資源簡介

2024-2025學年高二下學期期末考試
物理試卷
時間：75分鐘 滿分：100分
注意事項：
1.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上，并將自己的姓名、準考證號、座位號填寫在本試卷上。
2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。涂寫在本試卷上無效。
3.作答非選擇題時，將答案書寫在答題卡上，書寫在本試卷上無效。
4.考試結束后，將答題卡交回。
5.考察范圍：選擇性必修二第三，四章，選擇性必修三。
一、單選題（共7小題，每題4分）
1.下列現象說明分子做無規則運動的是（　　）
A. 水沸騰時冒出的“白汽”在空氣中做無規則運動
B. 把少許碳素墨水滴入水中，在顯微鏡下可以觀察到碳顆粒的無規則運動
C. 陽光從縫隙射入教室，在陽光下看到塵埃不停地運動
D. 經過攪拌，沙粒在水中雜亂地運動
2.一定質量的理想氣體，在壓強不變的條件下，溫度升高，體積增大，從分子動理論的觀點來分析，正確的是(　　)
A. 此過程中分子的平均速率不變，所以壓強保持不變
B. 此過程中每個氣體分子碰撞器壁的平均沖擊力不變，所以壓強保持不變
C. 此過程中單位時間內氣體分子對單位面積器壁的碰撞次數不變，所以壓強保持不變
D. 以上說法都不對
3.一定質量的理想氣體狀態變化的p-T圖像如圖所示，由圖像可知(　　)
A. 氣體在a、b、c三個狀態的密度
B. 在a→b的過程中，氣體的內能減小
C. 在b→c的過程中，氣體分子的平均動能增大
D. 在c→a的過程中，氣體對外界放熱
4.如圖所示為0.3 mol的某種理想氣體的壓強和溫度關系的p－t圖線．p0表示1個標準大氣壓，則在狀態B時氣體的體積為(　　)
A. 5.6 L B. 3.2 L C. 1.2 L D. 8.4 L
5.能源是社會發展的基礎，發展核能是解決能源問題的途徑之一。下列關于核反應方程的說法，正確的是（　　）
A. 是α衰變
B. 是目前人類獲得核能的主要方式
C. 中的X是質子
D. 是核聚變，反應后的總質量較聚變前增加
6.一種光電煙霧報警器的結構和原理如圖1和圖2所示，光源S向外發射某一特定頻率的光束，發生火情時有煙霧進入報警器內，由于煙霧對光的散射作用，會使部分光改變方向進入光電管C從而發生光電效應，于是有電流輸入報警系統，當光電流大于I0時，便會報警，當滑動變阻器的滑片P處于圖2所示位置，煙霧報警器恰好報警，則（　　）
A. 將圖2中電源的正負極反接，光電子的最大初動能將減小
B. 僅將滑片P向右移動少許，可以解除報警
C. 僅降低光源S發出光的強度，可以解除報警
D. 單位時間內進入光電管的光子數為時，報警器一定會報警
7.如圖，U形玻璃管兩端封閉豎直靜置，管內水銀柱把管內氣體分成兩部分，此時兩邊氣體溫度相同，管內水銀面高度差為。若要使左右水銀面高度差變小，則可行的方法是(　　)
A. 同時升高相同的溫度 B. 玻璃管豎直勻速下落
C. 同時降低相同的溫度 D. 玻璃管豎直減速下落
二、多選題（共3小題，每題6分）
8.核電站鈾核裂變的產物是多樣的，一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時放出3個中子，核反應方程是 ，鈾核的質量為 ，鋇核的質量為 ，氪核的質量為 ，中子的質量為 。此類核反應中放出 光子，能使逸出功為 的金屬板放出最大初動能為 的光電子，已知電子的質量為 ，光速為 ，普朗克常量為 ，則(　　)
A. 該核反應放出的核能為
B. 光子是原子核外最外層電子向基態躍遷時放出的，因此能量很高
C. 這些光電子的德布羅意波長不小于
D. 該核反應產物的結合能之和大于反應前鈾核的結合能
9.大量氫原子處于n=1、2、3、4的四個狀態，處于較高能級的原子可以向任意一個較低能級躍遷。已知可見光的光子能量范圍約為1.62eV~3.11eV。下列說法正確的是（　　）
A. 最多可以輻射出6種不同頻率的光
B. 從躍遷到所發出的光頻率最高
C. 從躍遷到時輻射的光波長最長
D. 處于能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發生電離
10.如圖所示，一粗細均勻的 U形管豎直放置，A側上端封閉，B側上端與大氣相通，下端開口處開關K關閉；A側空氣柱的長度為 l=20cm，B側水銀面比A側的高h=15cm。現將開關K打開，從U形管中放出部分水銀，當兩側水銀面一樣高時將開關K關閉；再緩慢加熱A側空氣柱，最終B側水銀面比A側的高h3=5cm 。已知大氣壓強p0=75 cmHg，環境溫度為 27℃且不變。則下列說法正確的是(　　)
A. 初始狀態，A 側氣體壓強為60 cmHg
B. 放出部分水銀后 K關閉時，A側空氣柱長度24cm
C. 開關K打開時，放出的水銀在管內的長度為19cm
D. A側空氣柱最終溫度約為80℃
三、實驗題（共2小題，共16分）
11.某實驗小組完成“用油膜法測油酸分子的大小”的實驗。
(1)實驗中要讓油酸在水面盡可能散開，形成單分子油膜，并將油膜分子看成球形且緊密排列。本實驗體現的物理思想方法為_________（填字母）。
A．控制變量法 B．理想化模型法 C．等效替代法
(2)實驗中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________（填字母）。
A．可使油酸和痱子粉之間形成清晰的邊界輪廓
B．有助于油酸的顏色更透明便于識別
C．有助于測量一滴油酸的體積
D．對油酸溶液起到稀釋作用
(3)該小組進行下列實驗操作，請將它們按操作先后順序排列：______________。
A． B． C．
D． E．
(4)已知實驗室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管測得每50滴這種油酸酒精溶液的總體積為1mL，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為1cm的正方形小格的紙上（如圖）。該油酸分子的大小___________m（結果保留2位有效數字）。
(5)某同學在該實驗中，計算結果明顯偏小，可能是由于__________（填字母）。
A．油酸酒精溶液配制的時間較長，酒精揮發較多
B．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格
C．求每滴體積時，1mL的溶液的滴數少記了10滴
D．油酸未完全散開
12.實驗小組采用如圖1所示的裝置探究氣體等溫變化的規律。他們將注射器、壓強傳感器、數據采集器和計算機逐一連接，在注射器內用活塞封閉一定質量的氣體。實驗中由注射器的刻度可以讀出氣體的體積V；計算機屏幕上可以顯示由壓強傳感器測得的壓強p，從而獲得氣體不同體積時的壓強數值。根據獲得的數據，做出相應圖像，分析得出結論。
(1)關于本實驗的基本要求，下列說法正確的是_________（選填選項前的字母）。
A．移動活塞時應快速一些
B．封閉氣體的注射器應密封良好
C．必須測出注射器內封閉氣體的質量
(2)．為了能夠直觀地判斷出氣體的壓強p與其體積V是否成反比，應做出　　　　 （選填“”或“”）圖像。對圖線進行分析，如果在誤差允許范圍內該圖線是一條　　　　 ，就說明在質量和溫度一定時，氣體的壓強與其體積成反比。
(3)實驗小組僅在改變環境溫度的條件下，重復了上述實驗，并且實驗操作和數據處理均正確。得到的兩條等溫線如圖2所示，試判斷兩條等溫線對應的環境溫度的高低，即T1　　　　 T2（選填“＞”或“＜”）。
四、計算題（共3小題，共38分）
