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湖南省長沙市長郡中學2024-2025學年高二下學期期中考試物理試題
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．用碳14測定年代是考古中的重要方法，在高空大氣中，來自宇宙射線的中子轟擊氮14，不斷以一定的速率產生碳14，接著碳14就發生放射性衰變，其半衰期約為5730年，反應方程分別為：，。以下說法中正確的是（　?。?br/>A．轟擊氮14的中子主要是熱中子，熱中子就是快中子
B．碳14發生了衰變
C．埋在地下植物中的碳14的半衰期與高空大氣中的碳14的半衰期不同
D．目前核電站廣泛利用衰變技術獲取核能并發電
2．下列關于分子運動和熱現象的說法正確的是（　?。?br/>A．布朗運動中，若微粒越小則單位時間內受到液體分子撞擊次數越少，布朗運動越不明顯
B．一定質量的氣體溫度升高，單位時間內撞擊容器壁單位面積上的分子數一定增多
C．某氣體的摩爾質量是，標準狀態下的摩爾體積為，阿伏加德羅常數為，則每個氣體分子在標準狀態下的體積為
D．一定質量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱
3．對于下列所示的裝置，說法正確的是（　　）
A．甲圖中，法拉第利用該實驗裝置發現了電流的磁效應
B．乙圖中，兩根通有方向相反電流的長直導線會相互吸引
C．丙圖中，不改變質譜儀各區域的電場磁場，擊中底片同一位置的不同粒子比荷相同
D．丁圖中，回旋加速器加速帶電粒子的最大動能與加速電壓有關
4．為了使在磁場中轉動的絕緣輪快速停下來，小明同學設計了以下四種方案：圖甲、乙中磁場方向與輪子的轉軸平行，圖甲中在輪上固定閉合金屬線圈，圖乙中在輪上固定未閉合金屬線圈；圖丙、丁中磁場方向與輪子的轉軸垂直，圖丙中在輪上固定閉合金屬線框，圖丁中在輪上固定一些細金屬棒。四種方案中效果最好的是（　?。?br/>A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
5．如圖所示，在水平地面上固定一個U形汽缸，用重力不計的活塞封閉著一定質量的氣體，已知汽缸不漏氣，活塞移動過程中與汽缸內壁摩擦不計，外界大氣壓為，活塞緊壓小擋板。現緩慢升高汽缸內氣體的溫度，則圖中能反映汽缸內氣體的壓強隨熱力學溫度變化的圖像的是（　　）
A． B．
C． D．
6．地鐵車體和屏蔽門之間安裝有光電傳感器主要用于檢測間隙中的異物，防止夾人事故。如圖甲所示的光電傳感器，若光線被擋住，電流發生變化，工作電路立即報警。如圖乙所示，光線發射器內大量處于激發態的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光只有兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙所示為光單獨照射光電管時產生的光電流與光電管兩端電壓的關系圖線。已知光電管陰極材料的逸出功為2.55eV，可見光光子的能量范圍是1.62~3.11eV，下列說法正確的是（　?。?br/>A．由題述可知光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能為12.09eV
B．光線發射器中發出的光有兩種可見光
C．若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能不變，但光電流減小
D．由題述可知，a光為氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級時發出的光
二、多選題
7．下列有關四幅圖的說法正確的是（　?。?br/>A．圖甲中振蕩電路正在充電
B．圖乙中當磁體靠近“干簧管”時，“干簧管”能起到開關的作用是由于電磁感應
C．圖丙中的雙線繞法可減小繞線的漏磁現象，從而減小磁場能的損失
D．圖丁中變化的磁場產生電場是一個普遍規律，與閉合電路是否存在無關
