精品解析：江苏省南京市金陵中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

2024~2025学年第二学期期末考试 高二物理试卷 一、单选题共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意． 1. 一个小球运动的频闪照片如图所示，下列一定正确的是（　　） A. 加速度向左 B. 速度向左 C. 加速度向右 D. 速度向右 2. 书法课上，某同学临摹“力”字时，笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点，则（　　） A. 该过程平均速度为0 B. 该过程路程为0 C. 两次过a点时速度可能相同 D. 两次过a点时摩擦力可能相同 3. 波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿光的微粒说反映的就是波粒二象性中的粒子性 B. 光电效应现象揭示了光的粒子性 C. 黑体辐射现象可以用光的波动性解释 D. 光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的 4. LC振荡电路，上极板M的带电量随时间的变化如图所示。在某段时间里，回路中磁场能在增加，电流方向为逆时针，则这段时间对应图像中的（　　） A. B. C. D. 5. 下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A. 甲图中用粗棉线实现自动浇水，利用了毛细现象 B. 乙图中热针接触涂蜡固体后，蜡融化区域呈现圆形，说明该固体为非晶体 C. 丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子间存在引力 D. 丁图中用手推动封闭注射器的活塞时阻力增大，原因是分子斥力增大 6. 利用频闪摄影探究自由落体运动，如图所示是小球自由下落时的频闪照片，频闪仪每隔闪光一次，照片中数据的单位是cm。根据本题及照片中的信息可知，下列说法正确的是（　　） A. C点的速度约为3.2m/s B. 可利用求小球的加速度值，约为2.4cm C. 计算B、C、D、E各点速度，做图像，可由斜率得到重力加速度值 D. 计算B、C、D、E各点速度，做图像，可由斜率求出小球的加速度值 7. 一定质量的理想气体状态变化过程如图所示，则从A到B的过程中，气体（　　） A. 体积变大 B. 内能一定增加 C. 一定吸收热量 D. 单位时间内撞击容器壁单位面积上的分子数可能减小 8. 图甲为氢原子能级的示意图，大量氢原子从的能级向基态跃迁；图乙是卢瑟福α粒子散射实验，则（　　） A. 这些氢原子在跃迁过程中能辐射出3种不同频率的电磁波 B. 跃迁过程中电子的动能增大、电势能减小，动能和电势能的和不变 C. α粒子发生偏转的原因是受到原子核的核力作用 D. α粒子从Q到M的过程中，动能和电势能的和不变 9. 如图甲为研究光电效应规律的装置，图乙为三种光照射下光电流I与电压U的关系，图丙为该光电管遏制电压与入射光频率v的关系，其中光电子的电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A. 图甲装置闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电流表示数一定增大 B. 图乙中若I光为紫光，II光可能是绿光，且I的光强比III的大 C. 图丙代表电极K金属材料的截止频率为 D. 图丙得出普朗克常量为 10. 如图，U形玻璃管两端封闭竖直静置，管内水银柱把管内气体分成两部分，此时两边气体温度相同，水银面高度差为h。若要使左右水银面高度差变小，则可行的方法是（　　） A. 同时降低相同的温度 B. 玻璃管竖直匀速下落 C. 同时升高相同的温度 D. 玻璃管竖直加速上升 11. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　） A. L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B. L1先变亮后变暗，L2一直变亮 C. L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗 D. L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗 二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位． 12. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 （1）关于该实验下列说法正确的是________。 A. 为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 （2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示。