河北省河北武强中学2024-2025学年高二下学期期末物理试卷（含解析）

武强中学 2024--2025 学年度下学期期末考试
高二物理试题
一、单选题（每题 4 分，总分 28 分）
1．小明在显微镜下观察水中悬浮的小碳粒的运动。从 点开始，他把小碳粒每隔 的
位置记录在坐标纸上，依次得到 、 、 点，把这些点连线形成如图所示的折线图，
则关于该小碳粒的运动，下列说法正确的是（ ）
A．该折线图是小碳粒的运动轨迹
B．小碳粒的无规则运动是分子运动
C．小碳粒的无规则运动是热运动
D．经过 点后 ，小碳粒可能在 的中点处
2．如图所示，一绝热容器被隔板 K 隔开成 a、b 两部分。已知 a 内有一定量的稀薄气体，
b 内为真空，抽开隔板 K 后，a 内气体进入 b，最终达到平衡状态。在此过程中（ ）
A．气体对外界做功，内能减少
B．气体不做功，内能不变
C．气体压强变小，温度降低
D．气体压强变大，温度降低
3．一定质量的理想气体，从状态 A 依次经过状态 B、C 和 D 后再回到状态 A，其 图
像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态 D 的压强为 3×105Pa
B．从 A→B 的过程中，气体分子的平均动能减小
C．在 B→C 的过程中，单位时间内、单位面积上碰撞
器壁的分子数增多
D．完成 A→B→C→D→A 一个循环的过程中，气体对
外界做功 1.95×106J
4．下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（ ）
A．甲图中用粗棉线实现自动浇水，利用了毛细现象
B．乙图中热针接触涂蜡固体后，蜡融化区域呈现圆形，说明该固体为非晶体
C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子间存在引力
D．丁图中用手推动封闭注射器的活塞时阻力增大，原因是分子斥力增大
5．新冠病毒疫情防控工作中，体温枪被广泛使用，成为重要的防疫装备之一、某一种体
温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度（-273℃）时都会向外发出红外线，红外
线照射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体
的温度。已知人的体温正常时能辐射波长为 的红外线，如图甲所示，用该红外光线
照射光电管的阴极时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示。已知
， ，则（ ）
A．波长 的红外线在真空中的频率为
B．将图甲中的电源正负极反接，将一定不会产生电信号
C．由图乙可知，该光电管的阴极金属逸出功约为 0.10eV
D．若人体温度升高，则辐射红外线的波长减小，逸出光电子的最大初动能减小
6．如图所示，质量为 m 的半圆形光滑凹槽静止放在光滑的水平面上，圆槽半径为 R，一个
质量为 小球静止在凹槽的左端最高点 A 处。现将小球释放，在小球第一次从 A 开始经最
低点 B 运动到右侧最高点 C 的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．在整个过程中，小球和凹槽组成的系统动量守恒
B．小球在从 A 到 B 的运动过程中一直处于失重状态
C．小球从 A 到 C 的过程中，凹槽先向左运动，后向右运动
D．当小球运动到 C 点时，凹槽相对地面走过的路程为
7．“战绳”健身爱好者通过手握水平伸直绳的一端，抖动绳端在绳上形成机械波从而达到训
练力量的目的。若将绳上形成的机械波视为简谐横波，从某时刻开始计时，绳上的 P、Q
两个质点的振动图像分别如图甲、乙所示，t=0.5s 时刻，P、Q 两质点间只有一个波峰（不
包括 P 点），P、Q 两点平衡位置间的距离为 3m，则下列判断正确的是（ ）
A．人在绳端抖动的频率为 2Hz B．绳波的传播速度大小为 2m/s
C．绳波从 P 点向 Q 点方向传播
D．提高绳端抖动频率，绳波传播速度变大，绳波波长变小
二、多选题（每题 6 分，共 18 分）
8．下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验电器铝 有张角，证
明光具有粒子性
B．图乙为某金属在光的照射下，光电子最大初动能 与入射光频率 的关系图像，
当入射光的频率为 时，产生的光电子的最大初动能为
C．图丙中，用从 能级跃迁到 能级辐射出的光照射逸出功为 的金属
铂，不能发生光电效应
D．丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数 的关系可知，若 和 能结合成 ，
结合过程不会释放能量
9．分子势能随分子间距离变化的图像如图所示，据图分析可得（ ）
A．从 到 ，分子间引力、斥力都减小
B．从 到 ，分子间仅有斥力存在
C．从 到 ，分子间的作用力表现为引力
