湖南省常德市汉寿县第一中学2025-2026学年高二下学期5月期中物理试题

**基本信息** 高二下学期期中物理试卷，涵盖光电效应、电磁感应等核心知识，以天鹅座信号、电子警察测速等真实情境为载体，注重科学思维与问题解决能力的梯度考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|氢原子能级、简谐横波、天体运动|结合能级跃迁图考查光子能量，体现物理观念| |多选题|3/15|双缝干涉、传感器测速|电子警察情境设计，考查科学推理层次性| |实验题|2/16|弹簧振子周期、伏安法测电阻|智能手机测加速度实验，培养科学探究能力| |解答题|3/41|力学平衡、电磁场运动、锄头应用|锄头农业场景综合题，凸显科学态度与社会责任|

湖南省常德市汉寿县第一中学2025—2026学年 高二下学期期中考试物理试卷 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）a、b两种可见光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系如图甲所示。图乙为氢原子能级图，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，下列说法正确的是（　　）    A．a光的波长比b光的大 B．单色光 a的光子动量比单色光 b的光子动量大 C．若a光是从 n=4跃迁到 n=2 能级时发出的光，则b光是从 n=3跃迁到 n=2能级时发出的光 D．用 E=12.8eV的电子去轰击基态的氢原子，可以得到3种可见光 2．（本题4分）一列简谐横波沿轴正方向传播，其波速为10m/s，时刻的波形如图所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，质点速度最大 B．时刻，质点向轴方向运动 C．质点比质点早到达平衡位置处 D．若此波传播过程中遇到的障碍物的尺寸为80m，能发生明显衍射现象 3．（本题4分）如图所示，四只猴子水中捞月，它们将一颗又直又高的杨树压弯，竖直倒挂在树梢上，从上到下依次为1、2、3、4号猴子。正当4号打算伸手捞“月亮”时，3号突然两手一滑没抓稳，4号扑通一声掉进了水里。假设3号手滑前四只猴子都处于静止状态，四只猴子的质量都相等且为m，重力加速度为g，那么在3号猴子手滑后的一瞬间（　　） A．4号猴子的加速度和速度都等于0 B．3号猴子的加速度大小为g，方向竖直向上 C．2号猴子对3号猴子的作用力大小为 D．1号猴子对2号猴子的作用力大小为 4．（本题4分）著名的法拉第圆盘发电机示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两电刷P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘以恒定角速度旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（   ） A．流过电阻R的电流恒定 B．若从上向下看，圆盘沿顺时针转动，则通过电阻R的电流方向由b到a C．若仅将磁感应强度大小变为原来的2倍，则电流在R上的热功率变为原来的2倍 D．若仅将圆盘转动角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率变为原来的2倍 5．（本题4分）如图所示，电荷量分别为、的点电荷分别固定在间距为L的A、B两点，以A、B两点连线的中点O为圆心、为半径作圆，与A、B两点连线和A、B两点连线的中垂线相交于a、c、b、d四点，已知静电力常量为k，下列说法正确的是（　　） A．O点的电场强度大小为 B．c点的电场强度为O点电场强度的倍 C．b点的电势大于d点的电势 D．同一负电荷在c点时的电势能小于在d点时的电势能 6．（本题4分）随着经济发展，用电需求大幅增加，当电力供应紧张时，有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为，两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（　　）    A．降压变压器的输出电压减小了 B．升压变压器的输出电流增加了 C．输电线上损失的功率减小了 D．发电厂输出的总功率增加了 7．（本题4分）我国在探索宇宙文明过程中取得了重大突破，中国科学院高能物理研究所公布：在四川稻城的高海拔观测站，成功捕获了来自天鹅座万年前发出的信号。若在天鹅座有一质量均匀分布的球形“类地球”行星，其密度为ρ，半径为R，自转周期为T0，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　） A．该“类地球”行星的静止卫星的运行速率为 B．该“类地球”行星的静止卫星的轨道半径为 C．该“类地球”行星表面重力加速度在赤道的大小为 D．该“类地球”行星的卫星在行星表面附近做匀速圆周运动的速率为 二、多选题（共15分） 8．（本题5分）如图甲所示为氢原子的能级图，用同一光电管研究氢原子发出的a、b、c三种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙。则这三种光（　　）    A．光子动量 B．照射该光电管时c光使其逸出的光电子初动能最大 C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最小 D．若这三种光是原子从能级n=3跃迁到较低能级时发出的光，则c光的波长可以表示为 9．（本题5分）一段高速公路上限速120km/h，为监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下，距离L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车（在本题中可看作质点）经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为Δt，经微型计算机处理后得出该车的速度。若超速，则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据。根据以上信息，下列说法正确的是（　　）    A．计算汽车速度的表达式 B．计算汽车速度的表达式 C．若L=8m，Δt=0.23s，照相机将会拍照 D．若L=8m，Δt=0.26s，照相机将会拍照 10．（本题5分）如图所示是倾角为、光滑固定的等腰斜面体，在左侧斜面上存在着匀强磁场区域，磁场边界和平行，磁场方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为，和间距离为d。现有一边长L（）、质量为2m、电阻为R的正方向均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过定滑轮与一质量为m的物块相连，物块放在右侧斜面上。现将线框从图示位置由静止释放，运动过程中发现ab边刚进入磁场边界MN时，线框恰好做匀速直线运动，cd边离开磁场边界PQ的瞬间线框的速度与ab边刚进入磁场边界MN时相同。已知线框运动过程中ab边始终与磁场边界MN平行，物块到定滑轮的距离足够长，重力加速度为，。不计滑轮大小及摩擦，运动过程中细线始终与斜面平行且处于绷紧状态，下列说法正确的是（　　） A．线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力大小为 B．线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离为 C．线框ab边刚要到达磁场边界PQ时的加速度大小为 D．整个运动过程中线框产生的热量为 三、实验题（共16分） 11．（本题6分）某同学想利用智能手机的测加速度软件测量弹簧的劲度系数，他设计了这样的实验方案：如图甲所示，将弹簧左端连接气垫导轨左端，右端连接滑块，将智能手机固定在滑块上，并打开测加速度软件。 (1)滑块振动起来之后，用手机软件记录振动过程中的加速度—时间图像，如图乙所示，则滑块振动的周期为_______s。 (2)已知弹簧的振动周期公式为。经测量，滑块和手机的总质量，计算时取，则该弹簧的劲度系数为________N/m。 (3)该同学查阅资料得知弹簧振子的实际周期公式为，其中m为弹簧的质量。因此本实验劲度系数的测量值比真实值_______（填“大”或“小”）。 12．