四川省泸州市2024-2025学年高二下学期期末统一考试物理试题（解析版）

这是一份四川省泸州市2024-2025学年高二下学期期末统一考试物理试题（解析版），共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
物理分为第一部分（选择题）和第二部分（非选择题）两部分，第一部分1至2页，第二部分3至4页，共100分。时间为75分钟。
考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试题卷上无效。考试结束后，将答题卡交回，试题卷自留。
第一部分 选择题（共46分）
注意事项：
每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标黑。如需改动，请用橡皮檫干净后，再选涂其它答案标号。
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. 2025年3月，“人造太阳”——中国环流三号取得重大突破，实现了原子核温度1.17亿度和电子温度1.6亿度的实验环境。在某次模拟核聚变实验中，用加速后的氘核（）轰击氚核（）发生聚变反应，产生氦核（）和未知粒子X。已知氘核的质量为，氚核的质量为，氦核的质量为，粒子X的质量为，光在真空中的传播速度为c。下列说法中正确的是（ ）
A. 该核聚变反应过程中没有质量亏损
B. 该核反应方程为
C. 该核反应释放的核能
D. 氘核的比结合能比氦核的比结合能大
【答案】C
【解析】A．核聚变会释放能量，根据质能方程可知该核聚变反应过程必然存在质量亏损，故A错误；
B．反应需满足电荷数和质量数守恒，可知X应为中子，该核反应方程为，故B错误；
C．该核反应质量亏损为
该核反应释放的核能，故C正确；
D．聚变后生成更稳定的核，其比结合能更大，所以氘核的比结合能小于氦核，故D错误。
故选C。
2. 关于下列热现象的说法，正确的是（ ）
A. 小草上的露珠呈球形，其主要原因是液体表面张力的作用
B. 给自行车轮胎打气很吃力，这是因为气体分子之间存在斥力
C. 阳光从缝隙射入教室，从“光柱”中看到尘埃的运动就是布朗运动
D. 夏天空调制冷时，热量能够自发从低温的室内传递到高温的室外
【答案】A
【解析】A．液体表面张力使液面收缩至最小面积，露珠呈球形正是表面张力作用的结果，故A正确；
B．打气困难是因气体压强增大，需克服气体压力做功，而非分子间斥力，故B错误；
C．肉眼可见的尘埃运动是气流引起的宏观运动，布朗运动需显微镜观察且由分子撞击导致，故C错误；
D．热量不能自发从低温传至高温，空调制冷需外界做功，故D错误。
故选A。
3. 一天夜晚，身高1.6m的小明站在距路灯电杆2m处的水平位置，测出他在此路灯照射下在水平地面的影子长度为1m。由此可估测出该路灯的高度约为（ ）
A. 4.0mB. 4.8mC. 5.6mD. 6.4m
【答案】B
【解析】光是沿直线传播的，根据相似三角形原理，路灯高度与小明身高的比等于路灯到影子末端的水平距离与小明影子长度1m的比，即
可解得高度H=4.8m
故选B。
4. 一弹簧振子做简谐运动，其动能与时间的变化关系如图所示。则该弹簧振子的振动周期为（ ）
A. 1sB. 2sC. 4sD. 8s
【答案】C
【解析】弹簧振子做简谐运动，平衡位置处速度最大，动能最大。从平衡位置开始计时，第一次回到平衡位置所用时间为半个周期，第二次回到平衡位置所用时间为一个周期，所以根据图像可知，弹簧振子简谐运动的周期为。
故选C。
5. 如图所示，一定质量的理想气体从状态X依次经过状态Y、Z后再回到状态X，其中XY为双曲线的一部分。则（ ）
A. XY过程中，外界对气体做功，气体内能增加
B. XY过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
C. YZ过程中，气体分子的平均动能增大
D. ZX过程中，气体吸收的热量等于其内能的增加量
【答案】D
【解析】A．XY为双曲线的一部分，根据玻意耳定律可知，XY过程温度不变，气体内能不变，体积增大，气体对外界做功，故A错误；
B．XY过程温度不变，分子热运动的平均速率不变，体积增大，气体分子分布的密集程度减小，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，故B错误；
C．YZ过程中，气体压强一定，体积减小，根据盖吕萨克定律可知，气体温度降低，则气体分子平均动能减小，故C错误；
D．ZX过程中，气体体积一定，压强增大，根据查理定律可知，气体温度升高，内能增加，由于体积不变，气体与外界之间不做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于其内能的增加量，故D正确。
故选D。
6. 在垂直纸面向里的匀强磁场中，静止的核先发生一次α衰变产生了新核X，随后新核X又发生一次β衰变产生了新核Y。已知α粒子质量为m1、β粒子质量为m2、新核Y质量为m3，不考虑粒子间的相互作用，各粒子只在纸面内运动。则下列说法中正确的是（ ）
A. 核发生α衰变后，α粒子和新核X的运动轨迹为内切圆
B. 核发生α衰变后，α粒子与新核X在磁场中运动轨迹半径之比为45∶1
C. 新核X发生β衰变的半衰期等于其放出一个β粒子所经历的时间
D. α粒子、β粒子、新核Y在磁场中运动的周期之比为m1∶m2∶m3
【答案】B
