2025-2026学年天津市第一中学高二（下）期末物理试卷

这是一份2025-2026学年天津市第一中学高二（下）期末物理试卷，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.北京大学王竹溪教授曾说过：“热学这一门科学起源于人类对于热与冷现象的本质的追求……（这）可能是人类最初对自然法则的追求之一。”热学是研究物质热运动规律及其应用的一门学科，是物理学的一个重要组成部分。下列说法正确的是（ ）
A. 物体中所有分子的热运动动能叫作物体的内能，温度升高时物体内能变大
B. 液体中悬浮微粒的布朗运动可以直接地反映液体分子运动的无规则性
C. 分子之间存在着相互作用力，当分子间距变大时相互作用力一定变小
D. 电冰箱通电后从箱内低温物体吸收的热量小于排放到箱外高温环境的热量
2.图像能够直观给出物理量之间的变化规律。下列两幅图像中，横、纵坐标轴表示的物理量没有给出，图中的T1和T2都是热力学温度。下列关于图像的描述正确的是（ ）
A. 甲图可能是氧气分子的速率分布图像，其中T1＜T2
B. 甲图可能是黑体辐射的实验规律图像，其中T1＞T2
C. 乙图可能是氧气分子的速率分布图像，其中T1＞T2
D. 乙图可能是黑体辐射的实验规律图像，其中T1＜T2
3.“太空行走”是航天员的常规工作项目。航天员出舱前先要“减压”，从太空返回后要“升压”，因此飞船要设置“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满一定量的稀薄气体（可视为理想气体），气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，则（ ）
A. 气体体积膨胀，对外做功B. 气体分子平均动能增加
C. 气体压强变小，温度不变D. B中气体可能自发地全部退回到A中
4.干涉和衍射是波特有的现象，一切波，包括机械波、电磁波、光波、物质波等，都能发生衍射，在满足一定条件下都能发生干涉。下列四幅图像中，关于图像的说明正确的是（ ）
A. 甲图是水波通过狭缝后绕到挡板后面继续传播的情况，说明水波发生了干涉
B. 乙图是肥皂膜在太阳光下呈现出的彩色条纹，说明太阳光通过肥皂膜发生了衍射
C. 丙图是光照射圆盘并满足一定条件时在影的中心出现亮斑，说明光发生了干涉
D. 丁图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，说明实物粒子具有波动性
5.“逐日工程”是中国工程院牵头研究的空间太阳能电站项目，核心目标是在太空将太阳能转化为电能，再以微波形式“无线”传回地面使用。关于电磁波和射线，下列说法正确的是（ ）
A. 在无线电波中，微波的波长较短，传播的方向性好，因此用微波传回地面
B. 用X射线入射石墨，散射的X射线波长有小于原入射线波长的成分，叫康普顿效应
C. 汤姆孙根据阴极射线在电磁场中的偏转情况，确认阴极射线本质上是质子流
D. γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的，电离能力很强
6.为了探究原子的结构，卢瑟福设计了金箔对α粒子散射实验。图甲为实验装置的示意图，其中荧光屏和显微镜用于记录α粒子数目，图乙为α粒子散射的微观图景。下列说法中正确的是（ ）
A. 入射方向的延长线越接近原子核的α粒子发生散射时的偏转角越小
B. 由不同元素对α粒子散射的实验数据可以确定不同元素原子核的电荷量
C. 由α粒子散射的实验数据可以估计出原子核半径的数量级是10-10m
D. 这一实验结果推翻了原子的“枣糕模型”，说明了原子核具有结构
7.衰变是原子核的自发变化，也可以人工控制用α粒子、质子、中子等去轰击一些原子核，从而获得人工放射性同位素，这些放射性同位素在各领域中得到了广泛应用。下列说法错误的是（ ）
A. （铀核）衰变为（氡核）要经过4次α衰变和4次β衰变
B. +→+是人类第一次实现的原子核的人工转变
C. （硅核）俘获1个质子后放出1个中子，核反应方程是+→+
D. 放射性同位素可以作为“示踪原子”，有助于生物大分子研究和医学诊断研究
8.通过可控制的链式反应而释放的核能可以为人类的和平建设服务。如图所示是当前普遍使用的“热中子（慢中子）”核反应堆的示意图。对核反应堆的下列说法中正确的是（ ）
A. +→++是铀核裂变的一种典型核反应
B. 核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作临界体积
C. 镉棒的作用是使核裂变产生的速度很大的快中子减速
D. 水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，不需要很厚
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
9.原子核是核子凭借核力结合在一起的，分开也需要能量，这就是原子核的结合能。原子核的结合能与核子数之比叫作比结合能。原子核的比结合能曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 两个核结合成核要吸收的能量约为24MeV
B. 核比核更稳定，但是核比核的结合能大
C. 核发生α衰变后，生成的核比核的结合能大
D. 核发生β衰变后，生成的核比核的结合能大
10.玻尔将能量量子化的理念应用到氢原子系统，提出了自己的原子结构假说，如图为氢原子的电子轨道示意图。已知氢原子基态能量E1＜0，激发态能量En=，则下列说法正确的是（ ）
A. 在玻尔理论中，电子的轨道半径只可能是某些分立的数值，不能任意取值
B. 有一个处于n=4的氢原子，向基态跃迁时，总共能发出6种不同的光子
C. 处于n=4的氢原子直接跃迁到n=2时放出的光子，能够使处于n=2的氢原子跃迁到n=3
D. 处于n=4的氢原子直接跃迁到n=2时放出的光子，能够使处于n=3的氢原子的电子电离
11.碳14测年技术是根据枯死植物体内碳14放射性强度减小的情况推算植物死亡时间的技术，在考古和地质研究中广泛使用。碳14自发进行β衰变，其半衰期为5730年。下列说法正确的是（ ）
A. 碳14具有放射性，自发进行β衰变，衰变方程为→+
B. 若有100个碳14原子核，经过两个半衰期后，还剩下25个碳14原子核未衰变
C. 若古木样品中碳14的放射性强度约是现代的，可推断古木距今约28650年
D. 若古木样品埋在极地冻土中，则碳14半衰期可能会变长，导致测年不准
12.“逐日工程”中将太阳能转化为电能的装置是光伏电池，其基本原理是利用了光电效应。如图所示为研究光电效应的电路图，滑动变阻器的滑动头P与O点对齐时，阴极K与阳极A之间无外加电压，电压表的零刻度在表盘正中间，量程足够大。已知光子能量为4.0eV的R光入射时，饱和电流为60mA，遏止电压为0.8V。则下列说法正确的是（ ）
A. 当P向b端移动时，可以测量遏止电压；当P向a端移动时，可以测量饱和电流
B. 若R光入射时饱和电流为30mA，则遏止电压仍为0.8V
C. 若S光入射时饱和电流为40mA，则入射S光与R光功率之比为2：3
D. 若T光入射时遏止电压为1.6V，则入射T光与R光频率之比为6：5
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
13.某研究小组按照教材要求，自理自学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。实验过程可以简单概括为：配制一定浓度的油酸酒精溶液；测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V；测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S；计算得到油酸分子直径
(1) 用油膜法估测油酸分子直径的大小是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。下列实验中也采用了相同的实验方法的是______
A. 用单摆测量重力加速度B. 用插针法测量玻璃砖折射率
C. 用双缝干涉测量光的波长
(2) 实验中测量油膜面积时需要描绘油膜轮廓，实验室准备了两种带方格的塑料盖板，方格的边长分别为1cm和5cm,从提高实验准确程度来考虑，选用方格边长为 （选填“1cm”或“5cm”）的盖板更好
(3) 从理论上分析，下列操作中会造成油酸分子直径的测量值偏小的是______
A. 直接把1mL油酸和999mL酒精混合，认为是1000mL油酸酒精溶液
B. 测量1mL油酸酒精溶液的滴数时，计数少了几滴
C. 在浅盘的水上撒痱子粉时，撒的痱子粉过多过厚
D. 计算油酸薄膜面积时，把所有不足一格的小方格都记为一格
14.为了探究气体压强与体积的关系，实验装置如图所示。注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度L可以在玻璃管外侧的刻度尺上读出。
(1) 关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是______
A. 必须测出注射器内封闭气体的质量，并保持质量在实验中不变
B. 必须测出空气柱的横截面积，才能探究体积与压强的关系
C. 为了保持封闭气体温度不变，移动柱塞时要缓慢一些
(2) 在正确进行实验操作，并得到准确数据后，为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出 （选填“p-V”或“p-”）图像
(3) 不改变注射器内封闭的气体质量，在不同温度环境下，重复上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1＞T2。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是 。
四、计算题：本大题共3小题，共28分。
15.“逐日工程”需要在太空布置一个巨大的球形聚光器，内部布满无数小镜面，这些镜面将阳光反射并集中到球心的光电转换装置上。光子具有能量和动量，在镜面反射时会对镜面产生压力。已知光子能量等于光子动量与光速c乘积。现有功率为P、频率为ν的一束光垂直照射到镜面，并全部被反射（可视为无能量损失的弹性碰撞），普朗克常量为h。求：
(1) 该光的波长λ
(2) 一个光子在镜面发生反射时，动量变化量的大小Δp
(3) 这束光反射时对镜面产生的压力F
16.2025年11月5日，我国首艘电磁弹射航母“福建舰”正式入列，这是全球首艘采用常规动力的电磁弹射航母，在技术上巧妙攻克了瞬时超高电能供应的世界级难题。将电磁弹射装置简化如图所示，足够长的光滑平行金属导轨间距为d=1m,固定在水平面内，导轨左端有一个开关S，接a时与电容为C=1F的电容器连接，接c时与阻值为R=0.9Ω的电阻连接。一质量为m=1kg、电阻为r=0.1Ω的导体棒垂直导轨静止放置在MN处，与导轨接触良好，整个空间有竖直向下磁感应强度为B=1T的匀强磁场（未画出）。不计其它电阻，不计空气阻力。
先将电容器充电到一定电压，然后将开关接到a,金属棒开始向右运动，当金属棒运动到PQ处时刚好达到最大速率v=10m/s,此时立即将开关断开；金属棒向前减速并加速返回；当金属棒返回到PQ处时速率仍为v,此时立即将开关接到c,之后金属棒减速回到MN处停止运动。求：
(1) 在电阻R上产生的焦耳热QR
(2) MN与PQ间的距离x1
(3) 金属棒开始运动时，电容器两极板间的电压U
17.在可控核聚变装置中，中性束注入（NBI）是加热等离子体的重要手段。装置简化模型如图甲所示。三维坐标系中：x轴水平向右，y轴竖直向上，z轴垂直纸面向外。区域Ⅰ（y＜-2d）存在方向沿+y轴的匀强电场，区域Ⅱ（-2d≤y＜0）存在方向沿+z轴的匀强磁场（未画出）。一个质量为m、电荷量为+q（q＞0）的离子，从区域Ⅰ中的点P（-d,-3d,0）静止释放，不计重力，离子到达磁场区的速度大小为v0，然后从原点O离开。
(1) 求区域Ⅰ的电场强度大小E
(2) 求区域Ⅱ的磁感应强度大小B和到达O点时速度与+x轴的夹角θ
(3) 离子到达O点时，立即撤去区域Ⅰ中的电场和区域Ⅱ中的磁场，同时在x≥0的区域加如图乙所示磁镜。该磁镜为轴向对称分布的非匀强磁场。其对称轴沿+x方向，轴向的磁感应强度分量Bx大小随x线性增大，满足Bx=B0+kx（k＞0），其中B0为x=0处的轴向磁感应强度分量大小。已知粒子在此非匀强磁场中运动满足“磁矩不变量”，即=常量，其中v⊥是垂直于x轴方向的分速度大小。
①推导离子在磁镜中运动时，其平行于x轴的速度分量v∥与Bx的关系式，用v0、B0表示；
②离子在磁镜中沿x方向的分运动为减速运动，最终v∥减为0后被磁场“反射”。若磁镜区域的长度有限，仅为x≤L（L＞0），为了使离子不能穿透磁场逃逸，求k应满足的条件，用B0、L表示
1.【答案】D
2.【答案】A
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】A
6.【答案】B
7.【答案】A
8.【答案】B
9.【答案】BD
10.【答案】AD
11.【答案】AC
12.【答案】BD
13.【答案】【小题1】
C
【小题2】
1cm
【小题3】
AD

14.【答案】【小题1】
C
【小题2】
【小题3】
AC

15.【答案】【小题1】该光的波长λ为
【小题2】一个光子在镜面发生反射时，动量变化量的大小Δp为
【小题3】这束光反射时对镜面产生的压力F的大小为，方向与这束光的入射方向相同

16.【答案】【小题1】电阻R上产生的焦耳热为45J
【小题2】MN与PQ间的距离为10m
【小题3】金属棒开始运动时，电容器两极板间的电压为20V

17.【答案】【小题1】区域Ⅰ的电场强度大小E为
【小题2】区域Ⅱ的磁感应强度大小B为，到达O点时速度与+x轴的夹角θ为37°
【小题3】①推导离子在磁镜中运动时，其平行于x轴的速度分量v∥与Bx的关系式为；②离子在磁镜中沿x方向的分运动为减速运动，最终v∥减为0后被磁场“反射”；若磁镜区域的长度有限，仅为x≤L（L＞0），为了使离子不能穿透磁场逃逸，k应满足的条件为