江苏无锡市天一中学2025-2026学年高二下学期期中物理试卷（平行班）

**基本信息** 试卷覆盖原子物理、热力学、光电效应等核心模块，实验题融合数字化传感器应用，计算题注重多过程模型建构，体现科学思维与探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|11/44|原子结构（汤姆孙模型）、黑体辐射、分子动理论、传感器|结合氢原子钟等科技情境，考查物理观念辨析| |实验题|1/15|气体等温变化规律|含传统与数字化实验对比，考查误差分析与数据处理| |计算题|4/41|氢原子跃迁、气体压强计算、光电效应综合、热力学第一定律|多过程综合，需模型建构与科学推理，如激光压强计算|

2025-2026学年江苏省无锡市天一中学平行班高二（下）期中物理试卷 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1.下列说法正确的是(    ) A. 汤姆孙根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 B. 从玻尔原子理论看，吸收了光子的原子核外电子动能增加 C. 太阳光谱是连续谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成 D. 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 2.光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后(    ) A. 频率减小 B. 波长减小 C. 动量减小 D. 速度减小 3.下列说法正确的是(    ) A. 图甲中，两分子间距离由变到的过程中分子力做正功 B. 图乙中，附着层水分子间距较内部水分子间距小，附着层水分子间作用力表现为引力 C. 图丙中，显微镜下观察到的花粉颗粒的无规则运动就是花粉颗粒的轨迹 D. 图丁中，电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律 4.下列关于传感器元件说法正确的是(    ) A. 如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关作用 B. 如图乙，电容式位移传感器是将电信号转化为位移信号的装置 C. 如图丙，是一种光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻变大 D. 如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小 5.如图所示，金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使金属框架布满肥皂膜，然后将P和Q两部分肥皂膜刺破后，线的形状将如图中的(    ) A. B. C. D. 6.一块带电锌板连接在验电器上，验电器指针张开，用灯照射锌板后验电器指针张角变小，则锌板初始所带电荷的性质以及照射锌板所用的灯分别是(    ) A. 负电，紫外灯 B. 负电，红外灯 C. 正电，紫外灯 D. 正电，红外灯 7.氢原子钟的原理是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。如图所示为氢原子的能级图，则(    ) A. 当氢原子处于低能级时，氢原子能量越高 B. 当用能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子时，氢原子一定不能跃迁到激发态 C. 氢原子从能级跃迁到能级时释放的光子可以使逸出功为的金属发生光电效应 D. 不止一种频率的光通过照射可以使处于能级的氢原子电离 8.如图所示为竖直放置的上细下粗的密闭玻璃管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B两部分气体升高相同温度且稳定后，A、B两部分气体的体积变化量为、，压强变化量为、，对液面压力的变化量为、，则(    ) A. 水银柱向上移动了一段距离 B. C. D. 9.某实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，测得的油酸分子直径明显偏小，造成这种情况的原因可能是(    ) A. 在计算油膜面积时，把凡是不足一格的格数都舍去 B. 配制完成的油酸酒精溶液敞口放置，隔天才做实验 C. 测出一滴油酸酒精溶液的体积之后，拿了一个更细的注射器去做实验 D. 用注射器和量筒测1mL油酸酒精溶液的滴数时，漏记了几滴 10.人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子进入瞳孔，人眼就能察觉到光感。现有一个点光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为530nm的绿光，则人眼最远在大约多远距离就能看到这个光源假设瞳孔在暗处的直径为4mm，且不计空气对光的散射和吸收(    ) A. B. C. D. 11.根据量子理论：光子既有能量也有动量；光子的能量E和动量p之间的关系是，其中c为光速。由于光子有动量，照到物体表面的光子被物体吸收或被反射时都会对物体产生一定的冲量，也就对物体产生了一定的压强。某激光器发出激光束的功率为，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，激光被完全反射，则激光束对此物体产生的压强为(    ) A. B. C. D. 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 12.两个实验小组做“探究气体等温变化规律”实验。 一组同学利用如图1所示的装置进行实验 为判断气体压强与体积关系，        选填“需要”或“不需要”测出该研究对象的体积。 实验过程中，下列操作正确的是        。填选项前字母 A.在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性 B.应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换 C.推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 一组同学在某次实验中，以压强p为纵轴，以体积的倒数为横轴，把采集的各组数据在坐标纸上描点。发现图线图的上端出现了一小段弯曲，产生这一现象的可能原因是        。答一种情况即可 二组同学用气体压强传感器做实验。实验装置如图3所示，研究对象是注射器中的密闭气体。气体压强传感器通过塑料管与注射器相连。由注射器壁上的刻度可以读出气体的体积V；由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上可以实时显示。 二组同学正确操作实验后，获得不同体积时气体压强的数值。利用计算机作出气体的图像发现图线而过坐标原点，如图4所示，图中的物理含义是        。 二组同学在同一环境温度下进行了两次实验。根据他们测得的数据，分别作出的图像如图5所示，图线a与b分别对应两次实验数据，图线a斜率大于图线b斜率的可能原因是        。答一种情况即可 三、计算题：本大题共4小题，共41分。 13.由玻尔理论可知，氢原子的基态能量为，激发态能量为…。已知普朗克常量h，真空中光速c。 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以释放几种频率的光子？求从能级跃迁到能级释放的光子能量； 要使处于激发态的氢原子电离，求入射光的最大波长。 14.内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，用质量为m的活塞密封一段长度为L的气体，活塞的横截面积为S。给活塞一个向左的初速度，活塞向左移动了，此时速度减为零。已知大气压强为，不计密封气体温度的变化。求：活塞速度为零时，密封气体的压强p； 该过程放出的热量。 15.如图甲所示是研究光电效应的实验装置，用光子能量的光持续照射光电管的极板K，实验得到的光电流与电压关系图线如图乙所示，当电流增大到I后不再增大，求： 光电管K极材料的逸出功； 当光电流刚饱和时，到达A极板的光电子的最大动能； 若每入射N个光子会产生1个光电子，光电流的饱和值为I，光的频率为，普朗克常量为h，求照射光的功率P。 16.如图所示，一定质量的气体放在体积为的导热容器中，室温，有一光滑导热活塞体积忽略不计将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的三倍，A室容器上连接有一管内体积不计的足够长的U形管，两侧水银柱高度差为76cm，A内有体积可以忽略的电阻丝，B室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压。 此时B室内气体压强是多少； 若A室内气体的温度保持不变，将阀门K打开，稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比是多少； 若打开阀门K稳定后，给A室内的电阻丝通电，将A室内气体温度加热到900K，求此时A室内气体的压强。 答案和解析 1.【答案】D  【解析】解：A、粒子散射实验由卢瑟福完成，原子的核式结构模型也是卢瑟福提出的，汤姆孙提出的是原子的“枣糕模型”，故A错误； B、根据玻尔理论，原子吸收光子时，电子从低能级跃迁到高能级，轨道半径增大，由库仑力提供向心力可知电子动能减小，故B错误； C、太阳光谱是吸收光谱，是太阳发出的连续谱经过太阳外层大气时被大气中的元素吸收形成的，因此分析太阳光谱只能知道太阳外层大气的化学组成，无法得知太阳内部的化学组成，故C错误； D、根据黑体辐射的维恩位移定律，随着温度升高，黑体辐射强度的极大值对应的波长会向波长较短的方向移动，故D正确。 故选：D。 逐一分析选项，结合粒子散射实验的提出者、玻尔理论中电子跃迁的动能变化、太阳光谱的类型与成因、黑体辐射的规律判断正误。 本题考查原子物理与黑体辐射的基础概念，是典型的概念辨析题，侧重考查对原子结构、玻尔理论、光谱分析和黑体辐射规律的理解。 2.【答案】B  【解析】解：ABD、根据光子能量计算公式可得：，光在真空中传播速度c不变，光子能量增加后频率增加、波长减小，故AD错误、B正确； C、根据可知，光子能量增加后波长减小，则光子动量增加，故C错误。 故选：B。 根据光子能量计算公式分析频率和波长；根据分析动量。 本题主要是考查光子能量的计算公式、德布罗意波长的计算公式，解答本题的关键是掌握光子能量计算公式、波长与频率的关系。 3.【答案】A  【解析】解：A、图甲中，两分子间距离由变到的过程中分子力做正功，分子势能减小，故A正确； B、图乙中，附着层水分子间距较内部水分子间距小，附着层水分子间作用力表现为斥力，故B错误； C、图丙中，显微镜下观察到的花粉颗粒的无规则运动是每隔一段时间记录的位置，实际运动轨迹更复杂，故C错误； D、图丁中，电冰箱的工作过程需要消耗电能，其将热量从低温箱内传到高温箱外的同时，会向外界放出更多热量，不违背热力学第二定律，故D错误。 故选：A。 结合分子势能变化分析分子力做功的逻辑，区分附着层分子间距对应的作用力类型，明确布朗运动反映液体分子运动的本质，同时考虑热力学第二定律中“自发”的前提条件。 这道题围绕分子动理论与热力学的核心概念，通过不同情境考查对分子力、布朗运动、热力学定律等知识点的理解与辨析，注重概念的细节区分与实际应用的逻辑关联。 4.【答案】A  【解析】解：A、如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，两簧片又分开，经常被用于控制电路的通断，故A正确； B、如图乙，电容式位移传感器：是把位移机械量转化为电信号电学量，故B错误； C、如图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻变小，故C错误； D、如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，故D错误。 故选：A。 传感器是把非电学物理量如位移、速度、压力、角度等转换成电学物理量如电压、电流、电量等或者电路的通断的一种元件，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析。 了解各种传感器的特点、工作原理，在仪器设备中的应用；传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会。 5.【答案】C  【解析】解：刺破P处的肥皂膜后，由于表面张力的作用，AB 线下方的薄膜面积会缩小，从而线AB被拉紧，呈现C或D所示的形状；当刺破Q处时，绳套会受到周围液体分子的作用力，使绳套尽可能的被向各个方向拉伸，从而呈现C所示的形状， 故选：C。 要解本题需掌握液体表面张力的作用，还要能读懂题意，学会观察现象 注意观察图形的含义，此实验是展现液体的表面张力的典型实验 6.【答案】A  【解析】解：紫外线能使锌板发生光电效应，所以用紫外灯照射锌板时，锌板发生光电效应，逸出光电子，光电子带负电，验电器指针张角变小，验电器指针所带电荷量减少，说明锌板初始带负电，故A正确，BCD错误。 故选：A。 当紫外灯射锌板时，产生了光电效应，有光电子从锌板逸出，结合验电器指针张角的变化分析锌板初始所带电荷的性质。 解决本题的关键是要掌握住光电效应的发生条件，以及掌握光电效应对锌板电荷量的影响。 7.【答案】D  【解析】解：A、当氢原子处于低能级时，氢原子能量越低，故A错误； B、当用能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子时，氢原子可以吸收其中的的能量，可能跃迁到激发态，故B错误； C、从能级跃迁到能级时释放的光子的能量为：，所以不能使逸出功为的金属发生光电效应，故C错误； D.为使处于能级的氢原子电离，则照射光光子的能量，根据，可知照射光的频率不止一种，故D正确。 故选：D。 根据核外电子的出现概率，氢原子跃迁和电离的条件以及光电效应发生条件等进行分析解答。 解决本题的关键知道能级间跃迁时，辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，。 8.【答案】A  【解析】解：A、首先运用“假设法”，先假设水银柱不动，则AB两部分气体发生等容变化，由查理定律得 开始时，即 在初始温度相同且升高相同温度的情况下 水银柱向上移动，故A正确； C、设水银柱上移后的长度为，玻璃管上细下粗， 此时有，， 可得，故C错误； BD、管内水银柱和两段气柱的总体积不变 对液面的压力变化量，， 则，故BD错误。 故选：A。 先通过假设水银柱不动、气体做等容变化，由查理定律分析压强变化，结合水银柱受力平衡判断移动方向；再根据玻璃管上细下粗的特点，分析A、B气体的体积变化关系，最后结合受力与气体状态变化规律，比较压强变化量和压力变化量的大小。 本题考查理想气体变温过程的综合分析，通过假设法判断水银柱移动，结合玻璃管形状分析体积、压强和压力变化，侧重检验对气体实验定律的应用与受力分析能力，综合性较强。 9.【答案】B  【解析】解：在计算油膜面积时，把凡是不足一格的格数都舍去，油膜面积偏小，由可知油酸分子直径测量值偏大，故A错误； B.配制完成的油酸酒精溶液敞口放置，隔天才做实验，浓度变大，一滴油酸酒精溶液含有的纯油酸体积偏大，由可知油酸分子直径测量值偏小，故B正确； C.测出一滴油酸酒精溶液的体积之后，拿了一个更细的注射器去做实验，则每滴油酸酒精溶液的体积较小，含油酸较小，在水平面上形成油膜的面积较小，由可知油酸分子直径测量值偏大，故C错误； D.用注射器和量筒测1mL油酸酒精溶液的滴数时，漏记了几滴，一滴油酸酒精溶液含有的纯油酸体积偏大，由可知油酸分子直径测量值偏大，故D错误。 故选：B。 根据体积公式结合选项分析判断。 本题考查“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，关键掌握实验原理和误差分析方法。 10.【答案】C  【解析】解：光源每秒发出的光子个数 光源释放的光子以球面波的形式传播，则以光源为球心的球面上的光子数相同，人眼所在处的球面面积为 人眼瞳孔面积 根据题意有 解得 ，故C正确，ABD错误。 故选：C。 根据光子的能量公式结合几何关系作答。 本题考查光子的能量，解题关键注意建立模型。 11.【答案】D  【解析】解：设经过时间激光器发出的激光束照射到物体表面，则光束的动量为 光束被完全反射，对光束由动量定理得： 则激光束对此物体产生的压强为 ，故D正确，ABC错误； 故选：D。 先根据公式计算出光束的动量，再结合动量定理的计算公式计算出对应的压强。 本题主要考查了动量定理的相关应用，熟悉光子的动量计算，结合动量定理的计算公式即可完成分析，难度不大。 12.【答案】不需要 AC 压缩气体时速度过快，气体温度升高，导致偏离直线 注射器与压强传感器连接部分的气体体积 两次实验中封闭气体的质量不同，a组实验气体质量更大   【解析】解：注射器的横截面积S不变，体积，因此可以直接用空气柱的长度h代替体积V来分析p与V的关系，不需要单独计算体积。 润滑油可以密封柱塞与筒壁的缝隙，防止气体泄漏，保证气体质量不变，故A正确； B.快速推拉活塞会导致气体绝热压缩或膨胀，温度发生变化，破坏等温条件，故B错误； C.手握住注射器会传递热量，使气体温度变化，因此不能握住，故C正确。 故选：AC。 图线理论上应为过原点的直线，上端弯曲说明p随增大的速率变慢，即压强比理论值偏小。故原因为：温度升高气体被压缩时温度上升，或手握注射器导致升温，或气体泄漏质量减少。 图线与横轴的交点为，说明，当p趋于无穷大时，体积。故的物理意义：注射器与压强传感器连接部分的气体体积，即这部分气体无法通过注射器刻度读出。 由玻意耳定律，可得 因此图线的斜率。由图像可知斜率，说明，由于环境温度T相同，因此可能原因：a实验中封闭气体的物质的量更多质量更大；或a实验的环境温度更高。 故答案为：不需要；；压缩气体时速度过快，气体温度升高，导致偏离直线； 注射器与压强传感器连接部分的气体体积；两次实验中封闭气体的质量不同，a组实验气体质量更大。 “探究气体等温变化规律”实验的条件控制及注意事项。 “探究气体等温变化规律”实验的数据处理及误差分析。 本题主要考查了理想气体及理想气体的状态方程，要明确实验原理，掌握理想气体状态方程的运用。 13.【答案】大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以释放6种频率的光子，求从能级跃迁到能级释放的光子能量是  要使处于激发态的氢原子电离，入射光的最大波长是  【解析】解：大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，根据 可知最多可以释放6种频率的光子； 从能级跃迁到能级释放的光子能量为 处于激发态的氢原子电离需要的能量为 根据 解得入射光的最大波长为 答：大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以释放6种频率的光子，求从能级跃迁到能级释放的光子能量是； 要使处于激发态的氢原子电离，入射光的最大波长是。 根据组合数公式计算氢原子跃迁释放的光子频率种类，再利用能级差公式计算从能级跃迁到能级释放的光子能量； 先求出能级的能量，再根据电离条件结合光子能量与波长的关系，计算入射光的最大波长。 本题考查氢原子能级跃迁与电离的相关计算，是玻尔理论的典型基础应用，侧重考查对能级差和光子能量关系的理解。 14.【答案】解：根据题意，由玻意耳定律得      解得： 设活塞对气体做功为W，吸收的热量为Q，对气体应用热力学第一定律得 由题意可知：， 对活塞分析，由动能定理得 解得： 答：活塞速度为零时，密封气体的压强p为； 该过程放出的热量为。  【解析】根据玻意耳定律列式即可求解； 根据热力学第一定律以及对活塞应用动能定理列式求解。 本题考查了玻意耳定律、热力学第一定律以及动能定理的综合应用，为典型题目，题目难度适中。 15.【答案】光电子的最大初动能为，光电管K极材料的逸出功为  到达A极板的光电子的最大动能为  照射光的功率为  【解析】解：由图乙可知，遏止电压根据动能定理，光电子的最大初动能为： 代入数据可得，根据爱因斯坦光电效应方程，其中光子能量 可得逸出功： 当光电流刚饱和时，正向电压，光电子在电场中加速，到达A极板的最大动能为： 光电流饱和值为I，表示单位时间内到达A极板的光电子数为 每入射N个光子产生1个光电子，因此单位时间内入射的光子数为 每个光子能量为，故照射光的功率为： 答：光电子的最大初动能为，光电管K极材料的逸出功为； 到达A极板的光电子的最大动能为； 照射光的功率为。 根据光电效应方程，结合图乙中的遏止电压，利用光子能量与遏止电压的关系求解逸出功； 先求出光电子逸出时的最大初动能，再结合正向加速电压，通过动能定理计算到达A极板的最大动能； 由饱和光电流求出单位时间产生的光电子数，结合光子产生光电子的比例得到单位时间入射光子数，再结合光子能量计算照射光的功率。 本题是光电效应的综合应用题，考查了光电效应方程、动能定理和电流定义的应用，能全面检验对光电效应相关概念和规律的理解与运用能力。 16.【答案】解：开始时，设A室内气体压强为，则，， 开始时，设A室内气体压强为，则 A室的体积为 阀门K打开后，A室内气体等温变化，稳定后压强为，则 体积设为，根据玻意耳定律有 解得 B室内气体等温变化，依题意有，， 根据玻意耳定律有 解得，则稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比为； 假设打开阀门后，气体从升到时，活塞C恰好到达容器最左端，即A室内气体体积变为，压强始终为 即为等压变化过程，根据盖-吕萨克定律有 解得， 因为， 所以温度从继续升高到的过程中，A室内气体为等容变化过程，设其最终压强为，根据查理定律有 解得； 答：此时B室内气体压强是152cmHg； 若A室内气体的温度保持不变，将阀门K打开，稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比是； 若打开阀门K稳定后，给A室内的电阻丝通电，将A室内气体温度加热到900K，此时A室内气体的压强为114cmHg。  【解析】根据题干图可分析初始时AB气体的压强；再根据玻意耳定律，求得稳定后A室与B室气体的体积，再根据题意求得稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比；打开阀门后A气体先做等圧变化，再根据判断可知后做等容变化，列方程即可求解。 该题需要将气体质量之比转化为气体变化前后体积之比，要注意的是加热时开始是等压膨胀，但有一个极值，即体积只能增大到，忽略这一点容易出错。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $