辽宁省沈阳市五校协作体2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

高二年级物理试卷 第 1 页 共 7 页 2024-2025 学年度(下)沈阳市五校协作体期中考试 高二年级物理试卷 时间：75分钟 分数：100 分 试卷说明：试卷共两部分:第一部分：选择题型（1－10 题 46 分） 第二部分：非选择题型（11－15 题 54 分） 第Ⅰ卷(选择题 共 46 分) 1．关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（ ） A．爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．玻尔理论指出氢原子能级是分立的，玻尔还测出了氢原子光谱 C．卢瑟福通过分析�粒子散射实验结果，并发现了质子预言了中子的存在 D．根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 2．在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之 一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻 R的阻值为12，电表均 为理想电表，下列判断正确的是( ) A．该交变电流的电压有效值为6 2V B．电流表的示数为0.1A C．电阻 R 一个周期内产生的热量为12J D．电压表的示数为 6V 3．氢原子能级图如图所示，若大量氢原子处于� = 1，2，3，4 的能级状态，已知普朗克常量ℎ = 6.6 × 10−34�·�, 1�� = 1.6 × 10−19�，某锑铯化合物的逸出功为 2.0eV，则（ ） A．这些氢原子跃迁过程中最多可发出 3 种频率的光 B．这些氢原子跃迁过程中产生光子的最小频率为 1.6 × 1014Hz 高二年级物理试卷 第 2 页 共 7 页 C．这些氢原子跃迁过程中有 6 种频率的光照射该锑铯化合物可使其电子逸出 D．一个动能为 12.5eV 的电子碰撞一个基态氢原子不可能使其跃迁到激发态 4．图甲是一种家用台灯的原理 图，理想自耦变压器的 a、b 间 接入 220V 的交流电，变压器线 圈总匝数为 1100 匝，交流电流 表 A为理想电表，定值电阻 R＝ 2500Ω，灯泡 L 的伏安特性曲线 如图乙所示。当 c、P 之间线圈 匝数为 750 匝时，则（ ） A．灯泡两端的电压约为 47V B．通过电阻 R 的电流约为 0.2A C．电流表的示数约为 0.003A D．灯泡的功率为 2.25W 5．如图所示，一导热良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体（不计活塞 厚度及与缸壁之间的摩擦），用一弹簧连接活塞，将整个汽缸悬挂在天花 板上。弹簧长度为 L，活塞距地面的高度为 h，汽缸底部距地面的高度为 H，活塞内气体压强为 p，体积为 V，下列说法正确的是（ ） A．当外界温度升高（大气压不变）时，L变大、H 减小、p 变大、V 变大 B．当外界温度升高（大气压不变）时，h减小、H 变大、p 变大、V 减小 C．当外界大气压变小（温度不变）时，h不变、H 减小、p 减小、V 变大 D．当外界大气压变小（温度不变）时，L不变、H 变大、p 减小、V 不变 6．如图所示，一只开口向下的玻璃试管在水中一定的深度处于静止状态， 有部分水进入试管中，封闭有一定质量的理想气体，气体的压强为�1、体 积为�1。如果用试管夹将试管轻轻夹住并缓慢竖直向上提起一小段距离后， 试管内气体的压强为�2、体积为�2。若在此过程中，试管内气体的温度保 持不变，下列说法中正确的是（ ） A．�2 > �1，�2 > �1 B．�2 > �1，�2 < �1 C．�2 < �1，�2 > �1 D．�2 < �1，�2 < �1 7. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，� → �过程是等压过程， � → �过程中气体与外界无热量交换，� → �过程是等温过程。下列说法正确 的是（ ） A．� → �过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 高二年级物理试卷 第 3 页 共 7 页 B．� → � → �过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 C．� → �过程，气体对外做功，内能增加 D．� → �过程，气体从外界吸收的热量等于� → �过程放出的热量 8．（多选）风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，在一定的技术条件下，风能可 作为一种重要的能源得到开发利用。如图为风力发电机的简化模型，风带动叶片转动， 使叶片的转速为�转/秒，升速齿轮箱的转速比为 1: �，高速转轴使匝数为 N的发电机线 圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电通过理想变压器后向用户端的�盏灯泡供电， 其中 A灯为指示灯，A灯与用户端 的灯泡相同，额定电压均为�，所有 灯泡正常发光，已知匀强磁场的磁 感应强度为�，线圈电阻不计。下列 说法正确的是（ ） A．用户端的交变电流的频率为�� B．变压器原副线圈的匝数比为 1:� C．发电机线圈的面积为� = 2(�+1)� 2���N� D．若增多用户端的灯泡数量，且叶片的转速不变，则 A灯变亮（设灯泡不会被烧坏）， 其余灯泡的亮度变暗 9．（多选）如图所示，甲为演示光电效应的实验装置，乙图为 a、b、c 三种光照射下得 到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，丙图为氢原子的能级图，丁图给出了几 种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是（ ） A．若 b 光为黄光，c光可能是紫光 B．图甲所示的光电效应实验装置所加的是反向电压，由此可测得 Uc1，Uc2 C．若 b光光子能量为 0.66eV，照射某一个处于 n=3 激发态的氢原子，可以产生 6 种 不同频率的光 D．若用能使金属铷发生光电效应的光，用它直接照射处于 n=3 激发态的氢原子，可 以直接使该氢原子电离 高二年级物理试卷 第 4 页 共 7 页 10.（多选） 64 29Cu原子核静止时有19%的可能发生  衰变，方程为 64 64 0 29 28 1Cu Ni e  ，并 放出能量为 E 的 光子。已知 6429Cu、 64 28Ni和 0 1 e的质量分别记为 1 2m m、 和 3m ，衰变放出 光子的动量可忽略，该过程释放的核能除去 光子的能量 E 外全部转化为 6428Ni和 0 1 e的动 能。在匀强磁场中衰变产生的 64 28Ni和 0 1 e，两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆周运动， 则下列说法正确的是（ ） A． 64 28Ni和 0 1 e在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆 B． 64 28Ni的比结合能大于 64 29Cu的比结合能 C．生成物的总动能为   2k 1 2 3E m m m c E    D． 64 28Ni的动能为   22 kNi 1 2 3 2 3 mE m m m c E m m        第Ⅱ卷(非选择题 共 54 分) 11.（8 分）(1)如图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的 4 个步骤，将它们按操作 先后顺序排列应是________(用符号表示)。 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每 1 000 mL 溶液中有 0.6 mL 油酸。用注射器测得 1 mL 上述溶液有 75 滴，把 1 滴该溶液滴入盛水的 浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状，如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为 1 cm， 试求： 高二年级物理试卷 第 5 页 共 7 页 ①油酸膜的面积约为________cm2； ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________； ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________m(以上结果均保留 2位有效数字)。 12.(6 分)电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度,将光敏电阻 Rx和定值电 阻 R0接在 9 V 的电源上,光敏电阻阻值随光强的变化关系如表所示。 光强 Iv/cd 1 2 3 4 5 电阻值/Ω 18 9 6 3.6 [“光强”是表示光强弱程度的物理量,符号为 Iv,单位为坎德拉(cd)] (1)已知光照强度与光敏电阻阻值成反比，则当光照强度为 4 cd 时光敏电阻 Rx的大小为 Ω。 (2)其原理是光照增强,光敏电阻 Rx阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃透明度下 降,反之则玻璃透明度上升。若电源电压不变,R0是定值电阻,则下列电路图不符合要求的 是 。 高二年级物理试卷 第 6 页 共 7 页 (3)现已知定值电阻 R0为 12 Ω,用电压表测得光敏电阻两端的电压为 3 V,则此时光照强 度为 。 13．（14 分）如图所示，两汽缸 A、B厚度均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略 的细管连通，A上端封闭，B 上端与大气连通。两汽缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热， 两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热活塞 a、b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方充有氧气， 连接活塞 b 的细绳绕过光滑的定滑轮与重物连接。当大气压为 0p 、外界和汽缸内气体温 度均为 7℃系统平衡时，活塞 a离汽缸顶的距离是汽缸高度的 1 4 ，活塞 b在汽缸正中间。 重物与活塞 a质量均为 02 p Sm g  ，活塞 a的横截面积为 2S， b 为轻活塞且横截面积为 S，B 缸体积为 V，活塞 a、b 可在 汽缸内无摩擦滑动，细绳不可伸长，整个过程不漏气且缸 内气体可视为理想气体。 （1）现通过电阻丝缓慢加热氮气，使其温度升高 20℃， 求活塞 b移动的距离是汽缸高度的多少倍； （2）继续缓慢加热，使活塞 a 上升，当活塞 a上升的距离 是汽缸高度 1 16 时，求氮气压强。 14．(12 分）如图所示为远距离输电的原理图，降压变压器的原、副线圈匝数之比为 n。 电表均为理想电表，变压器均为理想变压器。 （1）若发电机输出电功率 P 不变，升压变压器的输出电压为 U，若两变压器间输电线的 总电阻 r，则两变压器间输电线上的电流为多少？ （2）若发电机输出电压不变，用户端 R变滑片移动，电压表示数变化 U ，电流表示数变 化 I ， Δ Δ U k I  ，则两变压器间输电线的总电阻 r 等于多少？（r 恒定不变） 高二年级物理试卷 第 7 页 共 7 页 15．（14 分）我国自主研发的 094 型战略核潜艇，使我国核威慑力量更加有效，第二次核 打击能力得到巨大的提高，被称为“镇国神器”。一个体积为 V 的简易潜水艇模型如图所 示。当储水舱里的气体体积为 0V，压强为 0p 时，潜水艇有 5 6 浸没在海水中。当地大气压 强为 0p ，海水的密度为ρ，假设各深度处海水温度相同，潜水艇在吸入或排出海水过程 中，海水深度对潜水艇的压强变化忽略不计。当潜水艇用空气压缩泵缓慢排出储水舱上 方的部分气体时，可以吸入一定量的海水，使潜艇恰好全部浸没在海水里并处于静止状 态。此时，储水舱上方气体的压强为 1p ，求： （1）此时储水舱剩余气体的体积 1V ； （2）储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比； （3）当潜水艇静止潜在深度 h 处时（潜水艇全部浸入海水后，储水舱内气体的变化忽略 不计），用空气压缩泵向储水舱注入一定量的压强为 0p 的气体后，打开阀门排出部分海水 使潜水艇向上浮。要使舱内的海水排出的体积为 1 6 V ，求打开阀门前，储水舱内气体的压 强。 高二年级物理答案 第 1 页 共 8 页 2024-2025 学年度(下) 沈阳市五校协作体期中考试 高二年级物理答案 考试时间：75分钟 考试分数：100 分 1、【答案】C 【解析】为了解释黑体辐射的实验规律，普朗克提出了能量子的概念，成为量子力学的 奠基人之一，A 错误；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，但波尔并没有测出氢原子光谱， B 错误；卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，并发现了质 子，预言了中子的存在，中子最终由查德威克发现，C 正确；衍射是波的属性，根据电子 束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性，D 错误。故选 C。 2、【答案】D 【解析】A 解析：设此交变电流的电压有效值为U，根据有效值定义可得 2 2 2 6 2( ) 6 22 3 3 T T U T R R R     ，解得： 6VU = ，则该交变电流的电压有效值为 6V，电压表 的示数为 6V，故 A 错误，D 正确；由闭合电路欧姆定律可得电流表的示数为 0.5A UI R   ， 故 B错误：由焦耳定律得电阻 R一个周期内产生的热量为 2 20.5 12 3J 9JQ I Rt     ，故 C 错误。故选 D。 3、【答案】B 【解析】这些氢原子跃迁过程中最多可发出 种频率的光，故 A 错误；氢原子从 能级跃迁到 能级发出的光子的能量最小为 ，这些氢原子跃迁 过程中产生光子的最小频率为 ，故 B 正确；某锑 铯化合物的逸出功为 2.0eV，则这些氢原子跃迁过程中有 4 种频率的光照射该锑铯化合物 可使其电子逸出，分别是从 能级跃迁到 能级发出的光子，从 能级跃迁到 能级发出的光子，从 能级跃迁到 能级发出的光子，从 能级跃迁到 能级发出的光子，故 C错误；一个基态氢原子跃迁到激发态所需的最小能量为 ，一个动能为 12.5eV 的电子（大于 10.2eV）碰撞一个基态氢原 子能使其跃迁到激发态，故 D 错误。故选 B。 4、【答案】D 【详解】AB．由理想变压器电压与匝数关系 1 1 2 2 U n U n  ，可得副线圈的输出电压为 U2＝150V 对于副线圈，设灯泡的电压为 U，电流为 I，由闭合电路欧姆定律可得 高二年级物理答案 第 2 页 共 8 页 2U U IR  即 150 2500U I  将解析式画入灯泡的 U－I 图中，如答图所示，由图中交点可得 U＝75V，I＝0.03A，故 AB 错误； C．由理想变压器的电流规律 1 2 2 1 I n I n  ，可得 2 1 2 1 0.02AnI I n   故 C错误； D．灯泡的功率 P＝UI＝2.25W 故 D 正确。 故选 D。 5．答案 C 【详解】以活塞与汽缸为整体，对其受力分析，整体受到竖直向下的总重力和弹簧向上 的拉力且二者大小始终相等，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度 L不变，活 塞的位置不变，h不变；当温度升高时，汽缸内的气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律 可以判断，体积 V增大，汽缸下落，所以缸体的高度降低，H 减小、p 不变、V增大；当 大气压减小时，对汽缸分析得 0p m pS g S  气体压强 p 减小，汽缸内的气体做等温变化，由玻意耳定律得 1 1 2 2pV p V 可知体积 V 变大，汽缸下落，所以缸体的高度降低，H减小、p减小、V变大，故 C 正确， ABD 错误。 故选 C。 6、【答案】C 【解析】令水面与试管中液面高度差为 ，大气压为 ，试管中封闭气体压强为 ，则有 ，当试管夹将试管轻轻夹住并缓慢竖直向上提起一小段距离后，假设管内 高二年级物理答案 第 3 页 共 8 页 液面在管中的位置不变，由于水面与试管中液面高度差减小，则管内气体压强将大于 ，可知，液面在管内压强作用下将相对于管向下移动，即管内气体体积一定增 大，则有 ，根据玻意耳定律有 ，由于体积增大，则有 ，即有 ， ，故选 C。 7、【答案】B 【解析】 过程压强不变，是等压变化且体积增大，气体对外做功 ，由盖-吕萨 克定律可知 ，即内能增大， ，根据热力学第一定律 可知 过程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A 错 误；方法一： 过程中气体与外界无热量交换，即 ，又由气体体积增大可知 ，由热力学第一定律 可知气体内能减少。 方法二： 过程为等温过程，所以 ，结合 分析可知 ，所以 到 过 程气体的内能减少。故 C 错误； 过程为等温过程，可知 ， ，根据 热力学第一定律可知 过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，B 正确； 根据热力学第一定律结合上述解析可知： 一整个热力学循环过程 ， 整个过程气体对外做功，因此热力学第一定律可得 ，故 过 程气体从外界吸收的热量 不等于 过程放出的热量 ，D错误。故选 B。 8、【答案】A,C,D 【解析】低速转轴转速为 ，由升速齿轮箱可知发电机线圈转速为 kn，所以用户端的交变 电流的频率为 ，故 A 正确；根据理想变压器原副线圈功率相同 ，因所有灯 泡相同且正常发光，所以 ，根据理想变压器的原副线圈电压与匝数关系 ，故 B 错误；根据条件可知 ，所以发电线圈的电动势有效值为 ，则发电线圈的电动势最大值为 ，且 ，求得发电机线圈的面积为 ，故 C 正确；理想变压 器输入功率与输出功率相等，所以 ， ，整理得到 ，若增多用户端的灯泡数量，且叶片的转速不变，所以电动势 不变， 变小， 不变，原副线圈电压比值不变，所以 变小， 变小， 变大则 灯变亮（设 灯泡不会被烧坏），其余灯泡的亮度变暗，故 D 正确。故选 ACD。 9、【答案】AD 【详解】A．根据光电效应方程 k 0E h W ν 遏止电压方程为 210 0 2 c mv eU   联立可得 0ceU h W  高二年级物理答案 第 4 页 共 8 页 可知频率越大，遏止电压越大，由图可知 1 2c cU U 故若 b 光为黄光，c 光可能是紫光，故 A正确； B．图甲所示的光电效应实验装置所加的是正向电压，不能测得 Uc1，Uc2，故 B错误； C．若 b 光光子能量为 0.66eV，照射某一个处于 n=3 激发态的氢原子，根据 1.51 0.66eV 0.85eV    该氢原子吸收 b 光光子的能量，跃迁至 n=4 激发态，向低能级跃迁时，最多产生 3种频 率的光，故 C错误； D．若用能使金属铷发生光电效应的光，根据光电效应方程有 k 0 2.13eV 0E h W h      则光子的能量能量大于 2.13eV，处于 n=3 激发态的氢原子，该氢原子发生电离的能量为 1.51eV，故用能使金属铷发生光电效应的光直接照射处于 n=3 激发态的氢原子，可以直 接使该氢原子电离，故 D 正确。 故选 AD。 10、【答案】BC 【详解】A．由题意可知衰变产生的 64 28Ni和 0 1 e粒子带电性相同，速度方向相反，故两粒子 在同一匀强磁场中外切，故 A 错误； B．由于衰变时放出核能，比结合能增大，所以 64 28Ni的比结合能大于 64 29Cu的比结合能， 故 B正确； C．由能量守恒可知 kE E E 总 由爱因斯坦质能方程可知   21 2 3E m m m c   解得   21 2 3k =E m m m c E  总 故 C正确； D．根据动量守恒定律有 eNi2 30 m v m v  2 2 2Ni Nik ke 3 ek 1 1 2 2 E E E m v m v   总 联立可得   3 3 2 kNi 1 2 3 2 mE m m m c E m m        故 D错误。故选 BC。 11、（8 分）【答案】 (1)bcad (2)①1.3×102 ②8.0×10－12 m3 高二年级物理答案 第 5 页 共 8 页 ③6.1×10－10 【解析】 (1)用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜 面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是 bcad。 (2)①图中油膜中大约有 132 个小方格，则油酸膜的面积为 S＝132×12 cm2＝132 cm2≈1.3 ×102 cm2。 ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 V0＝ 0.6 1 000 × 1×10 －6 75 m 3 ＝8.0×10 －12 m 3 ③油酸分子的直径为 d＝ V0 S ＝ 8×10 －12 132×10 －4 m≈6.1×10 －10 m。 12（6 分）答案 (1)4.5 (2)ABD (3)3 cd 13、（14 分）【答案】（1） 1 7 ；（2） 0 7 12 p 【详解】（1）由题意可知 A的容积 2 2AV h S V   （1分） 即容积是 B 的 2 倍，缓慢加热氮气，氮气做等压变化，所以 A 中活塞不动，则氮气的初 状态有 1 3 12 2 4 2 V V V V    （1分） 1 7 273K 280KT    （1分） 末状态 2 20 7 273K 300KT     由等压变化 1 2 1 2 V V T T  （2分） 可得 2 15 7 V V （1分） 活塞 b 移动的距离是汽缸高度 2 1 1 7 V Vh h V    （1分） （2）由平衡可得初状态氮气的压强为 高二年级物理答案 第 6 页 共 8 页 1 0 mgp p S   （1 分） 则 a中氧气的初状态为 1 1 2 mgp p S    （1分） 1 1 4 2A VV V  （1分） 末状态 2 1 1 3( ) 2 4 16 8 V V V     由等温变化可得 1 1 2 2pV p V    （2 分） 可得氧气末状态压强为 0 2 3 pp  （1分） 则根据平衡可得氮气的压强为 0 2 2 7 2 12 pmgp p S    （1分） 14.（12 分）【答案】（1） P U ；（2） 2n k 【详解】（1）升压变压器为理想变压器，则升压变压器的输出功率等于输入功率 P，根据 欧姆定律 PI U  (2 分） （2）由于发电机输出电压不变，则升压变压器输出电压也不变，令其为U，设降压变压 器原副线圈两端电压分别为 1 2U U、 ，降压变压器原副线圈中的电流分别为 1 2I I、 ，则有 1 2U nU （1分） 2 1I nI （1分） 1 2U n U n U     2 1I I n I     在两个变压器中间的电路有 高二年级物理答案 第 7 页 共 8 页 1U U U 线 （1分） 1U U  线 （2分） 1 U r I    线 （2 分） 解得 2r n k （1分） 15、（14 分）【答案】（1） 0 1 6 V V ；（4 分）（2）  1 0 0 0 6 6 p V V p V  ；（5分） （3） 0 0 0 30 30 6 p ρgh V V V V     （ ）（ ） （5分） 【详解】（1）设进入储水舱的海水的体积 V ，由平衡条件得 5 6 gV mg  （1 分） gV mg g V    （1 分） 解得 6 VV  （1分） 此时储水舱剩余气体的体积 01 0 1 6 V V V VV     （1 分） （2）由玻意耳定律得  1 0 0Δp V V p V  （2分） 储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比为 2 1 0 m Vk m V    （2分） 解得  1 0 0 0 6 6 p V V k p V   （1分） （3）设打开阀门前，储水舱内气体的压强为 2p ，此时储水舱内气体的体积为 2 0 ΔV V V  （1分） 高二年级物理答案 第 8 页 共 8 页 打开阀门后，储水舱内气体的压强为 3 0p p gh  （1分） 打开阀门后，储水舱内气体的体积为 3 2 6 VV V  （1分） 根据玻意耳定律可得 2 2 3 3p V p V （1分） 解得 0 0 2 0 30 30 6 p ρgh V Vp V V      （ ）（ ） （1分）