（本题10分）某实验小组准备用伏安法测量未知电阻的阻值，他们设计的实验电路如图所示，可供选择的实验器材如下： 待测电阻（阻值约为）； 电压表（量程为，内阻约为）； 电压表（量程为，内阻约为）； 电流表A（量程为，内阻）； 滑动变阻器（最大阻值为）； 电源（电动势为，内阻约为）； 单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。 (1)为了更准确测量的阻值，电压表应该选择___________（填“”或“”）。 (2)在如图所示的电路中，将滑动变阻器调整到某一合适的阻值后，闭合开关，当单刀双掷开关接时，发现电流表没有示数，电压表有示数；当接时，发现电流表、电压表均有示数，根据现象判断是___________（填“cd”或“de”）之间出现断路。 (3)对故障排除后开展实验，单刀双掷开关应该拨到___________（填“”或“”），实验中测得电压表和电流表的示数为，，则待测电阻的表达式为___________（用字母表示），则本实验中该电阻的测量值___________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。 四、解答题（共41分） 13．（本题12分）如图所示，放在水平桌面上的木块左端被水平轻质弹簧拴在竖直墙壁上，木块右端连接着不可伸长的轻质细绳，细绳绕过光滑定滑轮吊着一铁块，用手托着铁块使弹簧处于原长，手缓慢下降，当铁块下降时手离开铁块，木块恰好处于静止状态。已知木块的质量，铁块的质量，木块与桌面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)求手离开铁块后，细绳的拉力大小F； (2)求弹簧的劲度系数k； (3)若突然剪断细绳，求绳断后瞬间木块对桌面的摩擦力f。 14．（本题14分）如图所示，真空中存在一间距为的水平平行板电容器，板长，板间电压为U，匀强电场方向向上，MN为一垂直上极板PQ的足够长的光屏，其下端N与极板右端Q重合，在MN所在竖直线右侧存在匀强磁场。在下极板左端有一个粒子源A，可以紧贴极板水平向右连续发射带正电的粒子，粒子比荷为，初速度。已知粒子打到极板或光屏时会被吸收，粒子之间的作用力不计，粒子的重力不计。 (1)为使粒子能够从极板间射出，求电压U的最大值； (2)若匀强磁场方向垂直纸面向里，大小为，电压U可任意调节，则求粒子击中光屏的最高点到Q点的最大距离hmax； (3)若匀强磁场方向改成水平向右，大小变为，将电压U调至第（1）小题中的最大值，在距离极板右侧处竖直放置另一块与MN平行的足够大的光屏CD，求粒子打在光屏CD上的点与Q点的高度差。 15．（本题15分）锄头在农业生产中有重要应用，其由铁质锄刃与木质长柄组成。一个锄头的示意图如图所示，锄刃A（可视为质点）和长柄B的质量满足，长柄的长度L=1m，A、B之间的滑动摩擦力，初始状态下A位于B的最上端，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。 (1)若农业生产者小王使整个锄头竖直放置于下端距离地面高度处，然后给长柄B施加一大小为、方向竖直向下的恒力，当B撞击地面后立即停止运动，锄刃A恰好可滑到地面，求； (2)小王在操作过程中发现若用力过大锄刃会脱离长柄，引发安全事故。若使锄刃不会脱离长柄，求小王施加的竖直向下的恒力F的最大值； (3)若小王使锄头由下端距离地面h处自由下落，长柄撞击地面后会以大小不变的速率反弹。若锄头第一次撞击地面后锄刃A恰好没有滑离长柄B，求h； (4)在（3）的情景中，若锄头反复撞击地面后锄刃A恰好没有滑离长柄B，求h。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D A D C D AB AC AD 1．A 【详解】A．在光电效应装置中，a的遏止电压低，根据 可知a光的光子能量小，a光的频率小，又由于 因此a光的波长比b光的大，故A正确； B．根据 单色光 a的光子动量比单色光 b的光子动量小，故B错误； C．从 n=4跃迁到 n=2 能级时发出的光子的能量 E42=-0.85eV-(-3.4)eV=2.55eV 从 n=3跃迁到 n=2 能级时发出的光子的能量 E42=-1.51eV-(-3.4)eV=1.89eV 由于a光的光子能量小，因此若b光是从 n=4跃迁到 n=2 能级时发出的光，则a光是从 n=3跃迁到 n=2能级时发出的光，故C错误； D．用 E=12.8eV的电子去轰击基态的氢原子，由于 E41=-0.85eV-(-13.6)eV=12.75eV 光子可获得的能量最多可以跃迁到n=4的能级，向回跃迁时，最多产生6种不同频率的光，6种光子的能量分别为 E43=0.66eV E32=1.89eV E42=2.55eV E21=10.2eV E41=12.75eV E31=12.09eV 其中E32、E42对应的是可见光，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】A．由图可知该波的波长为 则周期为 由同侧法知时刻Q点向下振动，时刻，即经过，Q到达最大位移处，质点Q的速度为零，故A错误； B．经过0.6s，波向前传播 则时刻的波形图如下图所示 由同侧法可知质点向轴方向运动，故B正确； C．时刻P点向下振动，M先向上振动，在向下振动，所以质点比质点M早到达平衡位置处，故C错误； D．发生明显衍射现象的条件障碍物的尺寸比波长小，由题可知障碍物的尺寸远大于波的波长，故不能发生明显的衍射现象，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】A．对4号猴子进行分析可得滑手后的一瞬间只受到重力，所以可得加速度大小为g，初速度为零，A错误； B．在手滑前，设树梢对猴子的作用力为T，对整体有 当3号猴子手滑后的一瞬间，对123号猴子整体分析可得 联立解得 方向竖直向上，B错误； C．对3号猴子分析可得，2号猴子对3号猴子的作用力F，有 可得 C错误； D．对23号猴子进行受力分析可得 解得1号猴子对2号猴子的作用力大小为 D正确。 故选D。 4．A 【详解】A．圆盘以恒定角速度旋转时，根据可知感应电动势大小恒定，则流过电阻R的电流恒定，故A正确； B．根据右手定则可知，若从上向下看，圆盘顺时针转动，则通过电阻R的电流方向由a到b，故B错误； CD．根据，， 若仅将磁感应强度大小变为原来的2倍，感应电动势变为原来的2倍，通过R的电流变为原来的2倍，电流在R上的热功率变为原来的4倍；若仅将圆盘转动角速度变为原来的2倍，感应电动势变为原来的2倍，通过R的电流变为原来的2倍，电流在R上的热功率变为原来的4倍；故CD错误。 故选A。 5．D 【详解】A．电荷量为的点电荷在O点产生的电场强度方向水平向右，大小 电荷量为的点电荷在O点产生的电场强度方向水平向左，大小 所以O点的电场强度方向水平向左，大小 选项A错误； B．电荷量为的点电荷在c点产生的电场强度方向水平向右，大小 电荷量为的点电荷在c点产生的电场强度方向水平向左，大小 所以c点的电场强度方向水平向左，大小 所以 选项B错误； C．由电场的对称性可知b点和d点的电势相等，选项C错误； D．电荷量为的点电荷在a点产生的电场强度方向水平向右，大小 电荷量为的点电荷在a点产生的电场强度方向水平向左，大小 所以a点的电场强度大小 从c点到O点间的电场强度方向水平向左，所以负电荷从c点移动到O点过程中电场力水平向右，此过程中电场力做负功，从O点到d点过程中负电荷受到的电场力斜向下，此过程中电场力做负功，所以从c点到O点再到d点过程中电场力一直做负功，电势能增大，选项D正确。 故选D。 6．C 【分析】本题以拉闸限电为情境，考查远距离输电在负载发生变化时的动态分析，考查学生分析推理的能力，重点考查了物理观念和科学思维，突出对基础性、应用性的考查要求。 【详解】AB．拉闸限电后，用电器减少，意味着并联支路减少，用户端总电阻增加，减小，也随着减小，输电线上的电压损失减小。由于发电厂输出电压恒定，输送电压也恒定，根据 则增加，也增加，选项A、B错误； C．根据 可知输电线上损失的功率减小了，选项C正确； D．减小，也随着减小，发电厂输出电压恒定，所以发电厂输出总功率减小了，选项D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．该“类地球”行星的静止卫星的运行速率为 静止卫星半径不是星球本身的半径，故A错误； B．根据万有引力充当向心力 且 解得 故B错误； C．根据 解得 故C错误； D．根据万有引力提供向心力 该“类地球’行星的卫星在行星表面附近做匀速圆周运动的速率为 故D正确。 故选D。 8．AB 【详解】A．由乙图可知，a、b、c所对应的遏制电压依次增大，根据光电效应方程可知，a、b、c的频率依次增大，所以波长依次减小，根据 所以 故A正确； B．照射该光电管时c光所对应的遏制电压最大，则其逸出的光电子初动能最大，故B正确； C．a、b、c的波长依次减小，根据 可知，通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大，故C错误； D．若这三种光是原子从能级n=3跃迁到较低能级时发出的光，则 可得 故D错误。 故选AB。 9．AC 【详解】AB．根据题意可知汽车速度的表达式为 故A正确，B错误； C．若L=8m，Δt=0.23s，则 由于 汽车已超速，照相机将会拍照，故C正确； D．若L=8m，Δt=0.26s，则有 汽车没有超速，照相机不会拍照，故D错误。 故选AC。 10．AD 【详解】A．线框abcd还未进入磁场的过程中，对线框有 对物块有 联立解得 故A正确； B．线框ab边刚进入磁场恰好做匀速直线运动，对线框有 解得 ab到磁场MN边界前线框做匀加速运动，有 联立解得 故B错误； C．线框ab边刚要到达磁场边界PQ时，无感应电流，安培力为零，由A选项中可知加速度大小为0.2g，故C错误； D．线框从开始运动到cd边恰离开磁场边界PQ时有 解得 故D正确。 故选AD。 11．(1)0.8 (2)37.5 (3)小 【详解】（1）由图乙可知，周期为 （2）根据，则代入数据解得 （3）弹簧振子的实际周期公式为，则 故本实验劲度系数的测量值比真实值小。 12．(1) (2)cd (3) a 等于 【详解】（1）因电流表内阻已知，则应该采用电流表内接，所以为了精确测量Rx的阻值，单刀双掷开关S2应该拨到a，电源电动势4.5V，电压表V2量程太大，为了减小读数误差，则电压表应该选择V1。 （2）在如图所示的电路中，将滑动变阻器调整到某一合适的阻值后，闭合开关S1，当单刀双掷开关S2接a时，发现电流表没有示数，电压表有示数，可判断cd或de之间有断路；当S2接b时，发现电流表、电压表均有示数，根据现象判断是cd之间出现断路。 （3）[1][2][3]由于电流表已知，所以采取内接法，即单刀双掷开关应该拨到a，某次实验中测得电压表和电流表的示数为U0，I0，则待测电阻Rx的表达式为 则本实验中由于电流表已知，则该电阻的测量值等于真实值。 13．(1) (2) (3)，方向水平向右 【详解】（1）手离开铁块后，以铁块为对象，根据平衡条件可得细绳的拉力大小为 （2）此时木块恰好处于静止状态，根据平衡条件可得 根据胡克定律可得 联立解得 （3）若突然剪断细绳，由于 则木块将向左加速运动，木箱的受到的摩擦力大小为 方向水平向右。 14．(1) (2) (3)0.05m 【详解】（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向有 得 竖直方向 联立解得 故电压U的最大值为。 （2）设射入磁场的粒子速度为v，与水平方向成角度θ，在磁场中圆周运动的半径为，由 得 如图所示 由几何关系得，磁场中粒子运动的弧线在竖直方向上的高度为 联立解得 即为定值，故粒子经过Q点射出电场时击中光屏的最高点到Q点的距离最大，故 （3）由题意知，粒子经Q点离开电场，有 即 则粒子刚进入磁场时水平方向和竖直方向的速度大小均为，粒子进入磁场后的运动可分解为水平方向速度为的匀速直线运动和垂直于纸面的竖直面内的线速度大小为的匀速圆周运动，则有，， 解得，， 则 故 15．(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）对整体，由牛顿第二定律得 对锄刃A由牛顿第二定律得 解得， 由于，因此整体在运动过程中，锄刃A不会在长柄B上滑动。当B撞击地面停止运动后，对锄刃A由牛顿第二定律得 对整体，由运动学公式 对锄刃A，由运动学公式 解得 （2）若使锄刃不会脱离长柄，由牛顿第二定律得 解得 （3）锄头自由下落，有 撞地后对锄刃A有 对长柄B有 由运动学公式 解得 （4）由第（3）问，可得锄头第一次撞击地面后，锄刃A与长柄B的相对位移是，由匀变速直线运动的位移公式得 解得 可推出锄头第二次撞击地面后，锄刃A与长柄B的相对位移是 通过数学归纳法可得 锄头反复撞击地面后锄刃A恰好没有滑离长柄B，有 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $