吉林长春市力旺高级中学2025-2026学年高二下学期期中考试物理试卷

长春市力旺高级中学2025-2026学年高二下学期期中考试 物理试卷 考试时间：75分钟 试题满分：100分 一、选择题（本题共10小题，共46分。1-7小题单选，每小题4分；8-10小题多选，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 1．下列说法中不正确的是（　　） A．一列声波由空气传播到水中，波速和波长都发生变化 B．火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高 C．对于同一障碍物，波长越长的光越容易发生明显衍射现象 D．光导纤维内芯折射率小于外套折射率 2．目前，塑料光纤被广泛应用于各类装饰行业。假设塑料光纤的横截面为正方形，边长为，该塑料的折射率。如图所示，当塑料光纤受外力弯曲时，为了垂直射入截面的一束平行光能全部从截面射出，则弯曲的曲率半径的最小值为（　　） A． B． C． D． 3．巴耳末线系是氢原子从n≥3的能级跃迁到n＝2的能级时产生的一组特定谱线。1884年，瑞士数学教师巴耳末通过实验研究发现了该线系，其光谱线主要分布在可见光区和紫外光区，其中可见光区域包含4条显著谱线，分别为Hα、Hβ、Hγ、Hδ。图甲中给出了这4条可见光谱线对应的波长，图乙为氢原子的能级图，则（　　） A．Hδ光是由处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁的过程中产生的 B．遇同一个障碍物，Hα比Hδ更容易发生衍射 C．Hα谱线对应光子的动量最大 D．若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hδ光对应的光电子的最大初动能最小 4．一定质量的理想气体从状态a开始，经过一个循环a→b→c→a，最后回到初始状态a，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，气体温度不变 B．b→c过程，气体温度不变 C．c→a过程，气体温度降低，并且向外界放出热量 D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体吸收的热量等于放出的热量 5．小明设计了一种测温装置，用于测量教室内的气温，结构如图所示。导热性能良好的大玻璃泡A内密封有理想气体，与A相连的B管插在水银槽中，B管内水银面的高度x可反映所处环境的温度，据此在B管上标注出温度的刻度值。教室内的气压始终为一个标准大气压76cmHg。当教室内温度为280K时，B管内水银面的高度为20cm。B管的气体体积可忽略不计，则（　　） A．B管上所刻的温度数值上高下低 B．B管上所标的温度数值间隔是不均匀的 C．B管内水银面的高度为16cm时，教室内的温度为290K D．若把刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际温度偏高 6．如图所示，两端开口的足够长玻璃管竖直插在水银槽中，管中有一段水银柱将一部分气体封闭，封闭气体看成理想气体，初始时系统静止。保持玻璃管不动，现从上管口缓慢向管中倒入水银，使水银柱长度增加，在倒入水银的过程中气体温度不变，下列说法正确的是（　　） A．管中气体分子数密度不变 B．管中气体内能增大 C．稳定后，水银槽中的水银在管内、外液面高度差增加量小于l D．管中气体放出热量 7．1899年，苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”，和大量气体分子与器壁的频繁碰撞类似，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”。某同学设计了如图所示的探测器，利用太阳光的“光压”为探测器提供动力，以使太阳光对太阳帆的压力超过太阳对探测器的引力，将太阳系中的探测器送到太阳系以外。假设质量为m的探测器正朝远离太阳的方向运动，帆面的面积为S，且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为r，不考虑行星对探测器的引力。已知：单位时间内从太阳单位面积辐射的电磁波的总能量与太阳绝对温度的四次方成正比，即，其中T为太阳表面的温度，为常量。引力常量为G，太阳的质量为M，太阳的半径为R，光子的动量，光速为c。下列说法正确的是（　　） A．常量的单位为 B．t时间内探测器在r处太阳帆受到太阳辐射的能量 C．若照射到太阳帆上的光一半被太阳帆吸收一半被反射，探测器太阳帆的面积S至少为 D．若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，探测器在r处太阳帆受到的太阳光对光帆的压力 8．下列说法正确的是（　　） A．甲图测量油膜分子直径时，为了避免油酸挥发带来影响，在滴完油酸之后要立即测量油膜的面积 B．