上海市青浦高级中学2025-2026学年高二下学期期末物理试题（含解析）

这是一份上海市青浦高级中学2025-2026学年高二下学期期末物理试题（含解析），共24页。试卷主要包含了中国“人造太阳Z”，浮漂，机器人，神舟二十三号，量子世界等内容，欢迎下载使用。
（考试时间60分钟，满分100分，本试卷g取10m/s2）
一、中国“人造太阳Z”：EAST
2026年，我国“人造太阳”EAST装置成功实现403秒稳态高约束模式等离子体运行，同时在核电站技术领域持续突破。核能的利用涉及裂变与聚变两种基本形式，其本质均遵循爱因斯坦质能方程。请回答下列问题：
1. EAST装置中，氘核（）与氚核（）聚变成氦核（）并放出一个粒子X。下列说法正确的是（ ）
A. X是质子，该反应属于α衰变
B. X是中子，反应过程质量守恒
C. X是中子，反应过程释放能量源于质量亏损
D. X是电子，反应需达到常温即可发生
2. 核污水中常含有氚（）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚的核子数为__________；氚衰变的半衰期长达12.5年，若将含有质量为m的氚的核污水排入大海，经过75年，排入海中的氚还剩__________m。
3. 根据原子核比结合能曲线，如图甲所示下列说法正确的是（ ）
A. 的比结合能约为1 MeV/核子，是最不稳定的原子核之一
B. 的比结合能最大，因此它既可以发生聚变也可以发生裂变释放能量
C. 氘核（）聚变成氦核（）时，比结合能增大，释放能量
D. 裂变时，生成物的比结合能减小，需要吸收能量
4. 如图是正在进行重核裂变的原子：
①如果图中进行的是的裂变，用一个慢中子轰击，生成的元素是和，请写出其核裂变方程：____________________________________________________________。
②要产生自发、持续的链式反应，除了需要裂变产生的快中子减速为慢中子，还需要具备下列哪些条件（ ）
A．直接从自然界开采天然铀；
B．需要加热到很高的温度
C．需要采用扩散和离心分离技术将天然铀制成浓缩铀；
D．铀块的体积要大于等于临界体积
【答案】1. C 2. ①. 3 ②. 3. C
4. ①. ②. CD
【解析】
【分析】
【1题详解】
根据电荷数、质量数守恒写出核反应方程，可知为中子
A．该反应是氢核聚变，不是衰变，A错误；
B．聚变过程存在质量亏损，质量不守恒，B错误；
C．聚变过程存在质量亏损，质量不守恒，反应释放的能量来源于质量亏损，C正确；
D．氢核聚变需要在超高温度发生，D错误。
故选C。
【2题详解】
[1]氚的核子数等于质量数，等于；
[2]依题意，半衰期，经过，氚衰变的次数，则剩余氚的质量
得
【3题详解】
A．由图可知，的比结合能约为，比结合能越大原子核越稳定，A错误；
B．的比结合能最大，是最稳定的原子核，不能通过聚变或裂变释放能量，B错误；
C．氘核聚变生成氦核，由图可知，氦核的比结合能大于氘核，比结合能增大，反应释放能量，C正确；
D．重核裂变时，生成物的比结合能大于铀核，比结合能增大，释放能量，D错误。
故选C；
【4题详解】
①
②AC．天然铀丰度低，需要通过浓缩技术提纯得到浓缩铀，A错误，C正确；
B．高温是核聚变的反应条件，重核裂变不需要，B错误；
D．铀块体积需要大于等于临界体积，保证中子足够引发持续裂变，D正确。
故选CD。
二、浮漂
钓鱼是很多人的爱好，浮漂是必不可少的工具。如图是质量为m的某浮漂，静止在静水中的示意图，M、P、O、N为浮漂上的点，此时点O在水面上。用手将浮漂向下压，使点M到达水面后松手，浮漂会上下运动，上升到最高处时，点N恰好到达水面。
5. 浮漂上下振动的回复力由__________提供。
6. 若把浮漂看成横截面积为S的圆柱体，已知水的密度为ρ，重力加速度为g，忽略空气和水的阻力。
①证明浮漂的振动是简谐振动；
②求出浮漂做简谐振动的周期（已知简谐振动的周期公式为）
7. 如图所示是一个浮漂改装而成的浮力振子，振子上的刻度表示振子受到的浮力大小，某次在平静水面的振动中振子所受浮力F随时间t变化如图所示，则（ ）
A. 振子重力大小为F2
B. 振子做简谐振动的最大回复力是F1
C. 振子在0.5s时的速度最大
D. 从0到0.5s的过程中，振子向上运动
8. 若浮漂上下振动，水波在Oxy水平面内传播（水波视为简谐波），波面为圆。t=0时，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。B处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向竖直向上。
①请写出B处质点振动的位移随时间变化的关系式__________m；
②水波的波速的大小为__________m/s；
③t=6.1s时，D处质点处于（ ）
A．波峰 B．平衡位置向z轴正方向运动
C．波谷 D．平衡位置向z轴负方向运动
【答案】5. 浮漂所受重力与浮力的合力
6. ①设浮漂平衡时浸入水中深度为，平衡时满足 。
以平衡位置为原点，取向下为正方向，当浮漂偏离平衡位置的位移为时，浮力
合力即回复力
满足简谐振动回复力关系 （其中为常数），因此浮漂的振动是简谐振动。
② 7. AD
8. ①. ②. 5 ③. B
【解析】
【5题详解】
浮漂静止时浮力与重力平衡，偏离平衡位置后，浮力与重力的差值使浮漂回到平衡位置，因此回复力由浮力和重力的合力提供。
【6题详解】
①证明过程见答案
②已知简谐振动周期​
代入
可得​​​
【7题详解】
A．平衡位置时合力为零，浮力等于重力，平衡位置对应浮力，因此重力大小为，故A正确；
B．最大回复力大小为​，故B错误；
C．时浮力最小，说明浮漂在最大位移处，速度为0，故C错误；
D．时刻浮力最大，说明浮漂在最低点，浮力最小，浮漂在最高点，因此到振子向上运动，故D正确。
故选AD。
【8题详解】
[1]由图(b)得振幅，周期，角频率
时B在正最大位移，因此位移关系式为 。
[2]由图a可知波峰半径，相邻波谷半径，半径差为半个波长，即，
可得
由图b可知，周期，根据
解得波速
[3]时，B点是第一个波峰(B点已振动了，起振方向沿z轴正方向)，此时波前的位置
D到波源原点的距离
波传播到D的时间
D振动的总时间，即振动状态与波源起振时的振动状态相同。
故选B。
三、机器人
如图甲所示，2026年春晚，国产宇树科技机器人“功夫秀”引人注目，动作丝滑堪比人类。
9. 机器人已能顺利完成侧空翻动作。某次调试过程中，质量为m的机器人向上跳起并落回原地，跳起后其重心上升的最大高度为h。不计空气阻力，则机器人在上升第1个与上升第3个过程中时间之比为（ ）
A. B.
C. D.
10. 如图所示，机器人静止站立在水平地面上，两脚左右对称，则（ ）
A. 地面对机器人的弹力由机器人的形变产生
B. 地面对机器人的作用力大于机器人的重力
C. 若机器人两脚间的夹角变大，地面对机器人的支持力将变大
D. 若机器人两脚间的夹角变大，左脚所受地面的作用力将变大
11. 两个机器人静止在舞台上，持续发出同相、同频率的声波。收音设备在舞台上移动，收到声波的振幅随着位置变化时大时小，这种现象属于__________（“波的衍射”、“多普勒效应”、“波的干涉”）。收音设备移动到a点时，收到声波的振幅基本为0，a点到这两个机器人的距离分别为8m和12m，则该声波的波长可能为__________。
12. 多普勒传感器可以为机器人提供动态环境感知能力，通常传感器发射高频电磁波，并接收其反射波，通过分析反射波的情况来判断目标的运动状态。下列说法正确的是（ ）
A. 当物体远离机器人时，反射波的频率大于发射波频率
B. 当物体远离机器人时，反射波的波速等于发射波波速
C. 当物体靠近机器人时，反射波的频率小于发射波频率
D. 当物体靠近机器人时，反射波的波长大于发射波波长
13. 机器人利用激光借助舞台上的水晶装饰柱进行精准定位。已知水晶折射率n=1.5。
①要使一束激光能从水晶进入空气，若入射角为θ，则应满足sinθ