吉林省长春外国语学校2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷（含解析）

长春外国语学校2024-2025学年第二学期期中考试高二年级
物理（选考）
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共4页。考试结束后，将答题卡交回。
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第Ⅰ卷
选择题：本题共10小题，1-7每题4分，8-10每题6分，共46分。1-7题只有一项是符合题目要求的，8-10题有多个选项符合要求。
1．2023年10月3日，瑞典皇家科学院宣布，将2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶，以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。在物理学中，不同的物理知识往往揭示了物理学的某个阶段的重大发现，下列关于物理学发展的说法正确的是（　　）
A．电子束通过晶体发生衍射的实验，说明了电子具有粒子性
B．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应
C．居里夫妇发现天然放射现象，说明了原子核有复杂的内部结构
D．汤姆孙的“枣糕模型”被卢瑟福和助手们所做的α粒子散射实验所否定，卢瑟福提出了原子的核式结构模型
2．图甲是检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为待测物体，C为入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）．

A．入射光C可以采用复色光
B．将A、B间的物体向右微小平移可使条纹间距变大
C．由图乙条纹可知，B上表面上有沟状凹陷
D．若从中间位置向下按压A使其发生微小形变，观察到的条纹左密右稀
3．关于下图，说法正确的是（　　）
A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高
B．由图乙可知，气体在状态A和状态B的分子平均动能相同
C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大
D．由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功
4．用双缝干涉实验测量黄光的波长，其实验装置如图甲，下列说法正确的是（　　）
A．仅减小双缝间距，光屏上的相邻亮条纹间距将变大
B．仅将黄光换成红光，光屏上相邻两亮条纹的间距变小
C．仅减小滤光片到单缝的距离，光屏上的相邻亮条纹间距将变小
D．若乙图中的P点出现暗条纹，则和到P点的光程差为黄光波长的整数倍
5．一定质量的理想气体从状态经过状态、变化到状态，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．的过程中，气体对外界做功
B．的过程中，所有气体分子的动能都增大
C．的过程中，气体对外界做功
D．的过程中，气体先吸热后放热
6．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是 （　　）
A．图甲中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量
B．图乙中，用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表面具有扩张的趋势
C．图丙中，石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是多晶体
D．图丁中，在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力
7．2024年4月30日，神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林圆满完成了出舱活动期间的全部既定任务。已知飞船在航天员出舱前要“减压”，在航天员从太空返回进入飞船时要“升压”，因此将此设施专门做成了飞船的一个舱，叫“气闸舱”。气闸舱的原理如图所示。座舱A与气闸舱B间装有阀门K，A中充满空气，B内为真空。航天员由太空返回到B时，将B封闭，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统保持温度不变，舱内气体可视为理想气体，不考虑航天员的影响，则此过程中（　　）
A．气体膨胀做功，内能减小
B．气体向外界放出热量
C．气体分子对A舱壁的压强减小
D．一段时间后，B内气体的密度可以自发地恢复到原来真空状态
8．（多选）炎热的夏天，停在露天停车场的汽车，经暴晒后轮胎内的气体压强较早晨时有所增大。在压强增大的过程中，不考虑轮胎内气体的质量和体积的变化，且气体可视为理想气体，则下列说法正确的是（　　）
A．轮胎内气体的内能增大
B．轮胎内气体分子的平均动能增大
C．轮胎内所有气体分子的运动速率都增大
D．单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞的次数不变
9．（多选）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线（如图所示），则（　　）
A．的频率比的大
B．若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应
C．分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显
D．分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大
10．（多选）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为 x。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则（ ）
A．电子的动量 B．电子的动能
C．光子的能量 D．光子的动量
第Ⅱ卷
实验题：本题共2小题，每空2分，共18分。
11．做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)下列实验步骤的正确顺序是______（填写实验步骤前的序号）。
A．往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
B．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定
