江西抚州市临川第一中学2024-2025学年高二下学期期末物理试题

**基本信息** 2024-2025学年高二期末物理试卷，以光学、天体运动、电磁学等核心知识为载体，通过“∞”字形装置光子动量、铀核衰变轨迹等情境设计，融合科学思维与科学探究，实现基础巩固与能力提升的统一。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7/28|光的衍射干涉、第一宇宙速度、匀强电场电势|结合泊松亮斑等实验现象，考查物理观念理解| |多选|3/18|衰变、理想气体状态方程、电磁感应|通过铀核衰变轨迹分析，体现科学推理与模型建构| |非选择|5/54|单摆测g、油膜法估分子直径、光的折射全反射、气体定律、电磁场中粒子运动|实验题注重科学探究（如单摆周期测量），计算题综合带电粒子在复合场中运动等真实情境，强化科学态度与责任|

2024一2025学年（下)高二年级期末物理试题 配套参考答案 1.A 【详解】A.泊松亮斑是光绕过不透光小圆盘在其阴影中心产生的亮斑，属于光的衍射现象， 故A正确： B.泊松亮斑是光的衍射现象，而小孔成像的原理是光的直线传播，二者原理不同，故B错 误； C.劈尖干涉相邻明（或暗）条纹间距近似公式为△x=2 (日为劈尖夹角)，若仅换用波长 2日 入更长的光，则相邻条纹间距变大，故C错误； D.对劈尖干涉，若仅使两板夹角日增大，由△x=2可知，相邻条纹间距变小，故D错误。 2日 故选A。 2.A 【详解】行星表面的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，此时卫星轨道半径等于行星半径 R,由万有引力定律和向心力公式得G加=m” R2m R 解得行星质量M=”R G 行星视为球体，则体积严=3 4 πR M 根据密度定义可知p= VR 解得p= G 32 4 元R3 4πGR2 3 故选A。 3.A 【详解】白纸反射各种色光，故用平行白光垂直照射白纸片时光子会被反弹回去，而黑纸面 会吸收各种色光，即光子与黑纸片碰撞后具有相同的速度方向，结合动量守恒知光子与白纸 片碰撞后，白纸片会获得较大速度，故此装置会逆时针方向转动（俯视）. 故ACD选项错误，B正确. 4.B 【详解】A.由匀强电场的特点可知%一pa=p-Po 解得a=3V,故A错误； C.如图所示 答案第1页，共8页 个y/m b d a x/m 连线ad为等势线，又电场线与等势线垂直，过b点作ad的垂线，垂足为f,则bf连线为电 场线，且电场方向由b指向方，故C错误： B.由几何关系可知bf=abcos30°= 2 -m 该匀强电场的电场强度大小为E= U虹=4-9 dordor 代入数据解得B=2 3 Vm,故B正确： D.c点的电势为g=2+2=2.5V 2 则bc两点的电势差为Ue=%-.=1.5V 电子从b到c静电力做的功为Wc=-eUe=-1.5eV,故D错误。 故选B。 5.C 【详解】A.在粒子散射实验中，绝大多数粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进，只有少数 α粒子发生了大角度偏转，故A错误： B.卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故B错误： C.对光电效应电路图，闭合开关，当滑片P向b端滑动时，光电管两端的电压增大，且为 正向电压，光电子受到的电场力方向与初速度方向相同，光电流会增大或趋于饱和，故C 正确： D.对光电效应电路图，电压表示数为0时，只要有光照且频率大于极限频率，就会有光电 子射出并到达阳极，电流表示数不一定为0，故D错误。 故选C。 6.C 【详解】题意可知ad边与dkba边长度之比为2：3，由电阻定律可知ad边的电阻与dcba U 边的电阻之比为2：3，由1=及可知，上下两侧的电流之比为3：2，设b边的长度为L,电 流为2让.又函边有一半处在磁场中，则b边所受的安培力大小为下-B2I号2m 同理cd边所受的安培力大小为F,由几何关系可知ab边与cd边所受的安培力夹角为120°， 则ab边与cd边所受安培力的合力竖直向下且大小为F,又ad边所受的安培力大小为 Fad =B.31.2L=6F 方向竖直向下，则整个导线框所受的安培力大小为7F。 答案第2页，共8页 故选C。 7.C 【详解】AB.