河北石家庄市辛集中学2025-2026学年第二学期期中高二物理试题

**基本信息** 以“人造太阳”核聚变、北斗氢原子钟等科技前沿为情境，覆盖原子物理、热力学、光学等模块，注重科学思维与探究能力考查的高二物理期中试卷。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7/28|原子核结构、气体内能、光的折射|结合“人造太阳”实验考查核反应方程| |多选|3/18|洛埃镜干涉、光电效应图像、气体p-V图|通过氢原子能级跃迁综合考查光的频率与动量| |非选择|5/54|铂电阻测温、碰撞动量守恒、光的全反射、气体定律、核衰变能量|实验题设计铂电阻测量电路，计算题结合嫦娥五号核聚变考查能量计算|

2025-2026学年度第二学期期中 高二物理试题 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1．2025年1月20日，在合肥科学岛，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置实现了千秒亿度高约束模式运行，表明我国在磁约束高温等离子体物理与工程技术研究方面走到了世界前列。下列关于原子核研究的说法正确的是(　　) A．汤姆孙发现电子后，提出了原子的核式结构模型 B．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核内存在中子 C．原子核的电荷数就是其核子数 n是原子核人工转变的核反应方程 2．某同学将一充气皮球遗忘在操场上，找到时发现因太阳曝晒皮球温度升高，体积变大。在此过程中若皮球未漏气，皮球内封闭气体可视为理想气体，则（　　） A．皮球内封闭气体的内能不变 B．皮球内封闭气体对外界做了正功 C．分子的数密度增大 ．每个分子的速率都增大 3.静止的钚核衰变为铀核和α粒子，并放出γ光子。已知、和α粒子的质量分别为mPu、mU和mα，光在真空中的传播速度为c，光子的动量可忽略不计。下列说法正确的是（ ） A．α射线的穿透能力比γ射线的穿透能力强 B．钚核的比结合能大于铀核的比结合能 C．衰变产生的核和α粒子的动能之比为mα∶mU ．该衰变释放的总能量为（mα+mU-mPu）c2 4．如图所示，a、b两种不同的单色光以相同的入射角照射到水面上，两单色光在水中的折射光线的反向延长线会交于一点，则a、b两种单色光比较（　　） A．水对单色光a的折射率小 B．单色光a在水中的传播速度小 C．单色光a的频率低 D．同步增大两单色光在水面的入射角，单色光a会先发生全反射 5．如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A．光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 ．用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 6．北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的，如图为氢原子能级图，a、b、c为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种光，则下列说法正确的是（　　） A．氢原子从高能级向低能级跃迁时吸收光子 B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线 C．在相同条件下，a、b、c三种光中，b光最容易发生明显的衍射现象 ．用b光照射处于能级的氢原子，氢原子会发生电离 7．“嫦娥五号”带回的月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质是一种清洁的可控核聚变燃料。已知与聚变时的核反应方程为H。已知的比结合能为的比结合能为的比结合能为7.07 MeV。则该核聚变反应释放的核能约为(　　) A．3.3 MeV B．4.0 MeV C．17.6 MeV ．18.4 MeV 2、 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．1834年洛埃镜实验进一步验证了光具有波动性，其装置如图所示。单色光源S发出的光，一部分直接照射到光屏上，另一部分经平面镜反射后到达光屏。S到平面镜的垂直距离为a，到光屏的垂直距离为，单色光的波长为，下列说法正确的是（　　） A．光屏上出现等间距的明暗相间条纹 B．将平面镜沿垂直光屏方向向右移动一小段距离后，光屏上相邻亮条纹的中心间距将变大 C．若将平面镜稍微向上移动，相邻亮条纹的中心间距变小 D．若将整套装置完全浸入透明溶液中，条纹将变得更密集 9．氢原子能级图如图甲所示。一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极，只有频率为和的光能使它发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图乙中，若电源右端为正极，将滑动变阻器滑片向右滑动，电流表示数不断增大 B．图丙中，和称为遏止电压，它与入射光的频率成正比 C．图丙中，图线所表示的光的光子能量为 ．光光子动量小于光光子动量 10．一定质量的理想气体，从初始状态经状态再回到，它的压强与体积的变化关系如图所示，为一平行四边形．下列判断正确的是（    ）    A．气体在状态的温度大于在状态的温度 B．过程，气体向外界放出的热量大于 C．过程气体内能的增加量等于过程它向外界放出的热量 D．从初始状态经状态再回到的过程，气体吸收的热量为 三、非选择题：共54分。 11．(6分)基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt 1 000型号铂电阻、电源E(电动势5 V，内阻不计)、电流表A1(量程100 μA，内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA，内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。 