辽宁省沈阳市五校协作体2024-2025学年高二下学期期中物理试卷（PDF版含解析）

高二年级物理试卷第1页共7页2024-2025学年度(下)沈阳市五校协作体期中考试时间：75分钟分数：100分试卷说明：试卷共两部分：第一部分：选择题型(1-10题46分)第二部分：非选择题型(11-15题54分)第I卷(选择题共46分)1.关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是()A.爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B.玻尔理论指出氢原子能级是分立的，玻尔还测出了氢原子光谱D.根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性2.在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R的阻值为12Ω,电表均为理想电表，下列判断正确的是()乙C.电阻R一个周期内产生的热量为12JD.电压表的示数为6V3.氢原子能级图如图所示，若大量氢原子处于n的能级状态，已知普朗克常量h=6.6×10-10-19,某锑铯化合物的逸出功为2.0eV,则()A.这些氢原子跃迁过程中最多可发出3种频率的光B.这些氢原子跃迁过程中产生光子的最小频率为1.6×101⁴HznnO43C.这些氢原子跃迁过程中有6种频率的光照射该锑铯化合物可使其电子逸出D.一个动能为12.5eV的电子碰撞一个基态氢原子不可能使其跃迁到激发态4.图甲是一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的a、b间接入220V的交流电，变压器线圈总匝数为1100匝，交流电流表A为理想电表，定值电阻R=2500Ω,灯泡L的伏安特性曲线如图乙所示。当c、P之间线圈匝数为750匝时，则()甲A.灯泡两端的电压约为47VB.通过电阻R的电流约为0.2AC.电流表的示数约为0.003AD.灯泡的功率为2.25W乙5.如图所示，一导热良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞厚度及与缸壁之间的摩擦),用一弹簧连接活塞，将整个汽缸悬挂在天花板上。弹簧长度为L,活塞距地面的高度为h,汽缸底部距地面的高度为H,活塞内气体压强为p,体积为V,下列说法正确的是()A.当外界温度升高(大气压不变)时，L变大、H减小、p变大、V变大B.当外界温度升高(大气压不变)时，h减小、H变大、p变大、V减小C.当外界大气压变小(温度不变)时，h不变、H减小、p减小、V变大D.当外界大气压变小(温度不变)时，L不变、H变大、p减小、V不变6.如图所示，一只开口向下的玻璃试管在水中一定的深度处于静止状态，有部分水进入试管中，封闭有一定质量的理想气体，气体的压强为p₁、体积为V₁。如果用试管夹将试管轻轻夹住并缓慢竖直向上提起一小段距离后，试管内气体的压强为p₂、体积为V₂。若在此过程中，试管内气体的温度保持不变，下列说法中正确的是()A.P₂>P₁,V₂>V₁B.P₂>P₁7.一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，C→a过程是等温过程。下列说法正确A.a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功高二年级物理试卷第2页共7页高二年级物理试卷第3页共7页B.a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功C.b→c过程，气体对外做功，内能增加D.a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量8.(多选)风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用。如图为风力发电机的简化模型，风带动叶片转动，An其中A灯为指示灯，A灯与用户端的灯泡相同，额定电压均为U,所有灯泡正常发光，已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈电阻不计。下列说法正确的是()A.用户端的交变电流的频率为knB.变压器原副线圈的匝数比为1:mC.发电机线圈的面积D.若增多用户端的灯泡数量，且叶片的转速不变，则A灯变亮(设灯泡不会被烧坏),其余灯泡的亮度变暗9.(多选)如图所示，甲为演示光电效应的实验装置，乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，丙图为氢原子的能级图，丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是()钠钾铷囚囚--A.若b光为黄光，c光可能是紫光B.图甲所示的光电效应实验装置所加的是反向电压，由此可测得U,U₂C.若b光光子能量为0.66eV,照射某一个处于n=3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光D.若用能使金属铷发生光电效应的光，用它直接照射处于rF3激发态的氢原子，可以直接使该氢原子电离高二年级物理试卷第4页共7页10.(多选)24Cu原子核静止时有19%的可能发生β衰变，方程为29Cu→8Ni+9e,并放出能量为E的Y光子。已知29Cu、2Ni和9e的质量分别记为m、m₂和m₃,衰变放出光子的动量可忽略，该过程释放的核能除去Y光子的能量E,外全部转化为28Ni和9e的动能。在匀强磁场中衰变产生的2Ni和e,则下列说法正确的是()A.8Ni和9e在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆B.28Ni的比结合能大于Cu的比结合能C.生成物的总动能为E=(m-m₂-m₃)第Ⅱ卷(非选择题共54分)11.(8分)(1)如图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作d(2)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1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的高二年级物理试卷第5页共7页③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是m(以上结果均保留2位有效数字)。12345电阻值/Ω96ABCD(1)已知光照强度与光敏电阻阻值成反比，则当光照强度为4cd时光敏电阻R的大小为高二年级物理试卷第6页共7页(3)现已知定值电阻R为12Q,用电压表测得光敏电阻两端的电压为3V,则此时光照强度为o13.(14分)如图所示，两汽缸A、B厚度均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通，A上端封闭，B上端与大气连通。两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热，两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热活塞a、b,活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气，连接活塞b的细绳绕过光滑的定滑轮与重物连接。当大气压为P₀、外界和汽缸内气体温度均为7℃系统平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的,活塞b在汽缸正中间。重物与活塞a质量均为,活塞a的横截面积为2S,b为轻活塞且横截面积为S,B缸体积为V,活塞a、b可在汽缸内无摩擦滑动，细绳不可伸长，整个过程不漏气且缸内气体可视为理想气体。(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，使其温度升高20℃,求活塞b移动的距离是汽缸高度的多少倍；(2)继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是汽缸高度时，求氮气压强。14.(12分)如图所示为远距离输电的原理图，降压变压器的原、副线圈匝数之比为n。电表均为理想电表，变压器均为理想变压器。(1)若发电机输出电功率P不变，升压变压器的输出电压为U,若两变压器间输电线的总电阻r,则两变压器间输电线上的电流为多少?(2)若发电机输出电压不变，用户端R交滑片移动，电压表示数变化△U,电流表示数变化A,则两变压器间输电线的总电阻r等于多少?(r恒定不变)高二年级物理试卷第7页共7页15.(14分)我国自主研发的094型战略核潜艇，使我国核威慑力量更加有效，第二次核打击能力得到巨大的提高，被称为“镇国神器”。一个体积为V的简易潜水艇模型如图所示。当储水舱里的气体体积为V₀,压强为P。时，潜水艇有浸没在海水中。当地大气压强为Po,海水的密度为ρ,假设各深度处海水温度相同，潜水艇在吸入或排出海水过程中，海水深度对潜水艇的压强变化忽略不计。当潜水艇用空气压缩泵缓慢排出储水舱上方的部分气体时，可以吸入一定量的海水，使潜艇恰好全部浸没在海水里并处于静止状态。此时，储水舱上方气体的压强为P₁,求：(1)此时储水舱剩余气体的体积V₁;(2)储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比；(3)当潜水艇静止潜在深度h处时(潜水艇全部浸入海水后，储水舱内气体的变化忽略不计),用空气压缩泵向储水舱注入一定量的压强为Po的气体后，打开阀门排出部分海水使潜水艇向上浮。要使舱内的海水排出的体积,求打开阀门前，储水舱内气体的压潜水艇结构示意图空气压缩泵储水舱排水口高二年级物理答案第1页共8页2024-2025学年度(下)沈阳市五校协作体期中考试考试时间：75分钟考试分数：100分【解析】为了解释黑体辐射的实验规律，普朗克提出了能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，A错误；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，但波尔并没有测出氢原子光谱，B错误；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，并发现了质子，预言了中子的存在，中子最终由查德威克发现，C正确；衍射是波的属性，根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性，D错误。故选C。【解析】A解析：设此交变电流的电压有效值为U,根据有效值定义可得解得：U=6V,则该交变电流的电压有效值为6V,电压表的示数为6V,故A错误，D正确；由闭合电路欧姆定律可得电流表的示数为故B错误：由焦耳定律得电阻R一个周期内产生的热量为Q=I²Rt=0.5²×12×3J=9J,故C错误。故选D。【解析】这些氢原子跃迁过程中最多可发出C²=6种频率的光，故A错误；氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光子的能量最小为E=E₄-E₃=0.66eV,这些氢原子跃迁过程中产生光子的最小频率,故B正确；某锑铯化合物的逸出功为2.0eV,则这些氢原子跃迁过程中有4种频率的光照射该锑铯化合物可使其电子逸出，分别是从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子，从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光子，从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光子，从n=4能级跃迁到n=2能级发出的光子，故C错误；一个基态氢原子跃迁到激发态所需的最小能量为Emin=E₂-E₁=10.2eV,一个动能为12.5eV的电子(大于10.2eV)碰撞一个基态氢原子能使其跃迁到激发态，故D错误。故选B。【详解】AB.由理想变压器电压与匝数关系,可得副线圈的输出电压为U₂=150V对于副线圈，设灯泡的电压为U,电流为I,由闭合电路欧姆定律可得将解析式画入灯泡的U-I图中，如答图所示，由图中交点可得U=75V,I=0.03A,故C.由理想变压器的电流规律,可得D.灯泡的功率故D正确。故选D。P=UI=2.25WU/V5.答案C【详解】以活塞与汽缸为整体，对其受力分析，整体受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力且二者大小始终相等，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度L不变，活塞的位置不变，h不变；当温度升高时，汽缸内的气体做等压变化，根据盖一吕萨克定律可以判断，体积V增大，汽缸下落，所以缸体的高度降低，H减小、p不变、V增大；当大气压减小时，对汽缸分析得p₀S=mg+pS气体压强p减小，汽缸内的气体做等温变化，由玻意耳定律得可知体积V变大，汽缸下落，所以缸体的高度降低，H减小、p减小、V变大，故C正确，故选C。6、【答案】C【解析】令水面与试管中液面高度差为后，大气压为po,试管中封闭气体压强为p,则有p=pg后+p,当试管夹将试管轻轻夹住并缓慢竖直向上提起一小段距离后，假设管内液面在管中的位置不变，由于水面与试管中液面高度差减小，则管内气体压强将大于P₂<p,V₂>V₁,故选C。克定律可知T,>T,即内能增大，△Uab>0,根据热力学第一定律△U=Q+W可知误；方法一：b→c过程中气体与外界无热量交换，即Q=方法二：c→a过程为等温过程，所以T。=T,结合程气体的内能减少。故C错误；c→a过程为等温过程，可知T。=T,△Uac=0,根据根据热力学第一定律结合上述解析可知：a→b→c→a一整个热力学循环过程△U=0,程气体从外界吸收的热量Qa不等于c→a过程放出的热量-Qca,D错误。故选B。【解析】低速转轴转速为n,由升速齿轮箱可知发电机线圈转速为kn,所以用户端的交变电流的频率为kn,故A正确；根据理想变压器原副线圈故B错误；根据条件可知u₂=U,所以发电线圈的电动势有效值为E=(m+1)U,则发电线圈的电动势最大值为Ema且Emax=NBSw=NBS2πkn,求得发电机线圈的面积为R₂变小，RA不变，原副线圈电压比值不变，所以u₂变灯泡不会被烧坏),其余灯泡的亮度变暗，故D正确。故选ACD。【详解】A.根据光电效应方程Ek=hv-W₀遏止电压方程为高二年级物理答案第4页共8页可知频率越大，遏止电压越大，由图可知故若b光为黄光，c光可能是紫光，故A正确；B.图甲所示的光电效应实验装置所加的是正向电压，不能测得U,U.2,故B错误；C.若b光光子能量为0.66eV,照射某一个处于n=3激发态的氢原子，根据该氢原子吸收b光光子的能量，跃迁至r=4激发态，向低能级跃迁时，最多产生3种频率的光，故C错误；D.若用能使金属铷发生光电效应的光，根据光电效应方程有Ek=hv-W₀=h-2.13eV>0则光子的能量能量大于2.13eV,处于n=3激发态的氢原子，该氢原子发生电离的能量为1.51eV,故用能使金属铷发生光电效应的光直接照射处于rF3激发态的氢原子，可以直接使该氢原子电离，故D正确。故选AD。【详解】A.由题意可知衰变产生的28Ni和e粒子带电性相同，速度方向相反，故两粒子在同一匀强磁场中外切，故A错误；B.由于衰变时放出核能，比结合能增大，所以2Ni的比结合能大于29Cu的比结合能，故B正确；C.由能量守恒可知E=E总+E由爱因斯坦质能方程可知E=(m-m₂-m₃)c²故C正确；D.根据动量守恒定律有0=m₂VN;+mV.联立可得故D错误。故选BC。11、(8分)【答案】(1)bcad【解析】(1)用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是bcad。(2)①图中油膜中大约