则 ①造成这一结果的原因是________； ②图中代表的物理含义是________； （3）若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是________。 A. B. C. D. （4）另一小组实验时缓慢推动活塞，记录4组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。绘出的关系图像应是________。 A. B. C. D. 三、解答题 13. 在质量较小的恒星中，质子—质子链反应是产生能量的主要方式。其中一种反应是氮核吸收一个质子转变成碳核和一个粒子，并释放出一个光子。已知光子的波长为，普朗克常量为，真空中光速为。 （1）写出氮转变成碳的核反应方程，并求光子的能量； （2）氮核的比结合能为，碳核的比结合能为，氦核的比结合能为，求核反应过程中的质量亏损。 14. 如图所示，边长为l的n匝正方形线框固定放置，线框的总电阻为R，线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与线框垂直，当磁场区域以大小为v的速度向右经过线框右边时，求： （1）线框中的电流大小I； （2）线框受到的安培力大小F。 15. 如图所示，圆形管道内封闭有一定质量的理想气体，K处有一阀门，A处是一固定绝热活塞，C处是质量为2kg、横截面积为1.0×10-3m2的可自由移动的绝热活塞，此时两活塞处于同一水平面上将管内气体分割成体积相等的上、下两部分，温度都为300K，其中上部气体的压强为1.0×105Pa，现保持下部分气体温度不变，只对上部分气体加热，使C处的活塞缓慢移动到最低点B（不计活塞厚度与摩擦），重力加速度g取10m/s2，求： （1）可移动活塞在C处时由于自重对下部分气体产生的压强； （2）可移动活塞到达B处时上部分气体的温度； （3）保持上、下部分气体温度不变，打开阀门K，向外释放气体，使可移动活塞缓慢回到C处，则释放气体质量与上部分剩余气体质量之比。 16. 如图所示，有一空心上下无底的弹性圆筒，它的下端距水平地面的高度为H（已知量），筒的轴线竖直。圆筒轴线上与筒顶端等高处有一弹性小球，现让小球和圆筒同时由静止自由落下，圆筒碰地后的反弹速率为落地速率的，小球碰地后的反弹速率为落地速率的，它们与地面的碰撞时间都极短，可看作瞬间反弹，运动过程中圆筒的轴线始终位于竖直方向。已知圆筒第一次反弹后再次落下，它的底端与小球同时到达地面（在此之前小球未碰过地），此时立即锁住圆筒让它停止运动，小球则继续多次弹跳，重力加速度为g，不计空气阻力，求: （1）圆筒第一次落地弹起后相对于地面上升的最大高度hmax； （2）小球从释放到第一次落地所经历的时间t以及圆筒的长度L； （3）在筒壁上距筒底处装有一个光电计数器，小球每次经过该处计数器就会计数一次，请问，光电计数器的示数最终稳定为几次? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年第二学期期末考试 高二物理试卷 一、单选题共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意． 1. 一个小球运动的频闪照片如图所示，下列一定正确的是（　　） A. 加速度向左 B. 速度向左 C. 加速度向右 D. 速度向右 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】在频闪照片中，从相邻小球距离变化来看，可知其运动可能为向左的减速，也可能是向右的加速，从速度与加速度关系可知其加速度一定是向右的。 故选C。 2. 书法课上，某同学临摹“力”字时，笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点，则（　　） A. 该过程平均速度为0 B. 该过程路程为0 C. 两次过a点时速度可能相同 D. 两次过a点时摩擦力可能相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据题意可知该过程位移为0，根据平均速度的定义可知该过程平均速度为0，故A正确； B．路程为运动轨迹的长度，所以该过程路程不为0，故B错误； C．笔尖做曲线运动，两次过a点时速度大小可能相同，根据题图可知方向一定不同，则两次过a点时速度不可能相同，故C错误； D．摩擦力是矢量，两次过a点时摩擦力大小可能相同，但是方向不同，故两次过a点时摩擦力不可能相同，故D错误。 故选A。 3. 波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿光的微粒说反映的就是波粒二象性中的粒子性 B. 光电效应现象揭示了光的粒子性 C. 黑体辐射现象可以用光的波动性解释 D. 光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的 【答案】B 【解析】 【详解】A．牛顿的微粒说仅强调光的粒子性，未涉及波动性，而波粒二象性是光同时具有的两种属性，故A错误； B．光电效应中光子的能量一次性传递给电子，直接体现光的粒子性，故B正确； C．黑体辐射需用量子化的能量分布解释，属于粒子性范畴，而非波动性，故C错误； D．光的波动性是光子自身的属性，与光子间相互作用无关，故D错误。 故选B。 4. LC振荡电路，上极板M的带电量随时间的变化如图所示。在某段时间里，回路中磁场能在增加，电流方向为逆时针，则这段时间对应图像中的（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】开始时电容器M带正电，则在时间内电容器放电，电流方向逆时针方向，且电流增加，则磁场能增加；时间内电容器充电，电流方向逆时针方向，且电流减小，则磁场能减小；时间内电容器反向放电，电流方向为顺时针方向，且电流增加，磁场能增加；时间内电容器反向充电，电流方向为顺时针方向，且电流减小，磁场能减小。 故选A。 5. 下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A. 甲图中用粗棉线实现自动浇水，利用了毛细现象 B. 乙图中热针接触涂蜡固体后，蜡融化区域呈现圆形，说明该固体为非晶体 C. 丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子间存在引力 D. 丁图中用手推动封闭注射器的活塞时阻力增大，原因是分子斥力增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲图中用粗棉线实现自动浇水，利用了毛细现象，故A正确； B．图乙说明固体在传导热量上具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明该固体可能是多晶体，也可能是非晶体，故B错误； C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子不停地做无规则的热运动，故C错误； D．丁图中封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中阻力增大，是气体压强逐渐变大的缘故，故D错误。 故选A。 6. 利用频闪摄影探究自由落体运动，如图所示是小球自由下落时的频闪照片，频闪仪每隔闪光一次，照片中数据的单位是cm。根据本题及照片中的信息可知，下列说法正确的是（　　） A. C点的速度约为3.2m/s B. 可利用求小球的加速度值，约为2.4cm C. 计算B、C、D、E各点速度，做图像，可由斜率得到重力加速度值 D. 计算B、C、D、E各点速度，做图像，可由斜率求出小球的加速度值 【答案】D 【解析】 【详解】A．C点的速度约为 选项A错误； B．根据相邻相等时间的位移关系，可利用 求小球的加速度值，约为1.6cm，选项B错误； CD．计算B、C、D、E各点速度，根据速度与位移关系公式v2=2gh可知若做图像，则图像不是直线，不可由斜率得到重力加速度值；若做图像，可由斜率求出小球的加速度值，选项C错误，D正确。 故选D。 7. 一定质量的理想气体状态变化过程如图所示，则从A到B的过程中，气体（　　） A. 体积变大 B. 内能一定增加 C. 一定吸收热量 D. 单位时间内撞击容器壁单位面积上的分子数可能减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程 可得 可知图像中的点与原点连线的斜率越大，体积越小，从A到B的过程中斜率变大，体积变小，故A错误； B．根据题图可知温度升高，则内能增大，故B正确； C．体积减小，则外界对气体做正功，根据热力学第一滴定律结合B选项分析可知气体不一定吸收热量，故C错误； D．A到B气体的体积减小，分子数密度增大，温度升高，平均动能增大，故单位时间内撞击容器壁单位面积上的分子数增加，D错误。 故选B。 8. 图甲为氢原子能级的示意图，大量氢原子从的能级向基态跃迁；图乙是卢瑟福α粒子散射实验，则（　　） A. 这些氢原子在跃迁过程中能辐射出3种不同频率的电磁波 B. 跃迁过程中电子的动能增大、电势能减小，动能和电势能的和不变 C. α粒子发生偏转的原因是受到原子核的核力作用 D. α粒子从Q到M的过程中，动能和电势能的和不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．大量氢原子从的能级向基态跃迁能辐射出中不同频率的电磁波，故A错误； B．跃迁过程中电场力对电子做正功，电势能减小，动能增大，释放出光子，则氢原子的能量减小，即动能和电势能的和减小，故B错误； C．α粒子发生偏转的原因是受到原子核的电场力作用，故C错误； D．α粒子从Q到M的过程中，只有电场力做功，则动能和电势能的和不变，故D正确。 故选D。 9. 如图甲为研究光电效应规律的装置，图乙为三种光照射下光电流I与电压U的关系，图丙为该光电管遏制电压与入射光频率v的关系，其中光电子的电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A. 图甲装置闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电流表示数一定增大 B. 图乙中若I光为紫光，II光可能是绿光，且I的光强比III的大 C. 图丙代表电极K金属材料的截止频率为 D. 图丙得出普朗克常量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数增大，但可能已经达到饱和电流，电流表示数不一定增大，故A错误； B．题图可知I光、III光对应的截止电压相等，可知I光、III光是同一颜色的光，I光饱和光电流大于III光的饱和光电流，故I的光强比III的大；题图知由于I光比II光对应的截止电压小，由于 可知I光频率比II光频率低，若I光为紫光，则II光不可能是绿光，故B错误； CD．根据 整理得 当遏止电压为0时所对应的频率即为截止频率，由图像可知金属材料的截止频率为，且图像斜率 可知，故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图，U形玻璃管两端封闭竖直静置，管内水银柱把管内气体分成两部分，此时两边气体温度相同，水银面高度差为h。若要使左右水银面高度差变小，则可行的方法是（　　） A. 同时降低相同的温度 B. 玻璃管竖直匀速下落 C. 同时升高相同的温度 D. 玻璃管竖直加速上升 【答案】C 【解析】 【详解】AC．假设两部分气体做等容变化，则根据 可得压强变化 则， 而其中 若同时升高相同的温度，则左侧气体压强增加的多，所以左侧水银面上升，右侧水银面下降，左右水银面高度差变小；同理若同时降低相同的温度，则左侧气体压强减少的多，所以左侧水银面下降，右侧水银面上升，左右水银面高度差变大，故A错误，C正确； B．玻璃管竖直匀速下落与静止放置，水银柱都处于平衡状态，所以两侧气体压强不变，左右水银面高度差不变，故B错误； D．玻璃管竖直加速上落，水银柱处于超重状态，有向上的加速度，则有 假设左右水银面高度差不变，则可知左侧压强减小，右侧压强增大，由 可知左侧气体体积减小，右侧气体体积增大，则左右水银面高度差变大，故D错误。 故选C。 11. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　） A. L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B. L1先变亮后变暗，L2一直变亮 C. L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗 D. L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】副线圈的总电阻为 解得 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，副线圈的总电阻先增大后减小，根据等效电阻关系有 则等效电阻先增大后减小，由欧姆定律有 ， 先减小后增大，先减小后增大，则先变暗后变亮，根据 ， 由于先减小后增大，则副线圈的电压先增大后减小，通过L2的电流为 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，逐渐减小，副线圈的电压增大过程中 增大；在副线圈的电压减小过程中，通过R0的电流为 逐渐增大，则越来越小，则 则先变暗后变亮，一直变亮； 故选A。 二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位． 12. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 （1）关于该实验下列说法正确的是________。 A. 为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 （2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示。则 ①造成这一结果的原因是________； ②图中代表的物理含义是________； （3）若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是________。 A. B. C. D. （4）另一小组实验时缓慢推动活塞，记录4组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。绘出的关系图像应是________。 A. B. C. D. 【答案】（1）A （2） ①. 胶管内存在气体 ②. 胶管内气体体积 （3）B （4）D 【解析】 【小问1详解】 A．在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，可以保证封闭气体的气密性，A正确； B．手握住注射器，会使气体的温度升高，不符合实验要求，B错误； C．实验时应缓慢推拉柱塞和读取数据，C错误； D．压强传感器只能采集气体的压强，D错误。 故选A。 【小问2详解】 [1][2]根据等温过程有 可得 可知图线不通过坐标原点的原因是胶管内存在气体，是胶管内气体体积。 【小问3详解】 根据等温过程有 可得 当很小时，即很大，则有 可知几乎是一条过原点的倾斜直线； 当较大时，即较小时，根据 可知图像上点与原点连线的斜率随着的增大而减小。 故图像选B。 【小问4详解】 测量时，注射器与压强传感器连接部分气体的体积未计入，纵轴存在截距，软管脱落后，气体向外漏出，p的测量值偏小，相应的横坐标偏大，但左侧的延长线与纵轴的交点仍为，故前后两条线相交在此处。 故选D。 三、解答题 13. 在质量较小的恒星中，质子—质子链反应是产生能量的主要方式。其中一种反应是氮核吸收一个质子转变成碳核和一个粒子，并释放出一个光子。已知光子的波长为，普朗克常量为，真空中光速为。 （1）写出氮转变成碳的核反应方程，并求光子的能量； （2）氮核的比结合能为，碳核的比结合能为，氦核的比结合能为，求核反应过程中的质量亏损。 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）根据质量数与电荷数守恒可知核反应方程为 光子的能量为 （2）由质能方程有 根据能量守恒有 解得 14. 如图所示，边长为l的n匝正方形线框固定放置，线框的总电阻为R，线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与线框垂直，当磁场区域以大小为v的速度向右经过线框右边时，求： （1）线框中的电流大小I； （2）线框受到的安培力大小F。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 线框切割产生的感应电动势 闭合电路欧姆定律 解得 【小问2详解】 安培力 解得 15. 如图所示，圆形管道内封闭有一定质量的理想气体，K处有一阀门，A处是一固定绝热活塞，C处是质量为2kg、横截面积为1.0×10-3m2的可自由移动的绝热活塞，此时两活塞处于同一水平面上将管内气体分割成体积相等的上、下两部分，温度都为300K，其中上部气体的压强为1.0×105Pa，现保持下部分气体温度不变，只对上部分气体加热，使C处的活塞缓慢移动到最低点B（不计活塞厚度与摩擦），重力加速度g取10m/s2，求： （1）可移动活塞在C处时由于自重对下部分气体产生的压强； （2）可移动活塞到达B处时上部分气体的温度； （3）保持上、下部分气体温度不变，打开阀门K，向外释放气体，使可移动活塞缓慢回到C处，则释放气体质量与上部分剩余气体质量之比。 【答案】（1）2×104Pa；（2）1080K；（3）2.6 【解析】 【分析】 【详解】（1）活塞自重产生的压强为 =2×104Pa （2）对下部分气体分析，做等温变化。根据玻意耳定律有 即 解得 p2=2.4×105Pa 对上部分气体分析，当活塞移动到最低点时，对活塞受力分析可得出两部分气体的压强 根据理想气体状态方程，有 即 代入数据解得 （3）设上部分气体，等温变化，压强回到p0时体积为V3，根据玻意耳定律有 代入数据解得 对应释放气体的等效体积为 释放气体与剩余气体质量之比为 16. 如图所示，有一空心上下无底的弹性圆筒，它的下端距水平地面的高度为H（已知量），筒的轴线竖直。圆筒轴线上与筒顶端等高处有一弹性小球，现让小球和圆筒同时由静止自由落下，圆筒碰地后的反弹速率为落地速率的，小球碰地后的反弹速率为落地速率的，它们与地面的碰撞时间都极短，可看作瞬间反弹，运动过程中圆筒的轴线始终位于竖直方向。已知圆筒第一次反弹后再次落下，它的底端与小球同时到达地面（在此之前小球未碰过地），此时立即锁住圆筒让它停止运动，小球则继续多次弹跳，重力加速度为g，不计空气阻力，求: （1）圆筒第一次落地弹起后相对于地面上升的最大高度hmax； （2）小球从释放到第一次落地所经历的时间t以及圆筒的长度L； （3）在筒壁上距筒底处装有一个光电计数器，小球每次经过该处计数器就会计数一次，请问，光电计数器的示数最终稳定为几次? 【答案】（1）；（2），；（3）9次 【解析】 【详解】（1）圆筒第一次落地做自由落体运动，有 圆筒第一次落地弹起后到最高点做匀减速运动，可视为初速度为零的匀加速运动，有 联立解得 （2）根据可得圆筒第一次落地的时间 圆筒第一次弹起后到最高点的时间 圆筒第一次弹起后到落地时小球同时到达地面，所以小球从释放到第一次落地所经历的时间 可知小球下落的高度 则圆筒的高度 （3）小球第一次落地时的速度 小球能到达筒壁上距筒底处的速度 设小球最后到达距筒底处与地共碰撞n次，小球每次碰地后的反弹速率为落地速率的，则有 解得 n=4次 则光电计数器的示数最终稳定为 2n+1=9次 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $