贵州省兴义市顶效开发区顶兴学校2024-2025学年高二上学期期中物理试卷（含解析）

顶兴高级中学秋季期中考试试卷高二物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：选择性必修第二册第一章，选择性必修第三册。一、选择题（本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.1986年4月26日，切尔诺贝利核电站4号机组反应堆发生爆炸，成为迄今为止世界上最严重的核泄漏事故.事故导致31人当场死亡，上万人由于放射性物质长期影响而致命或重病，其中一种放射性元素为碘131，已知碘131的半衰期为8天.下列说法正确的是A.核反应堆利用镉棒吸收中子，从而控制核反应的速度B.200个碘131原子核经过16天后一定还有50个未衰变C.碘131发生衰变的方程是D.核反应堆中可能发生的链式反应属于核聚变2.下列说法正确的是A.甲图中夏天涂抹香水后香味更明显是布朗运动的结果B.乙图中的水黾可以停在水面，是因为水具有浮力C.丙图中天然石英熔化后再凝固制成的石英玻璃物品依然是晶体D.丁图中的左侧水与玻璃浸润，右侧水银与玻璃不浸润3.极光（Aurora）是一种绚丽多彩的等离子体现象，其发生是由于太阳的带电粒子流进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空夜间出现的灿烂美丽的光辉.如图所示是某高能带电粒子被地磁场俘获后的运动轨迹示意图，忽略引力和带电粒子间的相互作用，以下说法正确的是A.图中所示的带电粒子可能带正电，也可能带负电B.图中所示的带电粒子做螺旋运动时，旋转半径大小保持不变C.带电粒子做螺旋运动时，洛伦兹力对带电粒子做负功D.带电粒子在靠近地球北极过程中动能不变4.如图甲所示为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图乙为其截面图.间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心.已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比.6条输电导线中通有垂直纸面向外、大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，则a导线所受安培力的合力大小为A. B. C. D.5.气闸舱的原理如图.座舱A与气闸舱B间装有阀门K，A中充满空气，B内为真空.航天员由太空返回到B时，将B封闭，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡.假设此过程中系统保持温度不变，舱内气体可视为理想气体，不考虑航天员的影响，则此过程中A.气体膨胀做功，内能减小B.气体分子在单位时间内对A舱壁单位面积碰撞的次数不变C.气体分子对B舱壁的压强小于原来对A舱壁的压强D.一段时间后，B内气体的密度可以自发地恢复到原来真空状态6.如图所示，一导热性良好且足够长的汽缸，倒置悬挂于天花板下.汽缸内被活塞封闭一定质量的理想气体.活塞质量为m，横截面积为S，当地大气压强为p且不变，重力加速度为g，忽略一切摩擦.当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是A.悬线的拉力变小B.被封闭的理想气体的内能不变C.被封闭的理想气体的压强大小不变，且始终为D.外界对气体做功7.如图所示为回旋加速器的原理图.磁感应强度为B的匀强磁场垂直于D型盒向下，一质子从加速器的A处由静止开始加速，D型盒的半径为R，高频交变电源的电压为U、周期为T，质子质量为m，电荷量为q.则质子从开始到离开D型盒加速的次数为A. B. C. D.8.氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比，由图可知A.在②状态下，分子速率大小的分布范围相对较大B.两种状态氧气分子的平均速率相等C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大D.①状态的温度比②状态的温度低9.氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图（b）电路阴极K的金属，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示.电子电荷量为，则下列说法正确的是A.题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子B.阴极金属的逸出功为C.题述光电子不能使处于能级的氢原子电离D.若图（c）中饱和光电流为，则1s内阴极K产生光电子数目为个10.如图所示，一带电微粒在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，匀强电场方向竖直向下，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，带电微粒的质量为m，带电量为q，圆周运动的半径为R，重力加速度大小为g.下列说法正确的是A.匀强电场的场强为B.带电微粒带正电C.带电微粒速度大小为D.带电微粒做圆周运动的周期为二、实验题（本题共2小题，共14分）11.（6分）霍尔元件是一种基于霍尔效应的金属磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场，测量原理如图乙所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出并已经连接好电路.（1）霍尔元件被夹在磁芯缝隙处，则间磁场方向为______（填“竖直向下”“竖直向上”“水平向左”或“水平向右”）.（2）霍尔元件的前后两表面间形成电势差，则______（填“前表面”或“后表面”）电势高.（3）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件上、下表面的厚度为h.为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度大小B，根据图乙中所给的器材和电路，还必须测量的物理量有电压表示数U和电流表示数I，则计算式B=______.12.（8分）在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸注入的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止.摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到为止，恰好共滴了100滴；③在边长约的浅水盘内注入约深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为的方格纸上.（1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液中含油酸为______，求得的油酸分子直径为______m（此空保留一位有效数字）.（2）若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M.油酸的密度为.则下列说法正确的是______.A.油酸所含有分子数为 B.油酸所含分子数为C.1个油酸分子的质量为 D.油酸分子的直径约为（3）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学比较，数据都偏大.对于出现这种结果的原因，可能是由于______.A.在求每滴溶液体积时，溶液的滴数少记了2滴B.计算油膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理C.水面上爽身粉撒的较多，油膜没有充分展开三、计算题（本题共3小题，共计40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（12分）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性材料———作为发电能源为火星车供电（中的是）.已知衰变后变为和粒子.若静止的在匀强磁场中发生衰变，衰变后粒子的动能为E，粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直，在磁场中做匀速圆周运动的周期为，衰变放出的光子的动量可忽略，衰变释放的核能全部转化为和粒子的动能.已知光在真空中的传播速度为c.求：（1）写出该核反应的核反应方程；（2）衰变过程中的质量亏损.14.（13分）如图所示，三角形所在的区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，匀强磁场的方向垂直纸面向里.三角形中，，长为L.F处有一粒子源，能沿方向发射出大量带电荷量为的同种粒子，粒子质量为m，带电粒子重力不计，试求：（1）能从边离开磁场的粒子速度最大值；（2）粒子从F运动到边所用的最长时间.15.（15分）如图所示，具有一定导热性能的柱形汽缸竖直放置，外界温度保持不变.一定质量的理想气体被横截面积为的轻质活塞（活塞质量不计）封闭在汽缸内，此时活塞距汽缸底部的距离为，汽缸内气体温度为.先用外力缓慢地拉动活塞，上升的距离后被挡块挡住.再通过电热丝对汽缸内气体快速加热，缸内气体吸收热量后，温度升高到.此时撤去外力，经过足够长时间，活塞缓慢回到初始位置.已知大气压强，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动，该理想气体经历的三个过程的图如图2所示.（1）请在图3中画出该理想气体经历的三个过程的图；（2）在电热丝加热的过程中，汽缸内气体内能变化了多少?（3）撤去外力后汽缸内的气体放出多少热量?

顶兴高级中学秋季期中考试试卷·高二物理参考答案、提示及评分细则1.A核反应堆利用镉棒吸收中子，从而控制核反应的速度，A正确；半衰期为大量原子统计的结果，少量的不符合该规律，B错误；碘131发生衰变的过程中放出电子，根据质量数守恒和电荷数守恒可得发生衰变的方程是，C错误；核电站一般用铀燃料进行核裂变反应，该核反应属于核裂变，D错误.2.D夏天香味更明显是扩散作用的结果，故A错误；乙图中的水黾可以停在水面，是因为水具有表面张力，故B错误；天然石英熔化后再凝固制成的石英玻璃物品就变成了非晶体，故C错误；水对玻璃浸润，水银对玻璃不浸润，故D正确.3.D地球的磁场由南向北，根据左手定则可知，粒子带负电，故A错误；粒子在运动过程中，南北两极的磁感应强度较强，由洛伦兹力提供向心力，得出的半径公式可知，当磁感应强度增加时，半径减小，图中所示的带电粒子做螺旋运动时旋转半径一定越来越小，选项B错误；洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功，动能不变，选项C错误，D正确.4.B由题意可知，b、f对a的安培力大小为F，c、e对a的安培力为，d对a的安培力为，则a导线所受安培力为，B正确.5.C系统温度不变，则理想气体的温度不变，内能不变，气体自由扩散，没有对外做功，故A错误；气体温度不变，则分子热运动的剧烈程度不变，体积增大，则分子的密集程度变小，气体分子在单位时间内对A舱壁单位面积碰撞次数减少，对B舱壁的压强小于原来对A舱壁的压强，故B错误，C正确；根据熵增加原理可知一切宏观热现象均具有方向性，故B中气体不可能自发地全部退回到A中，B内气体的密度不可以自发地恢复到原来真空状态，故D错误.6.C以汽缸和活塞为研究对象，受到重力和悬线的拉力，根据平衡条件可知，重力和悬线的拉力大小相等，方向相反，所以当环境温度缓慢升高时，悬线的拉力不变，A错误；由于汽缸导热性良好，当环境温度缓慢升高时，被封闭的理想气体的温度缓慢升高，所以被封闭的理想气体的内能增大，B错误；以活塞为研究对象，根据平衡条件可知，解得被封闭理想气体的压强大小，C正确；当环境温度缓慢升高时，被封闭理想气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律可得，被封闭理想气体的体积增大，气体对外界做功，D错误.7.A由洛伦兹力提供向心力，解得，当时，质子获得最大动能，令加速次数为n，则有，解得，选项A正确.8.AD由题图可知，②中速率大的分子占据的比例较大，则说明②对应的平均速率较大，故②对应的温度较高，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故B错误，A、D正确；由题图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，故C错误.9.BD题述氢原子跃迁一共能发出6种不同频率的光子，A错误；根据玻尔理论，跃迁时能够释放出最大光子能量为，逸出功为，B正确；使能级氢原子电离所需要的能量为，题中光电子最大动能大于电离所需要的能量，故能够使能级的氢原子电离，C错误；饱和光电流为，则1s内阴极发出的光电子数目为，D正确.10.AC带电微粒在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，电场力和重力平衡，即有，，电场力方向竖直向上，与电场方向相反，所以粒子带负电，选项A正确，B错误；带电微粒做圆周运动的半径为R，根据洛伦兹力提供向心力可得，可得，选项C正确；带电微粒做圆周运动的周期，选项D错误.11.（1）竖直向下（2）前表面（3）（每空2分）解析：（1）根据安培定则，通电直导线在磁芯上的磁感线为顺时针方向，则间磁场方向为竖直向下.（2）电流向右，根据左手定则，洛伦兹力向里，载流子是负电荷，故后表面带负电，前表面带正电，故前表面电势较高.（3）设前后表面的厚度为d，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有，根据电流微观表达式，有，联立解得12.（1）（2）B（3）AC（每空2分）解析：（1）根据题意可得，一滴油酸酒精溶液中含油酸为，根据题意可知，方格纸每个小格的面积为，根据不足半格舍掉，多于半格算一格的原则，可得面积为，油酸分子直径为.（2）根据题意，质量为的油酸，所含有分子数为，故A