.
故选D.
5. 中国科学院近代物理研究所合成了新核素钚。已知钚的衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 1000个钚原子核经过一个半衰期后还剩余500个
B. 钚原子核发生的是β衰变
C. 钚原子核发生衰变时放出能量
D. 原子核的比结合能比原子核的比结合能大
【答案】C
【解析】
【详解】A.半衰期是统计规律,适用于大量原子核。对少量数目无法具体计算,故A错误。
B.根据反应前后质量数守恒和电荷数守恒可知,是氦核,是衰变,故B错误。
C.衰变过程释放能量是核反应的普遍规律,因衰变后产物的总结合能更高,质量亏损转化为能量释放,故C正确。
D.该反应释放能量,生成物更稳定,比结合能更大,所以的比结合能更高,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,某空间中存在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中,能产生电场但不能产生电磁波的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据麦克斯韦的电磁场理论,恒定磁场周围不会产生的电场,故A错误;
BD.根据麦克斯韦的电磁场理论,不均匀变化的磁场周围产生不均匀变化的电场;不均匀变化的电场产生不均匀变化的磁场;能产生电磁波,故BD错误;
C.均匀变化的磁场产生恒定的电场,恒定电场周围不会产生磁场,不能产生电磁波。故C正确。
故选C。
7. 如图甲所示,理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上,输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示,副线圈接规格为“1.5V,0.6W”的灯泡。若灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A. 原线圈两端电压的有效值为
B. 原、副线圈匝数之比为1∶16
C. 原线圈的输入功率为9.6W
D. 副线圈中电流的有效值为0.4A
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知,原线圈输入正弦交流电的最大值
正弦交流电的有效值为,A错误;
B.灯泡正常发光,因此副线圈电压有效值
根据理想变压器电压比规律,B错误;
C.理想变压器输入功率等于输出功率,输出功率等于灯泡的额定功率,因此原线圈输入功率也为,C错误;
D.副线圈电流有效值,D正确。
故选D。
8. 荷叶上的露珠呈球形,其表面与空气接触的薄层叫表面层,分子间作用力和分子间距的关系如图所示。则图中( )
A. 位置可反映表面层中水分子之间的作用力
B. 位置可反映表面层中水分子之间的作用力
C. 位置相邻两水分子间的分子势能最大
D. 位置相邻两水分子间的分子势能最小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.表面层中水分子之间的作用力表现为引力,分子间距离大于平衡位置,则C位置可反映表面层中水分子之间的作用力而A位置不可以,故A错误,B正确;
CD.分子间距离为平衡位置时,分子间作用力为0,分子势能最小,在B位置,故CD错误。
故选B。
9. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→b过程是等压过程,b→c过程中气体与外界无热量交换,c→a过程是等温过程。下列说法正确的是( )
A. a→b过程,气体从外界吸收的热量大于气体对外做功
B. b→c过程,气体内能不变
C. a→b→c过程,气体从外界吸收的热量小于对外做功
D. a→b过程气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量
【答案】A
【解析】
【详解】A.a→b过程,气体压强不变,体积增大,由盖—吕萨克定律可知气体温度升高,则气体内能增大,由于气体体积增大,所以外界对气体做负功,根据热力学第一定律可知,气体从外界吸收的热量大于气体对外做功,故A正确;
B.b→c过程中气体与外界无热量交换,气体体积增大,外界对气体做负功,根据热力学第一定律可知,气体内能减小,故B错误;
C.c→a过程是等温过程,则有,可知a→b→c过程,气体内能不变;由于气体体积增大,所以外界对气体做负功,根据热力学第一定律可知,气体从外界吸收的热量等于对外做功,故C错误;
D.a→b→c→a循环过程,气体内能不变,根据图像可知,整个循环过程气体对外做功,根据热力学第一定律可知,整个循环过程气体吸热;由于b→c过程中气体与外界无热量交换,所以a→b过程气体从外界吸收的热量大于c→a过程放出的热量,故D错误。
故选A。
10. 如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B. 闭合开关,达到稳定后,流过电流表的电流方向由b到a
C. 断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向右
D. 断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
【答案】C
【解析】
【详解】A.闭合开关瞬间,M线圈中有了电流,穿过线圈P的磁通量增加,为了阻碍磁通量的增加,线圈P会远离线圈M,所以线圈M和线圈P相互排斥,故A错误;
B.闭合开关,达到稳定后,穿过线圈P的磁通量不变,所以线圈P不会发生电磁感应现象,电路中没有感应电流,故B错误;
CD.原本穿过线圈P的磁场方向是水平向右,在断开开关瞬间,穿过线圈P的磁通量减小,根据楞次定律可知,线圈P中感应电流的磁场方向也是水平向右,根据安培定则可知流过电流表的电流方向是由b到a,故C正确,D错误。
故选C。
11. 如图所示,两足够长的光滑平行金属导轨放置在水平面内,匀强磁场与导轨平面垂直,左端连接一个带有一定电荷量的电容器,导轨上有一金属棒垂直导轨放置。时刻,金属棒获得水平向右初速度的同时闭合开关,金属棒的速度v和加速度a随时间t变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】金属棒初始时产生的感应电动势
若电容器的电压,根据牛顿第二定律
则通过金属棒的电流向下,根据左手定则,所受的安培力向右,金属棒做向右的加速运动,速度变大,金属棒做加速度减小,并且由于速度变大的幅度逐渐变小,所以加速度变小的幅度也逐渐减小;
若电容器的电压,根据牛顿第二定律
则通过金属棒的电流向上,根据左手定则,所受的安培力向左,金属棒做向右的减速运动,速度变小,金属棒做加速度减小的加速度运动,并且由于速度变小的幅度逐渐变小,所以加速度变小的幅度也逐渐减小;
若电容器的电压,则加速度为零,金属棒做匀速运动;
综上所述,故选A。
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)关于该实验下列说法正确的是________。
A. 为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B. 为方便推拉柱塞,应用手握住注射器
C. 为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(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的数据并作出图线,发现图线不通过坐标原点,如图乙所示。则
①造成这一结果的原因是________;
②图中代表的物理含义是________;
(3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线,应该是________。
A. B.
C. D.
(4)另一小组实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值V,以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。绘出的关系图像应是________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)A (2) ①. 胶管内存在气体 ②. 胶管内气体体积 (3)B (4)D
【解析】
【小问1详解】
A.在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,可以保证封闭气体的气密性,A正确;
B.手握住注射器,会使气体的温度升高,不符合实验要求,B错误;
C.实验时应缓慢推拉柱塞和读取数据,C错误;
D.压强传感器只能采集气体的压强,D错误。
故选A。
【小问2详解】
[1][2]根据等温过程有
可得
可知图线不通过坐标原点的原因是胶管内存在气体,是胶管内气体体积。
【小问3详解】
根据等温过程有
可得
当很小时,即很大,则有
可知几乎是一条过原点的倾斜直线;
当较大时,即较小时,根据
可知图像上点与原点连线的斜率随着的增大而减小。
故图像选B。
【小问4详解】
测量时,注射器与压强传感器连接部分气体的体积未计入,纵轴存在截距,软管脱落后,气体向外漏出,p的测量值偏小,相应的横坐标偏大,但左侧的延长线与纵轴的交点仍为,故前后两条线相交在此处。
故选D。
13. 如图为氢原子的能级图,大量处于激发态的氢原子在向低能级跃迁的过程中会释放出多种频率的光,用其中波长最短的光照射到某光电管上并发生了光电效应,该光电管阴极材料的逸出功为。求:
(1)该光子的能量;
(2)遏止电压。
【答案】(1)12.09eV;(2)9.59V
【解析】
【详解】(1)波长最短,则频率最大,可知光子的能量最大,频率最大的光子能量为
E=E3-E1
解得
E=12.09eV
(2)根据爱因斯坦光电效应方程,有
根据动能定理有
解得
Uc=9.59V
14. 放射性元素镅,发生一次衰变生成和另一种粒子,并放出能量为E的γ光子,衰变前可视为静止,衰变生成的的质量为m、速度为v,与γ光子的运动方向相同,已知光在真空中的速度为c。
(1)写出衰变方程;
(2)求γ光子的动量p1和另一种粒子的动量p2。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
根据核反应方程衰变前后质量数和电荷数守恒可知
【小问2详解】
根据题意可知
所以γ光子的动量为
根据动量守恒可得
所以
15. 如图甲所示,内壁光滑的柱形汽缸内被活塞封闭了一定质量的理想气体,当封闭气体的温度时,封闭气体的体积。现对汽缸内的气体缓慢加热,当封闭气体的温度上升至时,活塞恰好到达汽缸口,图线如图乙,该过程中缸内气体吸收的热量。已知活塞的质量,横截面积,外界大气压,取。求:
