乐亭二中 2024—2025 学年度高二年级第二学期期中考试
物理试题
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡
皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，按题号将答案写在答题卡上指定范围。写在本试卷
上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（共 46 分）
一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分
1. 量子论不但深化和丰富了人类对自然界的认识，而且催生了一大批新技术，深刻地改变了人们的生活方
式和社会形态。以下叙述正确的是（ ）
A. 随着温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B. 爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释遏止电压和光的频率无关
C. 试电笔中的氖管，是由灯管内的气体原子从高能级向低能级跃迁而发光的
D. 宏观物体的质量比微观粒子大得多，它们运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长就很长
2．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次
B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流
C．线圈逆时针转动到图示位置 ab 边的感应电流方向为 a→b
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
3．2025 年蛇年春节，小明同学把 100 个相同的小灯泡串联组成一串彩灯接在一正弦式交流电源两端，其电
压随时间变化的图像如图所示，此时小灯泡正常发光。小灯泡的额定电流为0.5A，下列说法正确的是（ ）
A．交流电压的有效值为 B．1s 内电流方向改变 50 次
C．交流电压瞬时值的表达式为 D．小灯泡正常工作时的电阻为 4.4
4. 茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。如图所示，向茶杯中倒入热水，盖上杯盖茶水漫过
杯盖，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质最和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低。
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关于泡茶中的物理现象下列说法正确的是（ ）
A. 泡茶时，热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大
B. 水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是布朗运动现象
C. 温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯盖与杯子间的分了引力作用
D. 温度降低，杯内气体分子撞击单位面积器壁的平均作用力变小，气体对外界放热
5. 如图所示，上端封闭下端开口的玻璃管在外力 F 的作用下，静止在水中，管内封闭一定质量的理想气体。
调整 F 的大小，使玻璃管缓慢向下移动一小段距离，下列说法正确的是（ ）
A. 气体的体积变大 B. 外力 F 变小 C. 管中水面与管外水面高度差不变 D. 气体的压强变大
6. 一定质量的理想气体由状态 a 变化到状态 b，该过程中气体压强 p 随摄氏温度 t 变化的关系图像如图所示，
图像中 a、b 连线的延长线刚好过坐标原点，则该过程中（ ）
A. 气体的体积变大
B. 气体的分子数密度变小
C. 气体分子的平均动能一定变大
D. 气体一定从外界吸收热量
7．2024 年 9 月 19 日，我国成功发射了第五十九颗和第六十颗北斗导航卫星，使得
北斗卫星导航系统的卫星总数达到了 60 颗。这些卫星采用星载氢原子钟，如图所示
为氢原子的能级图，下列判断正确的是（ ）
A．一个氢原子从 能级向低能级跃迁时，能产生 3 种频率的光子
B．氢原子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，其能量减少
C．氢原子吸收 的光子的能量，可使氢原子的能级发生跃迁
D．从氢原子的能级图可知，氢原子发射光子的频率是连续的
二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。选对但不全者得 3 分，错选或不选
得 0 分。
8. 北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太
阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为 100V，通过理想变压器向远处输电，如图，所用输电
线的总电阻为 ，升压变压器 T1 原、副线圈匝数比为 ，下列说法正确的是（ ）
试题第 14 页，共 6 页
A. 若该发电系统输送功率为 ，则输电线损失的功率为
B. 若该发电系统输送功率为 ，用户获得 220V 电压，则降压变压器 T2 原、副线圈的匝数比为
C. 若用户开启更多的用电器，则用户电路两端电压 U4 减小
D. 若对用户拉闸限电，则升压变压器 T1 输出电压 U2 减小
9. 如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于 n=4 激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，
其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极 K 上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下
列说法正确的是（ ）
A. 电子的最大初动能为 7eV，光电管阴极 K 金属材料的逸出功为 5.75eV