初始状态三管水银面相平，则三管内气体压强相等，设为P,温度均为T,。 设水银面不动，气体做等容变化，由查理定律号 可知p=凸△7 T 因P、工，、△T均相同，则三管气体压强增加量△p相同，水银面仍保持相平，故A错误B 错误； CD.打开阀门k流出一定量水银，三管内气体体积均增大，压强均减小。假设三管水银面 下降相同高度△h,由玻意耳定律PL=p'(L+△h) 得P=:凸 Z+h1+ 因LA<LB<Lc,则PA<PB<Pc。根据连通器原理，平衡时p'+Pgh=P底 气体压强p'越小，对应的水银柱高度h越大，故A管水银面最高，C管水银面最低，故C 正确D错误； 故选C。 8.BD 【详解】AD.初始时轴238原子核静止在A点，根据动量守恒定律，衰变前后系统总动量 守恒，初始动量为零，故衰变后两粒子动量大小相等、方向相反，即粒子、b的动量之和 为零，速度方向相反。图中两轨迹外切，说明发生衰变后产生的两粒子、b带同种电荷（均 正电)，所以是衰变，不是B衰变，故A错误，D正确： B.两粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力B=m 得轨道半径r=”m=卫 gB gB 由于两粒子动量大小相等，磁感应强度B相同，故半径”与电荷量9成反比。由图可知，粒 子a的轨迹半径大于粒子b的轨迹半径，说明粒子a的电荷量小于粒子b的电荷量。衰变 放出He核，根据质量数守恒和电荷数守恒，剩余核为4Th,所以粒子b为4Th,故B正 确； C.衰变会释放能量，根据质能方程E=△c2 可知，释放能量必然伴随质量亏损，所以粒子、b的质量之和小于铀238核的质量，故C 错误； 故选BD。 9.BD 【详解】A.由题图1可知，理想气体在状态A、B的压强和体积分别为Pa=,V4=%, Pa 2.2Po:V8=2Vo 答案第3页，共8页 设气体在状态小、B的温度分别为工4、，则根据理想气体状态方程有P,_卫。a TA 解得理想气体在状态A、B的热力学温度之比为兰=P业：，% 5 石P722p×%2,放A错误： B.由题图1可知，卫-V图像与坐标轴围成的面积表示气体对外界做功的值，所以理想气 体从状态A到状态B对外界做的功为W-+22A严-1印。，故B正确： 2 C.已知一定质量的理想气体的等温过程满足pΨ=C,变形得p=C】 所以在P-7图像中等温线是过原点的倾斜直线。由于虚线OC是过原点的直线，所以虚线 OC是等温线；同理实线CD不是过原点的直线，所以实线CD不是等温线，故C错误： D.由理姐气体状态方程pP=,变形得P=RT号 所以在P-号图像中，某点与原点连线的斜率为k=7 对于一定质量的理想气体，其斜率k越大，说明温度越高。由题图2可知，状态C与原点连 线的斜率大于状态D与原点连线的斜率，所以有Tc>T。 由于分子的平均动能只与温度有关，温度越高，分子的平均动能越大，故状态C的分子平 均动能大于状态D的分子平均动能，故D正确。 故选BD。 10.BD 【详解】A.导体棒沿导轨上滑时，受重力、支持力以及沿导轨向下的安培力，由牛顿第二 定律得ng sin a+=ua 导体棒沿导轨向上做减速运动，速度减小，感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小， 导体棒的加速度减小，故A错误： BC.导体棒上滑的时间为1，规定沿导轨向上为正方向，由动量定理得 -BIL·△t-g sin a△t=l~△v 两边求和得-∑BIL·△f-∑gsin a.△f=∑.△v 又q=t 则有-BqL-g sin a·1=0-% △④ 导体棒上滑过程由法拉第电磁感应定律得E= △t 又由闭合电路欧姆定律得I= 2R 整理得q= BLx 2R 联立解得x=4mRsC,故B正确，C错误： B4L 答案第4页，共8页 D.由能量守恒定律得2Q+gx sin a=二 2 解得Q=mgR'sina,故D正确。 4B4Z4 故选BD。 11. 2(t2-41) 0.9790(0.9790-0.9795均可) 4π21 2 【详解】【小题1】[1]单摆做简谐运动时，相邻两次经过最低点的时间间隔为半个周期。己 屈为第n次到达最低点的时刻，4为第+1次到达最低点的时刻，因此？七-，整理得 T=2(t-4) [2]刻度尺分度值为lmm,摆长为悬点到小球球心的距离，由图可知读数为97.90cm,换算 单位得0.9790~0.9795m均正确，需估读，合理即可 [3]根据单摆周期公式可得T=2π 变形可得g= 4π21 T2 12.