2024-2025学年山西省临汾一中高二（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年山西省临汾一中高二（下）期末物理试卷（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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 614C→714N+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A1和A2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，A2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2WbB. 0.5s时感应电流的方向为负
C. 定值电阻R两端的电压为4VD. 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1ρ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，调整滑片位置测量遏止电压，若用a光照射光电管测得的遏止电压大于用b光测得的遏止电压，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：本大题共3小题，共18分。
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 13H→23He+−10e+ν−e
B. 23He的比结合能小于 13H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U1、U2，饱和电流分别为I1、I2(I1大于I2)；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. U0=U1+U2B. U0=U1C. I0=I1D. I0=I1+I2
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UH。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BIneℎ
C. 用该元件探测空间磁场时，元件摆放的方向对UH有影响
D. 仅增大磁感应强度B，霍尔电压UH增大
三、实验题：本大题共2小题，共18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1p−V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1p−V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m1。
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m2。
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“；<
13.(1)设开始时B气柱气体压强为p1，开孔后气体压强为p0，气体发生等温变化，根据玻意耳定律则有
p1LS=p0(L−12ℎ)S
解得p1=57cmHg
则开始时A气柱气体的压强pA=p1−10cmHg，解得pA=47cmHg
(2)开孔后，对左管中气体研究，根据玻意耳定律有
p0(L−12ℎ)S=pA(L−ℎ+H)S
解得H=67047cm
稳定时进入管中的气体质量与原A气柱气体质量之比为m′mA=HL−ℎ,解得m′mA=6747
答：(1)开始时，封闭的A气柱气体的压强等于47cmHg；
(2)稳定时进入管中的气体质量与原A气柱气体质量之比等于6747。
14.(1)粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向上有L=v0t1
在竖直方向上有 32L=12at12
根据牛顿第二定律有a=Eqm
其中k=qm
解得E= 3v02kL，t1=Lv0
粒子在N点时竖直方向的速度v竖= 3v0
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tanθ=v竖v0
解得θ=π3
则∠OO′N=θ=π3
可得OO′= 33L，R=2 33L
由洛伦兹力提供向心力有qvB=mv2R
其中v=2v0
可得B= 3v0kL
(2)设粒子经过y轴正半轴上的点为M，可得OM=OO′+R
解得OM= 3L
M点的坐标为(0, 3L)
(3)粒子在磁场中运动的时间t2=240°360∘×2πRv=4 3πL9v0
粒子在电场中运动的时间t1′=2t1
则有T=t2+t1′
解得T=4 3πL9v0+2Lv0
答：(1)匀强电场的电场强度大小E为 3v02kL，匀强磁场的磁感应强度大小B为 3v0kL；
(2)粒子经过y轴正半轴上的点的坐标为(0, 3L)；
(3)粒子运动一周回到P点所需的时间T为4 3πL9v0+2Lv0。
15.(1)a棒下滑过程，根据动能定理有mgℎ=12mv02
解得v0=3m/s
a棒刚进入磁场时感应电动势E1=BLv0
感应电流I1=E12R
此时b棒受到的安培力的大小F=BI1L
解得F1=4N
(2)a棒刚进入磁场进入磁场后，对2棒构成的系统，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有mv0=2mv1
系统产生的总的焦耳热Q=12mv02−12×2mv12
稳定时b棒上产生的焦耳热Qb=QR2R
解得Qb=0.45J
(3)对b棒进行分析，以水平向右为正方向，根据动量定理有BI−LΔt=mv1
其中q=I−Δt
解得q=0.3C
答：(1)a棒刚进入磁场时b棒受到的安培力的大小为4N；
(2)稳定时b棒上产生的焦耳热为0.45J；
(3)至稳定时通过导体棒截面的电量是0.3C。