B. 电子的最大初动能为 5.75eV，光电管阴极 K 金属材料的逸出功为 7eV
C. 增加入射光的光照强度，丙图中光电流的最大值变大
D. 增加入射光的光照强度，丙图中遏止电压值变大
10. 如图是以状态 a 为起始点、在两个恒温热源之间工作 卡诺逆循环过程（制
冷机）的 图像，虚线 、 为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝
热过程组成，该过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源或高温热源交
换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是
（ ）
A. 过程气体压强减小完全是由于气体的温度降低导致的
B. 一个循环过程完成后，气体对外放出热量
C. 过程向低温热源释放的热量等于 过程从高温热源吸收的热量
D. 过程气体对外做的功等于 过程外界对气体做的功
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第Ⅱ卷（共 54 分）
三、填空题：本题共 2 小题，11 题 6 分，12 题 10 分，每空 2 分，共 16 分
11．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。
（1）单分子油膜：油酸分子式为 ，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是 ，
另一部分是 ， 对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就
在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中 一部分冒出水面，而 部分留在水中，
油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。
（2）配制溶液：将 1mL 纯油酸配制成 2000mL 的油酸酒精溶液。
（3）测量体积：用量筒测出 1mL 溶液共有 80 滴。
（4）平静水面：在边长为 30~40cm 浅盘里倒入 2~3cm 深清水，待
水面稳定后将爽身粉均匀撒在水面上。
（5）滴入溶液：用清洁滴管将配制好的 1 滴溶液轻轻滴入浅盘中。
（6）描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。
（7）数格，每格边长是 0.5cm，油膜轮廓如图所示。
①油膜的面积为 （结果保留两位有效数字）；
②油酸分子的直径约为 m（结果保留两位有效数字）；
③在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能
是 。
A．油酸在水面未完全散开时即描线
B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内
C．用量筒测出 1mL 溶液的滴数时，多数了滴数
12．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是： ；
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯
C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 ；（填“多”或“少”）
（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是 ；（填字母）
A． 干电池 B．学生电源 C． 直流电压表 D.多用电表
试题第 14 页，共 6 页
（4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线
柱之间的电压为 3.0V，则原线的输入电压可能为 ；（填字母）
A．1.5V B．3.0V C. 6.0V D．7.0V
（5）等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会
让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。产生的脉动转化为
电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为（左侧虚线框内的交流电源和
定值电阻 串联）与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻 R 与该变
压器的副线圈连接，原副线圈的匝数分别为 （右侧虚线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流
电源的电压有效值 不变的情况下，在调节可变电阻 R 的过程中，当 时，R 获得的功率最大。
四、计算题：本题共 3 小题，13 题 10 分，14 题 12 分，15 题 16 分，共 38 分
13．如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框匝数 匝，面积为 ，总电阻 ，
绕垂直于磁场的轴 以 50r/s 的转速匀速转动，已知匀强磁场磁感应强度 ，矩形线圈通过滑
环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻 R 连接，外电路的定值电阻 ，从图示位置开始计时，
求：
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)线圈转动 90°时电压表的示数；
(3)求线圈转动 1 圈的过程中电阻 R 上产生的焦耳热 。
试题第 15 页，共 6 页
14．如图所示，柱形绝热汽缸竖直放置，一定质量的理想气体被重力为 、横截面积为 S 的绝热活塞封闭
在汽缸内，此时活塞距汽缸底部的距离为 ，汽缸内气体热力学温度为 。现通过电热丝缓慢对汽缸
内气体加热，通过电热丝的电流为 ，电热丝电阻为 ，加热时间为 ，使气体热力学温度升高到
。已知大气压强为 ，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收，则汽缸内
气体热力学温度从 升高到 的过程中，求：
(1)活塞移动的距离；
(2)该气体增加的内能；
15. 如图为某学习小组制作的“水火箭”，其主体是一个容积为 1.5L 的饮料瓶，现装入 0.5L 体积的水，再倒
放安装在发射架上，用打气筒通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将 200mL、压强为 p0 的外界空气压入
瓶内，当瓶内气体压强达到 4p0 时，火箭可发射升空。已知大气压强为 p0，整个装置气密性良好，忽略饮料
瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化，求：
（1）为了使“水火箭”能够发射，该小组成员需要打气的次数；
（2）“水火箭”发射过程中，当水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强的大小；
（3）“水火箭”落地后瓶内气体质量与水刚好被全部喷出前瓶内气体质量之比。
试题第 14 页，共 6 页
1. 【答案】C
【解析】
【详解】A．根据黑体辐射的规律，随着温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 ，并非
波长较长方向，故 A 错误；
B．由爱因斯坦光电效应方程
整理得遏止电压
这表明遏止电压和光的频率有关，故 B 错误；
C．试电笔中的氖管发光原理是灯管内的气体原子吸收能量后处于高能级，不稳定，会向低能级跃迁，跃迁
过程中以光的形式释放能量，故 C 正确；
D．根据德布罗意波长公式 （h 是普朗克常量，p 是动量 ）
可知宏观物体质量越大，动量 p 越大，对应的德布罗意波的波长 越短，故 D 错误。
故选 C。
2.【答案】C
【详解】A．线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电
流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故 A 错误
；
BC．线圈处于图示位置时，ab 边向右运动，由右手定则，ab 边的感应电流方向为 a→b，故 B 错误，C
正确；
D．线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd 边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，
线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，故 D 错误。
故选 C。
3. 【答案】D
【详解】A．电压的有效值为 ；选项 A 错误；
B．周期为 0.02s，每个周期内电流方向改变 2 次，则 1s 内电流方向改变 100 次，选项 B 错误；
C．因为 ；可知电压瞬时值的表达式为 ；选项 C 错误；
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D．每个小灯泡的额定电压为 ，根据 ；可得 ；选项 D 正确。
故选 D。
4. 【答案】D
【解析】
【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，但不是每个分子的动能都越大，
分子动能遵循统计规律，存在动能大小的分布，故 A 错误；
B．水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是因为茶叶中的色素分子在水中扩散，扩散现象是分子的无规则
运动，而布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，所以这不是布朗运动现象，故 B 错
误；
C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯内气体做等容变化，根据查理定律 （p 是压强，T 是
温度，C 是常量 ）
可知温度降低，气体压强减小，外界大气压大于杯内气体压强，产生向下的压力差，而不是因为杯盖与杯
子间的分子引力作用，故 C 错误；
D．温度降低，根据理想气体状态方程和气体压强的微观解释，气体分子的平均动能减小，撞击单位面积器
壁的平均作用力变小；同时，理想气体温度降低，内能减小，即 ，体积不变， （气体不对外
做功，外界也不对气体做功 ），根据热力学第一定律
可得
即气体对外界放热，故 D 正确。
故选 D。
5.【答案】D
【解析】
【详解】ACD．玻璃管缓慢向下移动一小段距离时，管内气体的压强变大，气体的体积变小，管中水面与
管外水面高度差变大，选项 AC 错误，D 正确；
B．玻璃管向下移动后，管和管内气体排开水的体积变大，浮力变大，则外力 F 变大，选项 B 错误。
故选 D。
6.【答案】C
【解析】
试题第 14 页，共 6 页
【详解】A．由题意可知气体压强 p 随热力学温度 T 变化的关系图像大致如图所示：
根据理想气体状态方程得 结合 ab 两点与原点连线的斜率，可知气体的体积减小，故 A 错误；
B．体积减小，单位体积内的分子数变多，分子数密度变大，故 B 错误；
C．气体温度升高，分子的平均动能变大，故 C 正确；
D．气体温度升高，内能变大，气体体积减小，外界对气体做功，无法判定气体是吸热还是放热，故 D 错
误。
故选 C
7. 【答案】C
【详解】A．处于 的激发态的大量氢原子，向低能级跃迁时会辐射出 3 种不同频率的光，而一个氢
原子从 能级向低能级跃迁时，最多只能产生 2 种频率的光子，故 A 错误；
B．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，属于低能级向高能级跃迁，将吸收
能量，原子的能量增大，故 B 错误；
C．当氢原子从 的状态跃迁到 的状态时，将吸收的能量为
故 C 正确；
D．从氢原子的能级图可知原子发射光子的能量是不连续的，所以光子的频率也是不连续的，故 D 错误。
故选 C。
8.【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据
解得
输电线路上电流为
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则
故 A 错误；
B．若该发电系统输送功率为 ，输电线路上电流为
输电线路上损失的电压为
降压变压器原线圈两端的电压为
所以
故 B 正确；
C．若用户开启更多的用电器，则用户消耗功率增加，根据
可知 增大，根据
可知，输电线路上的电流增大，损失的电压增大，故降压变压器原线圈两端的电压减小，用户得的电压减
小，故 C 正确；
D．若对用户拉闸限电，则用户消耗功率减少，根据
可知， 输出电压 不变，故 D 错误。
故选 BC。
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9. 【答案】AC
【解析】
【详解】AB．从 n=4 跃迁到基态时，放出光子的能量最大为
由图丙可知电子的最大初动能
根据光电效应方程
可知光电管阴极的逸出功
A 正确，B 错误；
CD．增加入射光的光照强度，单位时间内逸出的光子数量增多，但光子的最大初动能不变，因此遏止电压
值不变，光电流的最大值变大，C 正确，D 错误。
故选 AC。
10.【答案】BD
【解析】
【详解】A．由理想气体状态方程 可知，pV 越大，气体的温度 T 越高，由图示图像可知
由图示图像可知，a→b 过程，气体体积增大温度降低，气体体积增大单位体积的分子数减少，气体温度降
低，分子平均动能减小，因此 a→b 过程气体压强减小是单位体积内分子数减少和分子平均动能减小共同导
致的，故 A 错误；
B．根据 p-V 图像与横轴围成的面积表示外界对气体做的功（体积减小时），或气体对外界做的功（体积增
大时），可知一个循环过程完成后，外界对气体做功为正值，由热力学第一定律 ，可知
所以气体对外放出热量，故 B 正确；
C． d→a 过程气体温度不变，气体内能不变，气体体积减小外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气
体向外界释放的热量等于外界对气体做的功，即
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|Qda|=|Wda|
b→c 过程气体气体温度不变，气体内能不变，气体体积变大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，
气体吸收的热量等于气体对外界做的功，即
|Qbc|=|Wbc|
p-V 图像与坐标轴所围图形的面积等于气体做的功，由图示图像可知，d→a 过程 p-V 图像的面积大于 b→c
过程 p-V 图像的面积，即
|Wda|＞|Wbc|
则
|Qda|＞|Qbc|
即 d→a 过程向低温热源释放的热量大于 b→c 过程从高温热源吸收的热量，故 C 错误；
D．a→b 过程气体与 c→d 过程气体温度的变化量相等，两个过程气体内能的变化量 相等，a→b 过程
气体与 c→d 过程都是绝热过程，则
Q=0
由热力学第一定律： 可知
由于两过程气体内能的变化量 相等，则
即 a→b 过程气体对外做 功等于 c→d 过程外界对气体做的功，故 D 正确。
故选 BD。
11. 【答案】 BC
【详解】[1]根据题意可知，油膜所占坐标纸格数约 140 格，故油膜面积为
；
[2]一滴油酸酒精混合溶液纯油酸的体积为
油酸分子的直径约为
[3]A．油酸在水面未完全散开时即描线会导致面积 S 偏小，故直径偏大，A 错误；
B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内，会导致面积 S 偏大，故直径偏小，B 正确；
C．用量筒测出 1mL 溶液的滴数时，多数了滴数，会导致计算的油酸体积偏小，故直径偏小，C 正确。
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故选 BC。
12. 【答案】 D 少 BD/DB C
【详解】（1）观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成，利于导磁与减少涡流的能量损失。
故选 D。
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据
可知匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。
（3）实验中需要交流电源并用多用电表测量交流的电压电流，不需要干电池和直流电压表。
故选 BD。
（4）依题意，原副线圈匝数比 2:1，若为理想变压器，则变压器线圈两端的电压与匝数的关系为
则原线圈的电压为
考虑到不为理想变压器，可能存在漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压要大于 6V，可能为 7V。
故选 C。
（5）把变压器和 R 等效为一个电阻 R1，R0 当作电源内阻，当内外电阻相等，即
R1=R0
此时输出功率最大，根据
可得
又
解得
试题第 15 页，共 6 页
即
13.【答案】(1) ；(2) ；(3)
【详解】（1）因为
根据题已知可得感应电动势的最大值
图示中线圈处于垂直中性面的位置，可得感应电动势瞬时值表达式为
（2）根据最大值与有效值之间的关系可得发电机产生感应电动势的有效值：
定值电阻 R 两端电压电压
即电压表读数为 150V。
（3）由闭合电路欧姆定律可知
所以
14.【答案】(1) ；(2) ；
【详解】（1）设活塞上移距离 ，根据盖-吕萨克定律
即
则活塞移动距离为
（2）外界对气体做功为
对活塞受力分析可知
气体吸收的热量为
由热力学第一定律可知
则该气体增加的内能为
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15.【答案】（1）15；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）设至少需要打 次气，打气前箭体内空气体积为
打气前箭体内空气压强为 p0，末状态气体的压强为 ，根据玻意耳定律可得
代入数据解得
所以该小组成员至少需要打气 15 次才能使“水火箭”发射。
（2）小组成员对“水火箭”加压到发射，在水刚好全部被喷出时气体的体积为
根据玻意耳定律可得
解得水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强为
（3）从水刚好全部被喷出前瞬间到“水火箭”落地后，设气体没有散开，体积为 V1，根据玻意耳定律可得
解得
=4L
故“水火箭”落地后瓶内气体质量与水刚好被全部喷出前瓶内气体质量之比为
试题第 15 页，共 6 页
