2023-2024学年青海省西宁五中高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年青海省西宁五中高二（下）期末物理试卷，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）据报道，国外某核电站排放的“核污水”中含有大量的氚以及碘﹣129、碳﹣14、锶﹣90等几十种放射性元素。已知氚的半衰期约为12年，其反应方程为则（ ）
A．该反应是核裂变反应
B．粒子X是氚原子的核外电子
C．的比结合能比的比结合能小
D．20个氚核经过24年后还剩余5个
2．（4分）如图所示，弹簧振子在B、C两点之间做简谐运动，其平衡位置为O点。已知B、C相距30cm。从小球经过O点时开始计时，经过0.3s首次到达B点。取向左为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．小球振动的周期一定为1.2s
B．小球振动的振幅为0.3m
C．弹簧振子振动方程可能为x＝﹣0.15sin（5πt）m
D．0.6s末，小球不一定在平衡位置
3．（4分）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，总长为2L的导体棒OC的O端位于圆心，A为棒的中点。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针匀速转动，则O点到导体棒上任意一点P的电势差U与OP间距离r的关系图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
4．（4分）匀强磁场绕如图所示的轴线匀速转动，圆形金属线圈保持静止。理想变压器原、副线圈的匝数比为k，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ）
A．滑片P上滑时，通过R0的电流变大
B．滑片P下滑时，电压表示数变小
C．k值增大，变压器输出功率变小
D．圆形线圈拉成正方形，电压表示数变大
5．（4分）图（a）是一列沿x轴方向传播的简谐横波在t＝4s时的波形图，M、N是介质中的两个质点，其平衡位置分别位于x＝2m、x＝8m处，图（b）是质点N的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴负方向传播
B．波的传播速度大小为0.5m/s
C．t＝5s时，M、N的速度大小相等，方向相同
D．t＝7s时，M、N的加速度大小相等，方向相反
6．（4分）如图所示是两个振动情况完全相同的简谐波源S1、S2在同一均匀介质中产生的两列波，实线表示波峰，虚线表示波谷，波源的振幅为A，周期为T。关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法正确的是（ ）
A．d点振幅为零
B．b点振动始终加强，c点振动始终减弱
C．从图示时刻经过，a点将运动到b点
D．从图示时刻经过，b点运动路程为A
7．（4分）下列有关热现象的说法正确的是（ ）
A．当物体温度为0℃时，物体的内能为零
B．分子间作用力随分子间距离增大，一定先减小后增大
C．气体分子的速率有大有小，但大量气体分子的速率呈“中间多、两头少”的规律分布
D．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数减少
二、多选题（每题6分，共18分，选不全得3分，选错不得分）
（多选）8．（6分）质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是（ ）
A．碰后两物体的运动方向相同
B．碰后m2的速度大小为2m/s
C．两物体的质量之比m1：m2＝2：5
D．两物体的碰撞是弹性碰撞
（多选）9．（6分）关于以下四幅图片，说法正确的是（ ）
A．甲图是电子的干涉图样，如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
B．乙图是α粒子散射的实验装置，当带荧光屏的显微镜放在D位置时，荧光屏上观察到大量闪光
C．丙图是花粉微粒在液体中运动位置的连线，说明花粉中的分子在做无规则热运动
D．丁图是观察自然光的偏振现象实验，将偏振片以光线为轴旋转任意角度，屏亮度不变
（多选）10．（6分）1905年，爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，对于光电效应给出了另外一种解释。如下分别是用于研究光电效应的实验装置图和氢原子的能级结构图。实验发现n＝5跃迁到n＝2时发出的某种光照射左图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数大于等于1.0V时，电流表读数为零，下列说法正确的是（ ）
A．一群氢原子处于n＝5的激发态，向低能级跃迁时最多可辐射出10种频率的光子
B．氢原子从n＝5能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光子比从n＝2能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光子的波长短
C．该光电管的阴极材料的逸出功W0＝1.86eV
D．滑动变阻器触点c向a侧慢慢移动时，电流表读数会增大
三、实验题（每空2分，共16分）
11．（6分）某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。
（1）通过实验得知：当电流从图a中电流计的右侧正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体 （选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。
（2）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图b的电路。若图b电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最 （选填“左”或“右”）端。
（3）若图b电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针 。
A．不偏转
B．向左偏转
C．向右偏转
12．（10分）在“用单摆测量重力加速度”的实验中：
（1）为了较精确地测量重力加速度的值，如图1三种单摆组装方式最合理的是 ；
（2）在摆球自然下垂的状态下，用毫米刻度尺测得摆线长度为l；用游标卡尺测量摆球的直径d，示数如图2甲所示，则d＝ mm；
（3）将小球从平衡位置拉开一个小角度静止释放，使其在竖直面内振动。待振动稳定后，从小球经过平衡位置时开始计时，测量N次全振动的时间为t，由本次实验数据可求得g＝ （用l、d、N、t表示）；
（4）若某次实验测得g数值比当地公认值大，原因可能是 ；
A．开始计时时，过早按下秒表
B．实验时误将49次全振动记为50次
C．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，摆线长度增加
（5）改变摆线长度l，重复实验，测得每次实验时单摆的振动周期T，作出T2﹣l图像为图2乙中的 （选填“a”“b”或“c”）。
四、解答题（共38分）
13．（10分）如图所示，粗细均匀的玻璃管放置在水平面上，右端开口左端封闭，一段理想气体被水银柱封闭在左端左上方，稳定时理想气体的温度为T0＝300K，左右液面的高度差为h＝19cm，理想气体的高度也为h＝19cm，已知大气压强为p0＝76cmHg，求：
（1）若缓慢的升高封闭气体的温度，当左右液面的高度相同时，气体的温度为多少？
（2）若从开口端向管内添加一定量的水银，稳定后左右液面的高度相同，气体的温度仍为T0＝300K，则添加的水银柱的高度为多少？
14．（12分）如图所示，某单色光以45°角入射到等腰三棱镜的一个侧面AB上，测得其折射角是30°，三棱镜的顶角A为70°。已知真空中的光速为c，求：
（1）此单色光在三棱镜中的折射率n；
（2）此单色光在该三棱镜中的速度大小v；
（3）通过计算判断该折射光在AC面上能否发生全反射。
15．（16分）如图所示，足够长的两平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L＝0.4m，导轨的倾斜部分的倾角α＝37°，动摩擦因数μ＝0.5，导轨的水平部分是光滑的，水平部分的矩形区域abcd有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5T，导轨水平部分的左侧和倾斜部分由光滑圆弧连接，右侧和一光滑半圆圆弧轨道平滑连接，圆弧轨道半径r＝0.18m。现有一质量为m＝0.1kg的金属棒从离水平面高度h＝2.4m处静止释放，经过AA'滑上水平轨道，金属棒穿过磁场区域后恰好能沿圆弧轨道通过半圆最高点CC′。已知金属棒的电阻值为r＝0.2Ω，倾斜导轨最上端接有一个阻值为R＝0.3Ω的电阻，重力加速度g＝10m/s2，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求：
（1）金属棒刚进入磁场时受到安培力F的大小；
（2）金属棒整个运动过程中电阻R产生的焦耳热；
（3）矩形磁场沿导轨方向的长度。
2023-2024学年青海省西宁五中高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题（每题4分，共28分）
1．（4分）据报道，国外某核电站排放的“核污水”中含有大量的氚以及碘﹣129、碳﹣14、锶﹣90等几十种放射性元素。已知氚的半衰期约为12年，其反应方程为则（ ）
A．该反应是核裂变反应
B．粒子X是氚原子的核外电子
C．的比结合能比的比结合能小
D．20个氚核经过24年后还剩余5个
【答案】C
2．（4分）如图所示，弹簧振子在B、C两点之间做简谐运动，其平衡位置为O点。已知B、C相距30cm。从小球经过O点时开始计时，经过0.3s首次到达B点。取向左为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．小球振动的周期一定为1.2s
B．小球振动的振幅为0.3m
C．弹簧振子振动方程可能为x＝﹣0.15sin（5πt）m
D．0.6s末，小球不一定在平衡位置
【答案】C
3．（4分）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，总长为2L的导体棒OC的O端位于圆心，A为棒的中点。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针匀速转动，则O点到导体棒上任意一点P的电势差U与OP间距离r的关系图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
4．（4分）匀强磁场绕如图所示的轴线匀速转动，圆形金属线圈保持静止。理想变压器原、副线圈的匝数比为k，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ）
A．滑片P上滑时，通过R0的电流变大
B．滑片P下滑时，电压表示数变小
C．k值增大，变压器输出功率变小
D．圆形线圈拉成正方形，电压表示数变大
【答案】B
5．（4分）图（a）是一列沿x轴方向传播的简谐横波在t＝4s时的波形图，M、N是介质中的两个质点，其平衡位置分别位于x＝2m、x＝8m处，图（b）是质点N的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴负方向传播
B．波的传播速度大小为0.5m/s
C．t＝5s时，M、N的速度大小相等，方向相同
D．t＝7s时，M、N的加速度大小相等，方向相反
【答案】C
6．（4分）如图所示是两个振动情况完全相同的简谐波源S1、S2在同一均匀介质中产生的两列波，实线表示波峰，虚线表示波谷，波源的振幅为A，周期为T。关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法正确的是（ ）
A．d点振幅为零
B．b点振动始终加强，c点振动始终减弱
C．从图示时刻经过，a点将运动到b点
D．从图示时刻经过，b点运动路程为A
【答案】A
7．（4分）下列有关热现象的说法正确的是（ ）
A．当物体温度为0℃时，物体的内能为零
B．分子间作用力随分子间距离增大，一定先减小后增大
C．气体分子的速率有大有小，但大量气体分子的速率呈“中间多、两头少”的规律分布
D．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数减少
【答案】C
二、多选题（每题6分，共18分，选不全得3分，选错不得分）
（多选）8．（6分）质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是（ ）
A．碰后两物体的运动方向相同
B．碰后m2的速度大小为2m/s
C．两物体的质量之比m1：m2＝2：5
D．两物体的碰撞是弹性碰撞
【答案】BC
（多选）9．（6分）关于以下四幅图片，说法正确的是（ ）
A．甲图是电子的干涉图样，如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
B．乙图是α粒子散射的实验装置，当带荧光屏的显微镜放在D位置时，荧光屏上观察到大量闪光
C．丙图是花粉微粒在液体中运动位置的连线，说明花粉中的分子在做无规则热运动
D．丁图是观察自然光的偏振现象实验，将偏振片以光线为轴旋转任意角度，屏亮度不变
【答案】AD
（多选）10．（6分）1905年，爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，对于光电效应给出了另外一种解释。如下分别是用于研究光电效应的实验装置图和氢原子的能级结构图。实验发现n＝5跃迁到n＝2时发出的某种光照射左图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数大于等于1.0V时，电流表读数为零，下列说法正确的是（ ）
A．一群氢原子处于n＝5的激发态，向低能级跃迁时最多可辐射出10种频率的光子
B．氢原子从n＝5能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光子比从n＝2能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光子的波长短
C．该光电管的阴极材料的逸出功W0＝1.86eV
D．滑动变阻器触点c向a侧慢慢移动时，电流表读数会增大
【答案】AC
三、实验题（每空2分，共16分）
11．（6分）某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。
（1）通过实验得知：当电流从图a中电流计的右侧正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体 向上 （选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。
（2）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图b的电路。若图b电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最 左 （选填“左”或“右”）端。
（3）若图b电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针 C 。
A．不偏转
B．向左偏转
C．向右偏转
【答案】（1）向上；
（2）左；
（3）C。
12．（10分）在“用单摆测量重力加速度”的实验中：
（1）为了较精确地测量重力加速度的值，如图1三种单摆组装方式最合理的是 C ；
（2）在摆球自然下垂的状态下，用毫米刻度尺测得摆线长度为l；用游标卡尺测量摆球的直径d，示数如图2甲所示，则d＝ 16.3 mm；
（3）将小球从平衡位置拉开一个小角度静止释放，使其在竖直面内振动。待振动稳定后，从小球经过平衡位置时开始计时，测量N次全振动的时间为t，由本次实验数据可求得g＝ （用l、d、N、t表示）；
（4）若某次实验测得g数值比当地公认值大，原因可能是 B ；
A．开始计时时，过早按下秒表
B．实验时误将49次全振动记为50次
C．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，摆线长度增加
（5）改变摆线长度l，重复实验，测得每次实验时单摆的振动周期T，作出T2﹣l图像为图2乙中的 a （选填“a”“b”或“c”）。
【答案】（1）C；（2）16.3；（3）；（4）B；（5）a。
四、解答题（共38分）
13．（10分）如图所示，粗细均匀的玻璃管放置在水平面上，右端开口左端封闭，一段理想气体被水银柱封闭在左端左上方，稳定时理想气体的温度为T0＝300K，左右液面的高度差为h＝19cm，理想气体的高度也为h＝19cm，已知大气压强为p0＝76cmHg，求：
（1）若缓慢的升高封闭气体的温度，当左右液面的高度相同时，气体的温度为多少？
（2）若从开口端向管内添加一定量的水银，稳定后左右液面的高度相同，气体的温度仍为T0＝300K，则添加的水银柱的高度为多少？
【答案】（1）若缓慢的升高封闭气体的温度，当左右液面的高度相同时，气体的温度为600K；
（2）若从开口端向管内添加一定量的水银，稳定后左右液面的高度相同，气体的温度仍为T0＝300K，则添加的水银柱的高度为28.5cm。
14．（12分）如图所示，某单色光以45°角入射到等腰三棱镜的一个侧面AB上，测得其折射角是30°，三棱镜的顶角A为70°。已知真空中的光速为c，求：
（1）此单色光在三棱镜中的折射率n；
（2）此单色光在该三棱镜中的速度大小v；
（3）通过计算判断该折射光在AC面上能否发生全反射。
【答案】（1）此单色光在三棱镜中的折射率是；
（2）此单色光在该三棱镜中的速度大小是；
（3）该折射光在AC面上不能发生全反射。
15．（16分）如图所示，足够长的两平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L＝0.4m，导轨的倾斜部分的倾角α＝37°，动摩擦因数μ＝0.5，导轨的水平部分是光滑的，水平部分的矩形区域abcd有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5T，导轨水平部分的左侧和倾斜部分由光滑圆弧连接，右侧和一光滑半圆圆弧轨道平滑连接，圆弧轨道半径r＝0.18m。现有一质量为m＝0.1kg的金属棒从离水平面高度h＝2.4m处静止释放，经过AA'滑上水平轨道，金属棒穿过磁场区域后恰好能沿圆弧轨道通过半圆最高点CC′。已知金属棒的电阻值为r＝0.2Ω，倾斜导轨最上端接有一个阻值为R＝0.3Ω的电阻，重力加速度g＝10m/s2，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求：
（1）金属棒刚进入磁场时受到安培力F的大小；
（2）金属棒整个运动过程中电阻R产生的焦耳热；
（3）矩形磁场沿导轨方向的长度。
【答案】（1）金属棒刚进入磁场时受到安培力F的大小为0.32N；
（2）金属棒整个运动过程中电阻R产生的焦耳热为0.21J；
（3）矩形磁场沿导轨方向的长度为1.25m。
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