精品解析：甘肃省多校2024-2025学年高二下学期期末联考物理试卷

2024~2025学年度第二学期期末考试 高二物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 5．本卷主要考查内容∶选择性必修第三册。 一、选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 核污水含铯、锶、氚等多种放射性物质，其中的“氚”难以从水中清除。氚会发生β衰变，其半衰期为12.5年，37.5年后核废水中的氚含量为现在的（　　） A. 1.25% B. 12.5% C. 52.5% D. 87.5% 【答案】B 【解析】 【详解】氚的半衰期T为12.5年，经过t等于37.5年，根据半衰期公式，剩余质量 解得 即剩余量为原来的12.5%。 故选B。 2. 如图所示，将蒲公英的球状冠毛泡到水里再拿出来，绒毛还能保持干燥，主要原因是（　　） A. 水浸润绒毛 B. 水不浸润绒毛 C. 浸泡时间较短 D. 绒毛不受重力 【答案】B 【解析】 【详解】将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开一个保护罩，再拿出来，绒毛还能保持干燥，原因是水不浸润绒毛。 故选B。 3. 关于波粒二象性，下列说法正确的是（　　） A. 爱因斯坦提出“物质波”假说，认为一切物质都具有波粒二象性 B. 大量光子易表现出粒子性，个别光子易表现出波动性 C. X射线的衍射实验和电子的衍射实验，都证实了物质波假设是正确的 D. 爱因斯坦的光电效应实验可验证光的粒子性 【答案】D 【解析】 【详解】A．德布罗意提出“物质波”假说，认为一切物质都具有波粒二象性，故A错误； B．大量光子表现出波动性（如干涉、衍射），个别光子表现出粒子性（如光电效应），故B错误； C．X射线的衍射实验验证电磁波的波动性，电子的衍射实验验证物质波，两者均支持波粒二象性，但X射线实验不直接验证物质波假说，故C错误； D．爱因斯坦通过光电效应理论（光子说）解释了光的粒子性，实验现象（如截止频率）验证了该理论，故D正确。 故选D。 4. 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　） A. 天上飘落的雪花是非晶体，非晶体没有熔点而晶体有熔点 B. 天然水晶熔化后再凝固的水晶（石英玻璃）是非晶体 C. 晶体一般具有规则的几何外形，故将玻璃加工成规则的固体即变成晶体 D. 晶体和非晶体一定可以根据各向同性或各向异性来鉴别 【答案】B 【解析】 【详解】A．天上飘落的雪花在熔化过程中不断吸热但温度保持不变，所以雪花是晶体，晶体在熔化过程中温度保持不变，非晶体在熔化过程中温度不断升高，选项A错误； B．天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）是非晶体，晶体和非晶体在适当条件下可相互转化，选项B正确； C．具有规则几何外形的固体不一定是晶体，选项C错误； D．晶体包括单晶体和多晶体，只有单晶体才有各向异性，选项D错误。 故选B。 5. 关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，花粉颗粒的运动就是花粉分子的无规则热运动 B. 图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高 C. 图丙为分子势能，与分子间距r的关系图，分子间距为时，分子斥力与引力平衡 D. 图丁中，由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中花粉颗粒的运动是布朗运动，反映的是液体分子的无规则热运动，不是花粉分子的热运动，故A错误； B．图乙中，温度越高，分子热运动越剧烈，速率大的分子占比越大，曲线②峰值更靠右，对应温度较高，曲线①对应的温度较低，故B错误； C．图丙中，分子间距为时，分子势能最小，此时分子斥力与引力平衡，故C正确； D．图丁中，气体分子间距大，由气体摩尔体积和阿伏加德罗常数，只能估算气体分子所占空间的体积，不能估算分子本身的体积，故D错误。 故选C。 6. 质量为的氘核（）与质量为的氚核（）发生核反应，放出质量为的中子（），并生成质量为的新核。若已知真空中的光速为，则下列说法正确的是（　　） A. 新核是，其中子数为2 B. 由核反应过程质量守恒可知 C. 该反应释放的核能为 D. 该反应与大亚湾核电站的核反应原理相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒与核电荷数守恒，可得核反应方程为 可知新核是，其中子数为4-2=2，故A正确； B．核反应中质量数守恒，但总质量会发生亏损，遵循质能方程，所以质量不守恒，故B错误； C．根据质能方程可得该反应释放的核能为，故C错误； D．该反应为核聚变，大亚湾核电站利用的是核裂变，原理不同，故D错误。 故选A。 7. 铝的合金质量较轻而强度较高，因而在制造飞机、汽车、火箭中被广泛应用。铝的元素符号是，核的衰变方程为，其半衰期为72万年，、的比结合能分别为、，下列说法正确的是（　　） A. 和的质量数均为26，两者质量相等 B. 是电子，来源于原子核外电子 C. 该核反应中释放的能量为 D. 经过144万年的时间，8个原子核中有6个已经发生了衰变 【答案】C 【解析】 【详解】A．和的质量数均为26，但是核反应放出能量，质量亏损，所以质量不同，选项A错误； B．根据质量数和核电荷数守恒，可知为正电子，是电子的反粒子，选项B错误； C．核反应中释放的能量为 故选项C正确； D．根据半衰期的定义可知，半衰期规律仅针对大量原子核，对于少量不适用，选项D错误。 故选C。 二、选择题∶本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其T-V图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 气体内能不变 B. 气体压强变小 C. 气体对外界做功 D. 气体向外界放热 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图示可知，ab过程，气体温度增加，所以内能增大，故A错误； B．T-V图像过原点的直线表示等压过程，分别连接原点和a，以及原点和b点，根据 解得 可知，T-V图像的斜率越大，气体压强越大，从状态a到状态b的过程气体的压强逐渐减小，故B正确； C．由图示可知，ab过程，气体体积变大，气体对外界做功，故C正确； D．根据热力学第一定律，因为从状态a到状态b的过程气体内能增加，又因为气体对外做功，所以气体从外界吸收热量，故D错误。 故选BC。 9. 太阳能电池是利用太阳光产生电能的装置，它通常由一层薄膜组成，在太阳光照射下，薄膜内的硅原子会受到光照射而产生电子，这些电子可以通过导电体被收集起来，从而产生电能。现用如图甲所示的电路研究太阳能电池的工作原理，依次用太阳光中的七种颜色的光照射相同的阴极K，并根据电流表和电压表测得的示数，研究电流和电压的关系，其中黄光的电流与电压的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 太阳能电池的发电原理是康普顿效应 B. 若要测量的大小，电源的左边为电源的正极 C. 若使饱和光电流增大，必须改用频率更大的光照射 D. 用黄光照射某金属时能够产生光电效应，则用红光照射该金属不一定能够产生光电效应 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在太阳光照射下，薄膜内的硅原子会受到光照射而产生电子，这是利用的光电效应，选项A错误； B．为遏止电压，为测量其大小，应接反向电压，让电子减速，故电源的左边为电源的正极，选项B正确； C．若使饱和光电流增大，在频率不变的条件下，可增大光照强度，选项C错误； D．用黄光照射某金属时能够产生光电效应，知黄光的频率大于金属的极限频率，因为红光的频率小于黄光频率，所以用红光照射不一定能发生光电效应，选项D正确。 故选BD。 10. 二十世纪初，德国物理学家玻尔将普朗克所提出的量子理论运用于对氢原子模型的重构，用以解释爱因斯坦发现的光电效应现象，对量子力学的发展起到了重大推动作用。图示为氢原子的能级示意图，下列说法正确的是（　　） A. 用动能为11.0eV的电子碰撞处于基态的氢原子，可能使其跃迁到能级 B. 用能量为10.2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离 C. 当原子从第4能级向基态跃迁时，原子的能量减小，电子的动能增大 D. 一群氢原子处在能级在向低能级跃迁的过程中，能发出3种不同频率的光 【答案】AC 【解析】 【详解】A．从基态氢原子发生跃迁到能级，需要吸收的能量最小，吸收的能量为，所以用动能为11.0eV的电子碰撞处于基态的氢原子，可能使其跃迁到能级，选项A正确； B．因为，所以用能量为10.2eV的光子照射，不能使处于基态的氢原子电离，选项B错误； C．当原子从第4能级向基态跃迁时，原子的能量减小，轨道半径减小，根据 知电子的动能增大，选项C正确； D．一群氢原子处在能级，在向低能级跃迁的过程中，能发出种不同频率的光，选项D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中： （1）将分子看作________体，将油膜看作________分子层，油膜的面积通过坐标纸油膜轮廓内小方格的数量与小方格的面积进行估算。 （2）实验中所用的油酸酒精溶液为溶液中有纯油酸，用量筒测得上述溶液为100滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为，油膜所占方格数约为80个，可以估算出油膜的面积是________（结果保留2位有效数字）。 （3）由上面数据估算出油酸分子的直径是_________m（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） ①. 球 ②. 单 （2）0.032 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]估测油酸分子大小实验中，将分子看作球体，将油膜看作单分子层，油膜的面积通过坐标纸油膜轮廓内小方格的数量与小方格的面积进行估算。 【小问2详解】 坐标纸中，不足半个格的方格舍去，超过半个格的按1格计算，数得油膜约占80个方格，每个方格面积为 因此油膜的面积为 【小问3详解】 每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积 油酸分子的直径为 12. 某同学在探究光电效应规律时，用不同波长的紫外线分别照射两种不同金属的表面都产生了光电效应，分别得到光电子的最大初动能随入射光波长的倒数变化的图线，已知普朗克常量为，真空中的光速为，则两图线的斜率均为_______；图线对应金属的逸出功为_______；图线代表的金属极限频率为_______；要使图线对应的金属发生光电效应，入射光的波长需要_______（填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 小于 【解析】 【详解】[1]根据题意，由光电效应方程有 可知两图线的斜率均为； [2][3]图线与横轴交点对应，则对a图线有 又有，所以图线对应金属的逸出功为；图线代表的金属极限频率； [4]根据光电效应方程 知使图线对应的金属发生光电效应的极限波长为，根据光电效应产生的条件知入射光的波长小于极限波长时会发生光电效应现象，即要使b图线对应的金属发生光电效应，入射光的波长需要小于。 13. 核发生衰变的方程是。已知核的质量为，核的质量为，电子的质量为，质子的质量为，中子的质量为，真空中的光速为，求： （1）该衰变过程中释放的核能； （2）的结合能和比结合能。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 衰变过程的质量亏损 根据 得 【小问2详解】 根据 可得的结合能为 即 则的比结合能为 14. 氢原子的能级图如图甲所示，研究光电效应的电路图如图乙所示。如果大量氢原子都处于能级，用其跃迁产生的光子持续照射图乙中的阴极K，电路中有光电流产生。将P向右滑动，当电压表示数为6.19V时，电流表示数为零，求： （1）大量氢原子由能级向低能级跃迁时可以产生几种光子？光子能量各是多少？ （2）阴极K的逸出功是多少？ 【答案】（1）3种，，， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据 可知大量氢原子处于能级向低能级跃迁时可以产生3种光子；对应的光子能量分别为，， 【小问2详解】 由题意可知，用的光照射阴极，该光电效应对应的遏止电压为；设阴极K金属材料的逸出功为，根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理有 解得阴极K的逸出功为 15. 如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形汽缸内，气体从状态完成一次循环，其状态变化过程的图像如图乙所示。已知该气体在状态时的温度为600K，求： （1）气体在状态和状态时的温度为多少K； （2）气体从状态的过程中，气体对外做的功； （3）已知气体从状态的过程中，外界对气体做的功，试说明全过程中气体是吸热还是放热并求吸收（或放出）了多少热量。 【答案】（1）， （2） （3）气体放热 【解析】 【小问1详解】 对于理想气体：过程，由查理定律有 得 过程，由盖—吕萨克定律有 得 【小问2详解】 而过程是等容变化，气体对外不做功；过程中气体体积膨胀对外做的功，即从状态到状态气体对外做的功 【小问3详解】 全过程从状态又回到状态，根据 得， 解得 气体放热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年度第二学期期末考试 高二物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 5．本卷主要考查内容∶选择性必修第三册。 一、选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 核污水含铯、锶、氚等多种放射性物质，其中的“氚”难以从水中清除。氚会发生β衰变，其半衰期为12.5年，37.5年后核废水中的氚含量为现在的（　　） A. 1.25% B. 12.5% C. 52.5% D. 87.5% 2. 如图所示，将蒲公英的球状冠毛泡到水里再拿出来，绒毛还能保持干燥，主要原因是（　　） A. 水浸润绒毛 B. 水不浸润绒毛 C. 浸泡时间较短 D. 绒毛不受重力 3. 关于波粒二象性，下列说法正确的是（　　） A. 爱因斯坦提出“物质波”假说，认为一切物质都具有波粒二象性 B. 大量光子易表现出粒子性，个别光子易表现出波动性 C. X射线的衍射实验和电子的衍射实验，都证实了物质波假设是正确的 D. 爱因斯坦的光电效应实验可验证光的粒子性 4. 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　） A. 天上飘落的雪花是非晶体，非晶体没有熔点而晶体有熔点 B. 天然水晶熔化后再凝固的水晶（石英玻璃）是非晶体 C. 晶体一般具有规则的几何外形，故将玻璃加工成规则的固体即变成晶体 D. 晶体和非晶体一定可以根据各向同性或各向异性来鉴别 5. 关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，花粉颗粒的运动就是花粉分子的无规则热运动 B. 图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高 C. 图丙为分子势能，与分子间距r的关系图，分子间距为时，分子斥力与引力平衡 D. 图丁中，由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积 6. 质量为的氘核（）与质量为的氚核（）发生核反应，放出质量为的中子（），并生成质量为的新核。若已知真空中的光速为，则下列说法正确的是（　　） A. 新核是，其中子数为2 B. 由核反应过程质量守恒可知 C. 该反应释放的核能为 D. 该反应与大亚湾核电站的核反应原理相同 7. 铝的合金质量较轻而强度较高，因而在制造飞机、汽车、火箭中被广泛应用。铝的元素符号是，核的衰变方程为，其半衰期为72万年，、的比结合能分别为、，下列说法正确的是（　　） A. 和的质量数均为26，两者质量相等 B. 是电子，来源于原子核外电子 C. 该核反应中释放的能量为 D. 经过144万年的时间，8个原子核中有6个已经发生了衰变 二、选择题∶本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其T-V图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 气体内能不变 B. 气体压强变小 C. 气体对外界做功 D. 气体向外界放热 9. 太阳能电池是利用太阳光产生电能的装置，它通常由一层薄膜组成，在太阳光照射下，薄膜内的硅原子会受到光照射而产生电子，这些电子可以通过导电体被收集起来，从而产生电能。现用如图甲所示的电路研究太阳能电池的工作原理，依次用太阳光中的七种颜色的光照射相同的阴极K，并根据电流表和电压表测得的示数，研究电流和电压的关系，其中黄光的电流与电压的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 太阳能电池的发电原理是康普顿效应 B. 若要测量的大小，电源的左边为电源的正极 C. 若使饱和光电流增大，必须改用频率更大的光照射 D. 用黄光照射某金属时能够产生光电效应，则用红光照射该金属不一定能够产生光电效应 10. 二十世纪初，德国物理学家玻尔将普朗克所提出的量子理论运用于对氢原子模型的重构，用以解释爱因斯坦发现的光电效应现象，对量子力学的发展起到了重大推动作用。图示为氢原子的能级示意图，下列说法正确的是（　　） A. 用动能为11.0eV的电子碰撞处于基态的氢原子，可能使其跃迁到能级 B. 用能量为10.2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离 C. 当原子从第4能级向基态跃迁时，原子的能量减小，电子的动能增大 D. 一群氢原子处在能级在向低能级跃迁的过程中，能发出3种不同频率的光 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中： （1）将分子看作________体，将油膜看作________分子层，油膜的面积通过坐标纸油膜轮廓内小方格的数量与小方格的面积进行估算。 （2）实验中所用的油酸酒精溶液为溶液中有纯油酸，用量筒测得上述溶液为100滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为，油膜所占方格数约为80个，可以估算出油膜的面积是________（结果保留2位有效数字）。 （3）由上面数据估算出油酸分子的直径是_________m（结果保留3位有效数字）。 12. 某同学在探究光电效应规律时，用不同波长的紫外线分别照射两种不同金属的表面都产生了光电效应，分别得到光电子的最大初动能随入射光波长的倒数变化的图线，已知普朗克常量为，真空中的光速为，则两图线的斜率均为_______；图线对应金属的逸出功为_______；图线代表的金属极限频率为_______；要使图线对应的金属发生光电效应，入射光的波长需要_______（填“大于”“等于”或“小于”）。 13. 核发生衰变的方程是。已知核的质量为，核的质量为，电子的质量为，质子的质量为，中子的质量为，真空中的光速为，求： （1）该衰变过程中释放的核能； （2）的结合能和比结合能。 14. 氢原子的能级图如图甲所示，研究光电效应的电路图如图乙所示。如果大量氢原子都处于能级，用其跃迁产生的光子持续照射图乙中的阴极K，电路中有光电流产生。将P向右滑动，当电压表示数为6.19V时，电流表示数为零，求： （1）大量氢原子由能级向低能级跃迁时可以产生几种光子？光子能量各是多少？ （2）阴极K的逸出功是多少？ 15. 如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形汽缸内，气体从状态完成一次循环，其状态变化过程的图像如图乙所示。已知该气体在状态时的温度为600K，求： （1）气体在状态和状态时的温度为多少K； （2）气体从状态的过程中，气体对外做的功； （3）已知气体从状态的过程中，外界对气体做的功，试说明全过程中气体是吸热还是放热并求吸收（或放出）了多少热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $