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2024-2025学年高二下学期期末考试
物理试卷
时间：75分钟 满分：100分
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。涂写在本试卷上无效。
3.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将答题卡交回。
5.考察范围：选择性必修二第三，四章，选择性必修三。
一、单选题（共7小题，每题4分）
1.下列现象说明分子做无规则运动的是（　　）
A. 水沸腾时冒出的“白汽”在空气中做无规则运动
B. 把少许碳素墨水滴入水中，在显微镜下可以观察到碳颗粒的无规则运动
C. 阳光从缝隙射入教室，在阳光下看到尘埃不停地运动
D. 经过搅拌，沙粒在水中杂乱地运动
2.一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是(　　)
A. 此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变
B. 此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变
C. 此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变
D. 以上说法都不对
3.一定质量的理想气体状态变化的p-T图像如图所示，由图像可知(　　)
A. 气体在a、b、c三个状态的密度
B. 在a→b的过程中，气体的内能减小
C. 在b→c的过程中，气体分子的平均动能增大
D. 在c→a的过程中，气体对外界放热
4.如图所示为0.3 mol的某种理想气体的压强和温度关系的p－t图线．p0表示1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为(　　)
A. 5.6 L B. 3.2 L C. 1.2 L D. 8.4 L
5.能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法，正确的是（　　）
A. 是α衰变
B. 是目前人类获得核能的主要方式
C. 中的X是质子
D. 是核聚变，反应后的总质量较聚变前增加
6.一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示，光源S向外发射某一特定频率的光束，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，当光电流大于I0时，便会报警，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置，烟雾报警器恰好报警，则（　　）
A. 将图2中电源的正负极反接，光电子的最大初动能将减小
B. 仅将滑片P向右移动少许，可以解除报警
C. 仅降低光源S发出光的强度，可以解除报警
D. 单位时间内进入光电管的光子数为时，报警器一定会报警
7.如图，U形玻璃管两端封闭竖直静置，管内水银柱把管内气体分成两部分，此时两边气体温度相同，管内水银面高度差为。若要使左右水银面高度差变小，则可行的方法是(　　)
A. 同时升高相同的温度 B. 玻璃管竖直匀速下落
C. 同时降低相同的温度 D. 玻璃管竖直减速下落
二、多选题（共3小题，每题6分）
8.核电站铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是 ，铀核的质量为 ，钡核的质量为 ，氪核的质量为 ，中子的质量为 。此类核反应中放出 光子，能使逸出功为 的金属板放出最大初动能为 的光电子，已知电子的质量为 ，光速为 ，普朗克常量为 ，则(　　)
A. 该核反应放出的核能为
B. 光子是原子核外最外层电子向基态跃迁时放出的，因此能量很高
C. 这些光电子的德布罗意波长不小于
D. 该核反应产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能
9.大量氢原子处于n=1、2、3、4的四个状态，处于较高能级的原子可以向任意一个较低能级跃迁。已知可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV。下列说法正确的是（　　）
A. 最多可以辐射出6种不同频率的光
B. 从跃迁到所发出的光频率最高
C. 从跃迁到时辐射的光波长最长
D. 处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离
10.如图所示，一粗细均匀的 U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为 l=20cm，B侧水银面比A侧的高h=15cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面一样高时将开关K关闭；再缓慢加热A侧空气柱，最终B侧水银面比A侧的高h3=5cm 。已知大气压强p0=75 cmHg，环境温度为 27℃且不变。则下列说法正确的是(　　)
A. 初始状态，A 侧气体压强为60 cmHg
B. 放出部分水银后 K关闭时，A侧空气柱长度24cm
C. 开关K打开时，放出的水银在管内的长度为19cm
D. A侧空气柱最终温度约为80℃
三、实验题（共2小题，共16分）
11.某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
(1)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为_________（填字母）。
A．控制变量法 B．理想化模型法 C．等效替代法
(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________（填字母）。
A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B．有助于油酸的颜色更透明便于识别
C．有助于测量一滴油酸的体积
D．对油酸溶液起到稀释作用
(3)该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______________。
A． B． C．
D． E．
(4)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小___________m（结果保留2位有效数字）。
(5)某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于__________（填字母）。
A．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
D．油酸未完全散开
12.实验小组采用如图1所示的装置探究气体等温变化的规律。他们将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积V；计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论。
(1)关于本实验的基本要求，下列说法正确的是_________（选填选项前的字母）。
A．移动活塞时应快速一些
B．封闭气体的注射器应密封良好
C．必须测出注射器内封闭气体的质量
(2)．为了能够直观地判断出气体的压强p与其体积V是否成反比，应做出　　　　 （选填“”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条　　　　 ，就说明在质量和温度一定时，气体的压强与其体积成反比。
(3)实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确。得到的两条等温线如图2所示，试判断两条等温线对应的环境温度的高低，即T1　　　　 T2（选填“＞”或“＜”）。
四、计算题（共3小题，共38分）
13.气体弹簧是车辆上常用一种减震装置，其简化结构如图所示。直立面柱形密闭汽缸导热良好，横截面积为S=1.0×10-2m2的活塞通过连杆与车轮轴连接，初始时汽缸内密闭一段长度为L1=0.2m、压强为p1=2.4×105Pa的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。车辆载重时，相当于在汽缸顶部增加一个物体A，气缸下降，稳定时汽缸内气柱长度为L2=0.16m，此过程中气体温度保持不变。重力加速度大小g取10m/s2，求：
(1)气缸内理想气体压强p2；
(2)物体A的质量m。
14.如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为时，气柱长度为；当外界温度缓慢升高到时，气柱长度变为。已知外界大气压恒为，水柱长度不计。
(1)求温度变化过程中氮气对外界做的功；
(2)求葫芦的容积；
(3)试估算被封闭氮气分子个数(保留2位有效数字)。已知氮气在状态下的体积约为，阿伏伽德罗常数取。
15.图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其取出进行研究。如图乙所示，将带有活塞A的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，活塞的质量为，横截面积为，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。
（1）求初始状态下汽缸内气体压强；
（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板。已知该封闭气体的内能与温度之间存在关系，，求该过程中气体吸收的热量；
（3）该避震装置水平安装在山地车的座椅下方的光滑支架上，环境温度保持不变，某次骑行者骑山地车加速下坡（坡度为）时，产生的加速度大小为，避震装置仍如图乙所示放置，发现此时活塞到汽缸底部的距离，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若良好，请说明理由；若不良好，进气或漏气部分气体占原有气体的百分比为多少？解析答案
一、单选题
1.【答案】B
【解析】水沸腾时冒出的“白汽”在空气中的无规则运动是由于空气的对流等形成的，不能说明分子在做无规则运动，选项A错误；少许碳素墨水滴入水中，在显微镜下观察到的碳颗粒在做布朗运动，它是分子热运动的反映，可以说明分子在做无规则运动，选项B正确；阳光下的尘埃的运动是由于空气的对流形成的，不属于分子热运动，选项C错误；沙粒在水中的运动是由于搅拌引起的水的流动形成的，不能说明分子的热运动，选项D错误。故选B。
2.【答案】D
【解析】压强与单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数和每个分子的冲击力有关，温度升高，分子与器壁的平均冲击力增大，单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数应减小，压强才可能保持不变，故A、B、C均错误。
3.【答案】D
【解析】将a、b、c三点与原点O连起来，由Oa、Ob、Oc均表示等容变化，三条直线的斜率等于，斜率越大，体积越小，故气体在a、b、c三个状态的体积大小关系为，气体的质量一定，则有，故A错误；在a→b过程中，温度升高，内能增大，故B错误；在b→c的过程中，温度降低，气体分子的平均动能减小，故C错误；在c→a的过程中，体积减小外界对气体做功，温度降低内能减小，根据热力学第一定律可知气体对外放热，故D正确。故选D
4.【答案】D
【解析】此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3 L＝6.72 L，根据图线所示，从p0到A状态，气体发生等容变化，A状态的体积为6.72 L，温度为(127＋273) K＝400 K，从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为(227＋273) K＝500 K，根据盖－吕萨克定律＝得，VB＝＝ L＝8.4 L.
5.【答案】B
【解析】核反应方程，是轻核聚变，故A错误；
核反应方程，属于重核裂变，是目前人类获得核能的主要方式，故B正确；由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，为电子，故C错误；核反应方程是核聚变，反应过程中放出能量，由质能关系可知反应后的总质量较聚变前减少，故D错误。
6.【答案】C
【解析】图2中光电管两端加的是正向电压，若正负极反接则光电管两端加负向电压，根据光电效应方程，可知，光电子的最大初动能不变，故A错误；仅将滑片P向右移动少许，则正向电压增大，根据光电流与电压的关系，光照强度一定时，随着正向电压增大，光电流增大，但当光电流达到饱和电流时，正向电压增大，饱和电流不变，不一定解除报警，故B错误；仅降低光源S发出光的强度，根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能不变，则单位时间内光电管接收到的光子个数减少，光电流减小，可以解除报警，故C正确；单位时间内进入光电管的光子数为时，但是可能受到两端电压的限制，在阴极产生的光电子不一定全部到达A极，所以不一定能让报警系统的电流达到I0，不一定能触发报警，故D错误。
7.【答案】A
【解析】假设两部分气体做等容变化，根据，得压强变化，则，。而其中，若同时升高相同的温度，则左侧气体压强增加的多，左侧水银面上升，右侧水银面下降，左右水银面高度差变小；同理若同时降低相同的温度，则左侧气体压强减少的多，所以左侧水银面下降，右侧水银面上升，左右水银面高度差变大，故C错误，A正确；匀速下落时，压强不变，高度差不变;玻璃管竖直减速下落，左边空气柱对水银柱的压强变大，体积减小，使左右水银面高度差变大，故BD错误。故选A。
二、多选题
8.【答案】CD
【解析】由爱因斯坦的质能方程 ，可知，裂变反应释放的核能为 ，故A错误； 光子来源于裂变反应释放的能量，与核外电子的能级跃迁无关，故B错误；由公式 ，又 ，则光电子的德布罗意波长为 ，故C正确；由于该反应是放出能量的，因此反应产物的比结合能增大，总结合能也增大，故D正确。
9.【答案】AD
【解析】最多可以辐射出种不同频率的光，故A正确；从跃迁到所发出的光频率最高，波长最短，故BC错误；处于能级的氢原子的电离能为1.51eV，而紫外线光子能量大于3.11eV，所以处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，故D正确。
10.【答案】BD
【解析】初始状态，A侧气体压强为，A错误；　放出部分水银后 K关闭，根据玻意耳定律得，解得，A侧空气柱长度为 24cm，B正确；开关K打开时，放出的水银在管内的长度为 ，C错误；根据理想气体状态方程得，解得 ，A侧空气柱最终温度约为 80℃，D正确。故选BD。
三、实验题
11.【答案】(1)B　　(2)D　　(3)CAEDB　　(4)　　(5)A
【解析】（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用。
（3）“用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积：往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为CAEDB。
（4）一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为，根据超过半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，大约有61个小格，则油酸的面积为，则油酸分子的直径为
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，根据
A．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，则代入计算的浓度偏小，一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏小，则直径的测量值偏小，故A正确；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故B错误；C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，则一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏大，直径的测量值偏大，故C错误；D．油酸未完全散开，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故D错误。
12.【答案】(1)B　　 (2)　　 过原点的直线　　 (3)＞
【解析】(1)由于该实验是“用气体压强传感器探究气体等温变化的规律”，条件是对于一定质量的气体而言的，故实验中不能出现漏气的现象；实验时应该缓慢一些，因为移动活塞时，相当于对气体做功或者气体对外做功，如果太快的话，气体的温度就会发生变化，A错误，B正确；等温变化的规律为，所以实验只要保持气体质量不变即可，不必要测出气体的质量，C错误。故选B。
(2)如果做p-V图像，因为它们的乘积是不变的，故这个图像应该是一条曲线，为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，正比关系更能形象直观的体现二者的关系，故应做出的图像;在实验误差允许的范围内，图线是一条过原点的倾斜直线，说明在气体质量一定和气体温度一定时，气体的压强与其体积成反比。
(3)由于实验操作和数据处理均正确，在体积一定的情况下，温度越高，气体分子平均动能越大，单次撞击产生的力更大且单位时间内撞击次数多，即压强越大，即。
四、计算题
13.【答案】(1)；(2)m=60kg
【解析】(1)对气缸内气体分析
初状态p1=2.4×105Pa　　V1=L1S
末状态　　p2　　V2=L2S
温度不变，由玻意耳定律p1V1=p2V2
整理
代入数据得
(2)方法一
设大气压为p0，气缸质量为M。初状态时对气缸受力分析，由平衡条件
末状态时对气缸与物体A受力分析，由平衡条件
联立并代入数据得m=60kg
方法二
气体对汽缸上表面的压力增加量等于物体A的重力大小，则
代入数据得到m=60kg
14.【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】(1)由于水柱的长度不计，故封闭气体的压强始终等于大气压强。设大气压强为，塑料管的横截面积为，初、末态气柱的长度分别为，气体对外做的功为。根据功的定义有
解得
(2)设葫芦的容积为，封闭气体的初、末态温度分别为，体积分别为，根据盖—吕萨克定律有
联立以上各式并代入题给数据得
(3)设在状态下，氮气的体积为、温度为，封闭气体的体积为，被封闭氮气的分子个数为。根据盖一吕萨克定律有
其中
联立以上各式并代入题给数据得个
15.【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）将A、B作为一个整体受力分析可知
解得
对A受力分析可得
解得
代入数据可得
（2）汽缸内气体的温度从上升到，汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中，可以看成等压变化，根据盖-吕萨克定律可知
其中
解得
所以气体内能的变化
气体对外界所做的功
根据热力学第一定律
可得
代入数据
（3）将A、B作为一个整体受力分析可知
解得
对A受力分析可得，解得
由于环境的温度不变，此过程是等温过程，根据玻意耳定律
解得
而此时，汽缸内气体的体积依然没变，故气密性不好，有漏气的现象，漏掉气体占原体积的百分比为

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