安徽省宿州市第二中学2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

2024-2025年度高二年级第二学期期末考试 物理学科 命题人：何东 审题人：梁开展 一、单选题：每小题4分，共32分，每小题的选项中，只有一个正确选项。 1.2023年4月12日，我国的人造太阳一“中国环流三号”实现了世界首个全超导托卡马克核聚变装置 (EAST)稳态长脉冲高约束模式等离子体运行403秒，是我国核聚变能源开发过程中的重要里程碑。其反应 的方程是H+H-→He+X+17.6MV,下列结论正确的是() A.氦原子核的比结合能比氚核的比结合能小B.聚变反应过程中质量守恒 C.方程中的X为质子 D.方程中的X为中子 2.2023年5月30日9时31分，长征二号携神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，景海鹏、 朱杨柱、桂海潮3名航天员状态良好，发射取得圆满成功。经过9个多小时，载人飞船进入预定轨道后， 采用自主快速交会对接模式对接天和核心舱（核心舱距离地面近400km)径向端口，形成三舱三船组合体，18 时22分，神舟十六号航天员乘组成功入驻“天宫”。下列说法正确的是() A.神舟十六号飞船升空到对接的路程为400km B.神舟十六号飞船在与核心舱对接的过程中，不能视作质点 C.“2023年5月30日9时31分”代表时间 D.神舟十六号升空过程中，以景海鹏为参考系，朱杨柱、桂海潮都向上运动 3.如图所示为甲、乙两弹簧振子的振动图像，由图像可知，下列说法正确 /om 的是() 10- 用 A.甲、乙两弹簧振子的振动频率之比为2：1 0 B.甲、乙两弹簧振子的速度方向总是相同 03 1.0 1.572.02.5t/4 5 C.甲的加速度为零时，乙的加速度也为零 D.甲的速度为委时，乙的速度也为零 4.2025年1月20日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置茸次完成1亿摄氏度1000秒 “高质量燃烧”。实验装置内发生的核反应方程之一为H+H→H+X,已知H的质量为m红，H的质量 为m2,He的质量为mg.X的质量为m4,光在真空中的速度为c,下列说法正确的是() A.X为质子 B.该反应为B衰变 C.该反应放出的能量为(m1+m2-mg-m4c2D.He的比结合能小于H的比结合能 5.汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶，前方突遇险情，司机紧急刹车，汽车做匀减速运动，加 速度大小为5m/s2,经过t=6s,汽车运动的位移大小为() A.45m B.40m C.35m D.30m 6.小李讲了龟兔沿直线赛道赛跑的故事，故事情节中兔子和鸟龟运动的x一t图像如图所示.下列说法中正确 的是() hh b A.乌龟做匀变速直线运动 B.兔子先通过预定位移到达终点 C.兔子和乌龟是在同一地点、同时出发的D.兔子和鸟龟在比赛中相遇两次 二9開 7.如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收能量为E的光子后跃迁到激发态 21 -3.40 这些氢原子向低能级跃迁时共产生六种不同频率的光。已知可见光光子的能量范围约为 -13.6 1.62eV~3.11eV。则根据玻尔理论可知() 扫描全能王 第1页共4页 A,用这六种不同的光照射光电管，光电管中金属的逸出功不会发生变化 B.六种不同频率的光都是可见光 C.用产生的六种光照射到逸出功为1.89eV的光电管上，都会产生光电子 D.入射光子能量B=10.2eV 8.如图所示，一定质量的理想气体，经历a→b→c→a的循环过程，ab与纵轴平行，ac与横轴平行，cb 的延长线过原点。下列说法正确的是() 本卫 A.a→b过程，外界对气体做正功 B.c→a过程，外界对气体做的功大于气体放出的热量 C.b→c过程，气体体积不变，分子数密度不变，所以单位时间撞击单位面积的 分子数不变 0 D.整个过程中，气体吸收的热量小于释放的热量 二、多选题：每小题5分，共10分，全对5分，选对但不全得3分，有错选得0分。 9.如图所示，截面为扇形的透明柱形材料的圆心角∠A0B=60°，半径为R,一束激光 从OB面的D点入射，恰好在AB面上发生金反射，然后垂直于AO面从B点射出，已知OE 长度为二R,不考虑多次反射的情况，下列说法正确的是(） 60N0 A.光线在0B面上的入射角为60· B.光线在0B面上的入射角为45° C.透明材料的折射率为V3 D.