查阅技术手册可知，Pt 1 000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1～0.3 mA之间，在0～100 ℃范围内，铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系，如图(a)所示。 完成下列填空： (1)由图(a)可知，在0～100 ℃范围内，温度每升高1 ℃，该铂电阻的阻值增加3.85 Ω。 (2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是__________(选填“甲”或“乙”)，保护电阻R应选________(选填“R1”或“R2”)。 (3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得A2示数为295 μA，A1示数为62.0μA，则所测温度为________℃(计算结果保留2位有效数字)。 12. （8分）某实验小组利用如图甲所示的装置探究两球碰撞过程的规律。 实验的主要步骤如下： ①用游标卡尺测量小球A、B的直径，其示数均如图乙所示，则直径d= mm。 ②用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上。 ③将球A向左拉起由静止释放，球A与球B碰撞后，球A向左摆，球B向右摆。 为完成实验，必须测量的物理量有（ ） A.用天平测得球A、B的质量分别为、。 B.细线的长度L C.将球A向左拉起由静止释放时其悬线与竖直方向的夹角 D.球A与球B碰撞后，需测出球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为和球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。 ④若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为 （用测得的物理量的符号表示）。 ⑤若实验时发现两球碰撞时，两球球心不在同一水平线上，其原因可能是球A运动过程中，球A的摆长发生变化，导致碰撞点相对于球B的球心______（选填“偏高”或“偏低”）。 13.（10分）如图所示，三角形ABC是三棱镜的横截面，，，三棱镜放在平面镜上，AC边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面O点，入射角为，O点离A点足够近。已知三棱镜的折射率为。 (1)当时，求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值； (2)若光线从AB边折射后直接到达BC边，并在BC边刚好发生全反射，求此时的值 14．（14分）如图所示，内部高h＝30.0 cm的圆柱形金属腔体竖直放置，内部用不计厚度的活塞将腔体分隔为上、下两部分，上部通过小孔与大气连通，下部封闭有一定质量的理想气体，初始时，活塞处于静止状态，下部封闭气体高度为h1＝20.0 cm，温度为T1＝300 K。在环境温度从T1缓慢升高至T2＝360 K的过程中，活塞缓慢上移，下部封闭气体从外界吸收热量Q＝37.5 J。已知活塞面积S＝50 cm2、质量m＝5.0 kg，大气压强恒为p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，活塞与腔壁无摩擦，气体温度始终与环境温度相同。求： （1）初始时下部封闭气体的压强p1； （2）当环境温度升高至T2时，活塞上升的高度∆h； （3）环境温度从T1升高至T2的过程中，下部封闭气体内能的增加量∆U。 15．（16分）(1)α衰变通常伴随有γ衰变。核发生α衰变有多种可能的过程，每种过程有不同的发生概率，其中两种过程是：（i）核衰变到核的第一激发态，核从第一激发态向基态跃迁的过程放出光子；（ii）核直接衰变到核的基态，此过程无光子放出。这两种衰变过程可用题图1表示，核基态和第一激发态的能量值已在图中标出。的核经过两个半衰期，实验测得放出的光子的总能量为，计算已发生衰变的核衰变到核第一激发态的概率。（核在激发态停留的时间远小于核的半衰期，阿伏伽德罗常数） (2)如题图2所示，真空中存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），一个运动的核放出α粒子，衰变为核，此过程无光子放出。衰变前后核、α粒子和核的轨迹相切于P点，且核衰变时，粒子射出的速度与核衰变前瞬间的速度方向相反。实验测得图2中，α粒子动能约为6MeV，原子质量单位1u相当于931MeV，则此衰变过程的质量亏损约为多少u？ 高二物理试题答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C B C C D AD CD BCD 11.　(2)乙　R1　(3)　51或52 12. ①. 20.6 ③.ACD ④. （或） ⑤ 偏低 13．(1) (2) 【详解】（1）作出光路图，如图所示 由几何关系可知 所以在边的入射角为 由光的折射定律 解得光线从边射入棱镜时折射角的正弦值为 （2）根据 可得 则AB边的折射角为 根据折射定律可知AB边的入射角满足 解得 根据几何关系可知恰好发生全反射时的入射角为 14.【解析】（1）对活塞进行受力分析得：p1S＝p0S＋mg 解得：下部气体的压强p1＝1.1×105 Pa （2）（3分）假设升温过程中活塞未上升到腔体顶部，则气体做等压膨胀，根据盖-吕萨克定律得： 解得：∆h＝4cm ∆h＜h-h1＝10 cm，假设成立。 （3） （3分）活塞上升过程中，外界对封闭气体做功：W＝－p1S∆h （4） 解得：W＝－22J 根据热力学第一定律：∆U＝W＋Q 解得：Q＝15.5 J 15．(1)(2) 【详解】（1）初始原子核数个个 经过两次衰变后，剩余原子核数个个 衰变总原子核数个 从第一激发态跃迁至基态的原子核数个个 则概率 （2）由分析得为核半径，为核半径，为粒子半径 由得 则有即化简得 又 由动量守恒定律得所以 所以 又 所以， 所以 又 所以‍ 高二物理试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $