湖北荆州市沙市中学2025-2026学年高二下学期5月阶段检测物理试题

**基本信息** 以超导磁体、风力发电等科技前沿为情境，融合电磁学、近代物理等核心知识，注重科学思维与探究能力考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题40分|磁场叠加、光电效应、氢原子能级|第1题结合35.6T超导磁体世界纪录，考查磁场性质| |实验题|2题22分|小车速度测量、金属电阻率测定|第12题通过伏安法电路设计，考查科学探究与数据处理| |解答题|3题38分|气体实验定律、动量能量综合、电磁场组合场|第15题电磁场综合题，需建构粒子运动模型，考查科学推理与模型建构|

高二下学期5月月考物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B B C D D AC CD AD 1．C【详解】A．根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，两线圈中电流相反，所以a对线圈b的作用力方向沿向右，A错误；B．因为两个线圈完全相同，通有大小相等的电流，且关于对称，线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为，方向向左，同理线圈b产生的磁场在点处的磁感应强度大小也为，方向向右，所以处的磁感应强度大小为0，故B错误；C．为直径，即以为圆心，空间中任意画一个圆，由对称性可知，圆中的任意关于垂直的直径对称的位置两个线圈到两者的磁感应强度等大反向，故通过圆面的磁通量必为0，故C正确；D．在处两线圈的磁场方向相反，但更靠近线圈，故净磁场由线圈决定，方向向左，故D错误。故选C。 2．D【详解】A．α射线是高速氦核流，穿透能力极弱，一张纸即可挡住；γ射线是高频电磁波，穿透能力极强，可穿透几厘米厚的铅板，因此α射线穿透能力远弱于γ射线，故A错误；B．比结合能越大原子核越稳定，该衰变释放能量，说明生成物铀核比反应物钚核更稳定，因此钚核的比结合能小于铀核的比结合能，故B错误；C．衰变过程系统动量守恒，初始时钚核静止，总动量为0，衰变产物包含铀核、α粒子和γ光子，总动量为零，因此铀核和α粒子的动量大小不相等，其动能之比不等于质量的反比，也不等于质量比，故C错误；D．该衰变的质量亏损，根据质能方程，释放的总能量，故D正确。故选D。 3．B【详解】A．由题意可知，当反向电压U=10V时，光电流恰好为零，可知该电压为遏止电压，则光电子的最大初动能，故A错误；B．处于激发态的大量氢原子跃迁时共发出种频率的光，故B正确；C．氢原子从n=4向n=1跃迁时释放光子能量为，根据，联立解得逸出功，故C错误；D．只有光子能量大于逸出功时才能产生光电效应，氢原子从跃迁到能级时发出的光子能量为，故D错误。故选B。 4．B【详解】 A．在 时间内，磁场垂直纸面向里，导体棒向右运动，由右手定则可知，感应电流方向为 ，即顺时针方向，为正值；由于导轨间距 随时间均匀减小，根据 、 ，解得，故电流 随时间均匀减小。 在 时间内，无磁场，感应电流为零。在 时间内，磁场垂直纸面向外，由右手定则可知，感应电流方向为 ，即逆时针方向，为负值；电流大小随时间均匀减小，根据 、 。解得，故电流 随时间均匀减小。 图A中第三段电流为正值，故A错误；B．结合A选项的分析，电流先为正且减小，中间为零，后为负且绝对值减小。由于导轨向右运动过程中，接入电路的有效长度均匀减小， 时刻的导轨间距大于 时刻的导轨间距，故 时刻的电流值大于 时刻的电流绝对值。图B符合该规律，故B正确；C．电阻两端电势差 ，其变化规律与电流 一致。即先为正且减小，中间为零，后为负且绝对值减小。且 时刻的电压值应大于 时刻的电压绝对值。图C中第三段起始值的绝对值明显大于第一段结束值，不符合导轨间距减小的事实，故C错误；D．在 时间内，磁场垂直纸面向外，由右手定则可知，感应电流方向为 ，即逆时针方向，流过电阻的电流方向为 ，故电阻两端的电势差；图D中 时间内电势差大于零，故D错误。故选B。 5．C【详解】A．线圈位于图乙所示位置时，线圈平面与磁感线平行，磁通量为零，但切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最大，磁通量变化率最大。根据右手定则，感应电流方向从到，故A错误。B．对原线圈回路有，，对副线圈回路有，根据原副线圈电压、电流与匝数的关系有，，联立解得，，故B错误；D．同理，当R2取最大值时有，所以每秒消耗的风能为，故D错误；C．R2取最小值，线圈转过90°，磁通量的变化量为，电动势的最大值为，通过R1的电荷量为，根据等效电阻法可知，通过R2的电荷量为，联立解得，故C正确。故选C。 6．D【详解】A．子弹的运动为匀减速到零的直线运动，可逆向看作初速度为0的匀加速直线运动。初速度为0的匀加速直线运动，通过连续相等时间内位移之比为，则前时间内穿透的苹果个数为，故A错误；B．设每个苹果被穿透的长度为，则，子弹穿透最后4个苹果所用时间为，则有，解得，子弹穿透前32个苹果所用时间为，故B错误；C．子弹穿透最后15只苹果所用时间为，则有，子弹穿透后最16只苹果所用时间为，则有，子弹穿透第21只苹果所用时间，故C错误；D．子弹穿透后35只苹果所用时间为，则有，子弹穿透第1只苹果所用时间，子弹穿透最后1只苹果所用的时间为则有，子弹穿透第1只与最后1只苹果所用的时间之比为，故D正确。故选D。 7．D【详解】A．根据题意可知，物块速度最大时，物块所受合力为0，则有，解得，故A错误；B．根据题意可知，物块运动到最低点时，位移为最大值，此时，重力势能全部转化为弹性势能，则有，解得，故B错误；C．物块速度最大时，物块的动能最大，结合上述有，解得。D．物块开始压缩弹簧后，到分离前做简谐振动，物块合力为0的位置为平衡位置，则物块做简谐运动的振幅为，结合上述可知，物块开始压缩弹簧时，偏离平衡位置的距离为，若以平衡位置为计时起点，简谐运动的振动方程为，可以解得，当位移等于振幅一半时，经历最短时间为，表明从物块开始压缩弹簧到平衡位置所用时间为，物块从平衡位置第一次运动到速度为零经历时间为，则则从开始接触到最短经历的时间为。故D正确。故选D。 8．AC【详解】A．甲图是用来测定带电粒子比荷的装置，设速度选择器中电场强度为，磁感应强度为，下边的磁场磁感应强度为，在速度选择器中，为使粒子不发生偏转，粒子所受到电场力和洛伦兹力是平衡力，即为，所以电场与磁场的关系为，能通过速度选择器的狭缝的带电粒子进入下边的磁场后洛伦兹力提供向心力，则：，所以，所以粒子的比荷越小，打在胶片上的位置越远离狭缝，所以该装置可以用来研究电荷数相等而质量数不相等的同位素，故A正确；B．设形盒的半径为，当粒子圆周运动的半径等于时，获得的动能最大，则由，可得，则最大动能：，可 见，最大动能与加速电压无关，增大D形盒的半径可增加粒子从回旋加速器中获得的最大动能，因此带电粒子最后获得的速度与加速电压无关，故B错误；C．丙图中磁铁插入过程中，穿过线圈的向右的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈中感应电流的磁场的方向向左，所以线圈外侧的电流方向向上，电流由通过电流计流向，故C正确；D．电键断开的瞬间，由于线圈对电流有阻碍作用，通过线圈的电流会通过灯泡，所以灯泡不会立即熄灭，若断开前，通过电感的电流大于灯泡的电流，断开开关后，灯泡会闪亮一下然后逐渐熄灭。若断开前，通过电感的电流小于等于灯泡的电流，断开开关后，灯泡不会闪亮一下，故D错误。故选AC。 9．CD【详解】A．从b到c，压强不变，温度升高，则体积变大，单位体积内分子数减少，则单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少，故A正确；B．d到a等容过程有，c到d等温过程有，又，联立解得，故B正确；C．由，，联立解得，bcd过程的图如下，由图可知，b到c和c到d的体积差相等。由于图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功，显然，b到c，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律得，c到d，气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律得，联立可得，故C错误；D．根据得可知图像的斜率与气体体积有关，从a到b，图线的斜率增大，则气体的体积减小，故D错误。选不正确的，故选CD。 10．AD【详解】A．由题意知，射向正方体顶点的红光恰好发生全反射，入射角等于临界角，根据几何关系可知，，透明材料对该红光的折射率为，故A正确；B．该红光从玻璃砖顶点射出时，在玻璃砖内传播的路程最长，所用时间最长，传播的路程为，该红光在玻璃砖内的速度为，则该红光从玻璃砖射出的最长时间为，故B错误；C．若光源发出光的频率变大，则玻璃砖对这种光的折射率变大，临界角变小，则每个面都会有一部分光不能射出，若光的频率足够小，每个面透光区域的形状为圆形，否则每个面透光区域的形状如下图阴影部分所示，不可能是椭圆，故C错误；D．若透明材料对某色光的折射率为时，则，则，，故每个面透光区域的形状为圆形，圆的半径为，玻璃砖表面透光区域总面积为，故D正确。故选AD。 11．（1）AC （2）BACD （3） 0.96 2.4 【详解】（1）AB．打点计时器需要电压合适的50Hz交流电源，故A正确，B错误； CDEF．本实验还需要刻度尺测量计数点之间的距离，不需要测质量，不需要天平，打点计时器可以计时，不需要秒表，本实验不需要测量力的大小，不需要弹簧测力计，故C正确，DEF错误； 故选AC。 （2）探究小车速度随时间变化的规律的实验操作顺序是：将打点计时器固定在长木板上，并接好电路；将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，再将小车放在长木板上准备实验；接通电源，释放纸带，让小车运动起来，最后关闭电源，取出纸带进行分析。