8．如圖甲所示，理想變壓器的原線圈匝數為n1，連接一個理想交流電流表，副線圈接入電路的匝數n2可以通過滑動觸頭P調節，副線圈接有定值電阻R0和壓敏電阻R，壓敏電阻的阻值R與所受壓力大小F的對應關系如圖乙所示。物塊m置于壓敏電阻上，保持原線圈輸入的交流電壓不變。下列說法正確的是（　?。?br/>A．只減小物塊對R的壓力，電流表的示數增大
B．只增大物塊對R的壓力，R0兩端的電壓增大
C．只將滑動觸頭P向左滑動，電流表的示數增大
D．只將滑動觸頭P向右滑動，R0兩端的電壓增大
9．如圖所示，質量為1kg的導體棒長為0.5m，電阻為1Ω，兩端與長為1m的細軟銅絲（電阻、質量可忽略）相連，懸掛在磁感線強度為1T、方向豎直向上的勻強磁場中。兩細軟銅絲之間可以接入一電流大小為I的恒流源，也可以直接短接。當銅絲之間接恒流源時，導體棒由紙面向里偏轉，靜止時銅絲與豎直方向夾角為θ=37°。不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s ，sin37°=0.6，cos37°=0.8.下列說法正確的是（　?。?br/>A．導體棒中電流方向從b到a
B．恒流源提供的電流大小為10A
C．銅絲短接，將導體棒拉至銅絲與紙面一定夾角的某位置靜止釋放，最終導體棒會一直在豎直位置左右來回擺動
D．銅絲短接，將導體棒拉至銅絲與紙面夾角θ=37°的位置靜止釋放，則運動全程導體棒產生的焦耳熱為2J
10．如圖所示，在豎直平面內的虛線下方存在范圍足夠大、方向水平的勻強磁場，同一高度處磁感應強度大小相等，豎直方向上磁感應強度與距離關系滿足B=ky，k為常量。將一豎直放置、邊長為L的單匝正方形金屬線框abcd從圖示位置由靜止釋放，線圈質量為m、電阻為R，不計空氣阻力，重力加速度為g。則（　　）
A．下落過程中線圈中的最大電流為
B．下落過程中線圈中的最大電流為
C．線圈下落高度h（已達最大電流）的過程中線圈中產生的焦耳熱為
D．線圈下落高度h（已達最大電流）的過程中線圈中產生的焦耳熱為
三、實驗題
11．某同學在驗證玻意耳定律時，利用如圖所示的裝置進行了驗證，先將一定質量的空氣封閉在導熱性能良好的注射器內，注射器與壓強傳感器相連?，F用外力緩慢地壓注射器的活塞，同時記錄封閉氣體的體積V，壓強傳感器測出封閉氣體的壓強，通過所學知識回答下列問題：
(1)關于該實驗，下列說法正確的是________；（填選項前的字母）
A．實驗時不需要保持注射器水平以準確測量壓強
B．實驗時應迅速推拉活塞，并快速讀數
C．若實驗中不慎將活塞拔出，迅速套上后可繼續實驗
(2)實驗時，如果快速地壓活塞，則氣體的溫度應 （填“升高”“不變”或“降低”）；
(3)在實驗時，在操作正常的情況下，由于天氣的影響，使得環境的溫度驟然下降，則下列圖像正確的是________（填字母）。
A． B．
C． D．
12．某實驗小組要將電流表G（銘牌標示：，）改裝成量程為1V和3V的電壓表，并用標準電壓表對其進行校準。選用合適的電源、滑動變阻器、電阻箱、開關和標準電壓表等實驗器材，按如圖所示連接電路，其中虛線框內為改裝電路。
(1)開關閉合前，滑片應移動到 （填“”或“”）端。
(2)根據要求和已知信息，電阻箱的阻值應調至 。
(3)當單刀雙擲開關與連接時，電流表和標準電壓表的示數分別為、，則電流表的內阻可表示為 。（結果用、、、表示）
(4)校準電表時，發現改裝后電壓表兩個量程的讀數始終比標準電壓表的讀數偏大，經排查發現電流表內阻的真實值與銘牌標示值有偏差，則只要________即可。（填正確答案標號）
A．減小電阻箱的阻值
B．增大電阻箱的阻值
C．將滑動變阻器的滑片向端滑動
D．將滑動變阻器的滑片向端滑動
四、解答題
13．為了減輕振動，高級轎車一般配有空氣懸掛，空氣懸掛是一種以空氣氣囊替代傳統物理彈簧的懸掛系統?？諝鈴椈煽珊喕癁槌溆袣怏w的圓柱形密閉汽缸，活塞上固定有連桿，用于支撐轎車，當轎車有振動時，汽缸內的氣體可以起到緩沖作用。如圖為配有空氣懸掛的轎車簡化示意圖，該轎車質量為M=2t，由4個空氣彈簧支撐，每個空氣彈簧的活塞面積為50cm 。車廂空載時，活塞到汽缸底部距離為12cm。若該轎車某次搭載4名乘客（包括駕駛員），每名乘客的平均質量m 為50kg。大氣壓強為p =1.0×10 Pa，重力加速度g取10m/s ，空氣彈簧內的氣體可以視為理想氣體，且其溫度始終不變。
(1)空載時汽缸內氣體壓強多大？
(2)轎車搭載乘客后相比于空載，車體下降的距離為多少？
14．2025年1月20日，中國“人造太陽”全超導托卡馬克磁約束核聚變實驗裝置創造新的世界紀錄，首次實現1億攝氏度1066秒的運行。某一磁約束裝置如圖所示，現有一個環形區域，其截面內圓半徑，外圓半徑，圓心均為點。環形區域內有垂直紙面向外的勻強磁場，已知磁感應強度大小為。A點為內圓右側上一點，從A點可向各個方向發射質量為、電荷量為的帶正電粒子，以不同速度垂直射入磁場，不計粒子重力，且不考慮粒子之間的相互作用力。（答案可用含根號與的表達式表示）
(1)若帶電粒子在A沿與內圓相切向上的方向射入磁場，剛好不穿越外圓邊界，求粒子的速度大??；
(2)若帶電粒子以某一速度沿著方向垂直射入磁場，剛好不穿越外圓邊界，求粒子從點射入磁場到再次返回A點時所需的時間。
15．如圖所示，兩平行金屬直導軌MP、NQ的間距為L，固定在同一水平面內，直導軌左端與傾斜直導軌平滑連接，右端與半徑為R的圓弧金屬導軌相切于P、Q兩點，MN右側空間處于磁感應強度大小為B、方向豎直向上勻強磁場中。圖中兩個完全相同的導體棒a、b，質量均為 m，電阻均為 r，長度均為 L?，F讓a棒從距MN高度為h處靜止釋放，當b棒運動到PQ處時，a、b恰好速度相同。此后使a棒保持靜止，同時讓 b棒在外力F作用下保持速度大小不變沿圓弧導軌運動到導軌最高處，導軌與導體棒接觸良好，不計導軌電阻及一切摩擦，已知重力加速度為g，求：
(1)棒剛進入磁場時，a棒兩端的電勢差；
(2)棒在水平軌道上運動過程中，通過a棒的電荷量；
(3)外力F對b棒所做的功W。
湖南省長沙市長郡中學2024-2025學年高二下學期期中考試物理試題參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C C D C AD BD AD BC
11．(1)A
(2)升高
(3)C
12．(1)M
(2)1500
(3)
(4)B
13．(1)Pa
(2)1 cm
【詳解】（1）空載時對車廂與活塞整體受力分析有
得Pa
（2）載客后對車廂與活塞整體受力分析有
得Pa
對氣體根據玻意耳定律
得cm
則活塞下降的距離為cm
14．(1)
(2)
【詳解】（1）由題意可知當粒子從A點與內圓相切向上射入磁場，軌跡恰好與外圓相切，根據幾何關系有
解得
洛倫茲力提供帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的向心力，根據牛頓第二定律有
則
（2）當帶電粒子以某一速度射入磁場時，粒子的運動軌跡恰好與外圓相切，此時粒子不穿過外圓邊界，如圖乙所示
根據幾何關系有
解得
洛倫茲力提供帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的向心力，根據牛頓第二定律有
解得
帶電粒子以速度射入磁場中時，根據幾何關系有
解得
故其運動軌跡如圖丙所示
帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動周期為
帶電粒子在磁場中運動的圓心角為。第一次回到A點在磁場中運動的時間為
帶電粒子在磁場外做勻速直線運動，第一次回到A點在磁場外所用的時間為
帶電粒子從A點進入磁場到其第一次回到該點所需要的時間
解得
15．(1)
(2)
(3)
【詳解】（1）依題意，棒進入磁場前，有
剛進入磁場時，電動勢大小為
a、b棒構成回路，可得
聯立，解得
（2）、b棒在水平導軌上共速時，有
b棒中瞬時電流為I，則對b棒有
電路中流過的電荷量
聯立，解得
（3）棒在圓弧軌道上電動勢大小為
其中為b棒在圓弧軌道上運動的圓心角，由能量轉化守恒，外力F做的功轉化為增加的重力勢能和電路產生的焦耳熱，
聯立，解得

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