乙图是布朗运动示意图，悬浮在液体中的颗粒越大，某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多，撞击的不平衡性越明显，布朗运动越显著 C．丙图是气体分子速率分布图，由图可知代表的温度小于代表的温度，但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积 D．丁图是分子间作用力示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零 9．科技小组用容积2.0L的可乐瓶制作水火箭，箭身及配重物总质量M=0.1kg。瓶内装入0.5L水后密封，初始气体压强为1atm。用打气筒每次打入0.5L、1atm的空气，当瓶内气压达5atm时橡胶塞脱落，水高速喷出，火箭起飞。已知水的密度忽略空气阻力，重力加速度g取下列说法正确的是（　　） A．打气时筒内气体温度升高是因为摩擦生热 B．水喷出的过程中，水火箭内的气体对外做功 C．至少打气12次水火箭的橡胶塞才脱落 D．若橡胶塞脱落后水以v=10m/s全部喷出，火箭最多能升到125m高处 10．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下面说法正确的是（　　） A．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙 B．新核Y在磁场中做圆周运动的半径为 C．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为 D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11．（6分）物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作和实验分析等。 (1)用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。则这块玻璃砖的折射率_____（用图中字母表示）。 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是___________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m。（最后一空的结果保留3位有效数字） 12．（8分）利用平面镜也可以进行双缝干涉实验。基本装置如图甲所示，S为单色光源，M为平面镜，S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离为L到平面镜的垂直距离为a，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。 (1)已知光屏上第一条亮条纹读数为x1，第七条亮条纹如图丙所示读数记为___________mm，该单色光的波长λ=___________（用a，L，x1，x7表示）。 (2)某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ如图丁所示。若沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距将___________（变大、变小或不变）。 (3)若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为b，平面镜宽为c，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为___________（用L、a、b和c表示）。 13．（10分）半径为的某种圆形透明介质截去一小部分，是截面，是其对称轴，与的交点到圆心的距离为，一束光线以平行的方向从点射入介质，折射光线刚好射到点，点到的距离为。 (1)求介质对光的折射率； (2)试判断光照射到点时会不会发生全反射。 14．（14分）如图所示，两个固定的导热良好的水平汽缸，由水平硬杆相连的活塞面积SA = 100cm2，SB = 20cm2两汽缸通过一带阀门K的细管连通，最初阀门关闭，A内有理想气体，B内为真空。两活塞分别与各自汽缸底相距a = b = 50cm，活塞静止。（不计摩擦，细管体积可忽略不计，设环境温度保持不变，外界大气压为p0）。 （1）保持阀门K关闭，A内气体的压强。 （2）将阀门K打开，足够长时间后，活塞距离左侧汽缸底部的距离是多少？ （3）重新将阀门K关闭，用打气筒向A汽缸中缓慢充入压强为1.5p0理想气体，使活塞回到原位置，则充入的气体体积为多少？ 15．（16分）在量子力学诞生以前，玻尔提出了原子结构假说，建构了原子模型：电子在库仑引力作用下绕原子核做匀速圆周运动时，原子只能处于一系列不连续的能量状态中（定态），原子在各定态所具有的能量值叫做能级，不同能级对应于电子的不同运行轨道。电荷量为的点电荷A固定在真空中，将一电荷量为的点电荷从无穷远移动到距A为的过程中，库仑力做功。在弗兰克一赫兹实验中，电子碰撞原子，原子吸收电子的动能从低能级跃迁到高能级。假设改用质子碰撞氢原子来实现氢原子的能级跃迁，实验装置如图所示。紧靠电极A的点处的质子经电压为的电场加速后，进入两金属网电极B和C之间的等势区。在区质子与静止的氢原子发生碰撞，氢原子吸收能量由基态跃迁到激发态。质子在碰撞后继续运动进入减速区，若质子能够到达电极D，则在电流表上可以观测到电流脉冲。已知电子质量为，质子质量与氢原子质量均为，元电荷为、静电力常量为、普朗克常量为，规定无穷远处电势能为零。忽略质子在点时的初速度，质子和氢原子只发生一次正碰。 （1）若已知电子运行在半径为的轨道上，请根据玻尔原子模型，求电子的动能及氢原子系统的能级； （2）假定质子和氢原子碰撞时，质子初动能的被氢原子吸收用于能级跃迁。要出现电流脉冲，求CD间电压的最大值； （3）要使碰撞后氢原子从基态（半径为）跃迁到第一激发态（半径为），求的最小值。 参考答案 1．D 【详解】A．声波是机械波，从空气传入水中时频率由波源决定保持不变，波速变大，由可知波长变大，波速和波长都发生变化，故A正确，不符合题意； B．根据多普勒效应，声源向观察者靠近时，观察者接收到的声波频率高于声源固有频率，故B正确，不符合题意； C．发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相近或小于波长，同一障碍物尺寸固定，波长越长越满足明显衍射条件，越容易发生明显衍射，故C正确，不符合题意； D．光导纤维利用光的全反射原理传递信号，全反射要求光从光密介质射入光疏介质，因此内芯折射率必须大于外套折射率，故D错误，符合题意。 故选D。 2．C 【详解】要使垂直射入截面的平行光全部从截面射出，需满足所有光线在光纤内表面发生全反射，不发生折射。根据全反射条件，光线入射角需大于或等于临界角，临界角满足，设光纤横截面正方形边长为，弯曲曲率半径为。截面最内侧光线的入射点到曲率中心的距离为，该光线在光纤内表面的入射点到曲率中心的距离为，根据几何关系可知 代入数据解得。 故选C。 3．B 【详解】A．根据玻尔原子理论，从能级到能级跃迁辐射的光子能量为 根据 解得 即Hδ光是由处于n＝6能级的氢原子向低能级跃迁的过程中产生的，故A错误； B．由衍射条件可知，波长越长越容易发生衍射现象，由于Hα的波长大于Hδ的波长，因此遇同一个障碍物，Hα比Hδ更容易发生衍射，故B正确； C．光子的动量 因此波长越大动量越大，则Hδ光的波长最短，动量最大，故C错误； D．根据光电效应方程 可知频率越高，光子的最大初动能越大，Hδ光对应的频率最大，光电子的最大初动能最大，故D错误。 故选B。 4．C 【详解】A．a→b过程， （k为常量，压强与体积成正比）不是等温变化，等温变化是（k为常量，压强与体积成反比），故A错误； B．b状态压强与体积的乘积与c状态压强与体积的乘积不相等 故b→c过程，气体不是等温变化，故B错误； C．c→a过程是等压压缩气体，外界对气体做正功（），由 气体体积减小，温度降低，内能减小，即 由热力学第一定律有 故，气体向外界放出热量，故C正确； D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体对外界做的功（）为a→b→c→a对应图形的面积， 由热力学第一定律有 气体放出的热量小于吸收的热量，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．当教室内气温升高时，A内的气体做等容变化，由查理定律可知，压强增大，因A内气体压强 则x减小，故B管上所刻的温度数值上低下高，故A错误； B．根据查理定律有 得 即x与T是线性关系，故B管上所标的温度数值间隔是均匀的，故B错误； C．根据查理定律有 解得，故C错误； D．根据查理定律有 其中（其中为装置所处环境的大气压） 得 把刻好温度值的装置移到高山上，由于高山上的大气压小于一个标准大气压，在温度相同的条件下，x会减小，因B管上所刻的温度数值上低下高，测出的温度比实际温度偏高，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．设管中气体初始状态时压强为，末态压强为，对水银柱受力分析，由平衡条件 由于从上管口缓慢向管中倒入水银，水银质量增大，所以管中气体压强增大，根据玻意耳定律 可知管中气体体积减小，管中气体被压缩，体积减小，则管中气体分子数密度增大，故A错误； B．由于在倒入水银的过程中气体温度不变，则管中气体内能不变，故B错误； C．设大气压强为，管上部水银柱的长度为h，管内外水银面的高度差为,对封闭气体进行受力分析，其压强P由上方的大气和水银柱产生，即 同时，封闭气体的压强也平衡了下方的大气压和管内外水银面的高度差产生的压强，即 由以上两式可得，即上部水银柱的长度等于管内外水银面的高度差，故C错误； D．根据热力学第一定律 其中， 则，则故管中气体放出热量，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．P0是单位时间从太阳单位面积辐射的电磁波的能量，所以单位为，则 则常量的单位为 故A错误； B．t时间内探测器在r处太阳帆受到太阳辐射的能量 故B错误； C．辐射到太阳帆的光子的总数 一半光子被吸收，一半反射，则有 其中 联立可得 故C错误； D．若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，则有 可得探测器在r处太阳帆受到的太阳光对光帆的压力 故D正确。 故选D。 8．CD 【详解】A．甲图测量油膜分子直径时，在滴完油酸之后不能立即测量油膜的面积，应等油膜稳定后再测量油膜的面积，故A错误； B．乙图是布朗运动示意图，悬浮在液体中的颗粒越大，某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多，撞击的不平衡性越不明显，布朗运动越不显著，故B错误； C．丙图是气体分子速率分布图，温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比更大，则代表的温度小于代表的温度；但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积，均为1，故C正确； D．丁图是分子间作用力示意图，在处引力和斥力等大，分子力表现为零，故D正确。 故选CD。 9．BCD 【详解】A．根据热力学第一定律，打气时，活塞对筒内气体做功，气体内能增加，温度升高，故而筒壁发热，故A错误； B．由热力学第一定律，当水喷出时，水火箭内气体体积急剧膨胀，气体对外做功，故而气体吸热，B正确； C．以水火箭内密封气体为分析对象，由气体等温变化规律 解得，故C正确； D．水火箭竖直放置时，能上升的高度最高，水以v=10m/s全部喷出，由动量守恒 水的质量为，代入数据可得水火箭的初速度 由竖直上抛运动规律得 解得最大高度为，故D正确。 故选BCD。 10．BCD 【详解】A．由动量守恒可知 衰变后α粒子与新核Y运动方向相反，所以轨迹圆应外切，由 可得圆周运动的半径 新核Y和α粒子动量相同，α粒子电荷量较小，则半径大，由左手定则可知两粒子圆周运动方向相同，丁图正确，A错误； B．由可知 则，B正确； C．圆周运动周期 环形电流 ，C正确； D．对α粒子，由洛伦兹力提供向心力 可得 由质量关系可知，衰变后新核Y质量为 由衰变过程动量守恒可得 ， 系统增加的能量为 由质能方程得ΔE=Δmc2 联立得，D正确。 故选BCD。 11．(1) (2) 40 (3) 打点计时器用直流电源 拉小车的线没有与木板平行 【详解】（1）由折射定律可得这块玻璃砖的折射率。 （2）[1]图中超过半格的小格数是40。油酸膜的面积 [2]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积 油酸分子的直径是 （3）[1][2]打点计时器应该使用交流电源，图中用的是直流电源；实验要调整滑轮，使拉小车的线与木板平行，图中拉小车的线没有与木板平行；该实验要平衡摩擦力，需要将靠近打点计时器的一端垫高，图中未平衡摩擦力；实验开始前应将小车靠近打点计时器，图中小车离打点计时器较远。任选两个原因即可。 12．(1) 13.870/3.868/13.872/13.869/13.871 (2)变大 (3) 【详解】（1）[1]由图丙可得读数为 [2]相邻亮条纹中心间距为 由题意可知，等效的双缝间距为 又 联立，解得 （2）画出光路图有 沿OA向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出双缝的间距即S与像的间距减小，则干涉条纹间距变大。 （3）画出光路图 根据几何关系，打到最上面的点到P点距离设为，则 打到最下面的点到P点距离设为，则 出现干涉条纹区域的竖直长度为 13．(1) (2)会 【详解】（1）作出光路图如图所示 到对称轴的距离为，（半径），因此法线与入射光线的夹角，即入射角， 在中，，，，由正弦定理得 结合余弦定理，解得，代入得 根据折射定律 解得 （2）临界角 点的入射角是折射光线与的法线（）的夹角，由正弦定理得 计算得 因为，即，则恰好会发生全反射。 14．（1）0.8p0；（2）25cm；（3） 【详解】 （1）保持阀门K关闭，对两活塞整体为研究对象，根据平衡得 解得 （2）打开阀门K稳定后，设气体压强为，以两个活塞和杆为整体有 解得 设大活塞左移x，对封闭气体由玻意耳定律得 代入数据解得 则大活塞停在据左侧缸底 （3）重新关闭阀门，若活塞恢复原位，则对B中气体由玻意耳定律得 解得 则 解得 对A中气体和充入气体整体为研究对象，根据玻意耳定律得 解得 15．（1），；（2）；（3） 【详解】（1）设电子在轨道上运动的速度大小为，根据牛顿第二定律有 电子在轨道运动的动能 电子在轨道运动的势能 氢原子的能量即动能和势能之和 （2）质子做匀加速运动，由动能定理得 解得 由动量守恒定律和能量守恒定律得 ， 解得 ， 质子再做匀减速运动，要出现电流脉冲则满足 解得 （3）由动量守恒定律和能量守恒定律得 ， 当时，损失的能量最多 由 解得 答案第10页，共19页 - 1 - 学科网（北京）股份有限公司 $