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石家庄市第一中学2024-2025学年高二下学期期末考试
物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1．如图，用打气筒和气针给篮球充气，把气针安装在打气筒气嘴上，把气针慢慢插入篮球气孔，然后压缩打气筒内空气，在一次缓慢充气过程中，设篮球的体积不变，气体温度不变，打气筒内的气体全部压入篮球内，无漏气，气体可视为理想气体，对于此次充气前打气筒内和篮球内的全部气体
A．此过程中气体的内能增大
B．此过程中气体从外界吸收热量
C．此过程中气体分子对篮球内壁的平均撞击力变大
D．此过程中气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增多
2．某同学探究“两个互成角度的力的合成规律”实验，如图所示，下列说法中正确的是
A．步骤b中，F1和F2的夹角越大越好 B．步骤b中，O、E两点距离越大越好
C．步骤c中，F′就是F1与F2的合力 D．步骤c中，弹簧测力计可沿不同方向拉橡皮筋
3．研究某种金属的光电效应规律，所得相关图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，为光电子的最大初动能、v为入射光的频率、I为光电流、U为两极板间的电压、为遏止电压。下列说法正确的是

A．由图甲知，入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
B．由图乙知，入射光的光照强度越大，光电子的最大初动能越大
C．由图丙知，入射光2的频率大于入射光1的频率
D．由图丁知，入射光的频率大于时，入射光的频率越大，遏止电压越大
4．巴耳末系是指氢原子从第能级跃迁到第2能级的谱线，对应谱线的频率公式可表示为，R叫里德伯常量，c表示真空中的光速；玻尔发现氢原子向基态跃迁时辐射光子的频率公式为，其中，h表示普朗克常量。下列说法正确的是
A．为氢原子激发态能量，为氢原子基态能量
B．巴耳末系谱线波长λ的公式为
C．不可以用巴耳末系对应的频率公式计算氢原子从向跃迁时放出的光子频率
D．氢原子从向跃迁，辐射光子的频率为
5．如图所示为宾馆内的烟雾探测器，探测器中装有大约0.2mg的镅，它是一种半衰期长达432年的放射性金属，会释放出α射线和射线。当空气分子穿过探测器时，释放出的射线将其电离，电离产生的正，负离子在电场力作用下移动，形成微小电流，可被探测器内芯片探测到，下列说法错误的是
A．需要及时更换，保证探测器工作的稳定性
B．发生衰变的方程是
C．的比结合能小于的比结合能
D．使空气分子发生电离的主要是α射线
6．静止的镎在匀强磁场中发生α衰变，衰变方程式为，衰变后的α粒子与新核X均做匀速圆周运动，若、α、X的比结合能分别为E1、E2、E3，光速为c，下列说法正确的是
A．这种核反应的方程式为
B．衰变刚结束时，α粒子与新核X的动能相等
C．α粒子与新核X的轨迹半径之比为45∶1
D．这种核反应的质量亏损为
7．1934年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律.如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线1、2对应的温度分别为、、则下列说法正确的是
A．温度大于温度
B．、温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同
C．将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线1和曲线2下方的面积之和
D．将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8．如图所示，两个不带电的导体A和B彼此接触，起初它们不带电。手握绝缘手柄，把带正电的导体C置于A附近。下列说法正确的是
A．此时A电势低，B电势高
B．先把A、B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
C．先用手摸一下B后再移开C，A、B均带负电
D．A、B分开后，若A带上了的电荷，则B一定带上了的电荷
9．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子极短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意如图。用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为v的强激光照射阴极k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在k、A之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）
A． B． C． D．
10．麦克斯韦分子速率分布律是分子动理论的重要结论之一，它是研究气体分子碰撞、大量分子热运动服从统计规律等问题的重要理论依据，正确理解它对学习热学非常有用。速率分布曲线表明速率很小和很大的分子数占总分子数的百分率都较小，而具有中等速率的分子数占总分子数的百分率较大，当v=vp时，f（v）取极大值，vp称为最概然速率，其物理意义是，如果把整个速率范围分成许多相等的小区间，则分布在vp所在小区间的分子数占总分子数的百分比最大。下列说法正确的是
A．因这些是概率分布，所以麦克斯韦速率分布曲线与v轴围成的面积为1
B．在有限速率区间v1~v2内，曲线下的阴影面积的物理意义是速率分布在v1~v2的分子数占总分子数的百分比，或一个分子的速率在v1~v2内的概率
C．任何温度下气体分子速率分布图像都一样
D．温度降低时，每个气体分子速率都减小
11．如图所示，一定质量的理想气体，经历过程，其中a、b两点温度相同，是等压过程，是等容过程。下列说法错误的是
A．完成一次循环，气体既不向外做功也不从外界吸热
B．过程中，气体的温度一直不变
C．a、b、c三个状态中，气体在c状态平均运动速率最小
D．过程中，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会增加
12．医学上可以用放射性同位素作为示踪剂注射到人体，然后定时检测其放射强度以研究病人的病情。已知钠的放射性同位素经过一次衰变后产生稳定的镁（）。的半衰期为15h，将一个放射强度为每秒次的溶液样本注射到某病人血液中，45h后从该病人体内抽取的血液，测得其放射强度为每秒5次。下列说法正确的是
A．该衰变过程为衰变 B．进入到血液后半衰期变短
C．45h后样本放射强度变为原来的 D．该病人体内血液的总体积约为4.8L
三、非选择题:本题共5小题，共54分。
13．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的盛水浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图，坐标系中正方形方格的边长为1cm。试求：
①油酸膜的面积是 cm2。
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL。
③某次实验测得油膜面积为S，纯油酸的体积为V，则油酸分子直径D= 。（用题中给定的字母表示）
④某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能的原因是由于下列选项中的 。
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了10滴
14．某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶套和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺读取，由于注射器横截面积各处相同，所以可用空气柱长度L代替空气柱体积，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。
(1)下列实验操作中，有助于减小实验误差的有______；
A．实验中缓慢推动活塞，改变空气柱的体积，读出对应的压强
B．推动活塞时，为了保持装置稳定，用手握住注射器
C．在注射器活塞上涂上润滑油，防止漏气
(2)处理数据时，某同学绘制了两种图像，图乙横坐标为L，图丙横坐标为，为了快速判断本实验中压强和体积的关系，应选择 图方式处理数据（填“乙”或“丙”）。
(3)根据实验数据，得出的结论为______。
A．一定量的气体等温变化时，压强与体积成正比
B．一定量的气体等温变化时，压强与体积成反比
C．一定量的气体等容变化时，压强与温度成正比
D．一定量的气体等容变化时，压强与温度成反比
15．（10分）医院用的氧气瓶（导热性良好）如图所示，氧气瓶通过细管（细管内气体体积忽略不计）和右边封闭的均匀玻璃直管（导热性良好，且其容积相对氧气瓶的容积可以忽略不计）相连，玻璃直管内用一很薄的水银片（质量和厚度不计）在管下方封闭了一段空气柱A，开始时瓶内氧气的压强为10个标准大气压，封闭的空气柱A的长度为8 cm，随着氧气被使用，一段时间后发现水银片上升了12 cm（未到达玻璃管顶部），环境的热力学温度变成了原来的，已知一个标准大气压为76 cmHg，取0℃＝273 K，氧气与空气均视为理想气体。求：
（1）此时氧气瓶内的压强；
（2）此时氧气瓶内剩余氧气的质量占原来氧气总质量的百分比。
16．（8分）如图所示，测定一个形状不规则小块固体体积，将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横截面积为S，接口用蜡密封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为m的活塞封闭，活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气柱长度为l1。将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上移动，再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2。已知S=4.0×10-4 m2，m=0.1 kg，l1=0.2 m，l2=0.3 m，T2=350 K，V0=2.0×10-4 m3，大气压强p0=1.0×105 Pa，环境温度T1=300 K。
（1）在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力　　　　（填“变大”“变小”或“不变”），气体分子的数密度　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）求此不规则小块固体的体积V；
（3）若此过程中气体内能增加10.3 J，求吸收热量Q。
17．（6分）氢原子有多个谱线系，产生方式可借助能级图表达，如图所示，其中能级大于或等于4的电子跃迁到的能级产生的一系列光谱线称为“帕邢系”，由帕邢于1908年发现，位于近红外光波段，已知氢原子位于能级具有的能量为。
（1） 求帕邢系最小波长与最大波长之比；
（2） 若用帕邢系中某一波长的光束照射间距为的双缝，在与缝相距为的观测屏上形成干涉条纹，让测量头分划板中心刻线前后分别与第1条亮纹和第7条亮纹中心对齐，测得间距为，求该光束的波长 。
石家庄市第一中学2024-2025学年高二下学期期末考试
物理答案
D
C
D
C
A
D
B
CD
BD
CD
AB
AC
13．131；8.0×10﹣6 ； ；AC/CA
14．(1)AC (2)丙 (3)B
15．（1）对封闭的空气柱A，
初始时，p1＝760 cmHg，L1＝8 cm，热力学温度为T1，
末态时，L2＝8 cm＋12 cm＝20 cm，热力学温度为T2＝0．75T1，
设玻璃管的横截面积为S，根据理想气体状态方程得
＝（3分）
解得p2＝228 cmHg（2分）
则此时氧气瓶内的压强也为228 cmHg。
（2）设氧气瓶的容积为V，剩下的氧气被压缩到10个标准大气压、热力学温度为T1状态下的体积为V2，则
＝（2分）
解得V2＝0．4V
因此瓶内剩余氧气的质量占原来氧气总质量的百分比为
×100％＝×100％＝40％（2分）
16．（1）单位面积受到的作用力即为压强，气体压强保持不变，始终等于大气压和活塞重力附加的压强之和；气体体积增大，分子数密度变小；
（2）加热前后，由盖-吕萨克定律可知
=
代入数据得V=4×10-5 m3
（3）对活塞受力分析有
p0S+mg=pS
外界对气体做功为W=-p（l2S-l1S）
由热力学第一定律可知ΔU=Q+W
联立解得Q=14.4 J
17．（1）根据跃迁规律有
又因为，，，可得
（2分）
（2）根据双缝干涉条纹公式有
解得

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