(1)adc ②) 500m (3)4.5×10-2/4.4×10-2/4.6×102 (4)5.3×1010/5.1×1010/5.2×1010/5.4×10-10/5.5×1010 (5)小于 【详解】(1)结合正确的实验操作，先配制溶液，测出一滴溶液的体积，再向撒入爽身粉的 浅水盘中滴入溶液，算出油膜的面积，最后求分子的直径，正确的排列顺序为badc。 (2》油酸酒精溶液的浓度为0一消油酸酒精溶液的体积为片- 500” n 则一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为V=」 解得V 500m (3)数方格时，大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，由题图可知，油酸薄膜形 状占据的方格数大约为113个，由于每个方格的面积为S,=2×10-2×2×102m=4×104m 该油膜的面积约为S=113S,≈4.5×102m (4)若V=1.2mL、n=100,则V=2.4×101m3 油酸分子的直径为d=S 代入数据解得d≈5.3×10-10m (5)实验时误将记为n+1,计算一滴油酸酒精溶液的体积偏小，则一滴溶液中含有的纯 答案第5页，共8页 油酸的体积偏小，分子直径的测量值偏小。 13.(1)V5,30 c 【详解】(1)由全反射临界角公式$mc= 可得介质的折射率n=√3 设外圆半径为R,光线在A点的折射角为”，由于折射光线与内圆相切于B点，由几何关系 可知my是 根据对称性可知，光线在C点的入射角也为Y,设C点的出射角为'，因C点的出射光线与 直径AD平行，由几何关系可知'=2y D 根据光的折射定律有n= sini'sin2=2cosy sinysiny 解得cosy= 5 2 故光在A点的折射角y=30 (2)由siny= 万及=30，可得R=2 光在介质中从A传播到C的路程为弦AC的长度s=2 Rcosy=23r 光在介质中的传播速度v=S=V5。 n3 故光从A到C的传播时间1==6 V C 14.(1)2.1×10Pa (2)0.14kg 【详解】(1)根据题意可知，初始状态下轮胎内气体压强为乃，=2p,=2×10Pa 温度为T=273K+27K=300K 体积为V=0.06m3 答案第6页，共8页 变化后的温度为T,=273K+37K=310K 设此时轮胎内气体压强为，因为轮胎容积可视为不变，则由查理定律得 凸= 代入数据解得p2≈2.1×10Pa (2)0℃变换为热力学温度为T,=0+273K=273K 设轮胎内空气在0℃、1个标准大气压下的体积为，由理想气体状态方程得 pvPoro T 代入数据解得V。=0.1092m3 所以轮胎内空气的质量为m=p%=1.3×0.1092kg≈0.14kg 15.(1) 48 25q Anwo 254d (3)不会击中 【详解】(1)由抛体运动规律知，能通过O点的粒子初速度斜向右上且与竖直方向夹角为37° L 5L 粒子在电场中运动的时间t= 。·sin37°3n 粒子加速度大小a=2o·cos37°_24 25L 对粒子受力分析可得Bg=a=24mm 25L 解得E= 24d 25gL 电压U=E.2L=48mn时 25q (2)由几何关系知，粒子在磁场中运动的半径R=。 由洛伦兹力提供向心力可知Bg。=m R 解得B=4 5qd (3)将粒子在O点的速度分解为、2，其中方向竖直向下并满足B州1=Eq 4 解得y=亏6 则水平向右的分速度大小为=0 3 粒子同时做竖直向下、速度为的匀速运动和以2为初速度的圆周运动 答案第7页，共8页 半径r="m=三d<d,不会击中挡板2 Bg 4 答案第8页，共8页 2024—2025学年（下）高二年级期末物理试题 (试卷满分：100分 考试用时：75分钟) 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一项是符合题目要求. 1．关于下图所对应的光学相关知识，说法正确的是（     ） A．泊松亮斑是光的衍射现象 B．泊松亮斑是光的直线传播造成的，与小孔成像的原理相同 C．对劈尖干涉，若仅换用波长更长的光，则相邻条纹间距变小 D．对劈尖干涉，若仅使两板夹角增大，则相邻条纹间距变大 2．