C．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小
D．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积
E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
(2)该实验体体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有_______。
A．把油酸分子视为球形 B．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜
C．油酸分子是紧挨着的没有空隙 D．油酸不溶于水
(3)实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积；可求得油酸分子的直径为（用、、、、表示）。
(4)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为________。
A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值
12．在“用插针法测定玻璃砖折射率”的实验中：
(1)某同学画出的光路图如图甲所示，下列说法中正确的是______。
A．为减小测量误差，大头针、的连线与法线的夹角应尽量小些
B．若大头针、的连线与法线夹角较大，有可能在面发生全反射
C．插上大头针，应使挡住、的像和
D．为了减小作图误差，大头针和的距离应适当取大些
(2)根据图甲可知，该玻璃砖的折射率（用图中角度表示）。
(3)若该同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，②中用的是梯形玻璃砖。其它操作均正确，且均以、为界面画光路图。则①中测得的折射率与真实值相比（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；②中测得的折射率与真实值相比（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
计算题：本题共3小题，每小题12分，共36分。
13．由某种透明介质制成的一柱状体，其截面AOB为圆，O点为圆心，圆半径为R。一束光垂直射向柱状体横截面的OA边，入射点C是OA的中点，光恰好射到球面上D点（未画出）发生全反射后从OB边射出，已知光在真空中传播的速度为c。求：
（1）该介质的折射率；
（2）该光束从C点射入介质到射出OB边所用的时间。
14．某气压式升降电脑椅如图甲所示，其气压式升降结构的原理简图如图乙所示，圆柱形汽缸与椅子主体固定连接，汽缸与椅子主体总质量，汽缸内腔横截面积，底部的柱状气动杆与底座固定连接，气动杆与汽缸壁间有润滑油且紧密接触，在汽缸内密封了一定质量的氮气（视为理想气体），汽缸的气密性，导热性良好，其升降时与气动杆间的摩擦力忽略不计。电脑椅上不坐人，稳定不动时测得封闭氮气柱长度。已知大气压强，重力加速度。现在让质量分别为、的两个人分别坐在同样的两把电脑椅上稳定后不动，假设室温不变，人对椅子的压力大小等于人的重力，方向竖直向下。求：
(1)稳定后两把电脑椅汽缸内气体的压强；
(2)稳定后两把电脑椅主体的高度差。
15．如图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极K金属的逸出功为3.0eV。如图乙是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射K极，求：
（1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最大的光子能量是多少eV；
（2）从图示位置向左移动滑片P至某处，电压表示数为2.29V，光电子到达A极的最大动能为多少eV。
(
第
1
页
共
4
页
)
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B B A A D C AB CD AD
1．D
【详解】A．电子束通过晶体发生衍射的实验，说明了电子具有波动性，故A错误；
B．普朗克提出了能量子的概念，成功解释光电效应的是爱因斯坦，故B错误；
C．天然放射现象是法国物理学家贝克勒尔发现的，故C错误；
D．汤姆孙的“枣糕模型”被卢瑟福和助手们所做的α粒子散射实验所否定，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】A．入射光C应采用单色光，波长一定，不会出现干涉条纹重合，若采用复色光则会出现干涉条纹重合的现象，A错误；
B．将A、B间的物体向右微小平移，从左到右，光在A、B间楔形狭缝内的光程差变化变慢，可使条纹间距变大，B正确；
C．从左到右，光在A、B间楔形狭缝内的光程差均匀变大，故相邻亮条纹间距应相等，由图乙条纹可知，中间某条纹右偏，即亮条纹推迟出现，故B上表面上有沟状凸起，C错误；
D．若从中间位置向下按压A使其发生微小形变，左侧光程差变化变慢，右侧光程差变化变快，故观察到的条纹左稀右密，D错误。
故选B。
3．B
【详解】A．由分子热运动的速率的分布特点可知，分子热运动的速率分布呈现“中间多，两头少”的规律，且随温度升高，大部分分子热运动的速率增大，所以由图可知状态①的温度高，故A错误；
B．由理想气体状态方程，可知T与pV成正比。结合图乙可知，气体在状态A和B态时，pV值相同，气体的温度相同，所以气体在状态A和状态B的气体分子平均动能相同，故B正确；
C．由分子力随分子间距的变化关系图象可知，当分子间的距离时，随分子间距离的增大，分子间的作用力先增大后减小，故C错误；
D．由图丁可知，在分子间距为r2时，分子势能最小，分子间距离为平衡位置的距离。在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，随分子间距的增大，分子力做正功，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】A．根据条纹间距表达式
可知，仅减小双缝间距，光屏上的相邻亮条纹间距将变大，选项A正确；
B．红光波长大于黄光波长，根据
可知仅将黄光换成红光，光屏上相邻两亮条纹的间距变大，选项B错误；
C．仅减小滤光片到单缝的距离，光屏上的相邻亮条纹间距将不变，选项C错误；
D．若乙图中的P点出现暗条纹，则和到P点的光程差为黄光半波长的奇数倍，选项D错误。
故选A。
5．A
【详解】A．a→b的过程中，气体温度不变，压强减小，则体积变大，则气体对外界做功，A正确；
B．b→c的过程中，气体温度升高，分子平均动能变大，但并非所有气体分子的动能都增大，B错误；
C．根据可得
则由于d点与原点连线斜率大于c点与原点连线的斜率，可知d态对应的体积小于c态的体积，则c→d的过程中，体积减小，外界对气体做功，C错误；
D．由图可知a→b的过程中，气体温度不变，气体与外界没有热量交换，b→c的过程中，气体温度升高，气体从外界吸收热量，D错误。
故选A。
6．D
【详解】A．图甲中，设题中气体的摩尔体积为V，摩尔质量为M和阿伏加德罗常数为，根据
可以估算出气体分子的质量；但由于气体分子间距离较大，根据V和能估算出气体分子所占据的空间体积，不能估算出气体分子的体积，故A 错误；
B．图乙中用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表面具有收缩的趋势，而不是扩张的趋势，故B 错误；
C．图丙中，石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体具有各向异性，而多晶体具有各向同性，所以该固体是单晶体，故C 错误；
D．图丁中，当玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力时，水银在玻璃表面表现为不浸润，故D 正确。
故选D。
7．C
【详解】AB．系统温度不变，则理想气体的温度不变，内能不变，气体自由扩散，没有对外做功，根据可知，整个系统与外界没有热交换，故A、B错误；
C．气体温度不变，则分子热运动的剧烈程度不变，体积增大，则分子的密集程度变小，故压强减小，C正确；
D．根据熵增加原理可知一切宏观热现象均具有方向性，故B中气体不可能自发地全部退回到A中，B内气体的密度也不可能自发地恢复到原来真空状态，故D错误。
故选C 。
8．AB
【详解】AB．当车胎内气体的温度升高时，内能增大，分子运动越剧烈，车胎内气体分子的平均动能增大，故AB正确；
C．由于轮胎内气体分子的平均动能增大，气体分子的平均速率增大，但是不是所有气体分子的运动速度增大，故C错误；
D．气体单位体积内分子数不变，但是温度升高，分子平均速率增大，所以气体分子在单位时间内单位面积上与车胎碰撞的次数增多，故D错误。
故选AB。
9．CD
【详解】A．和的能量分别是，
根据可知，的频率小于的频率，故A错误；
B．由上面的分析可知，的频率小于的频率，所以若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时不一定发生光电效应，故B错误；
C．根据可知，的波长大于的波长，根据发生明显衍射的条件可知，分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显，故C正确；
D．因为的波长大于的波长，根据干涉条纹间距公式可知，分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大，故D正确。
故选CD。
10．AD
【详解】根据条纹间距公式
可得
A．根据
可得
故A正确；
B．根据动能和动量的关系
结合A选项可得
故B错误；
C．光子的能量
故C错误；
D．光子的动量
光子的能量
联立可得
则光子的动量
故D正确。
故选AD。
11．(1)DABEC
(2)ABC
(3) 70a2
(4)AB
【详解】（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。故操作先后顺序排列为DABEC；
（2）A．把油酸分子看成球形为理想假设，故A正确；
B．让油膜尽可能散开，形成单分子层为理想假设，故B正确。
C．油酸分子是紧挨着的没有空隙，不考虑分子间空隙为理想假设，故C正确；
D．油酸本身不溶于水，不是理想假设，故D错误；
故选ABC。
（3）[1]将大于二分之一的格子视为一个格，舍掉小于二分之一的格子，则油酸薄膜的面积70a2
[2]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积
可求得油酸分子的直径为
（4）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，根据
A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则S偏小，则测得的d偏大，选项A正确；
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S偏小，则测得的d偏大，选项B正确；
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，则V偏小，则测得的d偏小，选项C错误；
D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值，则V偏小，则测得的d偏小，选项D错误。
故选AB。
12．(1)CD
(2)
(3) 偏小 不变
【详解】（1）A．为减小测量误差，入射角应适当大一些，则、的连线与法线的夹角应适当大些，故A错误；
B．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故B错误；
C．插上大头针，应使挡住、的像和，故C正确；
D．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些，故D正确。
故选CD。
（2）由折射率公式可知
（3）[1]①中测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角偏大，则由折射定律可知，折射率将偏小；
[2]②中测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故②中测得的折射率与真实值相比不变。
13．（1）；（2）
【详解】（1）作出光路如图
设全反射临界角为，则有
根据几何关系，有
解得
（2）根据
可知
由几何关系可知，光在介质中的路程为
根据
求得光在介质中的速度为
该光束从C点射入介质到射出OB边所用的时间为
14．(1)，
(2)
【详解】（1）质量的两个人分别坐在同样的两把电脑椅上稳定不动时，设汽缸内对应氮气的压强分别为
对人、汽缸和椅子主体整体由平衡条件得，
解得，
（2）电脑椅上不坐人稳定不动时，设汽缸内氮气的压强为p，对汽缸和椅子主体整体由平衡条件得
解得
设两个人分别坐在同样的两把电脑椅上稳定不动时，汽缸内对应氮气柱的长度分别为
由于汽缸是导热的且室温不变，故氮气均发生等温变化，由玻意耳定律得，
解得，
则两把电脑椅主体的高度差
15．（1）2种，；（2）
【详解】（1）大量处于能级的氢原子跃迁发出的光子能量分别为
，，的光子有2种，频率最大的光子能量是
（2）光电子最大初动能为
由图甲可知，向左移动滑片P时，K极电势高于A极，根据动能定理有
可得光电子到达A极的最大动能为
(
第
7
页
共
11
页
)