(1)缸内气体的压强p;
(2)活塞到达汽缸口时封闭气体的体积;
(3)该过程中封闭气体内能的增量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
选活塞为研究对象,有
解得缸内气体的压强为
【小问2详解】
对汽缸内的气体缓慢加热,封闭气体等压膨胀,由盖—吕萨克定律可得
解得
【小问3详解】
活塞上升的距离
外界对气体做功
对封闭气体由热力学第一定律
可得该过程中封闭气体内能的增量
16. 如图,光滑平行金属导轨、水平部分固定在水平平台上,圆弧部分在竖直面内,足够长的光滑平行金属导轨、固定在水平面上,导轨间距均为L,点与点高度差为,水平距离也为,导轨、左端接阻值为R的定值电阻,水平部分处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,平行金属导轨、完全处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,两磁场的磁感应强度大小均为。质量为的导体棒放在金属导轨、上,质量为m的金属棒从距离导轨水平部分高度为处由静止释放,从处飞出后恰好落在P、Q端,并沿金属导轨、向右滑行,金属棒落到导轨、上时,竖直方向分速度完全损失,水平分速度不变,最终a、b两金属棒恰好不相碰,重力加速度大小为,不计导轨电阻,一切摩擦及空气阻力。a、b两金属棒接入电路的电阻均为R,运动过程中始终与导轨垂直并接触良好。求:
(1)导体棒a刚进入磁场时的加速度大小;
(2)平行金属导轨、水平部分长度d;
(3)通过导体棒b中的电量及整个过程金属棒a产生的焦耳热。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
设金属棒a刚进入磁场时的速度大小为,根据动能定理有
解得
金属棒进入磁场的瞬间,金属棒a中感应电动势
感应电流
根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
设金属棒a从、飞出时的速度为,飞出后做平抛运动,则有,
解得
金属棒a在金属导轨、水平部分运动过程中,根据动量定理有
根据电流的定义式有
该过程感应电动势的平均值
感应电流的平均值
又
解得
【小问3详解】
金属棒落到金属导轨、上向右滑行时的初速度大小为,金属棒a、b组成的系统动量守恒,设最后的共同速度为,根据动量守恒定律有
解得
对金属棒进行分析,根据动量定理有
根据电流的定义式有
解得
金属棒在导轨、上运动时产生的焦耳热
解得
金属棒在导轨上运动时产生的焦耳热
解得
因此金属棒中产生的焦耳热
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2024-2025年度高二年级第二学期第二次阶段性检测
物理试卷
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 关于物理学史,下列叙述与事实不相符合的是( )
A. 普朗克提出能量量子化理论,并运用该理论对黑体辐射现象做出了理论解释
B. 查德威克发现中子,为人类对原子能的利用奠定了基础
C. 爱因斯坦发现了光电效应﹐并提出光电效应方程从理论上完美地解释了光电效应的实验现象
D. 麦克斯韦电磁理论告诉我们变化的磁场可以产生电场,变化的电场可以产生磁场
2. 核污水中一种衰变方程为,α粒子轰击氮原子核的核反应方程为。下列说法正确的是( )
A. 衰变方程中的X为β粒子
B. 核反应方程中的Y为氘核
C. 的结合能比大
D. 核反应方程中的Y具有波动性
3. 如图所示,相同规格和长度的电阻丝分别制成单匝正方形和圆形线框a、b,将两线框水平放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度随时间均匀增加,则某时刻( )
A. 通过a、b线框的磁通量之比为4:π B. a、b线框的感应电动势之比为π:4
C. a、b线框中的感应电流之比为4:π D. a、b线框中的电功率之比为π:4
4. 缝衣针能静止于水面上,是因为( )
A. 针的重力可忽略
B. 针的重力与浮力平衡
C. 针的重力与表面张力平衡
D. 表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对针产生一个向上的支持力
5. 中国科学院近代物理研究所合成了新核素钚。已知钚的衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 1000个钚原子核经过一个半衰期后还剩余500个
B. 钚原子核发生的是β衰变
C. 钚原子核发生衰变时放出能量
D. 原子核的比结合能比原子核的比结合能大
6. 如图所示,某空间中存在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中,能产生电场但不能产生电磁波的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图甲所示,理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上,输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示,副线圈接规格为“1.5V,0.6W”的灯泡。若灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A. 原线圈两端电压的有效值为