某行星表面的第一宇宙速度大小为，行星半径为，万有引力常量为，则该行星的密度为（     ） A． B． C． D． 3．光子有能量，也有动量，它也遵守有关动量的规律．如图所示，真空中有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′ 在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片．当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于此装置开始时转动情况（俯视）下列说法中正确的是（     ） A．逆时针方向转动 B．顺时针方向转动 C．都有可能 D．不会转动 4．如图所示的坐标系中，空间有一匀强电场与xOy面平行，a点的坐标为（，0），b点的坐标为（，），d点的坐标为（0，1m），c点为Oa的中点。已知原点O的电势为2V，a点的电势为3V，b点的电势为4V，则下列说法正确的是（     ） A．d点的电势为3.5V B．匀强电场的电场强度大小为 C．匀强电场的方向由b指向c D．电子从b到c静电力做的功为1.5eV 5．近代物理发展的进程中，有很多典型的实验，关于下列相关示意图的说法中正确的是（     ） A．对α粒子散射图景，大多数α粒子都有明显的偏转 B．J.J.汤姆孙根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 C．对光电效应电路图，闭合开关，当滑片P向b端滑动时，电流表示数可能变大 D．对光电效应电路图，电压表示数为0时，电流表示数也一定为0 6．如图所示，等腰梯形的导线框abcd竖直固定，，导线框由粗细均匀的同种导线围成，矩形区域内存在垂直线框平面向里的匀强磁场，磁场的下边界刚好与梯形的中位线重合。现在导线框的ad两点加一恒定电压，a接电源负极、d接电源正极，ab边所受的安培力大小为F，则整个导线框所受的安培力大小为（     ） A．5F B．6F C．7F D．8F 7．如图所示，上端封闭的连通器A、B、C三管中水银面相平，管内水银上方的空气柱长LA<LB<LC，连通管道下部有阀门k，初始状态下三气柱温度相同且阀门关闭，下列说法正确的是（　　） A．A、B、C管中气体温度同时缓慢升高∆T后，A管中的水银面比C管中的高 B．A、B、C管中气体温度同时缓慢升高∆T后，C管中的水银面比A管中的高 C．若打开阀门k流出一定量水银（保持三管中均留有水银）后，A管中水银面最高 D．若打开阀门k流出一定量水银（保持三管中均留有水银）后，C管中水银面最高 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．每小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. 8．如图所示，空间内存在垂直纸面向里的匀强磁场，初始时一个铀238（）原子核静止在点，某时刻铀238核发生衰变后产生两个粒子a、b，两个粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，则下列说法正确的是（     ） A．铀238发生的是衰变 B．粒子b为 C．粒子a、b的质量之和等于铀238核的质量 D．粒子a、b的动量之和为零 9．一定质量的理想气体，压强与体积的关系图像如图1中的实线所示；另一种一定质量的理想气体，压强与体积倒数的关系图像如图2中的实线所示。下列说法正确的是（　　） A．图1中，理想气体在状态A、B的热力学温度之比为 B．图1中，理想气体从状态A到状态B对外界做的功为 C．图2中，虚线OC不是等温线，实线CD是等温线 D．图2中，理想气体在状态C的分子平均动能大于状态D的分子平均动能 10．如图所示，两足够长的光滑平行导轨倾斜固定，倾角为α，两导轨之间的距离为L，导轨的顶端用导线接一阻值为R的定值电阻，一质量为m、阻值也为R、长为L的导体棒MN垂直导轨放置，整个空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。时刻给导体棒一沿导轨向上的初速度，经过时间运动到最高点，重力加速度为g。忽略导轨和导线的电阻，导体棒始终与导轨垂直且接触良好。在导体棒向上运动到最高点的过程中，下列说法正确的是（     ） A．导体棒向上做加速度增大的减速直线运动 B．