13.氣體彈簧是車輛上常用一種減震裝置，其簡化結構如圖所示。直立面柱形密閉汽缸導熱良好，橫截面積為S=1.0×10-2m2的活塞通過連桿與車輪軸連接，初始時汽缸內密閉一段長度為L1=0.2m、壓強為p1=2.4×105Pa的理想氣體，汽缸與活塞間的摩擦忽略不計。車輛載重時，相當于在汽缸頂部增加一個物體A，氣缸下降，穩定時汽缸內氣柱長度為L2=0.16m，此過程中氣體溫度保持不變。重力加速度大小g取10m/s2，求：
(1)氣缸內理想氣體壓強p2；
(2)物體A的質量m。
14.如圖，某實驗小組為測量一個葫蘆的容積，在葫蘆開口處豎直插入一根兩端開口、內部橫截面積為的均勻透明長塑料管，密封好接口，用氮氣排空內部氣體，并用一小段水柱封閉氮氣。外界溫度為時，氣柱長度為；當外界溫度緩慢升高到時，氣柱長度變為。已知外界大氣壓恒為，水柱長度不計。
(1)求溫度變化過程中氮氣對外界做的功；
(2)求葫蘆的容積；
(3)試估算被封閉氮氣分子個數(保留2位有效數字)。已知氮氣在狀態下的體積約為，阿伏伽德羅常數取。
15.圖甲為山地車的氣壓避震裝置，主要由活塞、汽缸和彈簧組成。某研究小組將其取出進行研究。如圖乙所示，將帶有活塞A的導熱汽缸B放置在傾角為的光滑斜面上，活塞用另一端固定的輕彈簧拉住，輕彈簧平行于斜面，初始狀態活塞到汽缸底部的距離為，汽缸底部到斜面底端的擋板距離為，汽缸內氣體的初始溫度為。已知汽缸質量為，活塞的質量為，橫截面積為，活塞與汽缸間密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動，重力加速度為，大氣壓為。
（1）求初始狀態下汽缸內氣體壓強；
（2）對汽缸緩慢加熱，汽缸內氣體的溫度從上升到，此時汽缸底部恰好接觸到斜面底端的擋板。已知該封閉氣體的內能與溫度之間存在關系，，求該過程中氣體吸收的熱量；
（3）該避震裝置水平安裝在山地車的座椅下方的光滑支架上，環境溫度保持不變，某次騎行者騎山地車加速下坡（坡度為）時，產生的加速度大小為，避震裝置仍如圖乙所示放置，發現此時活塞到汽缸底部的距離，通過計算分析汽缸的氣密性是否良好，若良好，請說明理由；若不良好，進氣或漏氣部分氣體占原有氣體的百分比為多少？解析答案
一、單選題
1.【答案】B
【解析】水沸騰時冒出的“白汽”在空氣中的無規則運動是由于空氣的對流等形成的，不能說明分子在做無規則運動，選項A錯誤；少許碳素墨水滴入水中，在顯微鏡下觀察到的碳顆粒在做布朗運動，它是分子熱運動的反映，可以說明分子在做無規則運動，選項B正確；陽光下的塵埃的運動是由于空氣的對流形成的，不屬于分子熱運動，選項C錯誤；沙粒在水中的運動是由于攪拌引起的水的流動形成的，不能說明分子的熱運動，選項D錯誤。故選B。
2.【答案】D
【解析】壓強與單位時間內碰撞到器壁單位面積的分子數和每個分子的沖擊力有關，溫度升高，分子與器壁的平均沖擊力增大，單位時間內碰撞到器壁單位面積的分子數應減小，壓強才可能保持不變，故A、B、C均錯誤。
3.【答案】D
【解析】將a、b、c三點與原點O連起來，由Oa、Ob、Oc均表示等容變化，三條直線的斜率等于，斜率越大，體積越小，故氣體在a、b、c三個狀態的體積大小關系為，氣體的質量一定，則有，故A錯誤；在a→b過程中，溫度升高，內能增大，故B錯誤；在b→c的過程中，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故C錯誤；在c→a的過程中，體積減小外界對氣體做功，溫度降低內能減小，根據熱力學第一定律可知氣體對外放熱，故D正確。故選D
4.【答案】D
【解析】此氣體在0 ℃時，壓強為標準大氣壓，所以它的體積應為22.4×0.3 L＝6.72 L，根據圖線所示，從p0到A狀態，氣體發生等容變化，A狀態的體積為6.72 L，溫度為(127＋273) K＝400 K，從A狀態到B狀態為等壓變化，B狀態的溫度為(227＋273) K＝500 K，根據蓋－呂薩克定律＝得，VB＝＝ L＝8.4 L.
5.【答案】B
【解析】核反應方程，是輕核聚變，故A錯誤；
核反應方程，屬于重核裂變，是目前人類獲得核能的主要方式，故B正確；由質量數守恒和電荷數守恒，可知核反應方程
中的X的質量數為0，電荷數為-1，為電子，故C錯誤；核反應方程是核聚變，反應過程中放出能量，由質能關系可知反應后的總質量較聚變前減少，故D錯誤。
6.【答案】C
【解析】圖2中光電管兩端加的是正向電壓，若正負極反接則光電管兩端加負向電壓，根據光電效應方程，可知，光電子的最大初動能不變，故A錯誤；僅將滑片P向右移動少許，則正向電壓增大，根據光電流與電壓的關系，光照強度一定時，隨著正向電壓增大，光電流增大，但當光電流達到飽和電流時，正向電壓增大，飽和電流不變，不一定解除報警，故B錯誤；僅降低光源S發出光的強度，根據光電效應方程可知，光電子的最大初動能不變，則單位時間內光電管接收到的光子個數減少，光電流減小，可以解除報警，故C正確；單位時間內進入光電管的光子數為時，但是可能受到兩端電壓的限制，在陰極產生的光電子不一定全部到達A極，所以不一定能讓報警系統的電流達到I0，不一定能觸發報警，故D錯誤。
7.【答案】A
【解析】假設兩部分氣體做等容變化，根據，得壓強變化，則，。而其中，若同時升高相同的溫度，則左側氣體壓強增加的多，左側水銀面上升，右側水銀面下降，左右水銀面高度差變小；同理若同時降低相同的溫度，則左側氣體壓強減少的多，所以左側水銀面下降，右側水銀面上升，左右水銀面高度差變大，故C錯誤，A正確；勻速下落時，壓強不變，高度差不變;玻璃管豎直減速下落，左邊空氣柱對水銀柱的壓強變大，體積減小，使左右水銀面高度差變大，故BD錯誤。故選A。
二、多選題
8.【答案】CD
【解析】由愛因斯坦的質能方程 ，可知，裂變反應釋放的核能為 ，故A錯誤； 光子來源于裂變反應釋放的能量，與核外電子的能級躍遷無關，故B錯誤；由公式 ，又 ，則光電子的德布羅意波長為 ，故C正確；由于該反應是放出能量的，因此反應產物的比結合能增大，總結合能也增大，故D正確。
9.【答案】AD
【解析】最多可以輻射出種不同頻率的光，故A正確；從躍遷到所發出的光頻率最高，波長最短，故BC錯誤；處于能級的氫原子的電離能為1.51eV，而紫外線光子能量大于3.11eV，所以處于能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發生電離，故D正確。
10.【答案】BD
【解析】初始狀態，A側氣體壓強為，A錯誤；　放出部分水銀后 K關閉，根據玻意耳定律得，解得，A側空氣柱長度為 24cm，B正確；開關K打開時，放出的水銀在管內的長度為 ，C錯誤；根據理想氣體狀態方程得，解得 ，A側空氣柱最終溫度約為 80℃，D正確。故選BD。
三、實驗題
11.【答案】(1)B　　(2)D　　(3)CAEDB　　(4)　　(5)A
【解析】（1）實驗中要讓油酸在水面盡可能散開，形成單分子油膜，并將油膜分子看成球形且緊密排列。本實驗體現的物理思想方法為理想化模型法。
（2）實驗中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是對油酸溶液起到稀釋作用。
（3）“用油膜法測油酸分子的大小”的實驗步驟為：用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內每增加一定體積時的滴數，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積：往淺盤里倒入約2cm深的水，水面穩定后將適量痱子粉均勻撒在水面上，用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩定，將帶有坐標方格的玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上，計算出油膜的面積，根據油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小。則實驗操作順序為CAEDB。
（4）一滴酒精油酸溶液純油酸的體積為
正方形小格的面積為，根據超過半格算一格，不足半格舍掉，由圖可知，大約有61個小格，則油酸的面積為，則油酸分子的直徑為
（5）某同學在該實驗中，計算結果明顯偏小，根據
A．油酸酒精溶液配制的時間較長，酒精揮發較多，導致油酸濃度增大，則代入計算的濃度偏小，一滴酒精油酸溶液純油酸體積測量值偏小，則直徑的測量值偏小，故A正確；
B．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格，則油酸面積測量值偏小，直徑的測量值偏大，故B錯誤；C．求每滴體積時，1mL的溶液的滴數少記了10滴，則一滴酒精油酸溶液純油酸體積測量值偏大，直徑的測量值偏大，故C錯誤；D．油酸未完全散開，則油酸面積測量值偏小，直徑的測量值偏大，故D錯誤。
12.【答案】(1)B　　 (2)　　 過原點的直線　　 (3)＞
【解析】(1)由于該實驗是“用氣體壓強傳感器探究氣體等溫變化的規律”，條件是對于一定質量的氣體而言的，故實驗中不能出現漏氣的現象；實驗時應該緩慢一些，因為移動活塞時，相當于對氣體做功或者氣體對外做功，如果太快的話，氣體的溫度就會發生變化，A錯誤，B正確；等溫變化的規律為，所以實驗只要保持氣體質量不變即可，不必要測出氣體的質量，C錯誤。故選B。
(2)如果做p-V圖像，因為它們的乘積是不變的，故這個圖像應該是一條曲線，為了直觀地判斷壓強p與體積V的數量關系，正比關系更能形象直觀的體現二者的關系，故應做出的圖像;在實驗誤差允許的范圍內，圖線是一條過原點的傾斜直線，說明在氣體質量一定和氣體溫度一定時，氣體的壓強與其體積成反比。
(3)由于實驗操作和數據處理均正確，在體積一定的情況下，溫度越高，氣體分子平均動能越大，單次撞擊產生的力更大且單位時間內撞擊次數多，即壓強越大，即。
四、計算題
13.【答案】(1)；(2)m=60kg
【解析】(1)對氣缸內氣體分析
初狀態p1=2.4×105Pa　　V1=L1S
末狀態　　p2　　V2=L2S
溫度不變，由玻意耳定律p1V1=p2V2
整理
代入數據得
(2)方法一
設大氣壓為p0，氣缸質量為M。初狀態時對氣缸受力分析，由平衡條件
末狀態時對氣缸與物體A受力分析，由平衡條件
聯立并代入數據得m=60kg
方法二
氣體對汽缸上表面的壓力增加量等于物體A的重力大小，則
代入數據得到m=60kg
14.【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】(1)由于水柱的長度不計，故封閉氣體的壓強始終等于大氣壓強。設大氣壓強為，塑料管的橫截面積為，初、末態氣柱的長度分別為，氣體對外做的功為。根據功的定義有
解得
(2)設葫蘆的容積為，封閉氣體的初、末態溫度分別為，體積分別為，根據蓋—呂薩克定律有
聯立以上各式并代入題給數據得
(3)設在狀態下，氮氣的體積為、溫度為，封閉氣體的體積為，被封閉氮氣的分子個數為。根據蓋一呂薩克定律有
其中
聯立以上各式并代入題給數據得個
15.【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）將A、B作為一個整體受力分析可知
解得
對A受力分析可得
解得
代入數據可得
（2）汽缸內氣體的溫度從上升到，汽缸底部恰好接觸到斜面底端的擋板的過程中，可以看成等壓變化，根據蓋-呂薩克定律可知
其中
解得
所以氣體內能的變化
氣體對外界所做的功
根據熱力學第一定律
可得
代入數據
（3）將A、B作為一個整體受力分析可知
解得
對A受力分析可得，解得
由于環境的溫度不變，此過程是等溫過程，根據玻意耳定律
解得
而此時，汽缸內氣體的體積依然沒變，故氣密性不好，有漏氣的現象，漏掉氣體占原體積的百分比為

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