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湖南省郴州市2024-2025学年高二下学期期末物理试题
一、单选题
1．在物理学发展过程中，很多伟大的物理学家对物理的发展都做出了杰出的贡献。下列叙述与事实相符合的是（　　）
A．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，发现了质子
B．汤姆孙发现了电子，并提出原子的核式结构模型
C．麦克斯韦认为，均匀变化的磁场可以产生均匀变化的电场
D．爱因斯坦提出的光电效应理论，可以很好地解释光电效应实验中的各种现象
2．下列说法正确的是（　　）
A．气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大
B．船浮于水面上，是由于液体的表面张力造成的
C．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体
D．单晶体的各种物理性质都具有各向异性，而多晶体和非晶体是各向同性的
3．如图所示，为玻尔原子理论下的氢原子能级图，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则下列说法正确的是（　　）
A．处于n=1能级的氢原子可以吸收11.0eV的光子并跃迁到更高的能级
B．在玻尔理论中，电子的轨道是量子化的
C．氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时会辐射出红外线
D．一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁过程中可能辐射出6种频率的可见光
4．如图所示，一束复色光从两面平行的玻璃砖上表面O点射入，进入玻璃砖后分成两束单色光a、b。下列说法正确的是（　　）
A．a光的折射率小于b光的折射率
B．a光的频率大于b光的频率
C．a光在玻璃中的传播速度大于b光
D．调节图中角，b光可能在玻璃砖的下表面发生全反射
5．如图所示，一定质量的理想气体的循环由下面4个过程组成：a→b为等压过程，b→c为绝热过程，c→d为等压过程，d→a为绝热过程。下列说法正确的是（　　）
A．a→b过程中，气体内能增加
B．b→c过程中，气体内能不变
C．c→d过程中，气体吸收热量
D．d→a过程中，气体温度不变
6．如图所示，电源的电动势恒定，内阻不可忽略，L是一个自感系数较大的线圈，且其自身的电阻不可忽略，A、B是两个相同的小灯泡。闭合开关S，电路稳定后A、B均可发光。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关时，A、B两灯功率相同
B．断开开关S，A会闪亮一下，然后逐渐熄灭
C．断开开关S，流过B的电流方向与原来相同
D．闭合开关S，通过灯泡A的电流始终不变
二、多选题
7．氚是最简单的放射性元素，某夜光手表是利用氚核衰变产生的射线激发荧光物质发光。氚核发生衰变过程中产生粒子和新核，并放出一定的能量。氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是（　　）
A．衰变方程为
B．此衰变过程中，发生了质量亏损
C．氚与氧反应生成的化合物没有放射性
D．若有质量为的氚核，经过25年后，剩余氚核的质量为
8．如图甲所示，矩形线圈切割磁感线产生交变电流。图乙中，交流电源，两个标有“”的灯泡均能正常发光。且变压器为理想变压器，电流表为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．在图甲中的所示时刻，穿过线圈磁通量变化最快
B．变压器原线圈输入电压有效值为
C．原、副线圈的匝数比为
D．通过电流表的电流方向每秒变化100次
9．一圆筒的横截面如图所示，半径为R，筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场。粒子与圆筒碰撞后，始终以等大反向的速率反弹，且电荷量保持不变。在圆筒的P点有一小孔，从P处垂直磁场方向对准圆心入射速度为、电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，且不计粒子重力。该粒子与圆筒经过两次碰撞后，恰好能从P点射出，下列说法正确的是（　　）
A．磁感应强度为
B．磁感应强度为
C．粒子在磁场中的运动时间为
D．粒子在磁场中的运动时间为
10．如图所示，两段足够长的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左右两部分的间距分别为L、；空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，质量分别为m、的导体杆a、b均垂直导轨放置，接入电路的电阻分别为R、，导轨电阻忽略不计；a、b两杆同时分别以的初速度向右运动，a总在左边窄导轨上运动，b总在右边宽导轨上运动，从开始运动到两杆稳定的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．a杆安培力方向与b杆安培力方向相反
B．a杆加速度与b杆加速度大小相等
C．电路中a杆上产生的焦耳热为
D．稳定时a杆和b杆的速度相等，即为
三、实验题
11．如图甲所示，利用双缝干涉测量光的波长的实验中，双缝中心间的距离，双缝到光屏的距离，实验时，调整仪器，从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)相邻两个亮条纹间的距离 （用题中符号d、L、表示）。
(2)某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，分划板的中心刻线与A条纹的中心对齐时，此时手轮上的读数如图丙所示， ；与B条纹的中心对齐时，手轮上的读数，该单色光的波长 （波长的计算结果保留三位有效数字）。
(3)在该实验中，仅改用波长更长的光照射双缝，则屏上观察到的条纹个数 （选填“增加”“减少”或“不变”）。
12．某同学用热敏电阻设计高温报警器。实验器材如下：热敏电阻、电磁继电器、蜂鸣器、小灯泡、保护电阻（阻值未知）、变阻箱、电池组两组、多用电表、铁架台、导线开关等。
(1)该同学首先用多用电表测量保护电阻的阻值，完成基本操作后将多用电表的选择开关置于“”挡，进行 （选填“机械调零”或“欧姆调零”），测量的阻值，示数如图（甲）所示，对应的读数是 。
(2)如图（乙）所示是该热敏电阻的图像，可以得到热敏电阻的阻值随温度的升高而 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。
(3)如图（丙）是某同学设计的高温报警器电路图，左边部分是控制电路，右边部分是报警装置。根据电磁继电器的技术数据，当热敏电阻达到设定温度时，电磁继电器自动吸合，报警装置报警。已知控制电路电池组电动势为（内阻可忽略不计），实测电磁继电器正常吸合时的电流至少为，继电器线圈电阻为，如果设置报警温度为，应将变阻箱的电阻R调节到 （保留两位有效数字）。若要报警器在时报警，需要 （选填“增大”“减小”或“不变”）变阻箱的电阻。
四、解答题
13．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知饮料罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为，吸管的有效长度为，当温度为时，油柱离管口，取大气压为。
(1)当温度变化时，油柱可在吸管内缓慢移动，该过程为等压变化还是等容变化？
(2)求这个气温计能测量的最高温度（用摄氏温度表示）；
(3)已知气温计的温度从缓慢上升到最大值的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。
14．如图所示，两条互相平行、水平放置的固定光滑导轨间距l=1m。ab、cd是两根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属棒，两棒的质量分别为1kg和2kg，ab的电阻忽略不计，cd的电阻r=1Ω。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为1T。cd左侧为绝缘导轨，cd右侧为金属导轨，已知导轨足够长且电阻不计。在导轨的右侧，连接一个R=3Ω的电阻。某时刻金属棒ab获得水平向右、v0=3m/s的初速度，当运动到cd时，与静止的金属棒cd发生弹性碰撞。求：
(1)碰后金属棒ab与cd的速度大小；
(2)在金属棒cd运动过程中，电阻R上产生的焦耳热；
(3)金属棒cd在导轨上运动的位移大小。
15．人们通常利用带电粒子在电场和磁场中受力的特点，来控制带电粒子的运动，或对带电粒子进行分析，如回旋加速器、质谱仪、人造太阳等。如图所示，在平面直角坐标系的第一、四象限内存在磁感应强度大小为B（未知）的匀强磁场，方向如图所示，第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。一带电量为，质量为m的粒子（不计重力）从x轴上的A点沿y轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转后从y轴上的M点进入第一象限，然后从x轴上的N点进入第四象限。求：
(1)匀强电场的场强大小；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B；
(3)把原磁场撤去，在第一象限某区域只需要加一磁感应强度为原磁场3倍的矩形磁场，即可使带电粒子与x轴正方向成角斜向下穿过x轴。求该矩形磁场区域的最小面积S。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C B B A C AB CD BD ABC
11．(1)
(2) 3.870/3.869/3.871 467
(3)减少
12．(1) 欧姆调零 5/5.0/5.1
(2)减小
(3) 74 减小
13．(1)等压变化
(2)
(3)
【详解】（1）当温度变化时，油柱可在吸管内缓慢移动，饮料罐中的压强保持不变，所以该过程为等压变化。
（2）初始状态
测量温度最高时
由盖吕萨克定律得
解得
即
即气温计测量的最高温度为
（3）气温计的温度从缓慢上升到最大值的过程中，体积膨胀，气体对外做功
由热力学第一定律得
可得
即内能增加量为。
14．(1)，
(2)
(3)
【详解】（1）对金属棒的碰撞过程用动量守恒定律和机械能守恒定律有，
得，
（2）由能量守恒定律可知，金属棒cd及右侧电阻R上产生的焦耳热
电阻R上产生的焦耳热
解得
（3）对碰后金属棒cd在金属导轨上运动的过程有
安培力
由动量定理，
金属棒cd在导轨上运动的位移大小
解得
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，有 ，
其中
得
（2）设带电粒子运动到M点时，水平分速度为，则有
得

设速度方向与x轴正方向的夹角为，
即
在磁场中，由几何关系
得
又
得
（3）当磁感应强度为时，有
得
使带电粒子与x轴正方向成角向下经过x轴，即粒子速度偏转，圆弧圆心角为，由几何关系，矩形的长边
矩形的短边
最小面积

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