【物理】山西省县域联盟2024-2025学年高二下学期5月月考试题（解析版）

这是一份【物理】山西省县域联盟2024-2025学年高二下学期5月月考试题（解析版），共13页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 我国建造的有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）于2025年1月20日在安徽合肥打破原来亿度高温燃烧43秒的世界纪录，首次完成1亿摄氏度1066秒的“高质量燃烧”，标志着我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。下列反应属于核聚变的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】核聚变是指两个或多个轻核合并成一个较重的核的过程，释放出大量能量。D选项氘和氚发生反应生成氦和中子，符合核聚变的定义。其他A选项为衰变，B为原子核的人工转变方程；C属于重核裂变。
故选D。
2. 今年4月11日至13日，受较强冷空气的影响，华北地区出现历史同期罕见的持续性大风，北方大部分地区还伴随有沙尘天气。关于沙尘颗粒的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 沙尘颗粒的运动属于布朗运动
B. 沙尘颗粒的运动主要由气流（风）驱动，属于宏观尺度的机械运动，不属于布朗运动
C. 布朗运动是液体或气体分子的热运动
D. 布朗运动反映了分子之间存在斥力
【答案】B
【解析】ABC．布朗运动是微粒被分子撞击做无规则运动，肉眼观察不到，沙尘颗粒的运动不属于布朗运动，属于宏观尺度的机械运动，故AC错误，B正确；
D．布朗运动反映了分子在做永不停歇的无规则运动，故D错误；
故选 B。
3. 可见光的光子能量如下表所示，玻尔的氢原子能级图如图所示，则关于氢原子能级跃迁的下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时放出光子的能量是连续的
B. 处于能级的氢原子可以吸收橙光发生电离
C. 从的能级向的能级跃迁时会辐射出紫外线
D. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出两种频率的可见光
【答案】D
【解析】A．氢原子从高能级向低能级跃迁时放出光子的能量是分立不连续的，光子的能量等于前后两个能级差，故A错误；
B．处于能级的氢原子至少吸收3.4eV的能量才能电离，橙光的能量小于这个能量，故B错误；
C．从的能级向的能级跃迁时，释放的能量为2.55eV，该能量不在紫光能量范围内，故C错误；
D．大量氢原子从能级向低能级跃迁时，从4到2跃迁和从3到2跃迁释放的能量都在可见光范围，其他的不在可见光范围，故D正确。
故选D。
4. 碳14（C14）鉴年法是科技考古的重要实践，通过该方法，研究者得以精确测定三星堆遗址中埋藏坑及文物的年代，为揭示古蜀文明的历史脉络提供了科学依据，已知C14的半衰期为5730年，则下列说法错误的是（ ）
A. 若测得一具古生物遗骸中14C含量只有活体中的12.5%，则这具遗骸距今经历了3个半衰期
B. 若测得一具古生物遗骸中14C含量只有活体中12.5%，则这具遗骸距今约有17190年
C. 由于地球上的温室效应，会导致C14的半衰期变长，从而影响考古学家对古生物年代的鉴定
D. C14的衰变方程为，衰变中产生的电子本质是原子核内的一个中子转化成一个质子，从而放出一个电子
【答案】C
【解析】AB．测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的12.5%，即
根据半衰期公式有，可得，解得
即
所以这具遗骸距今经历了3个半衰期，距今约有17190年，故AB正确，不符合题意；
C．半衰期由原子核本身决定，与外界任何因素都无关，故C错误，符合题意；
D．由C14的衰变方程，可知为衰变方程，其实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，从而放出一个电子，故D正确，不符合题意。
本题选错误的，故选C。
5. 氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（ ）
A. 图中两条曲线和横轴围成的区域的面积不相等
B. 图中虚线对应氧气分子的平均速率较小的情形
C. 图中实线对应氧气分子在0℃时的情形
D. 与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0-400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比大
【答案】B
【解析】A．由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A错误；
BC．气体温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子的平均速率越大，大速率的分子所占的百分比越大，故虚线对应的温度较低，图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形，故B正确，C错误；
D．由图中0～400m/s区间图线下的面积可知，0℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大，故D错误。
故选B。
6. 一列简谐横波沿x轴传播，s时的波形图如图甲所示，质点P的平衡位置坐标m，质点Q的平衡位置坐标m，质点P的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 质点P的振动方程为cm
B. 该横波向左传播，波速为0.4m/s
C. s时，质点Q的振动方向为y轴正方向
D. P、Q两质点之间的距离最大值是10cm
【答案】B
【解析】A．根据图乙可知，质点P的振动方程为cm，故A错误；
B．s时，质点P向上运动，根据平移法可知，该横波向左传播；由图可知波长为1.6m，周期为4s，波速为m/s，故B正确；
C．根据平移法可知，s时，质点Q的振动方向为y轴负方向，故C错误；
D．P、Q两质点相距半个波长，运动情况相反，则两质点一个在波峰，一个在波谷时距离最大，为m=m，故D错误；
故选B。
7. 如图甲所示，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A. 在冰晶中，b光的传播速度较大
B. 用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽
C. 用a、b两种光照射同一锌板，若a光能使锌板发生光电效应，则b光也一定能使锌板发生光电效应
D. 从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
【答案】C
【解析】A．由题图可知，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，由折射定律可知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由可知b光的传播速度较小，故A错误；
B．b光的折射率大，波长短，用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更窄，故B错误；
C．a光的频率小于对b光的频率，用a、b两种光照射同一锌板，若a光能使锌板发生光电效应，则b光也一定能使锌板发生光电效应，故C正确；
D．由临界角公式可知a光的临界角较大，故D错误。
故选C。
二、多项选择题∶本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 关于下列四幅图中物理现象的分析，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中水黾停在水面而不下沉，是液体表面张力作用结果
B. 乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是液体表面张力作用的结果
C. 丙图中毛细管中浸润液体呈凹液面并低于管外液面，不浸润液体呈凸液面并高于管外液面
D. 丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象
【答案】AB
【解析】A．表面张力表现为引力，甲图中水黾停在水面而不下沉，是液体表面张力作用的结果，故A正确；
B．表面张力表现为引力，乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是液体表面张力作用的结果，故B正确；
C．丙图中毛细管中浸润液体呈凹液面并高于管外液面，不浸润液体呈凸液面并低于管外液面，故C错误；
D．表面张力表现为引力，丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，这是表面张力的结果，故D错误。
故选AB。
9. 如图甲是利用光电管进行光电效应的实验装置。分别用a、b、c三束单色光照射阴极K，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系图像如图乙所示，由图可知（ ）
A. 用b光照射时，金属板K的逸出功变小
B. b光子的能量大于a光子的能量
C. 对于b光，A、K间的电压低于Ua时，将不能发生光电效应
D. a光和c光的频率相同，但a光的强度更强
【答案】BD
【解析】A．逸出功由材料本身决定，与照射光无关，故A错误；
B．根据光电效应方程
可知b光照射时光电子的最大初动能较大，b光子的能量高于a光子的能量，故B正确；
C．能否产生光电效应与所加电压无关，故C错误；
D．a光和c光照射时光电子的最大初动能相同，故两者的频率相同，由于a光的最大饱和电流更大，故a光的强度更强，故D正确。
故选BD。
10. 一定质量理想气体的压强与热力学温度T的变化关系图像如图所示，其中AB为等容线，下列说法正确的是（ ）
A. 的过程中，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量
B. 的过程中，气体对外界做功，气体内能减少
C. 的过程中，气体体积增大，气体对外界做功
D. 的过程中，气体分子与容器壁每秒碰撞的次数增加
【答案】AD
【解析】AB．由理想气体状态方程
可得
即A→B的过程中，气体体积不变，没有对外界做功，由于气体温度升高，故内能增加，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量，故A正确，B错误；
C．B→C的过程中，温度不变内能不变，随着压强增大，气体体积减小，外界对气体做功，故C错误；
D．B→C的过程中，由于温度不变，分子平均动能不变，压强增大体积减小，单位体积内的分子数增多，故气体分子与容器壁每秒碰撞的次数增多，故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图所示，在用可拆变压器“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，
（1）为更好完成此实验，必须要选用的器材有________。
A. 带闭合铁芯的原、副线圈
B. 无铁芯的原、副线圈
C. 交流电源
D. 直流电源
E. 多用电表（交流电压挡）
F. 多用电表（交流电流挡）
（2）某实验小组将原线圈接、接线柱上，副线圈接、接线柱上，通过实验，记录的数据如下表：
表格中肯定不符合实际的一个数据为________。
（3）由上述表格中符合实际的数据分析可知，变压器原、副线圈电压与匝数的关系为（文字表达）________。
【答案】（1）ACE （2）12.30 （3）理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比
【解析】（1）为了完成变压器线圈两端的电压与匝数的关系的探究，需要使用交流电源变压，多用电表的交流电压挡测量原副线圈的电压值。含有闭合铁芯的原副线圈，接近理想变压器，减少能量的损耗，让变压效果更明显，容易发现变压的规律。
（2）由于实际实验中为非理想变压器，存在磁损、铜损、铁损等能量损耗，所以副线圈的电压不可能大于2倍，故错误的数据肯定是12.30。
（3）如果忽略磁损、铜损、铁损等能量损耗，即理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即
。
12. 某实验小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，配制的油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用量筒和注射器测得上述溶液有80滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有爽身粉的盛有水的浅盘里，待水面稳定后，画出油酸薄膜的轮廓如图所示：
（1）本实验中做了三点理想化假设；
①将油酸分子视为球形；
②将散开后的油膜视为________；
③油酸分子是紧挨在一起的。
（2）该实验配制的油酸酒精溶液中，一滴该溶液中纯油酸的体积为________。
（3）若图中正方形小方格的边长为1cm，由此可估测出油酸分子的直径是________m。（结果保留1位有效数字）
（4）若实验中使用油酸酒精溶液是久置的，则计算得到的油酸分子直径将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）将油膜看成单分子层 （2）2.5×10-12 （3）6.3×10-10 （4）偏小
【解析】（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形、将油膜看成单分子层、油酸分子是紧挨在一起的。
（2）1滴酒精油酸溶液中含纯油酸的体积
（3）正方形小方格边长为1cm，则每一格的面积为1cm2，估算油膜面积根据超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，则油酸薄膜面积为S=40cm2=4.0×10-3 m2
分子直径为
（4）如果油酸酒精溶液长时间放置在空气中，酒精挥发，导致油酸酒精溶液中的油酸体积分数增大，1滴油酸酒精溶液形成的面积偏大，则计算得到的油酸分子直径将偏小。
13. 如图所示，导热性良好粗细均匀的足够长玻璃管开口向下竖直放置，管内用一段高度h=10cm的水银柱，封闭了长度L1=12cm的空气柱，已知大气压强p0=76cmHg，初始时环境温度T1=300K。（假设水银柱距管口足够长，sin37°=0.6，cs37°=0.8）
（1）缓慢加热玻璃管，使温度升至T2=350K，求此时空气柱的长度L2；
（2）保持温度T2不变，将玻璃管顺时针缓慢转动37°，稳定时求空气柱的长度L3.
【答案】（1） （2）
【解析】（1）由题可知，此过程压强不变，是等压变化。初态温度为T1=300K，体积为
末态温度为T2=350K，体积为
根据盖-吕萨克定律有
代入数据可得
解得
（2）保持温度T2不变，将玻璃管顺时针缓慢转动37°，此过程温度不变，是等温变化，初态体积为，压强为
末态体积为，压强为
根据玻意尔定律有
代入数据可得
解得
14. 如图所示，在一泳池底部固定有一个可单独发射不同颜色光的激光光源，有一光屏竖直固定在水中，光屏露出水面的部分足够长。现向水面的O点发射一束激光a，入射角为30°，激光透出水面后在光屏上形成光点A，若沿相同方向向水面的O点发射一束激光b，激光透出水面后在光屏上形成光点B，已知激光a从水射向空气时发生全反射的临界角为37°，激光b从水射向空气时发生全反射的临界角为53°，（其中激光a、b在真空中的传播速度均为c，，）求：
（1）激光a、激光b在水中的折射率分别是多少；
（2）激光a、激光b在水中的传播速度大小分别是多少；
（3）若O点到光屏的距离为L，则光点A、B的距离为多大。
【答案】（1）， （2）， （3）
【解析】（1）根据题意，由公式
可得，激光a在水中的折射率为
激光b在水中的折射率为
（2）根据题意，由公式
可得，激光a在水中的传播速度大小
激光b在水中的传播速度大小
（3）根据题意，入射角均为30°，画出光路图，如图所示
设激光a、b在空气中的折射角分别为，
由折射定律
可得
同理
由几何关系可得
则光点A、B的距离为
15. 如图甲所示，在某星球上竖直固定两个相距1m的光滑平行金属导轨MN、PQ，导轨足够长且电阻不计，两导轨上端连接电路，定值电阻R1=2Ω，R2为电阻箱，导轨所在区域存在垂直导轨平面向里的匀强磁场。质量为0.1kg、电阻为1Ω、长为1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，现调节电阻箱R2的阻值为3Ω并保持不变，t=0时刻开关S断开，将金属棒由静止释放，1s时再闭合开关S。整个过程中金属棒运动的v-t图像如图乙所示，t0时刻图线的切线刚好水平，闭合开关S后，当金属棒总共下滑54m时速度恰好达到最大值。求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）t0时间内，金属棒产生的焦耳热。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由题意可知，内金属棒做自由落体运动，图像的斜率表示加速度
由图像可得，星球表面的重力加速度
（2）由图像可得，速度达到时，金属棒ab受力平衡
由平衡知识可得
此时，感应电动势
由闭合电路欧姆定律得
联立并代入数据得
（3）设t0时间内，电路产生的总热量为，金属棒产生的焦耳热为
由能量守恒定律得
代入数据解得
则金属棒产生的焦耳热色光
红
橙
黄
绿
蓝-靛
紫
光子能量范围（eV）
1.61-2.00
2.00-2.07
2.07-2.14
2.14-2.53
2.53-2.76
2.76-3.10
原线圈两端的电压
2.00
4.00
6.00
8.00
副线圈两端的电压
3.98
7.96
12.30
15.97