D．当 时， 越小，分子势能越小
10．目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地
含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而
氡会发生放射性衰变，放出 、 、 射线，这些射线会导致细胞发生癌变，根据有关放
射性知识可知，下列说法正确的是（ ）
A． 射线是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流
B．铀核（ ）衰变为铅核（ ）的过程中，要经过 8 次 衰变和 6 次 衰变
C． 射线一般伴随着 或 射线产生，在这三种射线中， 射线的穿透能力最强，
电离能力最弱
D．已知氡的半衰期为 3.8 天，100 个氡原子，经 7.6 天后未衰变的氡原子还有 25 个
三、实验题（每空 2 分，共 18 分）
11．如图甲所示为验证碰撞中的动量守恒的实验装置，其中 AB 是斜槽，BC 是水平槽，斜
槽与水平槽平滑相接，实验操作如下：
①利用重垂线，记录水平槽末端在白纸上的投影点 O；
②取小球 1，使小球 1 从斜槽上某一位置由静止释放，落在垫有复写纸的白纸上留下痕迹，
重复本操作多次；
③把小球 2 放在水平槽的末端，小球 1 从原位置由静止释放，与小球 2 碰撞后，落在白纸
上留下各自的落点痕迹，重复本操作多次；
④在白纸上确定平均落点的位置 M、N、P。
(1)实验中小球 1 的质量为 ，半径为 ，小球 2 的质量为 ，半径为 ，则两小球的
质量和半径关系需满足（ ）（填正确答案标号）。
A． ， B． ，
C． ， D． ，
(2)已知刻度尺的零刻度线与 O 点对齐，由图乙读得 cm。
(3)图甲中 M 点为碰撞后小球 （填“1”或“2”）的落点平均位置，正确操作实验后，测
量出各落点距 O 点的水平距离 OM、ON、OP，则在实验误差允许的范围内本实验中用来
验证动量守恒定律的表达式为 （用 、 、OM、OP、ON
表示， 、 较小，可忽略不计）。
(4)如图甲所示，若实验小组在记录投影点 O 后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，
再进行上述②③④步骤，则计算得到的碰撞前系统的总动量 （填“大于”“等于”
或“小于”）碰撞后的总动量。
12．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①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；
②往边长约为 的浅盘里倒入约 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒
在水面上；
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积
计算出油酸分子直径的大小。
完成下列填空：
(1)本实验的理想化假设是________。
A．考虑了各油酸分子间的间隙 B．将油膜看成单分子层油膜
C．将油酸分子看成球形
(2)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）。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，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
四、解答题
13．（10 分）今有一质量为 M=10kg 的汽缸，用活塞封着一定质量的理想气体，当汽缸水
平横放时，汽缸内空气柱长 l0=6cm（如图甲所示），现把活塞按如图乙那样悬挂，汽缸悬
在空中保持静止。已知大气压强恒为 P0=1.0×105Pa，重力加速度 g 取 10m/s2，活塞的横截
面积为 S=50cm2，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，气体温度保持不变。求汽缸悬在空中保
持静止时：
(1)缸内气体的压强 P1；
(2)求此时汽缸内空气柱长度为多少？
14．（12 分）如图，光滑水平轨道上放置长板 A（上表面粗糙）和滑块 C，滑块 B 置于 A
的左端，三者质量分别为 mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg。开始时 C 静止，A、B 一起以
=5m/s 的速度匀速向右运动，A 与 C 发生碰撞（时间极短）后 C 向右运动，经过一段时间，
A、B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与 C 碰撞。求：
(1)A 与 C 发生碰撞后的瞬间 A 的速度大小；
(2)A 与 C 发生碰撞后 C 的速度大小；
(3)A 与 B 在整个过程中因摩擦产生的热量 Q。
15．（14 分）为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如下图所示装
置。操作步骤和实验数据如下。
a.打开阀门 K、使管 A、容器 C、容器 B 和大气相通。上下移动 D，使左侧水银面到达刻
度 n 的位置；
b.关闭 K，向上举 D，使左侧水银面达到刻度 m 的位置。这时测得两管水银面高度差为 3cm
；
c.打开 K，把被测固体放入 C 中，上下移动 D，使左侧水银面重新到达位置 n，然后关闭
K；
d.向上举 D，使左侧水银面重新到达刻度 m 处，这时测得两管水银面高度差为 5cm。
已知 m、n 为容器 B 的上下边界，容器 C 和管 A 的总体积为 ，外界大气压强
始终为 ，气体温度总保持不变。
（1）根据步骤 a，b，求容器 B 的体积；
（2）求被测固体的体积。
武强中学 2024--2025 学年度下学期期末考试
高二物理试题
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B D A C D B CD AD BC
1．D
【详解】A．该折线图不是小碳粒的实际运动轨迹，而是位置的连线，选项 A 错误；
BC．小碳粒的无规则运动不是分子运动，即小碳粒的无规则运动不是热运动，选项 BC 错误；
D．小碳粒受到水分子的碰撞，做无规则运动，所以小碳粒的无规则运动反映了水分子的无规则运动，由
于运动的无规则性，所以经过 点后 ，我们不知道小碳粒在哪个位置，小碳粒可能在 的中点处，选
项 D 正确。
2．B
【详解】AB．由于 b 内为真空，抽开隔板 K 后，a 内气体进入 b，气体不做功，内能不变，选项 A 错误，
B 正确；
CD．由于气体体积增大，温度不变，气体压强变小，选项 CD 错误。
3．D
【详解】A．由状态 C 到状态 D，结合图像可知
解得 ，故 A 错误；
B．状态 A 到状态 B 的过程中，气体压强不变、体积增大，可知气体温度升高，气体分子的平均动能增大，
所以状态 B 气体分子的平均动能比状态 A 气体分子的平均动能大，故 B 错误；
C．在 B→C 的过程中，体积不变，气体压强减小，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数减小，故 C
错误；
D．根据 p-V 图像中图线与横轴所围面积表示气体做功可知，完成 A→B→C→D→A 一个循环的过程中，气
体对外界做功为 ，故 D 正确。
4．D
【详解】对活塞进行受力分析可得
可得封闭气体的压强
A．由于气体发生等压变化，气体膨胀，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律，对外做功的值小于
从外界吸收热量 Q，故 A 错误；
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C．气体发生等压变化，可得
因此温度升高了 故 C 错误；
B．温度升高过程对外做的功 故 B 错误；
D．根据热力学第一定律，内能增加量 故 D 正确。
5．C
【详解】A．由公式
可知，波长 的红外线在真空中的频率为 故 A 错误；
B．将图甲中的电源正负极反接，即为反向电压，只要反向电压小于遏止电压，电路中就会有电信号产生，
故 B 错误；
C．由图乙可知，遏止电压为 0.02V，则有
即 故 C 正确；
D．若人体温度升高，辐射红外线的能量增大，频率增大，波长减小，由爱因斯坦光电效应方程可知，逸
出光电子的最大初动能增大，故 D 错误。
6．C
【详解】A．小球摆动过程，A、B、C 系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，但竖直方向动量不守
恒，故 A 错误；
B．由题意可知，小球 C 摆至最低点时，设此时 C 球速度为 v1，A、B 同速度为 v2，对 ABC 系统，水平方
向动量守恒得
由系统能量守恒得
解得 故 B 错误；
C．C 球向左摆至最高点时，A、C 共速，由水平方向动量守恒得
由 AC 系统能量守恒得
解得 则 C 向左运动能达到的最大高度比初始位置低 ，故 C 正确；
D．C 球由静止释放到最低点的过程中，系统水平方向动量守恒，设 C 对地向左水平位移大小为 x1，AB
对地水平水平位移大小为 x2，则有
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mx1=2mx2 x1+x2=l
解得 故 D 错误。
7．B
【详解】A．由图可知，质点振动的周期 T=1.0s，绳端抖动频率为 ，故 A 错误；
B．根据题意可知 ，则
，波的传播速度 故 B 正确；
C．无法确定绳波是从 P 向 Q 传播还是从 Q 向 P 传播，故 C 错误；
D．波的传播速度由介质决定，因此提高绳端抖动频率，绳波传播速度不变，故 D 错误。
8．CD
【详解】A．光子具有能量，锌板中的电子吸收光子后脱离锌板，锌板带有正电，验电器铝箔张开，说明
光子的能量是一份一份的，显示出粒子性，光电效应能说明光具有粒子性
B．根据爱因斯坦光电效应方程
结合图像可知纵截距的绝对值代表的是逸出功，即
当入射光的频率为 时，最大初动能为
C．图丙中放出光子的能量，根据能级跃迁公式得出
所以能发生光电效应，故 C 符合题意；
D．图丁中 D 和 E 结合成 F，存在质量亏损，一定会释放能量，故 D 符合题意。
9．AD
【详解】C． 时，分子势能最小，分子力为零，当 时，从 到 ，分子间的作用力表现为
斥力，选项 C 错误；
B．分子间同时存在引力和斥力，选项 B 错误；
D．当 时， 越小，分子间势能越小，选项 D 正确；
A．从 到 ，分子间引力、斥力都减小，选项 A 正确。
10．BC
【详解】A． 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的电子流，故 A 错误；
B.．根据质量数守恒和电荷数守恒，铀核( )衰变为铅核( )的过程中，设发生 x 次 衰变，y 次 衰
变，衰变方程为
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则
解得
又
得 即要经过 8 次 衰变和 6 次 衰变，故 B 正确；
C． 射线一般伴随着 或 射线产生，在这三种射线中， 射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故 C 正
确；
D．半衰期是对大量原子核在衰变时的统计规律，只适用于大量原子核的衰变，不适用于少原子核的衰变，
故 D 错误。
11．(1)C (2)45.00 (3) 1 (4)大于
【详解】（1）为使两小球发生正碰且碰撞后不发生反弹，小球 1 的质量应大于小球 2 的质量，且半径相同，
即 ， ，C 项符合题意。
故选 C。
（2）刻度尺最小分度值为 0.1cm，读数保留到百分位，故该刻度尺的读数规则可得
（3）[1][2]M 点的水平位移最小，是碰撞后小球 1 平均落点的位置，根据动量守恒定律可得
可得
（4）如图甲所示，若实验小组在记录投影点 O 后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，则测量的
小球的水平位移都变小，设白纸水平向右移动的距离为 x，则碰撞前系统的总动量减小
碰撞后系统的总动量减小
则
可知 ，所以计算得到的碰撞前系统的总动量大于碰撞后的总动量。
12．(1)BC (2) (3)C
【详解】（1）“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的理想化假设是将油膜看成单分子层油膜、将油酸分子
看成球形，不考虑各油酸分子间的间隙。
故选 BC。
（2）[1][2]根据数格子的办法，多于半格算一格，少于半格舍去，油膜的总格数为 71 格，则油膜总面积为
由于所用油酸酒精溶液每 体积溶液中有纯油酸体积 ，则溶液的浓度为
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用注射器和量筒测得体积为 的上述溶液有 滴，则一滴溶液中纯油酸的体积为
油酸分子直径为 联立解得
（3）A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积测量值偏小，根据
可知油酸分子直径测量值偏大，故 A 错误；
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，根据
可知油酸分子直径测量值偏大，故 B 错误；
C．用注射器和量筒测 体积溶液滴数时多记录了几滴，导致油酸体积测量值偏小，根据 可知油酸
分子直径测量值偏小，故 C 正确。
13．(1)8×104Pa；(2)7.5cm
【详解】(1)对汽缸受力分析得：
解得
(2)根据玻意耳定律得： 解得
14．(1) (2) (3)
【详解】（1）长木板 A 与滑块 C 处于光滑水平轨道上，因碰撞时间极短，碰撞过程中滑块 B 与长木板 A
间的摩擦力可以忽略不计，长木板 A 与滑块 C 组成的系统，在碰撞过程中动量守恒，则
之后根据 A、B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与 C 碰撞可知最终三者速度大小相等，设三
者最终速度为 ，全过程 A、B、C 三者组成的系统动量守恒，则
，
方程联立，A 与 C 发生碰撞后的瞬间 A 的速度大小为
（2）由（1）问分析方程联立可知碰撞后 C 的速度大小
（3）碰撞后直到 A、B 最终共速，二者动量守恒，则根据能量守恒定律可知
解得 A 与 B 在整个过程中因摩擦产生的热量为
答案第 1 页，共 2 页
15．（1） ；（2）
【详解】（1）未放固体时，根据玻意耳定律有
由题意可知
，
代入解得
（2）放入固体后，设固体体积为 ，根据玻意耳定律有
由题意可知
解得