【物理】河北省部分示范高中2024-2025学年高二下学期5月期中试题（解析版）

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1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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. 一测试员在对无人机进行飞行测试，他设定的、轴互相垂直且均位于水平面内，轴的正方向竖直向上。开始时无人机沿轴正方向匀速飞行，某时刻（设为）开始测试员进行变速操作，无人机内的传感器记录了无人机、、轴方向的加速度一时间（）图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 末无人机轴方向的分速度一定比零时刻的小
B. 末无人机轴方向的分速度一定比零时刻的小
C. 内无人机轴方向的分速度一直在增大
D. 内无人机轴方向的分速度先增大后减小
【答案】C
【解析】A．由图像可知，内的加速度为负方向，则该段时间内无人机在轴方向的运动：可能先沿轴正方向做减速运动到速度为0，再反向沿轴负方向做加速运动，所以末无人机轴方向的分速度不一定比零时刻的小，故A错误；
B．由图像与横轴围成的面积表示速度变化量，由图像可知，内无人机在轴方向的速度变化沿轴正方向，而初速度沿轴正方向，所以末无人机轴方向的分速度一定比零时刻的大，故B错误；
C．由于时刻，无人机在轴方向的速度为0，由图像可知，内无人机在轴方向的运动：无人机一直沿轴负方向做加速运动，则内无人机轴方向的分速度一直在增大，故C正确；
D．由于时刻，无人机在轴方向的速度为0，由图像可知，内无人机一直沿轴正方向做加速运动，则内无人机轴方向的分速度一直在增大，故D错误。
2. 下面四张图片所涉及的相关知识，说法正确的是（ ）
A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B. 图乙中两分子间距从减小到的过程中，分子间势能一直在减小
C. 图丙为大量气体分子热运动的速率分布图，其中①的温度高于②的温度
D. 图丁是玻璃细管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃
【答案】B
【解析】A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，粒子受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，故A错误；
B．图乙中两分子间距从减小到的过程中，分子力做正功，分子间势能一直在减小，故B正确；
C．图丙中，②曲线对应的分子速率大的分子数占总分子数的百分比大一些，可知①的温度低于②的温度，故C错误；
D．图丁展示了玻璃管插入水中的情形，从图中可以看出，玻璃管内的水面上升了，这表明水与玻璃之间形成浸润现象，故D错误；
3. 如图所示，固定在水平地面上的绝热密闭汽缸，通过一个可以自由移动的活塞封闭了一定质量的理想气体。初始时，活塞距离汽缸左端，气体的热力学温度为。现通过电热丝对封闭气体缓慢加热一段时间后停止加热，加热过程中，活塞移动了，不计活塞与汽缸壁之间的摩擦，外界大气压强恒定。下列说法正确的是（ ）
A. 气体膨胀过程中，气体的压强逐渐增大
B. 气体膨胀过程中，每个封闭气体分子的动能均增大
C. 气体膨胀过程中，单位时间内撞击活塞单位面积上的分子数增多
D. 气体膨胀过程中，气体从外界吸收的热量大于气体内能的增加量
【答案】D
【解析】A．活塞向右运动，不计活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强保持不变，则整个过程属于等压变化，气体压强与外界大气压强大小相等，保持不变，故A错误；
B．气体膨胀过程中，气体温度升高，气体内能升高，则气体分子的平均动能升高，但并不是每个封闭气体分子的动能均增大，故B错误；
C．气体压强取决于气体分子在单位时间内撞击活塞单位面积的次数和每次撞击活塞的平均作用力，气体分子的平均动能升高，即气体分子的速度增大，则每次撞击活塞的平均作用力增大，而气体压强不变，则单位时间内撞击活塞单位面积上的分子数减少，故C错误；
D．气体膨胀过程中，温度升高，内能增大，；体积增大，气体对外界做功，即；则气体从外界吸收热量，根据热力学第一定律有
可知气体从外界吸收的热量大于气体内能的增加量，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，小铁球、光电门在同一竖直直线上，让小铁球从光电门上方高度处由静止开始自由下落，小铁球通过光电门的遮光时间为，小铁球的直径远小于，不计空气阻力，则当地的重力加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】小球通过光电门的速度为
根据速度—位移公式有
可得
故选B。
5. 光电传感器如图甲所示，若通过放大器的电流变大，则工作电路立即报警。图乙为、两种单色光分别照射K极时，光电子到达极时动能的最大值与光电管两端电压的关系图像，电子的电荷量为。下列说法正确的是（ ）
A. 图乙中图线、的斜率均为
B. 单色光、的频率之比为
C. 用同一装置做双缝干涉实验，光的条纹间距较大
D. 图甲中电源电压及滑动变阻器滑片位置不变，部分光线被遮挡，一定会报警
【答案】A
【解析】A．根据Ekm=Ue+hν-W逸出功
由图像可知，斜率k=e
即图乙中图线a、b的斜率均是电子电量的大小e，选项A正确；
B．由图像可知E0=hνa-W逸出功，2E0=hνb-W逸出功
可知单色光a、b的频率之比不等于1：2，故B错误；
C．根据Ekm=Ue+hν-W逸出功
截距为hν-W逸出功，因b截距较大，可知b光频率较大，波长较小，根据
可知用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距较小，故C错误；
D．图甲中电源电压及滑动变阻器滑片位置不变，部分光线被遮挡，则光照强度减小，单位时间逸出的光电子数目减小，则放大器的电流将减小，则不一定会报警，选项D错误。
故选A。
6. 如图所示，两个水平固定、导热良好的汽缸由管道连通。活塞、由轻杆相连，可在汽缸内无摩擦地移动，活塞的面积小于活塞的面积，缸内及管中封有一定质量的气体，整个系统处于平衡状态，大气压强不变，封闭气体的温度与环境温度始终相同。若环境温度缓慢降低一些，下列说法正确的是（ ）
A. 活塞向左移动一点，缸内气体压强不变
B. 活塞向左移动一点，缸内气体压强增大
C. 活塞向右移动一点，缸内气体压强不变
D. 活塞的位置没有改变，缸内气体压强增大
【答案】C
【解析】设大气压强为，封闭气体的压强为，以活塞、和轻杆为整体，根据受力平衡可得
可得
可知环境温度缓慢降低一些，缸内气体压强不变，根据可知，封闭气体的体积减小，由于活塞的面积小于活塞的面积，则活塞应向右移动一点。
故选C。
7. 氢原子钟是一种精密的时钟，它利用了原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟。氢原子能级的示意图如图甲所示，一束单色光入射到大量处于基态的氢原子上，产生的光谱线如图乙所示，则这束光的光子能量为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由图乙可知产生的光谱线有3种，根据
可知氢原子吸收单色光的光子能量跃迁到，则这束光的光子能量为
故选C。
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. 约50亿年后，太阳中心会发生“氦闪”——氦核通过多次核反应变为碳核，同时引发剧烈能量释放，使太阳逐步演变成红巨星，其中存在一核反应为，其中为高频电磁波。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子的核电荷数为7
B. 粒子的质量数为12
C. 粒子的核内质子数大于中子数
D. 的比结合能小于的比结合能
【答案】BD
【解析】AB．根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，质量数
电荷数，故B正确，A错误；
C．X粒子带中子数为
粒子的核内质子数等于中子数，故C错误；
D．氦核通过多次核反应变为碳核，同时引发剧烈能量释放，说明X更稳定，比结合能更大，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，、为均匀介质中两个振动情况完全一样的波源，它们在介质中产生的两列波的波长均为与之间的距离为点为连线的中点，位于所在直线上，且。下列说法正确的是（ ）
A. 点为振动加强点
B. 之间有3个振动减弱点
C. 之间有3个振动加强点
D. 之间没有振动减弱点
【答案】AD
【解析】A．两个波源的振动情况完全一样，因点到两波源的距离之差为零，可知O点为振动加强点，选项A正确；
B．之间振动减弱点满足
可知之间有4个振动减弱点，分别是距离S1点0.15λ、0.65λ、1.15λ和1.65λ的位置，选项B错误；
C．之间的各点到两振源的距离之差均为
则不存在振动加强点，选项C错误；
D．之间的各点到两振源的距离之差均为
可知没有振动减弱点，选项D正确。
故选AD。
10. 在四冲程内燃机的斯特林循环中，一定质量理想气体从状态依次经过状态后再回到最初状态完成一次循环，如图所示，整个过程由两个等温和两个等容过程组成，在、、、的过程中，气体与外界的热量交换分别为、、、。下列说法正确的是（ ）
A. 气体在状态时的分子平均动能比在状态时的小
B. 在的过程中，气体的内能增加了
C. 完成一次循环，气体对外界做的功为
D. 气体在过程中的内能增加量比在过程中的小
【答案】BC
【解析】A．气体从a→b为等温过程，气体在状态时的分子平均动能等于在状态时的分子平均动能，故A错误；
B．在的过程中，气体体积不变，与外界做功为0，根据可知，温度升高，则内能增大，结合可知，气体的内能增加了，故B正确；
C． 的过程中，内能不变，体积减小，则J
的过程中，气体吸热，则J
的过程中，内能不变，体积增大，则J
的过程中，体积不变，内能减小，则J
完成一次循环，气体的内能不变，根据图像与坐标轴围成的面积可知，气体对外界做的功，大小为J，故C正确；
D．过程是等温变化，内能不变，则气体在过程中的内能增加量比在过程中的大，故D错误；
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，配制的油酸酒精溶液每体积的溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴溶液的体积为。现把1滴该溶液滴入盛水的、表面撒有爽身粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用油性笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，其形状如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为。
（1）每滴油酸酒精溶液的体积为___________。（用本题中的物理量符号表示）
（2）油膜面积为___________。（用本题中的物理量符号表示）
（3）根据实验数据估测出油酸分子的直径为___________。（用本题中的物理量符号表示）
（4）某同学实验中得到的结果偏大，出现这种结果的原因可能是___________。
A. 油酸酒精溶液实际的体积浓度偏小
B. 实验中使用的油酸酒精溶液配制好后搁置很久才做实验
C. 计算油膜的面积时，操作不当使得测量值偏大
【答案】（1） （2） （3） （4）A
【解析】（1）每滴油酸酒精溶液的体积为
（2）按照超过半格的算一个，不足半格的舍去原则，可得共有71格，油酸膜的面积为
（3）油酸分子的直径为
（4）A．油酸酒精溶液实际的体积浓度偏小，则计算所得溶液浓度偏大，根据可知，测量值偏大，故A正确；
B．油酸酒精溶液配制时间较长，酒精挥发较多，则溶液浓度增大，1滴溶液形成油膜面积变大，得到的分子直径将偏小，故B错误；
C．计算油酸膜面积时，测得油膜面积偏大，由可知，测出的分子直径结果偏小，故C错误；
故选A。
12. 张同学和家人一起登山游玩，闲暇时张同学用细线拴好一块不规则的小石块将其做成一个简易单摆，以测量山顶处的重力加速度，实验装置如图甲所示，该同学还随身携带有卷尺、电子手表等器材。
（1）该同学首先测出悬点到石块最上方结点的距离（记为，然后将石块拉开一个小角度，由静止释放，使石块在竖直平面内摆动，并用电子手表测出单摆完成次全振动所用的时间，并计算出单摆周期。该同学应在石块经过___________（填“释放点”或“最低点”）瞬间开始计时。
（2）张同学改变间细线的长度，多次实验，并记录相应的和，接着以为纵轴，以间细线的长度为横轴，利用实验数据绘制的图像应为图乙中的___________（填“”“b”或“”）。
（3）若该同学在图乙中绘制的图像的斜率为，则山顶处的重力加速度可表示为___________（用表示）。
（4）忽略偶然误差，通过图乙中图像的斜率求出的重力加速度___________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】（1）最低点 （2）a （3） （4）等于
【解析】（1）为了减小误差，该同学应在石块经过最低点瞬间开始计时。
（2）设方结点到石块重心的距离为，根据单摆周期公式可得
整理可得
可知图像具有正纵轴截距，则利用实验数据绘制的图像应为图乙中的。
（3）若该同学在图乙中绘制的图像的斜率为，则有
可得山顶处重力加速度为
（4）忽略偶然误差，由于图像斜率与无关，所以通过图乙中图像的斜率求出的重力加速度等于真实值。
13. 如图所示，等腰直角三角形为某三棱镜的横截面，，斜边的长度为。一细光束从边某点平行于边射入三棱镜，恰好在边发生全反射。光在真空中传播的速度为，不考虑光在三棱镜内发生的多次反射。求：
（1）该三棱镜对光的折射率；
（2）该细光束在三棱镜中传播的时间。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）光路如图所示，根据三角形知识可知，单色光在边发生全反射的临界角
根据临界角与折射率的关系有
解得
（2）光在三棱镜中的传播距离
光在三棱镜中的传播速度
光在三棱镜中传播的时间
解得
14. 如图所示，一汽车停在距离小山坡底部右侧处，因气象灾害产生泥石流从小山坡上的点由静止开始以的加速度沿着小山坡加速向下运动，泥石流到达坡底时没有能量的损失，然后在水平面上做匀减速直线运动，加速度大小。当泥石流到达坡底时司机发现险情，立即启动车辆向右做匀加速直线运动以求逃生，点到坡底的距离，为了简化问题，泥石流、汽车均可视为质点。
（1）求泥石流到达坡底时的速度大小；
（2）若汽车以的加速度逃生，求泥石流与汽车间的最小距离；
（3）要想逃生成功，求汽车加速度的最小值。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）根据运动学公式有
解得
（2）设汽车从开始运动到与泥石流速度相等所用时间为，则有
该时间内泥石流的位移
该时间内汽车的位移
则泥石流与汽车间的最小距离
解得
（3）设汽车运动时间为，汽车速度与泥石流的速度相等，则有
根据位移关系有
解得
15. 如图甲所示，长度为的导热汽缸竖直放置，初始时汽缸底部阀门打开与外界相通，横截面积为的活塞在汽缸内封闭了一定质量的空气，轻质弹簧一端与活塞相连，另一端固定在汽缸底部，弹簧的原长为，此时活塞到汽缸顶部的距离为。现关闭阀门，将汽缸缓慢倒置，再次稳定时弹簧恰好恢复原长，如图乙所示。不计活塞的厚度，活塞与汽缸之间无摩擦且气密性良好，已知活塞的质量为，重力加速度大小为，大气压强恒为，弹簧始终在弹性限度内，环境温度始终保持不变。
（1）求汽缸倒置再次稳定后，汽缸顶部气体的压强；
（2）求弹簧的劲度系数；
（3）若汽缸倒置后，再将阀门打开，弹簧再次平衡，取，求阀门打开前、后汽缸顶部气体质量之比。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）阀门关闭时，汽缸底部气体的压强
汽缸倒置稳定后，根据玻意耳定律有
解得
（2）阀门关闭前，设汽缸顶部气体的压强为，对活塞受力分析有
汽缸倒置稳定后，设汽缸底部气体的压强为，对活塞受力分析有
根据玻意耳定律有
解得
（3）阀门打开、弹簧再次平衡时，设活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部的气体压强为，对活塞受力分析有
根据玻意耳定律有
阀门打开前、后汽缸顶部气体的质量之比
解得