B. 原、副线圈匝数之比为1∶16
C. 原线圈的输入功率为9.6W
D. 副线圈中电流的有效值为0.4A
8. 荷叶上的露珠呈球形,其表面与空气接触的薄层叫表面层,分子间作用力和分子间距的关系如图所示。则图中( )
A. 位置可反映表面层中水分子之间的作用力
B. 位置可反映表面层中水分子之间的作用力
C. 位置相邻两水分子间的分子势能最大
D. 位置相邻两水分子间的分子势能最小
9. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→b过程是等压过程,b→c过程中气体与外界无热量交换,c→a过程是等温过程。下列说法正确的是( )
A. a→b过程,气体从外界吸收的热量大于气体对外做功
B. b→c过程,气体内能不变
C. a→b→c过程,气体从外界吸收的热量小于对外做功
D. a→b过程气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量
10. 如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B. 闭合开关,达到稳定后,流过电流表的电流方向由b到a
C. 断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向右
D. 断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
11. 如图所示,两足够长的光滑平行金属导轨放置在水平面内,匀强磁场与导轨平面垂直,左端连接一个带有一定电荷量的电容器,导轨上有一金属棒垂直导轨放置。时刻,金属棒获得水平向右初速度的同时闭合开关,金属棒的速度v和加速度a随时间t变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)关于该实验下列说法正确的是________。
A. 为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B. 为方便推拉柱塞,应用手握住注射器
C. 为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(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的数据并作出图线,发现图线不通过坐标原点,如图乙所示。则
①造成这一结果的原因是________;
②图中代表的物理含义是________;
(3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线,应该是________。
A. B.
C. D.
(4)另一小组实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值V,以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。绘出的关系图像应是________。
A. B.
C. D.
13. 如图为氢原子的能级图,大量处于激发态的氢原子在向低能级跃迁的过程中会释放出多种频率的光,用其中波长最短的光照射到某光电管上并发生了光电效应,该光电管阴极材料的逸出功为。求:
(1)该光子的能量;
(2)遏止电压。
14. 放射性元素镅,发生一次衰变生成和另一种粒子,并放出能量为E的γ光子,衰变前可视为静止,衰变生成的的质量为m、速度为v,与γ光子的运动方向相同,已知光在真空中的速度为c。
(1)写出衰变方程;
(2)求γ光子的动量p1和另一种粒子的动量p2。
15. 如图甲所示,内壁光滑的柱形汽缸内被活塞封闭了一定质量的理想气体,当封闭气体的温度时,封闭气体的体积。现对汽缸内的气体缓慢加热,当封闭气体的温度上升至时,活塞恰好到达汽缸口,图线如图乙,该过程中缸内气体吸收的热量。已知活塞的质量,横截面积,外界大气压,取。求:
(1)缸内气体的压强p;
(2)活塞到达汽缸口时封闭气体的体积;
(3)该过程中封闭气体内能的增量。
16. 如图,光滑平行金属导轨、水平部分固定在水平平台上,圆弧部分在竖直面内,足够长的光滑平行金属导轨、固定在水平面上,导轨间距均为L,点与点高度差为,水平距离也为,导轨、左端接阻值为R的定值电阻,水平部分处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,平行金属导轨、完全处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,两磁场的磁感应强度大小均为。质量为的导体棒放在金属导轨、上,质量为m的金属棒从距离导轨水平部分高度为处由静止释放,从处飞出后恰好落在P、Q端,并沿金属导轨、向右滑行,金属棒落到导轨、上时,竖直方向分速度完全损失,水平分速度不变,最终a、b两金属棒恰好不相碰,重力加速度大小为,不计导轨电阻,一切摩擦及空气阻力。a、b两金属棒接入电路的电阻均为R,运动过程中始终与导轨垂直并接触良好。求:
(1)导体棒a刚进入磁场时的加速度大小;
(2)平行金属导轨、水平部分长度d;
(3)通过导体棒b中的电量及整个过程金属棒a产生的焦耳热。
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