内容正文:
安徽阜阳市临泉田家炳实验中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题
时间:75分钟满分:100分
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于固体、液体的性质,下列说法正确的是( )
A. 单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点
B. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点
C. 玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是由于液体重力的作用
D. 唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句,诗中荷叶和露水表现为浸润
2. 假设在太阳内部发生的核反应为HHe+2X,该核反应释放的能量为ΔE,光速为c。下列说法正确的是( )
A. X为中子
B. 该核反应为衰变反应
C. 该核反应的质量亏损为
D. 该核反应不满足能量守恒定律
3. 根据实验结果绘出的四种温度下黑体的辐射强度与波长的关系如图所示。下列分析正确的是( )
A. 随着温度的升高,只有波长为2 μm的辐射强度增大
B. 随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C. 德国物理学家维恩利用经典热力学和电磁学得到了与全部实验结果相符合的维恩公式
D. 英国物理学家瑞利利用经典热力学和电磁学得到了与全部实验结果相符合的瑞利公式
4. 在一次激光“焊接”视网膜的眼科手术中,所用激光的波长,若每个脉冲中的光子数是(已知普朗克常量,光速),则每个激光脉冲的能量为( )
A. B. C. D.
5. 关于下列四幅图的说法,不正确的是( )
A. 甲图中,分子间的距离为r0时,分子间作用力最小,分子势能也最小
B. 乙图中,将玻璃板缓慢地拉离水面时,绳子对玻璃板的拉力需大于玻璃板的重力
C. 丙图中,液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间的作用力表现为引力
D. 丁图中,封闭注射器的出射口,按压管内封闭气体的过程中阻力增大,说明气体分子间的作用力表现为斥力
6. 某空气压缩机的储气罐中存有的空气,现再充入的空气。设充气过程为等温过程,空气可视为理想气体,则充气后储气罐中空气的压强为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,在匀强磁场中,静止放置在O点的铀238原子核()发生衰变,放出射线后变成某种新的原子核,两段圆弧曲线分别是反冲核(新核)和射线的径迹。下列说法正确的是( )
A. 铀238原子核发生的是衰变,放出的射线是高速电子流
B. 曲线OP是射线的径迹,曲线OQ是反冲核的径迹
C. 若改变磁感应强度的大小,则反冲核和射线做圆周运动的半径关系随之改变
D. 曲线OQ的半径是曲线OP半径的45倍
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 关于扩散现象和布朗运动,下列说法正确的是( )
A. 气体扩散的快慢与其温度无关
B. 扩散现象和布朗运动都能在液体、固体中发生
C. 在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素
D. 靠近梅花就能闻到梅花的香味,这属于扩散现象
9. 如图所示,绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成容积相等的两部分,K与汽缸壁的接触是光滑的。汽缸两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b,气体分子之间的相互作用及势能可忽略。现通过电热丝对a加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡,则( )
A. a的体积增大,压强变小
B. b的温度升高了
C. a增加的内能大于b增加的内能
D. b的温度升高,内能增大,对外界做功
10. 氢原子的能级图如图甲,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管的阴极K上时,电路中的电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是( )
A. 阴极K的逸出功为6.75 eV
B. 氢原子跃迁时共发出6种频率的光
C. 保持入射光不变,向右移动滑片P,电流表的示数一定变大
D. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
三、实验探究题:本题共2小题,共16分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上,或按题目要求作答。
11. 图甲是研究光电效应现象的实验电路,当用能量为的光子照射到光电管上时,测得电流表A的示数随电压表V示数变化的图像如图乙所示,已知电子的电荷量。
(1)将滑动变阻器的滑片P移动至适当的位置,电流表有示数,且左右移动滑片P,电流表的示数均发生变化;当变阻器的滑片P向右滑动时,通过电流表的电流将会____(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)光电子的最大初动能为____,光电管中金属的逸出功为____。
12. 某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)在本实验中,“将油膜分子看成紧密排列的球形,在水面形成单分子油膜”,体现的物理思想方法是________(选填“等效替代法”“控制变量法”或“理想模型法”)。
(2)现有按酒精与油酸的体积比为配制好的油酸酒精溶液(忽略液体混合后的体积变化),用滴管从量筒中取体积为的该种溶液,让其自由滴出,全部滴完共滴。把一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面上展开,稳定后形成单分子油膜的轮廓如图所示,已知坐标纸上每个小方格的面积为。根据图示可估算出这一滴油酸酒精溶液在水面上形成的单分子油膜的面积____;根据上面数据可估算出油酸分子的直径______(用、、、、来表示)。
四、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 如图所示,用质量为、横截面积为的可动水平活塞将一定质量的理想气体密封于悬挂在天花板上的汽缸中,初状态时,活塞到汽缸底部的距离为。现环境温度逐渐降低,活塞缓慢向上移动距离,此过程密封气体放出的热量为。若外界大气压恒为,汽缸与活塞间的摩擦不计,重力加速度为,求此过程中密封气体内能的变化。
14. 有一种可加热的玻璃饭盒,其示意图如图所示,饭盒盖密封性良好且其上有一排气口,饭盒内部横截面积为S,质量、厚度均不计的饭盒盖与玻璃饭盒底部之间封闭了一定质量的理想气体,饭盒盖与玻璃饭盒底部之间的距离为L且饭盒盖固定不动,可以将其看成是一导热性能良好的汽缸。气体的初始温度,初始压强为大气压强,已知大气压强为。关闭排气口,现缓慢加热饭盒,使其内部气体温度达到372K。
(1)求此时封闭气体的压强;
(2)打开排气口,设此过程中饭盒内气体温度不变,放出部分气体,使得饭盒内气体压强与外界大气压强相等,求排出气体与原有气体的质量之比。
15. 在磁感应强度大小为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He)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。
(1)若该放射性原子核用X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。
(2)α粒子的圆周运动可以等效成环形电流,求该等效环形电流的大小。
(3)若该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,且新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm。
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安徽阜阳市临泉田家炳实验中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题
时间:75分钟满分:100分
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于固体、液体的性质,下列说法正确的是( )
A. 单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点
B. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点
C. 玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是由于液体重力的作用
D. 唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句,诗中荷叶和露水表现为浸润
【答案】B
【解析】
【详解】A.单晶体和多晶体都有确定的熔点,故A错误;
B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点,故B正确;
C.玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是由于液体表面张力的作用,故C错误;
D.唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句,诗中荷叶和露水表现为不浸润,故D错误。
故选B。
2. 假设在太阳内部发生的核反应为HHe+2X,该核反应释放的能量为ΔE,光速为c。下列说法正确的是( )
A. X为中子
B. 该核反应为衰变反应
C. 该核反应的质量亏损为
D. 该核反应不满足能量守恒定律
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒可知,核反应方程中的X的质量数为0,电荷数为1,为正电子,A项错误;
B.该核反应为轻核的聚变反应,B项错误;
C.由爱因斯坦质能方程可知,该核反应的质量亏损,C项正确;
D.任何核反应都满足能量守恒定律,D项错误。
故选C。
3. 根据实验结果绘出的四种温度下黑体的辐射强度与波长的关系如图所示。下列分析正确的是( )
A. 随着温度的升高,只有波长为2 μm的辐射强度增大
B. 随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C. 德国物理学家维恩利用经典热力学和电磁学得到了与全部实验结果相符合的维恩公式
D. 英国物理学家瑞利利用经典热力学和电磁学得到了与全部实验结果相符合的瑞利公式
【答案】B
【解析】
【详解】A.随着温度的升高,所有波长的辐射强度都增大,A错误;
B.由图可知,随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,B正确;
CD.德国物理学家维恩利用经典热力学和电磁学得到了短波区与实验结果相符合的维恩公式,英国物理学家瑞利利用经典热力学和电磁学得到了长波区与实验结果相符合的瑞利公式,CD错误。
故选B。
4. 在一次激光“焊接”视网膜的眼科手术中,所用激光的波长,若每个脉冲中的光子数是(已知普朗克常量,光速),则每个激光脉冲的能量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】单个光子能量
脉冲总能量
故选B。
5. 关于下列四幅图的说法,不正确的是( )
A. 甲图中,分子间的距离为r0时,分子间作用力最小,分子势能也最小
B. 乙图中,将玻璃板缓慢地拉离水面时,绳子对玻璃板的拉力需大于玻璃板的重力
C. 丙图中,液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间的作用力表现为引力
D. 丁图中,封闭注射器的出射口,按压管内封闭气体的过程中阻力增大,说明气体分子间的作用力表现为斥力
【答案】D
【解析】
【详解】A.题图甲中,分子间的距离为r0时,分子间斥力和引力的合力为零,分子力最小;分子间距离从r0增加时,分子力表现为引力,则分子力做负功,分子势能增加;分子间距离从r0减小时,分子力表现为斥力,则分子力做负功,分子势也增加,则当分子间距为r0时,分子势能最小,A正确;
B.题图乙中,欲使玻璃板离开水面,由于分子间的引力作用使得绳子对玻璃板的拉力大于玻璃板的重力,B正确;
C.题图丙中,液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间的作用力表现为引力,C正确;
D.题图丁中,封闭注射器的出射口,按压管内封闭气体的过程中阻力增大,这是气体压强增大的缘故,D错误。
此题选择不正确的,故选D。
6. 某空气压缩机的储气罐中存有的空气,现再充入的空气。设充气过程为等温过程,空气可视为理想气体,则充气后储气罐中空气的压强为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据等温变化规律,有
又
解得
故选B。
7. 如图所示,在匀强磁场中,静止放置在O点的铀238原子核()发生衰变,放出射线后变成某种新的原子核,两段圆弧曲线分别是反冲核(新核)和射线的径迹。下列说法正确的是( )
A. 铀238原子核发生的是衰变,放出的射线是高速电子流
B. 曲线OP是射线的径迹,曲线OQ是反冲核的径迹
C. 若改变磁感应强度的大小,则反冲核和射线做圆周运动的半径关系随之改变
D. 曲线OQ的半径是曲线OP半径的45倍
【答案】D
【解析】
【详解】AB.静止的铀核发生衰变,衰变瞬间系统动量守恒。设新核质量为,速度为,电荷量为;射线粒子质量为,速度为,电荷量为
由动量守恒,即,两者速度方向相反。
在匀强磁场中,带电粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
解得
对于反冲核,半径;对于射线粒子,半径
由于,两粒子动量大小相等,因此轨迹半径与电荷量成反比,即
显然,因此
因此,根据题图OQ为射线粒子轨迹,即;OP是反冲核径迹,即。
根据图中两轨迹圆外切,两粒子所受洛伦兹力方向相反,根据动量守恒可知,两粒子速度方向相反,根据左手定则射线粒子带正电,铀238原子核发生的是衰变,放出的射线是高速氦核粒子流,故AB错误;
C.由可知,两圆半径之比由电荷量决定,与磁感应强度大小无关,故C错误;
D.铀238原子核发生的是衰变,因此衰变方程为
因此反冲核电荷量,粒子电荷量
因此半径比,即曲线OQ的半径是曲线OP半径的45倍,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 关于扩散现象和布朗运动,下列说法正确的是( )
A. 气体扩散的快慢与其温度无关
B. 扩散现象和布朗运动都能在液体、固体中发生
C. 在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素
D. 靠近梅花就能闻到梅花的香味,这属于扩散现象
【答案】CD
【解析】
【详解】A.温度越高,布朗运动越剧烈,扩散现象越明显,故A错误;
B.扩散现象能在气体、液体、固体中发生,但布朗运动只能在气体和液体中发生,故B错误;
C.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素,是利用提高温度来加快扩散过程的,故C正确;
D.靠近梅花能闻到梅花的香味,是因为梅花释放的香气分子在空气中不断扩散,故D正确。
故选CD。
9. 如图所示,绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成容积相等的两部分,K与汽缸壁的接触是光滑的。汽缸两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b,气体分子之间的相互作用及势能可忽略。现通过电热丝对a加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡,则( )
A. a的体积增大,压强变小
B. b的温度升高了
C. a增加的内能大于b增加的内能
D. b的温度升高,内能增大,对外界做功
【答案】BC
【解析】
【详解】A.当a加热时,a的温度升高,压强增大,因为K与汽缸壁的接触是光滑的,可以自由移动,所以a、b两部分的压强始终相同,都变大,A错误;
B.因为a气体膨胀,b气体被压缩,所以外界对b气体做功,根据热力学第一定律得,b的温度升高,B正确;
C.因为a气体膨胀,b气体被压缩,最终a气体体积大于b气体体积,两边压强相等,所以a气体的最终温度较高,内能增加较多,C正确;
D.b气体被压缩,外界对b气体做功,根据热力学第一定律得,b的温度升高,内能增大,D错误。
故选BC。
10. 氢原子的能级图如图甲,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管的阴极K上时,电路中的电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是( )
A. 阴极K的逸出功为6.75 eV
B. 氢原子跃迁时共发出6种频率的光
C. 保持入射光不变,向右移动滑片P,电流表的示数一定变大
D. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由爱因斯坦光电效应方程,有,又
得eUc=hν-W0,则,故A正确;
B.大量氢原子跃迁时共发出种频率的光,故B正确;
C.向右移动滑片P,若加反向电压则电压变大电流减小,若加正向电压,达到饱和光电流后电流不再增大,因此电流表示数不一定变大,故C错误;
D.由爱因斯坦光电效应方程可知,光电子的最大初动能与入射光的频率呈一次函数关系,但不是成正比,故D错误。
故选AB。
三、实验探究题:本题共2小题,共16分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上,或按题目要求作答。
11. 图甲是研究光电效应现象的实验电路,当用能量为的光子照射到光电管上时,测得电流表A的示数随电压表V示数变化的图像如图乙所示,已知电子的电荷量。
(1)将滑动变阻器的滑片P移动至适当的位置,电流表有示数,且左右移动滑片P,电流表的示数均发生变化;当变阻器的滑片P向右滑动时,通过电流表的电流将会____(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)光电子的最大初动能为____,光电管中金属的逸出功为____。
【答案】(1)减小 (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
图甲中,光电管加的是反向电压,滑动变阻器采用分压接法。当滑片P向右移动时,光电管两端的反向电压增大,光电子受到的阻力增大,单位时间内到达阳极的光电子数减少,因此通过电流表的电流将减小。
【小问2详解】
[1]由图乙可知,当电流为零时,电压,即遏止电压
光电子的最大初动能
[2]入射光子能量
由爱因斯坦光电效应方程
解得逸出功
12. 某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)在本实验中,“将油膜分子看成紧密排列的球形,在水面形成单分子油膜”,体现的物理思想方法是________(选填“等效替代法”“控制变量法”或“理想模型法”)。
(2)现有按酒精与油酸的体积比为配制好的油酸酒精溶液(忽略液体混合后的体积变化),用滴管从量筒中取体积为的该种溶液,让其自由滴出,全部滴完共滴。把一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面上展开,稳定后形成单分子油膜的轮廓如图所示,已知坐标纸上每个小方格的面积为。根据图示可估算出这一滴油酸酒精溶液在水面上形成的单分子油膜的面积____;根据上面数据可估算出油酸分子的直径______(用、、、、来表示)。
【答案】(1)理想模型法
(2) ①. 8 ②.
【解析】
【小问1详解】
在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,做了这样的近似:①油膜是呈单分子分布的;②把油酸分子看成球形;③分子之间没有空隙,紧密排列。
综上可知,“用油膜法估测油酸分子的大小”所体现的物理思想方法是理想模型法。
【小问2详解】
[1]由图示,油膜轮廓覆盖的方格数为8格,因此油膜面积
[2]酒精与油酸的体积比为,因此油酸在溶液中的体积浓度
用量筒取体积为的溶液,共滴,则每滴溶液的体积为
一滴溶液中纯油酸的体积
根据单分子油膜模型,分子直径等于油膜厚度
四、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 如图所示,用质量为、横截面积为的可动水平活塞将一定质量的理想气体密封于悬挂在天花板上的汽缸中,初状态时,活塞到汽缸底部的距离为。现环境温度逐渐降低,活塞缓慢向上移动距离,此过程密封气体放出的热量为。若外界大气压恒为,汽缸与活塞间的摩擦不计,重力加速度为,求此过程中密封气体内能的变化。
【答案】
【解析】
【详解】对活塞进行受力分析,由牛顿第二定律
解得
活塞缓慢移动的过程中,封闭气体做等压变化,活塞缓慢向上移动距离,气体体积减小量
外界对气体做的功
气体放出的热量为,则吸收的热量为
根据热力学第一定律,内能变化量
14. 有一种可加热的玻璃饭盒,其示意图如图所示,饭盒盖密封性良好且其上有一排气口,饭盒内部横截面积为S,质量、厚度均不计的饭盒盖与玻璃饭盒底部之间封闭了一定质量的理想气体,饭盒盖与玻璃饭盒底部之间的距离为L且饭盒盖固定不动,可以将其看成是一导热性能良好的汽缸。气体的初始温度,初始压强为大气压强,已知大气压强为。关闭排气口,现缓慢加热饭盒,使其内部气体温度达到372K。
(1)求此时封闭气体的压强;
(2)打开排气口,设此过程中饭盒内气体温度不变,放出部分气体,使得饭盒内气体压强与外界大气压强相等,求排出气体与原有气体的质量之比。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)加热饭盒时,玻璃饭盒内气体体积不变,由查理定律有
解得
(2)排气过程中封闭气体做等温变化,设最终体积为,则
根据玻意耳定律有
解得
同温度、同压强下同种气体的质量之比等于体积之比,设排出气体的质量为,气体原来的质量为,则有
解得
15. 在磁感应强度大小为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He)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。
(1)若该放射性原子核用X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。
(2)α粒子的圆周运动可以等效成环形电流,求该等效环形电流的大小。
(3)若该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,且新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据核反应中质量数与电荷数守恒可知,该α衰变的核反应方程为
【小问2详解】
设α粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,则有
根据电流的定义式,可得环形电流的大小
【小问3详解】
根据洛伦兹力提供向心力,有
解得
设衰变后新核Y的速度大小为v',核反应前后系统动量守恒,有Mv'-mv=0
可得
根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律,有
解得
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