故合理的操作顺序是BACD。 （3）[1][2]因为电源的频率为50Hz，且相邻计数点间还有4个点未画出，则T=0.02s×5=0.1s，在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，则打点计时器打下C点时小车运动的速度为，根据逐差法可知，小车的加速度为 12．（1） （2）0.233/0.232/0.234 （3）ACD （4） A D E 丁 【详解】（1）由欧姆定律得金属丝电阻，结合电阻定律，横截面积，联立得 （2）读数为 （3）A．内接法电流准确，误差来源于电流表分压；外接法电压测量准确，误差来源于电压表分流，故A正确；B．内接法电压表测量待测电阻与电流表的总电压，测量值大于待测电阻电压；外接法电压表直接并联在待测电阻两端，测量电压等于待测电阻电压，故B错误；C．内接法电流表与待测电阻串联，测量电流等于待测电阻电流；外接法 电流表测待测电阻与电压表的总电流，测量值大于待测电阻电流，故C正确；D．内接法，外接法，故D正确。故选ACD。 （4）[1]电压表：电源电动势为，选量程的，故选A。 [2]电流表：最大电流，选量程的。故选D。 [3]滑动变阻器：小阻值滑动变阻器操作方便、电流变化灵敏，选的，故选E。 [4]满足 ，属于小电阻，选电流表外接法；滑动变阻器总阻值是的4倍，限流法可满足测量要求，操作简单。故选丁。 13．（1）1.1×105Pa （2）2cm （3）26.5J 【详解】（1）对活塞，根据平衡条件可得，解得下部气体的压强为 （2）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，故假设成立； （3）活塞上升过程中，外界对封闭气体做功为，解得，根据热力学第一定律可得 14．（1） （2） （3） 【详解】（1）箭射出后做斜抛运动，设箭射中木块前瞬间的速度大小为，即斜抛运动的水平分速度为，由运动学公式得，，解得 （2）箭射入木块的过程，两者动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 解得，由能量守恒定律可得此过程损失的机械能为，其中，，解得 （3）在木块与圆环一起向右运动再回到最低点过程中，在水平方向上满足动量守恒定律，设木块回到最低点时，木块与圆环的速度分别为、，以向右为正方向，根据动量守恒定律有，根据机械能守恒定律有，其中，联立解得，，设木块第一次回到最低点时绳子的拉力大小为F，根据牛顿第二定律得，解得 15．（1） （2） （3） 【详解】（1）由左手定则可知粒子带正电，在磁场中做圆周运动，轨迹如图1所示，粒子离开磁场的位置为A，轨迹圆心为D，由对称性可知A、M关于C、D连线对称，由于粒子离开磁场时速度方向垂直y轴，可知AD平行CM，可知四边形MCAD 为菱形。粒子圆周运动轨迹半径，P 点到O点的距离 （2）设粒子质量为m、电荷量为q，在磁场中做圆周运动，洛伦兹力充当向心力，可得，设粒子在电场中运动时间为方向粒子做匀速直线运动，设y方向加速度大小为，根据牛顿第二定律，y方向做匀加速直线运动，可得，电场强度E和磁感应强度 B的比值 （3）粒子在第一象限的轨迹如图2所示，设某时刻速度为，方向与x正方向夹角为，经过极短时间，速度变化，x 方向，根据动量定理，对从P到x轴过程求和，可得，可得，即 答案第1页，共2页 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度下学期2024级 5月月考物理试卷 命题人：邵小倩 审题人：濮玉芳 考试时间：2026年5月21日 一、选择题：本题共10小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不全对的得2分，有选错的得0分。 1．2026年1月，我国研制的超导磁体成功实现了35.6T的中心磁场强度，创下世界纪录。如图，两个完全相同的环形超导线圈a和b，以过两线圈圆心、的水平线为轴平行固定放置，为连线中点，线圈中通有大小相等、方向如图所示的电流。已知线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为。下列说法正确的是（　） A．线圈a对线圈b的作用力方向沿向左 B．处的磁感应强度大小为，方向沿向右 C．以为直径的任意圆平面内的磁通量均为零 D．若在处放置一小磁针，待其静止后，其N极指向沿向右 2．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。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mU∶mα D．该衰变释放的总能量为（mPu-mU-mα）c2 3．图甲是研究光电效应的实验装置，图乙所示为氢原子的能级图。大量氢原子处于激发态，氢原子从激发态直接跃迁到基态发出的光子照射到图甲光电管阴极上时，电流表有示数，闭合开关，滑片缓慢向端移动，当电压表示数为时，电流表示数恰好为零。下列说法正确的是（　　） A．光电子的最大初动能 B．处于激发态的大量氢原子跃迁时共发出6种频率的光 C．制作阴极的金属材料的逸出功 D．氢原子从激发态跃迁时发出的光子照射阴极上都有光电子射出 4．如图所示，两光滑直导轨AB、CD放在水平桌面上，右端连接一个定值电阻，左端放一根导体棒。导轨之间有竖直方向等大的匀强磁场，磁场分界线ab、cd、ef、mn之间的距离均为L，不计导轨和导体棒的电阻，导体棒以速度v水平向右匀速运动，且始终保持与导轨良好接触，以俯视时顺时针方向为电流的正方向，从导体棒经过ab分界线开始计时，通过电阻的电流i、电阻两端的电势差UBD随时间t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 5．图甲为全球最高海拔的西藏八宿风电场。将转化效率为40%的风力发电机供电系统简化为图乙所示，经齿轮调速后，可使矩形线圈绕轴逆时针匀速转动，输出电压，电阻，为可变电阻，最小值为，最大值为，其他电阻均不计。理想变压器原、副线圈的匝数之比。此时线圈平面与磁感线平行，下列说法正确的是（　　） A．线圈位于图乙所示位置时磁通量变化率最大，电流方向从到 B．取最小值时电流表的示数为 C．取最小值，线圈转过，通过的电荷量为 D．取最大值时该发电机每秒消耗的风能为 6．在子弹穿透力对比的测试中，实验者可以通过子弹射穿苹果的个数来比较不同手枪子弹的穿透力，其中左轮手枪的子弹穿透了36个被紧挨排列固定在一起的苹果后速度恰好减为零，子弹穿透36个苹果的总时间为t，已知子弹可以视为质点，子弹穿透苹果的过程可视为匀减速运动，下列说法正确的是（　　） A．子弹在前时间内穿透了21个苹果 B．子弹穿透前32个苹果所用时间为 C．子弹穿透第21个苹果所用时间为 D．子弹穿透第1个与最后1个苹果所用的时间之比为 7．如图，一光滑斜面固定在水平地面上，斜面倾角为，其底端固定一轻质弹簧，将质量为m的物块从斜面顶端由静止释放，弹簧的劲度系数为k，弹簧的最大压缩量为。已知弹簧弹性势能为，其中x是形变量，弹簧振子简谐运动的周期，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．速度最大时的弹簧压缩量为 B．物块下滑的最大位移为 C．物块的最大动能为 D．物块从与弹簧接触到速度第一次为零的时间为 8．如图所示，甲是质谱仪的示意图，乙是回旋加速器的原理图，丙是研究楞次定律的实验图，丁是研究自感现象的电路图，下列说法正确的是（　　） A．质谱仪可以用来测量带电粒子的比荷，也可以用来研究同位素 B．回旋加速器是加速带电粒子装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大 C．丙图中，磁铁插入过程中，电流由 D．丁图中，开关断开瞬间，灯泡一定会突然闪亮一下 9．一定质量的理想气体经历四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为0K，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，、、三个状态的体积关系为，下列说法不正确的是（　） A．从到，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少 B．、两状态的体积之比为 C．从到的过程气体从外界吸收的热量小于从到的过程气体从外界吸收的热量 D．从到，气体的体积不变 10．某灯具厂研发人员在设计一个由透明材料制作的正方体装饰灯时，在正方体的中心安装了一个颜色可调光源S。当光源发出红光时，正方体六个面全部区域恰好有光透出。已知正方体棱长为，真空中光速为。若只考虑第一次到达表面的光线，则（　　） A．透明材料对该红光的折射率为 B．该红光从玻璃砖射出的最长时间为 C．若光源发出光的频率变大，则每个面透光区域的形状可能为椭圆 D．若透明材料对某色光的折射率为时，玻璃砖表面透光区域总面积为 二、实验题（22分） 11．（8分）某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验 （1）实验中，除打点计时器、纸带、小车、长木板、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的还有　　　　。（填选项代号） A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压合适的直流电源 C．刻度尺 D．天平 E．秒表 F．弹簧测力计 （2）某同学做此实验的主要步骤如下： A．接通电源； B．将打点计时器固定在长木板上，并接好电路；将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，再将小车放在长木板上准备实验； C．释放纸带，让小车运动起来； D．关闭电源，取出纸带进行分析 上述实验步骤，合理的操作顺序是____； （3）下图是一次实验中记录小车运动情况的纸带，图中O、A、B、C、D为相邻的计数点，相邻计数点间还有4个点未画出。 由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车运动的速度____m/s，小车运动的加速度____m/s2（结果均保留两位有效数字） 12．（14分）在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5Ω，某同学用刻度尺测量金属丝的长度，用螺旋测微器测量金属丝直径，再用伏安法测出金属丝的电阻，根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。 （1）当金属丝两端电压为时，通过金属丝的电流为；测得合金丝的长度为，直径为，请根据这些物理量写出该合金电阻率的表达式______； （2）螺旋测微器测量金属丝直径时，刻度位置如图所示，该电阻丝直径的测量值______mm； （3）如图所示，对于电流表的内接法和外接法，下列说法中正确的是______； A．内接法误差来源是电流表分压，外接法误差来源是电压表分流 B．内接法电压表测量的电压大于待测电阻两端电压，外接法电压表测量的电压小于待测电阻两端的电压 C．内接法电流表测量值等于流过待测电阻的电流，外接法电流表测量值大于流过待测电阻的电流 D．内接法测得电阻值大于待测电阻的阻值，外接法测得电阻值小于待测电阻的阻值 （4）实验中能提供的器材有： A．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ） B．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ） C．电流表（量程0~3A，内阻约0.01Ω） D．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω） E．滑动变阻器（0~20Ω） F．滑动变阻器（0~500Ω） G．电源（电动势为3.0V）及开关和导线若干 该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择______，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______（均选填各器材前的字母A~G），实验电路应选用图______。 三、解答题（38分） 13．（12分）如图所示，内部高h=30.0cm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=20.0cm，温度为T1=300K。当环境温度从T1缓慢升高至T2=330K时，活塞缓慢上移，下部封闭气体从外界吸收热量Q=37.5J。已知活塞面积S=50cm2、质量m=5.0kg，大气压强恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/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。 14．（12分）某同学受《三国演义》的启发，设计了一个“借箭”游戏模型。如图所示，城堡上装有一根足够长的光滑细杆，杆上套一个质量为的金属环，金属环用长度轻绳悬挂着一个质量为的木块，静止在城墙上方。若士兵以一定角度射出质量为的箭，箭刚好水平射中木块并留在木块中箭与木块的作用时间很短，之后带动金属环运动。已知箭的射出点到木块的水平距离为、竖直高度为，重力加速度，在整个运动过程中，木块整体上升的最大高度小于绳长，箭、木块、金属环均可视为质点，忽略空气阻力，求： （1）箭射中木块前瞬间的速度大小； （2）箭射入木块的过程中系统损失的机械能； （3）木块第一次回到最低点时绳子的拉力大小？ 15．（14分）如图所示，在xOy坐标系第二象限有一半径为R的圆形区域，圆心为C。圆形区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，圆形边界分别与x、y轴相切，切点分别为M、N。在第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，在x轴上放有粒子接收屏。带电粒子从M点以速度沿与MC夹角的方向垂直射入磁场，粒子离开磁场后从y轴上的P点垂直y轴进入电场，最后到达接收屏的Q点（P、Q点图中没有画出），Q到O的距离为。不计粒子所受重力。 （1）求P到O的距离y； （2）求电场强度E和磁感应强度B的比值； （3）若在第一象限还有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B'，粒子进入第一象限后垂直击中接收屏，求。 答案第1页，共2页 1 学科网（北京）股份有限公司 $