【解析】A．α衰变中，系统动量守恒，静止的核先发生一次α衰变产生了新核X，总动量为0，可知，α粒子与新核X的动量大小相等、方向相反，两者均带正电，根据左手定则可知，轨迹为外切圆，故A错误；
B．根据，
解得
α粒子与新核X的动量大小相等，可知，半径与电荷量成反比，α粒子电荷为+2e，X的电荷为
解得半径之比为90e∶2e=45∶1，故B正确；
C．半衰期是统计规律，描述大量原子核衰变的平均时间，与单个粒子衰变的随机时间无关，故C错误；
D．根据，
解得
则α粒子的周期为
β粒子的周期为
Y核的电荷量
Y核的周期为
解得周期之比为
与选项D的m1∶m2∶m3不符，故D错误。
故选B。
7. 在平静的水池下有一条半径为2m的圆形细灯带，水平放置在面积足够大的水池底部。已知灯带离水面的高度为，灯带发出的光在水中折射率为。则该灯带发出的光射出水面的面积最接近（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】光从水射向空气，临界角满足
计算得
则
灯带离水面高度
光线以临界角射出时，水平位移为
灯带半径
光斑总半径
射出水面的面积为
故选D。
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. 下列关于近代物理的四幅图，说法正确的是（ ）
A. 图甲，卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
B. 图乙，一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出10种不同频率的光子
C. 图丙，电子束穿过铝箔后产生了衍射，说明电子具有波动性
D. 图丁，用黄光照射某金属发生了光电效应，现用蓝光照射一定能发生光电效应
【答案】CD
【解析】A．卢瑟福通过分析图甲的粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型，故A错误；
B．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出4种不同频率的光子，故B错误；
C．图丙是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，故C正确；
D．蓝光频率大于黄光频率，若用黄光照射某金属发生了光电效应，现用蓝光照射一定也能发生光电效应，故D正确。
9. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，图甲是在t=1s时刻的波形图，P是介质中位于x=1m处的质点，Q是介质中位于x=4m处的质点；图乙为质点Q的振动图像。下列说法中正确的是（ ）
A. 波速4m/s
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 质点P在t=2.25s时位于波谷位置
D. 质点P在0~2s内运动的路程为8m
【答案】AC
【解析】A．由图甲可知波长λ=8m，由图乙可知波的周期T=2s，则波速为，故A正确；
B．由图乙可知t=1s时，Q点向下运动，对比图甲，可知Q点后续跟随右侧质点运动，则波沿x轴负方向传播，故B错误；
C．根据选项A、B分析可知，波向x轴负方向传播，周期2s，t=2.25s时，质点P相比t=1s时又运动了1.25s即，正好运动到波谷位置，故C正确；
D．波的周期为T=2s，则质点P在0~2s内运动的路程为振幅的4倍，即40cm，故D错误。
故选AC。
10. 2024年6月25日，中国嫦娥六号探测器成功完成人类首次月球背面采样返回地球。如图所示，玻璃管开口向上竖直静止放置，长度为30cm的水银柱密闭了1cm长的气柱。如果将这个玻璃管带到月球表面，发现水银柱缓慢向上移动且未溢出玻璃管。已知地球表面大气压强为75cmHg、重力加速度为g，月球表面为真空状态、重力加速度为，整个过程温度保持不变。则（ ）
A. 在地球表面将玻璃管开口向上竖直静止放置时，密闭气柱所受压强为105cmHg
B. 在地球表面将玻璃管开口向上缓慢倾斜至与水平面成角时，密闭气柱所受压强为52.5cmHg
C. 在月球表面将玻璃管开口向上竖直静止放置时，密闭气柱所受压强为17.5cmHg
D. 将玻璃管带到月球表面开口向上竖直静止放置，发现水银柱向上移动了20cm
【答案】AD
【解析】A．在地球表面将玻璃管开口向上竖直静止放置时，密闭气柱所受压强，故A正确；
B．在地球表面将玻璃管开口向上缓慢倾斜至与水平面成角时，密闭气柱所受压强为，故B错误；
C．在月球表面将玻璃管开口向上竖直静止放置时，密闭气柱所受压强为，故C错误；
D．设玻璃管的横截面积为长度为，密闭气体发生等温变化，有
代入数据解得
水银柱向上移动了，故D正确。
故选AD 。
第二部分 非选择题（共54分）
注意事项：
必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。
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”的实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得90滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸薄膜轮廓，图中正方形小方格的边长为1cm。
（1）“将油酸分子看成球体”采用的方法主要是______。
A. 微量放大法B. 控制变量法
C. 理想模型法D. 等效替代法
（2）1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为______mL（保留两位有效数字）；
（3）由上述数据估算油酸分子的直径大小约为______m（保留两位有效数字）。
【答案】（1）C （2） （3）
【解析】（1）将油酸分子看成球体是一种理想化处理，忽略了分子的实际形状和内部结构，属于理想模型法。故C正确，ABD错误。故选C。
（2）根据题意，1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
（3）面积超过正方形一半的正方形的个数为114个，则油酸膜的面积大约是
则油酸分子直径为
12. 某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标卡尺、分划板、手轮、目镜等。
（1）该同学调整好实验装置后，在测量头中观察到的干涉条纹是______；
A. B.
C. D.
（2）该同学想让测量头中观察到的条纹数目增多，可以将双缝到屏的距离______（选填“增大”或“减小”）；
（3）如图所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心，将该亮条纹定为第1条亮纹，此时螺旋测微器的读数为______mm；
（4）同方向转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板中心刻度线与第5条亮条纹对齐，记下此时螺旋测微器的读数为3.750mm，已知双缝间距，双缝到屏的距离，则该单色光的波长为______nm；
（5）在该实验中，若改用波长为的红光，屏上P点距双缝和的路程差为，则在P点出现的是______（选填“亮条纹”或“暗条纹”）。
【答案】（1）A （2）减小 （3）2.150 （4）520 （5）暗条纹
【解析】（1）该同学调整好实验装置后，在测量头中观察到的干涉条纹是等间距明暗相间的条纹。干涉条纹为等间距明暗相间的条纹。
（2）该同学想让测量头中观察到的条纹数目增多，根据相邻条纹间距公式
可知应使变小，可以将双缝到屏的距离减小。
（3）螺旋测微器的精确值为，由图可知螺旋测微器的读数为
（4）相邻条纹间距为
根据，可得该单色光的波长为
（5）若改用波长为的红光，屏上P点距双缝和的路程差为
由
可知在P点出现的是暗条纹。
13. 当一束光的反射光与折射光垂直时，对应的入射角称为布儒斯特角。布儒斯特角通过控制光的偏振态，在需要高精度偏振控制或低反射干扰的场景中发挥关键作用。如图所示，截面为矩形的玻璃砖的厚度，若用波长的单色光从上表面射入，入射角，反射光与折射光刚好垂直。已知普朗克常量，光在真空中的传播速度，求：
（1）该玻璃砖的折射率n；
（2）从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移距离d；
（3）该单色光能量子的值。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）单色光从上表面射入，入射角，反射光与折射光刚好垂直，可知折射角为
则该玻璃砖的折射率
（2）由几何关系可得
则从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移距离为
（3）该单色光能量子的值为
14. 位于坐标原点O处的波源在时刻发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时刻的波形如图所示。在传播方向上有P、Q两质点，坐标分别为、。求：
（1）该波的波长和波速；
（2）P质点第二次到达波峰的时刻；
（3）Q质点的振动方程。
【答案】（1）， （2） （3）（）
【解析】（1）由题图可知
可得该波的波长为
根据题意可知该波的波速为
（2）周期为
根据波形平移法可知从到P质点第一次到达波峰所用时间为
则P质点第二次到达波峰的时刻为
（3）波沿x轴正方向传播，根据波形平移法可知质点的起振方向向下；质点Q的起振时刻为
则Q质点的振动方程为
（）
15. 汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力。如图所示，刹车助力装置简化如下：左容器（助力气室）和右容器（抽气气室）两个容器用细管相连，K1、K2为单向阀门，只可按图示方向开启。开始时活塞在右容器的最左边，活塞向右拉时K2闭合K1打开，直至右容器的体积等于左容器的体积V0。活塞向左压时K1闭合K2开启，将右容器中气体排入大气中。重复这两个过程，使左容器内气体质量不断减小。已知左容器初始压强为p0，外界压强为p0。假设抽气过程中，拉动活塞足够慢，每次可视为等温变化，温度保持不变。求：
（1）第1次抽气后左容器内气体压强p1；
（2）第n次抽气后左容器内气体压强pn；
（3）第n次抽气后，左容器抽出气体的质量和左容器剩余气体的质量之比m抽:m余。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）第1次抽气后左容器内气体压强
解得
（2）根据，第n次抽气后左容器内气体压强
（3）设左容器内气体的初始质量为m。
第1次抽气：，
第2次抽气：，
第3次抽气：，
……
第n次抽气：，
第n次抽气后，左容器抽出气体的质量
第n次抽气后，左容器剩余气体的质量
解得