河北保定市唐县第一中学2025-2026学年高二下学期5月期中物理试题

**基本信息** 这份高中物理期中试卷以“人造太阳”等科技前沿和空气喷泉实验等真实情境为载体，通过选择、实验、计算题型，考查原子物理、分子动理论、热力学等核心知识，突出科学思维与探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|原子结构（1）、核聚变（2）、光电效应（3）|结合EAST装置情境，基础题（1）与能力题（3能级跃迁）分层| |实验题|2/14|气体实验定律（11）、分子大小测量（12）|DIS实验（11）、油膜法与量子围栏（12），注重探究过程| |计算题|3/40|气体状态方程（13）、气缸压强（14）、抽气过程（15）|多过程综合（15抽气22次），应用理想气体模型，考查科学推理|

物 理 试 题 试卷满分100分 考试时间75分钟 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上。 2.作答时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.考试结束后，本试题卷和答题卡一并上交。 第Ⅰ卷（选择题 共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1．下列关于原子与原子核的说法正确的是（　　） A．氢原子可以吸收任意能量，从基态跃迁到激发态 B．原子核发生衰变时放出的电子来自原子核的核外电子 C．原子弹的反应原理是核聚变 D．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 2．当前在“人造太阳”（如：中国的EAST）装置中，主要研究的可控核聚变反应是：，则（　　） A．该核反应可以释放能量 B．该核反应条件是极低温 C．该核反应中的X为质子 D．该核反应中的X为电子 3．图1为探究光电流I与电压U间关系的装置，图2为氢原子的部分能级图。现利用大量的处于能级的氢原子辐射的某两种光，分别照射光电管的K极，依据实验数据，作出的图像如图3所示，且已知图线甲对应的光是氢原子从能级跃迁到能级时辐射的光。下列说法正确的是（　　） A．电源的a端应为电源的正极 B．氢原子最多能辐射3种频率的光 C．光电管内的金属K的逸出功为 D．图线乙对应的光是氢原子从能级跃迁到时辐射的光 4．如图所示是分子间的分子力与分子势能随分子间距离变化的关系示意图。下列关于分子力和分子势能的描述，正确的是（　　） A．当，，最大 B．当，分子间仍然存在引力的作用 C．当，随着的增大，和均增大 D．当，随着的减小，和均减小 5．某汽车发动机研发团队在研究一个特殊的热力学循环来模拟气缸内气体的状态变化。他们将一定质量的空气（视为理想气体）作为工作物质，经历的循环，并用图描述该过程，得到如下特征：：火花塞点燃燃料前，活塞不动，的反向延长线过坐标原点；：燃料燃烧推动活塞做功，平行于轴；：排气并重新吸入新鲜空气，此过程可将气缸内气体视为质量不变，平行于轴。实验测得状态时气缸容积，状态时气缸容积。下列说法错误的是（　　） A．从状态到状态，外界对气体做功 B．从状态到状态，气体分子热运动的平均动能减小 C．从状态经状态到状态，气体从外界吸收热量 D．整个循环过程中，气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量 6．关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故 C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来 7．氟具有放射性，可用来标记药物，其衰变方程为。某含的化合物中，核的数量与核的数量比值k随时间t变化的图线如图所示，则的半衰期为（　　） A．年 B．年 C．年 D．年 8．夏天，空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外，从而保持室内温度恒温舒适，室内气体近似看成理想气体。关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．空调将热量从室内传递到室外的过程，没有违反热力学第一定律 B．空调将热量从室内传递到室外的过程，违反了热力学第二定律 C．室内气体分子的平均动能保持不变 D．空调排放到室外的热量大于从室内吸收的热量 9．下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知，状态①的温度更高，与横轴所围面积更大 B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能先增大后减小 C．由图丙可知，当分子间的距离时，随分子间距离增大，分子间的作用力先减小后增大 D．由图丁可知，在r由变化到的过程中，分子势能减小，分子力做正功 10．氢原子的能级如图所示，现处于n＝3能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　） A．这些氢原子可能发出6种不同频率的光 B．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射的光子能量最小 C．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射的光子的波长最短 D．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射的光子的频率最大 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 二．实验题（共14分） 11．（6分）在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图甲所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组p-V图线。 (1)实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的________不发生变化，为更直观检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可作________（选填“p-V”或“p-”）图线。对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 (2)两组图线经检验均符合反比例关系，由图判断导致①、②两组数据差异的原因可能是________。 A．两组实验的环境温度不同 B．某次实验中装置的气密性不佳 C．两组封闭气体的质量不同 12．（8分）测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微镜法。在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中。 (1)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸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且表面撒有爽身粉的浅盘里，待水面稳定后，描出油膜的近似轮廓如图甲所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL，油膜的面积是________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m（此结果保留3位有效数字）。 (2)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为________m（结果保留2位有效数字）。 三，计算题 13.（10分）某兴趣小组做空气喷泉实验。在一体积为V的厚玻璃瓶里装满开水，随后把开水倒掉，用带有细管的橡胶塞把瓶口封住，此时温度传感器显示瓶内气体的温度为。立即把玻璃瓶倒置且将细管浸入到水槽中，固定玻璃瓶，稍后可以看到瓶内喷泉现象。已知初始时水槽液面上方细管长度为h，水的密度，大气压强为，重力加速度为g，忽略细管容积、橡胶塞和传感器体积。 (1)当细管上端恰好有水溢出时，求瓶内气体的温度大小； (2)当细管中的水恰好不再喷出时，水槽液面下降了0.2h。瓶内气体温度为，瓶内水面低于细管上端口。求进入瓶内水的体积大小。 14.（14分）如图（a）所示，两个活塞将A、B两部分种类、质量都相同的理想气体密封在导热气缸内，初始时气缸水平放置且两部分气体体积均为。现将气缸缓慢转动到与水平方向成30°角的位置，达到末状态，如图（b）所示。已知大气压强为，重力加速度为，两活塞横截面积均为S，质量均为，不计活塞与气缸间的摩擦，环境温度保持不变。 (1)求末状态时，A、B两部分气体的密度之比； (2)查阅资料知：如图（c），反比例函数图像上a、b间的曲线与x轴所围成的面积为，其中为自然对数。求气缸旋转的过程中，A部分气体向外界放出的热量。 15.（16分）如图所示，竖直放置的卡腰式圆柱形汽缸由a、b两部分组成，两部分高度均为L＝10 cm，汽缸a的横截面积S＝20 cm2，汽缸b的横截面积是a的2倍，汽缸a的下端装有抽气筒。汽缸b中有光滑活塞（厚度不计），活塞质量为m＝20 kg，活塞与汽缸间封闭性良好。初始状态活塞恰好在汽缸b的上端，现对汽缸进行缓慢抽气，共抽气22次，每次抽出气体的体积均为V0＝20 mL。温度保持不变，大气压强为p0＝1.0×105 Pa。求： （1） 前10次抽气过程中汽缸b中的活塞对气体做的功； （2） 整个抽气过程结束后，汽缸内气体的压强； (3)整个抽气过程结束后，抽出气体的质量占抽气前气体质量的百分比。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D B A B A ACD BD CD 11.（6分） (1) 温度 （2分） （2分） (2)AC（2分） 12.（9分） (1) 40 (2) 13.【详解】（1）当细管中刚好有水溢出来时，瓶内气体的压强为： 等体积变化，根据查理定律得：，解得： （2）当细管中的水恰好不再喷出时，瓶内气体的压强为： 根据理想气体状态方程得：， 故进入瓶内水的体积为： 14. 【详解】（1）A、B两部分气体的初态压强满足 A、B两部分气体的末态压强分别为， 由玻意耳定律得 联立各式得， 因为两部分气体的质量相等，所以末状态时A、B两部分气体的密度之比为 （2）A、B两部分气体的状态变化在同一条等温线上，由p-V图线与横轴所围成的面积表示气体做的功可知，B气体对A气体做的功为 A气体的温度保持不变，有 由热力学第一定律 解得A气体向外界放出的热量 15. （1）由题意可知汽缸b的横截面积为Sb＝40 cm2 汽缸b的容积为Vb＝400 cm3 汽缸内气体的压强为p＝p0＋＝1.5×105 Pa 前10次抽气过程中抽出气体的体积为ΔV＝10V0＝200 mL＝200 cm3 小于汽缸b的容积，活塞还没有达到卡腰处，故前10次抽气过程均为等压变化。前10次抽气过程中汽缸b中的活塞对气体做功W＝pΔV＝1.5×105×200×10－6 J＝30 J。 （2）由题意得，汽缸a的容积Va＝200 cm3 抽气20次后活塞恰达到卡腰处，汽缸内压强为p＝1.5×105 Pa 第21次抽气过程，根据玻意耳定律，有pVa＝p21（Va＋V0） 解得p21＝p 同理，第22次抽气过程，根据玻意耳定律，有p21Va＝p22（Va＋V0） 解得p22＝p＝1.24×105 Pa。 （3）根据理想气体压强与密度的关系，整个抽气过程结束后剩余气体的质量与抽气前气体的质量比，故整个抽气过程结束后，抽出气体的质量占抽气前气体质量的百分比为×100%＝72.4%。 试卷第1页，共3页 试卷第5页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $