精品解析：内蒙古自治区乌兰察布市集宁区第二中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题

集宁二中2024-2025学年下学期高二年级期中卷 物理 注意：本试卷包含1、Ⅱ两卷。第I卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卡的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。 一、选择题：本题共10小题，共53分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题5分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. “覆水难收”意指泼出去的水不能自发回到原来的状态，其蕴含的物理规律是（　　） A. 热平衡定律 B. 热力学第一定律 C. 热力学第二定律 D. 机械能守恒定律 2. 下列说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低 B. 图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹 C. 由图丙可知，当分子间的距离为时，分子间斥力和引力的合力为零，此时分子势能小于零（取分子间距离无穷远时势能为零） D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功 3. 氢原子的能级结构如图所示，现用被电场从静止加速的电子束来撞击一群氢原子，使氢原子从基态跃迁到激发态后能辐射出三种不同频率的光子，则加速电压可能为（仅考虑电子在加速电场中的加速）（　　） A. 12.30 V B. 12.08 V C. 11.02 V D. 10.06 V 4. 用α粒子轰击其他原子核是实现人工核转变的一种方法，下列几个核反应方程中的X与其他不一样的是（　　） A. B. C. D. 5. 真空轮胎没有内胎，直接在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起时，胎内表面形成一定的压力，提升了对破口的自封能力，避免了像自行车轮胎那样瞬间漏气，从而提高了车辆行驶的安全性。如图所示，在北方的冬季，先在室内给真空胎内充入一定质量的空气，然后把汽车开到室外，胎内的温度降低，假设此过程胎内气体的体积不变，下列说法正确的是（　　） A. 胎内空气中每个分子分子动能都减小 B. 胎内空气分子的分子平均动能不变 C. 胎内空气分子势能减小 D. 胎内空气对胎壁单位时间单位面积上撞击次数减少 6. 2024年7月30日，我国成功完成了全球首例钇-90树脂微球选择性内放射介入手术。钇-90是一种放射性元素，对于质量为的钇-90，经过时间t后剩余的钇-90质量为m，其图线如图所示。若0.16g钇-90经历一段时间后，经检测剩余钇-90的质量约为0.04g，则时间约为（　　） A. 26.6h B. 53.2h C. 64.1h D. 128.2h 7. 如图所示，2016年9月25日，被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜（简称FAST）在贵州省平塘县落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波。中国天眼的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义。如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级的发射机，其发射的无线电波波长为126cm。那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为（　　）（取真空光速，普朗克常量） A. B. C. D. 8. 如图甲所示，国际原子能机构2007年2月15日公布了核辐射警示新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记：一个骷髅头标记和一个逃跑的人形。核辐射会向外释放3种射线：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。现有甲、乙两个原子核，原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个α粒子，另一个核放出一个β粒子，得出图乙所示的4条径迹，则（　　） A. 磁场的方向一定垂直于纸面向里 B. 甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子 C. a为α粒子的径迹，d为β粒子的径迹 D. b为α粒子的径迹，c为β粒子的径迹 9. 研究光电效应规律的电路图如图甲所示，某同学分别用a、b、c三束单色光照射光电管得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。已知a、c两条图线与横轴的交点重合。下列说法正确的是（　　） A. 用a光照射时，逸出光电子的最大初动能最大 B. 该光电管用a光、b光照射时截止频率不同 C. 用c光照射时，将滑片向左端移动，不影响光电子的最大初动能 D. 若a光照射某金属发生光电效应，则b光照射该金属也一定发生光电效应 10. 一定质量的理想气体，从状态A开始，经历B、C两个状态又回到状态A，压强p与体积V的关系图像如图所示，与纵轴平行，与横轴平行，的反向延长线经过坐标原点O，已知三角形的面积为，气体在状态B的温度为，则下列说法正确的是（ ） A. 气体在状态C的体积为 B. 在状态A的温度为 C. 状态C所有分子的速率都比状态A的分子速率大 D. 气体从状态A到状态B对外界做的功 二、实验题：本大题共2小题，共15分。 11. 用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。 （1）关于实验下列说法正确的是________； A. 实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器实验过程中晃动 B. 在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性 C. 实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 D. 封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 （2）封闭气体的压强缓慢增大时，封闭气体________（填“从外界吸热”或“向外界放热”）； （3）某实验小组进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了图像，如图1、2图线所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度________（填“>”、“<”或“=”）；若两次实验气体的温度不变，则气体质量________（填“>”、“<”或“=”）。 12. 完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。 （1）N＋n→C＋________； （2）N＋He→O＋________； （3）B＋n→________＋He； （4）Be＋He→________＋n； （5）Fe＋H→Co＋________。 三、计算题：本题共3小题，13题8分，14题12分，15题12分，共32分。 13. 一个锂核（）受到一个质子的轰击，变成两个α粒子。已知质子的质量是1.6726×10-27kg，锂核的质量是11.6505×10-27kg，氦核的质量是6.6466×10-27kg，光速c=3×108m/s。 （1）写出上述核反应的方程； （2）计算上述核反应释放的能量。 14. 空气悬挂减震（气体弹簧）正在广泛应用于各类车辆悬挂减震，不断提升汽车乘坐舒适性。某新型国产轿车上的气体弹簧减震装置简化结构如图所示。直立圆柱形密闭汽缸导热良好，缸内气体温度与环境温度保持一致，横截面积为S的活塞通过连杆与车轮轴连接。初始时汽缸内密闭一段长度为L0，压强为p1的理想气体。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。某次汽车检测时，车辆载重，相当于在汽缸顶部加一个重物（图中未画出），活塞固定不动，稳定时汽缸下降了0.5L0。已知环境温度保持不变，重力加速度为g。 （1）汽缸下降过程中，缸内气体是吸热还是放热，请说明你判断依据； （2）求重物的质量； （3）为使汽缸升到原位置，需向缸内充入与缸内气体温度相同、压强为p1、体积为多少的空气？（此过程气体温度保持不变） 15. 某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体。 （1）在状态B温度； （2）在状态C的压强； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 集宁二中2024-2025学年下学期高二年级期中卷 物理 注意：本试卷包含1、Ⅱ两卷。第I卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卡的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。 一、选择题：本题共10小题，共53分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题5分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. “覆水难收”意指泼出去的水不能自发回到原来的状态，其蕴含的物理规律是（　　） A. 热平衡定律 B. 热力学第一定律 C. 热力学第二定律 D. 机械能守恒定律 【答案】C 【解析】 【详解】‌“覆水难收”蕴含的物理规律是熵增加原理‌，即热力学第二定律。 故选C。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低 B. 图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹 C. 由图丙可知，当分子间的距离为时，分子间斥力和引力的合力为零，此时分子势能小于零（取分子间距离无穷远时势能为零） D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A．当温度升高时分子的平均动能增大，则分子的平均速率也将增大，图甲中状态①的温度比状态②的温度高，故A错误； B．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线并不表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹，因为在这一小段时间内，花粉颗粒也可能运动到其他的地方，所以这个连线不是它的运动轨迹，故B错误； C．取分子间距离无穷远时势能为零，在r＞阶段，分子力表现为引力，相互靠近时分子力做正功，分子动势能减小，所以在r=时，分子势能小于零，分子间斥力和引力的合力为零，故C正确； D．丁图为分子势能图线，对应的分子势能最小，则对应分子间的平衡位置，当分子间的距离r<时，分子力表现为斥力，分子间距离由变到的过程中，分子力做正功，分子势能减小，故D错误。 故选C 3. 氢原子的能级结构如图所示，现用被电场从静止加速的电子束来撞击一群氢原子，使氢原子从基态跃迁到激发态后能辐射出三种不同频率的光子，则加速电压可能为（仅考虑电子在加速电场中的加速）（　　） A. 12.30 V B. 12.08 V C. 11.02 V D. 10.06 V 【答案】A 【解析】 【详解】要使一群氢原子从基态跃迁到激发态后能辐射出三种不同频率的光子，则氢原子必须从基态跃迁到n=3的激发态，所以电子加速后的动能应不小于-1.51eV-（-13.6eV)=12.09eV由功能关系eU=ΔE 可知加速电压应不小于12.09V。 故选A。 4. 用α粒子轰击其他原子核是实现人工核转变的一种方法，下列几个核反应方程中的X与其他不一样的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】选项中核反应方程的完整表达分别为，，， 故选C。 5. 真空轮胎没有内胎，直接在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起时，胎内表面形成一定的压力，提升了对破口的自封能力，避免了像自行车轮胎那样瞬间漏气，从而提高了车辆行驶的安全性。如图所示，在北方的冬季，先在室内给真空胎内充入一定质量的空气，然后把汽车开到室外，胎内的温度降低，假设此过程胎内气体的体积不变，下列说法正确的是（　　） A. 胎内空气中每个分子的分子动能都减小 B. 胎内空气分子的分子平均动能不变 C. 胎内空气分子势能减小 D. 胎内空气对胎壁单位时间单位面积上的撞击次数减少 【答案】D 【解析】 【详解】A．气体温度降低，根据分子动理论可知分子平均动能减小，但并不是每个气体分子运动的动能都减小，故A错误； B．气体温度降低，气体分子平均动能减小，故B错误； C．理想气体分子势能忽略不计，故C错误； D．气体的分子数密度不变，温度降低，所以气体分子在单位时间内对胎壁单位面积的撞击次数减小，故D正确。 故选D。 6. 2024年7月30日，我国成功完成了全球首例钇-90树脂微球选择性内放射介入手术。钇-90是一种放射性元素，对于质量为的钇-90，经过时间t后剩余的钇-90质量为m，其图线如图所示。若0.16g钇-90经历一段时间后，经检测剩余钇-90的质量约为0.04g，则时间约为（　　） A. 26.6h B. 53.2h C. 64.1h D. 128.2h 【答案】D 【解析】 【详解】根据半衰期内质量变化关系 由图像可得， 解得钇-90的半衰期 结合题意可得 解得 故选D。 7. 如图所示，2016年9月25日，被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜（简称FAST）在贵州省平塘县落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波。中国天眼的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义。如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级的发射机，其发射的无线电波波长为126cm。那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为（　　）（取真空光速，普朗克常量） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】单个光子的能量为 设单位时间为，发射机每秒钟发射的光子数量为，则光子的总能量为 每秒钟的发射能量为 所以 代入数据最终可得个 则的数量级约为。 故选C。 8. 如图甲所示，国际原子能机构2007年2月15日公布了核辐射警示新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记：一个骷髅头标记和一个逃跑的人形。核辐射会向外释放3种射线：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。现有甲、乙两个原子核，原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个α粒子，另一个核放出一个β粒子，得出图乙所示的4条径迹，则（　　） A. 磁场的方向一定垂直于纸面向里 B. 甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子 C. a为α粒子的径迹，d为β粒子的径迹 D. b为α粒子的径迹，c为β粒子的径迹 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据左手定则分析，磁场的方向垂直纸面向里、向外图形一样，A错误； B．衰变过程满足动量守恒，粒子与新核的动量大小相等，方向相反，根据带电粒子在磁场中运动不难分析：若轨迹为外切圆，则为α衰变，所以甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子，B正确； CD．由于衰变过程动量守恒，初状态总动量为零，所以末状态两粒子动量大小相等，又由： 知半径与电量成反比，所以b为α粒子的径迹，c为β粒子的径迹，C错误，D正确。 故选BD。 9. 研究光电效应规律的电路图如图甲所示，某同学分别用a、b、c三束单色光照射光电管得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。已知a、c两条图线与横轴的交点重合。下列说法正确的是（　　） A. 用a光照射时，逸出光电子的最大初动能最大 B. 该光电管用a光、b光照射时截止频率不同 C. 用c光照射时，将滑片向左端移动，不影响光电子的最大初动能 D. 若a光照射某金属发生光电效应，则b光照射该金属也一定发生光电效应 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程可得 由图乙可知，b光照射时对应的遏止电压最大，所以用b光照射时，逸出光电子的最大初动能最大，故A错误； B．截止频率只由光电管（金属）自身决定，所以该光电管用a光、b光照射时截止频率相同，故B错误； C．用c光照射时，将滑片向左端移动，即电压减小，可以发生光电效应，由于入射光的频率不变，逸出功不变，则光电子的最大初动能不变，故C正确； D．由于b光照射时对应的遏止电压大于a光照射时对应的遏止电压，则b光的频率大于a光的频率，若a光照射某金属发生光电效应，则b光照射该金属一定发生光电效应，故D正确。 故选CD。 10. 一定质量的理想气体，从状态A开始，经历B、C两个状态又回到状态A，压强p与体积V的关系图像如图所示，与纵轴平行，与横轴平行，的反向延长线经过坐标原点O，已知三角形的面积为，气体在状态B的温度为，则下列说法正确的是（ ） A. 气体在状态C的体积为 B. 在状态A的温度为 C. 状态C所有分子的速率都比状态A的分子速率大 D. 气体从状态A到状态B对外界做的功 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知 VC=2VA 则三角形的面积 解得 选项A正确； B．对AB两态，根据 其中 VB=2VA 解得在状态A的温度为 选项B错误； C．状态C的pV乘积大于状态A，可知状态C的温度高于A态，则状态C时分子平均速率大于状态A的平均速率，但不是状态C所有分子的速率都比状态A的分子速率大，选项C错误； D．根据 气体从状态A到状态B体积变大，对外做功，对外界做的功等于图像与坐标轴围成的面积，即大小为，选项D正确。 故选AD。 二、实验题：本大题共2小题，共15分。 11. 用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。 （1）关于实验下列说法正确的是________； A. 实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器在实验过程中晃动 B. 在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性 C. 实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 D. 封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 （2）封闭气体的压强缓慢增大时，封闭气体________（填“从外界吸热”或“向外界放热”）； （3）某实验小组进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了图像，如图1、2图线所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度________（填“>”、“<”或“=”）；若两次实验气体的温度不变，则气体质量________（填“>”、“<”或“=”）。 【答案】（1）BD （2）向外界放热 （3） ①. ②. 【解析】 小问1详解】 A．从实验要求可知，实验前将注射器固定好就可以防止实验过程中注射器晃动，用手扶住注射器外壁会导致封闭气体的温度升高，故A错误； B．在活塞上适量涂上润滑油，可减少摩擦并保证密封性，防止漏气，故B正确； C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了防止动作过快导致封闭气体的温度升高，故C错误； D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 若封闭气体的压强缓慢增大，则外界对气体做功使气体的体积减小，，为了保证气体温度保持不变，则，根据热力学第一定律可知 故封闭气体向外界放热。 【小问3详解】 [1]若两次实验气体的质量一定，根据理想气体状态方程可知可得 故图像的斜率为 由于 所以 [2]两次实验气体的温度不变，气体分子对器壁的平均撞击力相同，由图可知在气体体积相同时， 说明第一次实验时气体的分子数密度更大些，所以气体的分子数更多些，所以 12. 完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。 （1）N＋n→C＋________； （2）N＋He→O＋________； （3）B＋n→________＋He； （4）Be＋He→________＋n； （5）Fe＋H→Co＋________。 【答案】 ①. H ②. H，发现质子的核反应方程 ③. Li ④. C，发现中子的核反应方程 ⑤. n 【解析】 【详解】（1）根据电荷数守恒和质量数守恒得 N＋n→C＋H （2）根据电荷数守恒和质量数守恒得 N＋He→O＋H 此为发现质子核反应方程 （3）根据电荷数守恒和质量数守恒得 B＋n→Li＋He （4）根据电荷数守恒和质量数守恒得 Be＋He→C＋n 此为发现中子的核反应方程 （5）根据电荷数守恒和质量数守恒得 Fe＋H→Co＋n 三、计算题：本题共3小题，13题8分，14题12分，15题12分，共32分。 13. 一个锂核（）受到一个质子的轰击，变成两个α粒子。已知质子的质量是1.6726×10-27kg，锂核的质量是11.6505×10-27kg，氦核的质量是6.6466×10-27kg，光速c=3×108m/s。 （1）写出上述核反应的方程； （2）计算上述核反应释放的能量。 【答案】（1）Li＋H→2He；（2）2.691×10-12J 【解析】 【详解】（1）该核反应方程为 Li＋H→2He （2）核反应的质量亏损 Δm=mLi＋mp-2mα=（11.6505×10-27＋1.6726×10-27-2×6.6466×10-27）kg=2.99×10-29kg 释放的能量 ΔE=Δmc2=2.99×10-29×（3×108）2J=2.691×10-12J 14. 空气悬挂减震（气体弹簧）正在广泛应用于各类车辆悬挂减震，不断提升汽车乘坐舒适性。某新型国产轿车上的气体弹簧减震装置简化结构如图所示。直立圆柱形密闭汽缸导热良好，缸内气体温度与环境温度保持一致，横截面积为S的活塞通过连杆与车轮轴连接。初始时汽缸内密闭一段长度为L0，压强为p1的理想气体。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。某次汽车检测时，车辆载重，相当于在汽缸顶部加一个重物（图中未画出），活塞固定不动，稳定时汽缸下降了0.5L0。已知环境温度保持不变，重力加速度为g。 （1）汽缸下降过程中，缸内气体是吸热还是放热，请说明你的判断依据； （2）求重物的质量； （3）为使汽缸升到原位置，需向缸内充入与缸内气体温度相同、压强为p1、体积为多少空气？（此过程气体温度保持不变） 【答案】（1）放热，见解析；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）缸内气体温度不变，则气体内能不变，则有 体积减小，外界对气体做功，则有 根据热力学第一定律有 可知 故气体放热。 （2） 设汽缸下降0.5L0后， 缸内气体压强为p2，对缸内气体，根据玻意耳定律有 解得 设大气压强为p0、汽缸质量为m0，未载重时，对汽缸有 载重时，对汽缸和重物有 解得 （3）设充入的气体体积为V，将充入的气体和汽缸中气体视为整体，根据玻意耳定律有 解得 15. 某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体。 （1）在状态B的温度； （2）在状态C的压强； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 【答案】（1）330K；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，则有 解得 （2）从状态A到状态B的过程中，活塞缓慢上升，则 解得 根据题意可知，气体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有 解得 （3）根据题意可知，从状态A到状态C的过程中气体对外做功为 由热力学第一定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$