透明材料的折射率为V√2 10:2024年6月30日15：00，国家重大正程深圳至中山跨江通道（以下简称“深中通道”通车试运营。图 中a、b、c、d、e为深中通道中连续相邻的五个桥墩正上方平直道路上对应的五个点，相邻两点间的距离 均为L。若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t。下列说法正确的是() A.汽车通过b点时的速度大小 B.汽车通过be段的平均速度大小为 C.汽车通过ae段的时间为2t D.汽车通过ac段的时间为2t 三、实验题：每空2分，共16分 11.某同学利用如图所示的装置研究小车的匀变速直线运动规律。 接电源 长木板小车 绑线 钧码 打点计时器 ①实验中，必要的措施是 A细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力 ②他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如下图所示 侮相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出s1=3.59cm,S2=4.41cm,S3=5.19cm,S4=5.97cm,S5= 6.78cm,s6=7.64cm,则小车的加速度a=_m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小 车的速度vg=m/s.(结果均保留两位有效数字) 扫描全能王 第2页共4页 12.某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 0 wiwlwwlwwh Tiitwr 0 0510 图甲 图乙 图丙 )实验室有如下器材可供选用：铁架台、足够长的细线、夹子、球心开有小孔的铁球和塑料球、游标卡尺、 1m长的毫米刻度尺和秒表上述器材中，实验中不需要的是：一 2)在挑选合适的器材后开始实验，操作步骤如下： ①用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，使摆球自由下垂，摆球静止后用米尺测量细 线悬点到摆球上边缘的距离L,然后用游标卡尺测出小球的直径d=cm,如图乙所示； ②将摆球从平衡位置拉开一个角度（小于5）后静止释放， ③待小球摆动稳定后，记录下小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔t=37.5s,得到单摆的振动周 期T=S ④多次改变距离L,重复上述实验，得到一系列的周期测量值，： (3)以T2为横轴、L为纵轴，做出L-T2图像，如图丙所示.已知图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为一b, 则测量出的重力加速度g=用a、b和π表示) (4)在①~④的实验操作中，有一处操作不当，请你指出是哪个步骤填步骤前的序号)， 四、计算题：共42分 13.(10分)如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，横截面积为S=1×104m2,内有活塞质 量为m=1kg,活塞上放有一个质量M=2kg的物块，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，其内密封有一定质 量的理想气体，气柱高度h=0.2m。已知大气压强po=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2。 1如果拿掉活塞上的物块，气柱高度将变为原来的多少倍： 2)在（1)条件下，如果缀慢降低环境温度，使活塞恢复到原高度，此过程中气体放出热量6，求气体内 能的增量AU。 cs 扫描全能王 第3页共4页 14.（14分)一列简谐横波沿x轴传播，a、b为轴上相距0.5m的两质点，如图申所示。两质点的振动图像 分别如图乙、丙所示。 个y/cm 个yle地 10 10 O a b 0 0.8i8 0 】.4 0.4 0.8i/s -10 甲 乙 丙 (1)请写出b点的振动方程； (2)若该波在该介质中传播的速度为5m/s,求该波的波长： (3)求该简谐横波在传播过程中可能的波速。 15,(18分)某动车组列车总长L=300m,由静止出发后做加速度大小为a=0.5m/s2的匀加速直线运动， 达最大速度vm=90ms后做匀速运动。列车出发时，在车头前方8700m处有一信号灯（信号灯宽度可忽略）。 当列车尾部通过信号灯时，司机接到通知：在信号灯前方s÷2490处有一失去控制的工程车，其运动方向 与列车相同，速度大小恒为v=30m。司机从接到通知到开始刹车历时△t=1.5s,求： (1)求列车由静止匀加速到最大速度所经历的时间t,和位移的大小x1: (2)列车开始刹车时，与工程车的距离d: 到列车为避免与工程车相碰，刹车加速度大小的最小值： cs 扫描全能王 第4页共4页 答案和解析 1.【答案】D 【解析】根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，方程中的X为中子，故C错误，D正确； 聚变反应过程中释放能量，存在质量亏损，反应后的氦原子核比反应前的氚核更稳定，所以氨原子核的比结合能比氚核的比结合能大，故AB 错误。 2.【答案】B 【解析】神舟十六号飞船升空到对接的路程大于400km 神舟十六号飞船在与核心舱对接的过程中，不能忽略大小和形状，故不能视作质点 “2023年5月30日9时31分”代表时刻 神舟十六号升空过程中，以景海鹏为参考系，朱杨柱、桂海潮处于静止状态 3.【答案】c 振子在最大位移处时速度最小为零，在平衡位置时速度最大，由图示图像可知，甲在最大位移处速度为零时，乙在平衡位置，速度最大，故 D错误； 振子在平衡位置时加速度为0，由图示图像可知，甲在平衡位置时乙也在平衡位置，则甲的加速度为零时，乙的加速度也为零，故C正确： 由图示图像可知，甲的周期Tn=20©，乙的周期72=10，振了的规率新=京2-子放C错误： 图像的斜率代表速度，可知甲、乙两弹簧振子的速度方向并非总是相同，故B错误。 4.【答案】C 【解析】根据电荷数和质量数守恒，X的质子数为1+1-2=0，质量数为2+3-4=1，可知X为中子，选项A错误； 该反应为聚变反应，选项B错误； 根据爱因斯坦质能方程可知该反应放出的能量为(m1+m2一m3一m4)c2,选项C正确； 核聚变的生成物比反应物更稳定，所以生4He比H更稳定，即，He的比结合能大于H的比结合能，选项D错误。 5.【答案】B 【解析】根据题意有72km/h=20m/s,设汽车停止的时间为t,根据v=vo+at,可得t=4s,则汽车经t=6s时，运动的位移大小为x=%t= 40m,故选B。 6.【答案】D 【解析】故事中兔子和乌龟是从同一地点出发的，但是乌龟比兔子提前出发，故C错误 乌龟在做匀速直线运动，故A错误： 在x一图像中交点表示相遇，从图像上可以看出，乌龟和兔子在途中相遇了两次，故D正确； 由图像可知，乌龟先通过了预定位移达到终点，故B错误。 7.【答案】A 【解析】大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时共产生六种不同频率的光，可知氢原子处于=4能级，则入射光子能量E=E4一E1= 12.75eV,故D错误： 可见光的光子能量范围约为1.62V~3.11eV,满足此范围的有：n=4到n=2,n=3到n=2,所以可有2种不同频率的可见光，故B错 误； C用产生的六种光照射到逸出功为1.89V的光电管上，n=4到n=3的光不能产生光电子，其余5种光可以产生光电子，故C错误： D.逸出功只与金属有关，所以用这六种不同的光照射光电管，光电管中金属的逸出功不会发生变化，故A正确。 8.【答案】D 【解析】根据题意可知，Q→b过程为等温变化，由玻意耳定律可知，p1V1=p2V2,可知V。<V6,因此气体对外界做功，故A错误； 根据题意可知，b→过程为等容变化，分子数密度不变，但气体压强增大、温度升高，所以单位时间撞击单位面积的分子数增加，故C错误： c→α过程为等压变化，此过程温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做的功小于气体放出的热量，故B错误； a→b→c→Q整个循环系统内能变化量为零，则根据热力学第一定律有，4U=W+Q=0,根据图形变化得到整个循环过程的p-V图像如 图所示 根据图像可知a→b→c→α整个过程外界对系统做功，则系统向外放热，所以气体吸收的热量小于释放的热量，故D 正确。 9.【答案】BD 【解析】作出如图所示的光路图 第1页，共3页 扫描全能王 60N 0 由几何关系可知smC==竖.又因为激光恰好在AB面上发生全反射，所以inC=片解得临界角C=45,透明材料的折射率n=V2, 故D正确，C错误； 由几何关系得，折射角r=30°，由折射定律得n=解得光线在0B面上的入射角为i=45,故B正确，A错误。 sinr 10.【答案】BC 【解析】汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，由于相邻两点间的距离均为L,则有tb:tc:tcd:tae-1:(W2-1):(3-√②)：(2-√3)， 由于通过ab段的时间为t,结合上述比例关系有兰=+一，解得tac=√V2,故c错误： 结合上述比例关系有兰=1H-)HU-V2H2-回，解得e=2,故c正确： 结合上述比例关系有丝=2-)HW②12-回，解得t。=t,则汽车通过be段的平均速度大小为e-弘=头，故B正确： tbe t 结合上述可知，b点为a过程的中间时刻，由于匀变速直线运动全程平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则汽车通过b点时的速度大小，= =处=兰，故A错误， 11.【答案】AB 0.80 0.40 【解析】①AB为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故细线应与木板保持水平；同时应先开电源再放纸带，AB正确； C.本实验只是研究匀变速直线运动，不需要让小车的质量远大于钩码的质量，只要能让小车做匀加速运动即可，C错误； D.由C项分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D错误： ②海两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为T=5×0.02=0.1s: 由逐差法，a=@+s5+0g+s2t2=597+678+7.64359+441+519×10-2m/s2=0.80m/s: (37)2 9×0.01 B点的速度等于AC段的平均速度，故vg=产=035t01m/s=0,40m/s. 0.1×2 12.【答案】塑料球1.641.5如⑦ a 【解析】解：(1)为减小空气阻力的影响，本实验需要质量大、体积小的重物，故实验中不需要塑料球。 (2)①D小球的直径d=16mm+4×0.1mm=16.4mm=1.64cm; 回一个周期内小球经过2次最低点，单摆的振动周期7=华=韶。=15s ③)根据单摆的周期公式T=2立得L=二故工一T阀像的斜率k=品-片解得g=空， (4)步骤①中不应“将细线缠绕在支柱上”，应“将细线固定在支柱上”。 13.【答案】解：(1)拿掉活塞上的物块，气体做等温变化， 初态：1=+m迦+o,Y1=hS, (1分) 末态：p2=唱+p0,V2=h'S (1分) 由玻意耳定律得：p1V1=p2V2: (1分) 解得：h′=2h=0.4m, (1分) 故蛤=2 (1分) (2)在降温过程中，气体做等压变化，外界对气体做功为：W=p2Sh'-)=4, (3分) 第2页，共3页 扫描全能王 由热力学第一定律△U=W+Q (1分) 可得△U=W+Q=41+(-6)J=-2/ (1分) 14.【答案】解：(1)由丙图所示知，A=10cm,T=0.8s, 0=-2 (2分) 则b点的振动方程为：y=10sin(t-之)cm; (2分) (2)由题意可知周期T=0.8s,波速v=5m/s,则波长入=vT,得：1=4m (4分) (3)若波由a向b方向传播，由图乙、丙知，质点b比质点α最少晚振动：T, 则ab之间的距离应满足(n+)1=0.5m, (n=0,1,2..） (1分) 得：1=3m,(a=01,2.…） (1分) 5 v=8m+6m/s,(n=0,1,2..) (1分) 若波由b向a方向传播，由图乙、丙知，质点a比质点b最少晚振动2T, 则ab之间的距离应满足(n+为1=0.5m,(n=0,1,2.…) (1分) 得：1=m,（a=01,2.） 2 (1分) v=an+2m/8(n=0,1,2） 5 (1分) 15.【答案】(1)列车静止出发后做加速度大小为a=0.5m/s2的匀加速直线运动，达最大速度vm=90m/s后， 由速度公式vm=0+at1 (1分) 解得到最大速度所经历的时间为t1=180s, (2分) 由位移公式x1=t品， (1分) 解得位移为x1=8100m (2分) (2)设反应时间△t内，列车和工程车均在匀速前进，得位移分别为 x列=vm·4t,代数数据得x列=135m, (2分) x工=v·4t,代数数据得x工=45m (2分) 列车开始刹车时与工程车的距离关系为d=(s-)-(x列-x)=(s-)一(m一)4t, 解得d=2100m (2分) (3)恰好不碰的临界条件是：恰好相贴，后车恰好与前车共速， 对后车有速度关系V共=v=m一a't3 (1分) 相贴时长度关系为x列=x工十d, (1分) 而x列=”3 (1分) 2 x=vt3, (1分) 联立解得a'=m/s2。 (2分) 第3页，共3页 扫描全能王