导体棒沿导轨向上滑动的最大位移为 C．导体棒沿导轨向上滑动的最大位移为 D．定值电阻上产生的热量为 三、非选择题：本题共5小题，共54分. 11．某同学进行“用单摆测量重力加速度”的实验，步骤如下： （1）将实验器材按如图甲所示方式安装，其中光传感器安装在点正下方。 （2）将单摆拉离平衡位置摆角，开启光传感器后将单摆由静止释放。 （3）由光传感器的记录可知，时刻小球第次进入光传感器，时刻小球第次运动到最低点，时刻小球刚好离开光电门，时刻小球第次运动到最低点，可知此单摆的周期___________（用题干所给字母表示）。 （4）如图乙所示，用刻度尺测量单摆摆长，该同学将刻度尺竖直放置，刻度尺0刻度线与单摆悬点对齐，可读出摆长___________。 （5）重力加速度___________（用题中给出的字母“”、“”和“”表示）。 12．晓宇同学在利用单分子油膜法估测分子的大小时，完成了如下操作： a．向浅盘里倒入约2cm深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上，用注射器将一滴油酸酒精溶液滴在水面上； b．配制油酸酒精溶液，取纯油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500mL刻度线为止； c．根据配制的溶液的浓度，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，最后求出分子的直径d； d．待油膜的形状稳定后，将带有坐标纸的玻璃板放在浅盘上，描绘出油膜的轮廓，算出油膜的面积S； e．用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n，计算出每滴油酸酒精溶液的体积。 请回答下列问题： (1)上述操作正确的顺序为be_________。 (2)由以上操作可知，一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为_________（用Vn、n表示）。 (3)实验时得到的油膜如图所示，正方形小方格的边长为2cm，则该油膜的面积约为_________m2（结果保留2位有效数字）。 (4)实验测得、，则油酸分子的直径约为d=_________ m（结果保留2位有效数字）。 (5)若实验时误将n记为n＋1，则分子直径的测量值_________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 13．如图所示为横截面是圆环形的透明介质，内半径为r，O为圆环的圆心。一束单色光从A点射入透明介质，折射光线与内圆相切于B点，然后射到外圆的C点，C点的出射光线与直径AD平行。已知光在介质中全反射临界角的正弦值为，光在真空中的传播速度为c，求： (1)该透明介质的折射率以及光在A点的折射角； (2)光从A到C的传播时间。 14．某家用轿车的一个轮胎充入空气后容积为0.06m³，胎压为2个标准大气压，温度为27℃。已知1个标准大气压为，轮胎内空气可视为理想气体且轮胎容积可视为不变。 (1)当轮胎内空气温度变为37℃，胎内空气的压强将变为多少Pa?（结果保留2位有效数字） (2)已知0℃、1个标准大气压下的空气密度为1.3kg/m³，则该轮胎内空气质量为多少?（结果保留2位有效数字） 15．如图所示，水平放置的平行板电容器的上、下极板间相距，足够大的绝缘薄挡板P沿竖直方向紧贴平行金属板放置，挡板P在处有一小孔，点到平行板电容器上、下极板的距离相等。粒子源位于点正左侧，到点的距离为，质量为、电荷量为（）的带电粒子从粒子源沿各个方向以初速度射出，挡板P右侧固定有与挡板P平行的挡板Q，，、之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度未知，某一带电粒子从点射入磁场时与竖直方向的夹角为，经磁场偏转后恰好能垂直击中挡板Q，不计粒子重力及粒子间的相互作用。 (1)求平行板电容器两极板间的电压大小； (2)求匀强磁场的磁感应强度； (3)若在该粒子射入磁场的同时在磁场中施加水平向左的匀强电场，电场强度大小，试判断此时粒子是否会击中挡板Q。 物理试卷第1页，共2页 物理试卷第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $