精品解析：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 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—“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，是我国核聚变能开发过程中的重要里程碑。其反应的方程是，下列结论正确的是（ ） A. 方程中的X为质子 B. 方程中的X为中子 C. 氦原子核的比结合能比氚核的比结合能小 D. 聚变反应过程中质量守恒 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. “2023年5月30日9时31分”代表时间间隔 B. 神舟十六号飞船升空到对接的路程为400km C. 神舟十六号飞船在与核心舱对接的过程中，不能视作质点 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，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两弹簧振子的振动频率之比为2：1 B. 甲、乙两弹簧振子的速度方向总是相同 C. 甲的加速度为零时，乙的加速度也为零 D. 甲的速度为零时，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首次完成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，已知的质量为，的质量为，的质量为，的质量为，光在真空中的速度为，下列说法正确的是（　　） A. 为质子 B. 该反应为衰变 C. 该反应放出的能量为 D. 比结合能小于的比结合能 5. 汽车在平直公路上以的速度匀速行驶，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，经时，汽车运动的位移大小为（　　） A. B. C. D. 6. 小李讲了龟兔沿直线赛道赛跑的故事，故事情节中兔子和乌龟运动的图像如图所示。下列说法中正确的是（　　） 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. 兔子和乌龟在比赛中相遇两次 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，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。则根据玻尔理论可知（　　） 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 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（ ） A. 整个过程中，气体吸收热量小于释放的热量 B. a→b过程，外界对气体做正功 C. c→a过程，外界对气体做的功大于气体放出的热量 D. 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 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，半径为，一束激光从OB面的点入射，恰好在AB面上发生全反射，然后垂直于AO面从点射出，已知OE长度为，不考虑多次反射的情况，下列说法正确的是（　　） A. 透明材料的折射率为 B. 透明材料的折射率为 C. 光线在OB面上的入射角为 D. 光线在OB面上的入射角为 10. 2024年6月30日15：00，国家重大工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ac段的时间为2t B. 汽车通过ae段的时间为2t C. 汽车通过be段的平均速度大小为 D. 汽车通过b点时的速度大小 三、实验题：每空2分，共16分 11. 某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动． （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50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm．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vB=______m/s．（结果均保留两位有效数字） 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。 （1）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：_____； （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_____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，得到单摆的振动周期_____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）以为横轴、L为纵轴，做出图像，如图丙所示。已知图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则测量出的重力加速度_____；（用a、b和表示） （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. 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，内有活塞质量为，活塞上放有一个质量的物块，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。已知大气压强，重力加速度。 （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）如果缓慢降低环境温度，使活塞恢复到原高度，此过程中气体放出热量6J，求气体内能的增量。 14. 一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上相距0.5m的两质点，如图甲所示。两质点的振动图像分别如图乙、丙所示。 （1）请写出b点的振动方程； （2）若该波在该介质中传播速度为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. 某动车组列车总长，由静止出发后做加速度大小为的匀加速直线运动，达最大速度后做匀速运动。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。司机从接到通知到开始刹车历时，求： （1）求列车由静止匀加速到最大速度所经历的时间和位移的大小？ （2）列车开始刹车时，与工程车距离d？ （3）列车为避免与工程车相碰，刹车加速度大小至少为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024--2025年度高二年级第二学期期末考试 物理学科 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—“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，是我国核聚变能开发过程中的重要里程碑。其反应的方程是，下列结论正确的是（ ） A. 方程中的X为质子 B. 方程中的X为中子 C. 氦原子核比结合能比氚核的比结合能小 D. 聚变反应过程中质量守恒 【答案】B 【解析】 【详解】AB．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A错误，B正确； CD．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，所以氦原子核的比结合能比氚核的比结合能大，故CD错误。 故选B。 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. “2023年5月30日9时31分”代表时间间隔 B. 神舟十六号飞船升空到对接的路程为400km C. 神舟十六号飞船在与核心舱对接的过程中，不能视作质点 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．“2023年5月30日9时31分”指的时刻，故A错误； B．神舟十六号飞船升空到对接不是做直线运动，所以路程大于400km，故B错误； C．神舟十六号飞船在与核心舱对接的过程中，飞船的形状大小不能忽略不计，不能视作质点，故C正确； D．神舟十六号升空过程中，以景海鹏为参考系，朱杨柱、桂海潮都处于静止状态，故D错误。 故选C。 3. 如图所示为甲、乙两弹簧振子的振动图像，由图像可知，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两弹簧振子的振动频率之比为2：1 B. 甲、乙两弹簧振子的速度方向总是相同 C. 甲的加速度为零时，乙的加速度也为零 D. 甲的速度为零时，乙的速度也为零 【答案】C 【解析】 【详解】D．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； C．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； A．由图示图像可知，甲的周期，乙的周期，振子的频率 则，故A错误； B．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。 故选C。 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首次完成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，已知的质量为，的质量为，的质量为，的质量为，光在真空中的速度为，下列说法正确的是（　　） A. 为质子 B. 该反应为衰变 C. 该反应放出的能量为 D. 的比结合能小于的比结合能 【答案】C 【解析】 【详解】A．设的质量数为A，电荷数为z，根据电荷数和质量数守恒有， 解得， 故X为中子，故A错误。 B．该反应是轻核聚变生成较重核的过程，属于核聚变反应，故B错误。 C．根据质能方程可得该反应放出的能量为，故C正确。 D．核聚变中生成物比反应物更稳定，则的比结合能大于的比结合能，故D错误。 故选C。 5. 汽车在平直公路上以的速度匀速行驶，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，经时，汽车运动的位移大小为（　　） A B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意有 设汽车停止的时间为，根据 可得 则汽车经时，运动的位移大小为 故选B。 6. 小李讲了龟兔沿直线赛道赛跑的故事，故事情节中兔子和乌龟运动的图像如图所示。下列说法中正确的是（　　） 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. 兔子和乌龟在比赛中相遇两次 【答案】D 【解析】 【详解】C．由图像，可知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； A．由图像，可知乌龟在做匀速直线运动，故A错误； D．在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； B．由图像，可知乌龟先通过了预定位移到达终点，故B错误。 故选D 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，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。则根据玻尔理论可知（　　） 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 【答案】A 【解析】 【详解】D．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，可知氢原子处于能级，则入射光子能量，故D错误； B．可见光的光子能量范围约为，满足此范围的有：到，到，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的光电管上，到的光的能量为，故不能产生光电子，其余5种光可以产生光电子，故C错误； A．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。 故选A。 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（ ） A. 整个过程中，气体吸收的热量小于释放的热量 B. a→b过程，外界对气体做正功 C. c→a过程，外界对气体做的功大于气体放出的热量 D. 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 【答案】A 【解析】 【详解】AB．a→b→c→a整个循环过程的p-V图像如图所示 图像下的面积表示功，a→b过程，气体膨胀，外界对气体做负功；c→a过程，气体被压缩，外界对气体做正功；整个过程外界对系统做功由 系统内能变化量为零，则根据热力学第一定律有，可知 则系统向外放热，所以气体吸收的热量小于释放的热量，故A正确，B错误； C．c→a过程，气体温度降低，内能减小，则 由，，可得， 则外界对气体做的功小于气体放出的热量，故C错误； D．b→c过程，气体体积不变，分子数密度不变，但是温度升高，分子平均动能增大，所以单位时间撞击单位面积的分子数增大，故D错误。 故选A。 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，半径为，一束激光从OB面的点入射，恰好在AB面上发生全反射，然后垂直于AO面从点射出，已知OE长度为，不考虑多次反射的情况，下列说法正确的是（　　） A. 透明材料的折射率为 B. 透明材料的折射率为 C. 光线在OB面上的入射角为 D. 光线在OB面上的入射角为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．作出如图所示的光路图 由几何关系可知 又因为激光恰好在AB面上发生全反射，所以 解得临界角 透明材料的折射率 故A正确，B错误； CD．由几何关系得，折射角 由折射定律得 解得光线在OB面上的入射角为 故C正确，D错误。 故选AC。 10. 2024年6月30日15：00，国家重大工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ac段的时间为2t B. 汽车通过ae段的时间为2t C. 汽车通过be段的平均速度大小为 D. 汽车通过b点时的速度大小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．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 由于通过ab段时间为t，结合上述比例关系有 解得 故A错误； B．结合上述比例关系有 解得 故B正确； C．结合上述比例关系有 解得 则汽车通过be段的平均速度大小为 故C正确； D．结合上述可知，b点为ae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 故D错误。 故选BC。 三、实验题：每空2分，共16分 11. 某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动． （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50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm．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vB=______m/s．（结果均保留两位有效数字） 【答案】 ①. （1）AB ②. （2）0.80 ③. 0.40 【解析】 【详解】①为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带，故AB正确；本实验中只是研究匀变速直线运动，故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，故C错误；由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D错误，故选AB． ②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间时间间隔为； 根据逐差法可知，物体的加速度； B点的速度等于AC段的平均速度，则有：． 【点睛】本题考查匀变速直线运动规律的应用，要注意明确实验原理，知道本实验中只需要研究匀变速直线运动即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要让小车的质量远大于钩码的质量． 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。 （1）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：_____； （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_____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，得到单摆的振动周期_____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）以为横轴、L为纵轴，做出图像，如图丙所示。已知图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则测量出的重力加速度_____；（用a、b和表示） （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）。 【答案】（1）球心开有小孔的塑料球 （2） ①. 1.64 ②. 1.5 （3） （4）① 【解析】 【小问1详解】 为减小空气阻力对实验的应用，应选用球心开有小孔的铁球，故实验中不需要的是球心开有小孔的塑料球。 【小问2详解】 [1]小球的直径 [2]小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔为25个单摆周期，故单摆的振动周期 【小问3详解】 细线悬点到摆球上边缘的距离L，则单摆摆长 又根据单摆周期公式 综合解得 又图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则图像斜率 解得 【小问4详解】 实验操作①中有一处操作不当，用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，单摆摆动过程中，悬点不固定，摆长会发生变化，影响实验结果。 四、计算题：共42分 13. 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，内有活塞质量为，活塞上放有一个质量的物块，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。已知大气压强，重力加速度。 （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）如果缓慢降低环境温度，使活塞恢复到原高度，此过程中气体放出热量6J，求气体内能的增量。 【答案】（1）2 （2） 【解析】 【小问1详解】 拿掉活塞上的物块，气体做等温变化 初态， 末态：， 由玻意耳定律得 解得 故 【小问2详解】 在降温过程中，气体做等压变化，外界对气体做功为 由热力学第一定律 可得 14. 一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上相距0.5m的两质点，如图甲所示。两质点的振动图像分别如图乙、丙所示。 （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。 【答案】（1） （2） （3）（），（） 【解析】 【小问1详解】 由丙图所示知，，， 则 则b点的振动方程为： 【小问2详解】 由题意可知周期 波速 则波长 得 【小问3详解】 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，则之间的距离应满足（） 得（） （） 若波由a向b方向传播，由图乙、丙知，质点b比质点a最少晚振动，则之间的距离应满足（） 得（） （） 15. 某动车组列车总长，由静止出发后做加速度大小为的匀加速直线运动，达最大速度后做匀速运动。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。司机从接到通知到开始刹车历时，求： （1）求列车由静止匀加速到最大速度所经历的时间和位移的大小？ （2）列车开始刹车时，与工程车的距离d？ （3）列车为避免与工程车相碰，刹车加速度大小至少为多少？ 【答案】（1）180s，8100m；（2）2100m；（3） 【解析】 【详解】（1）列车静止出发后做加速度大小为的匀加速直线运动，达最大速度后，由速度公式 解得到最大速度所经历的时间为 由位移公式 解得位移为 （2）设反应时间内，列车和工程车均在匀速前进，得位移分别为 列车开始刹车时与工程车的距离关系为 解得 （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 相贴时长度关系为 而 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $