陕西西安高级中学2025-2026学年高二下学期5月阶段检测物理试题

西安高级中学2027届5月质检高二物理 注意事项： 1.本试题共6页，满分100分，时间75分钟。 2答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写 在本试卷上。 3.作答选择题时，选出每小题答案后，用2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，再选涂其他答案标好。涂写在本试卷上无效。作答非选择题时将答案写在答题卡上，写在本试 卷上无效。 4.检测范围：选择性必修第2-3册 一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1.氘氚聚变的核反应方程是H+H→He+n+17.MeV,反应释放的能量主要以动能的形式存在。己知H 核的平均核子质量比He核的平均核子质量大4.46MeVc2,中子、质子的质量不相等。下列说法正确的是 () A.聚变放出的中子使反应继续进行形成链式反应 B.发生氘氚聚变至少需要17.6MeV的初动能 C.反应后He核与n的动能之比约为1：4 D.He核的比结合能比3H核的比结合能大4.4@MeV 2.如图所示，一束复色光以入射角0=60°从轴心射入光导纤维 后分为α、b两束单色光，两单色光在经多次全反射后从光导纤 维的另一端射出，光导纤维的内芯材料对α、b光的折射率分别 为4=√2、h=V3,真空中的光速为c,则a、b光从射入光导纤 维到从光导纤维另一端射出所需的时间之比为() A.2:5 B.2V3 C.2:1 D.V5:1 3.理想气体的内能U是分子各种形式的动能与分子内原子间振动势能的总和，U=(t什件2s)RT,其中n 为物质的量、t为分子平动自由度、？为转动自由度、5为振动自由度、k为常量。在温度恒为T的环境下， 点燃 恒容导热容器中有2mol的C0和1mol的02，假设C0完全燃烧，反应方程为2C0+02→2C02。所有气体 均可看成理想气体，结合表中数据，下列说法正确的是( 平动自由度 转动自由度 振动自由度 co 3 1 02 2 C02 3 2 A.气体对外做负功 B.气体对外做正功 C.稳定后气体内能相比燃烧前的变化量为-1.5R刀 D.稳定后气体内能相比燃烧前的变化量为2.5RT 4.控制无人机的无线电信号来自于C振荡电路。图甲所示为LC振荡电路，图乙为电容器的电荷量q随 时间t变化的图像，=0时刻电容器的M板带正电。下列关于LC电磁振荡电路的说法中正确的是() 西安高级中学2027届5月质检高二物理第1页共6页 甲 乙 A.0~t1时间内，线圈中的磁场方向向下 B.0t1时间内，线圈的磁场能不断减小 C.t1t时间内，线圈的自感电动势在变大 D.t1~t时间内，电容器M板带正电，电容器正在充电 5.图甲为某种发电机的剖面图。转轴上有两个可同步转动的磁铁盘，每个磁铁盘上各有八个扇形磁极，、 S极交替出现，如图乙所示，扇形的内半径为r0,外半径为1。任意时刻上下两个正对磁极之间为匀强磁场， 磁感应强度为B,方向与转轴平行。转轴中部固定一个线圈盘，线圈盘上有八个彼此绝缘的扇形线圈，扇形 线圈与扇形磁极的形状、大小完全相同，如图丙所示。每个扇形线圈都是单匝线圈，其电阻为R。磁铁盘以 恒定角速度ω匀速旋转，当磁铁盘中的扇形磁极与线圈盘中的扇形线圈完全正对时开始计时(0)，下列说 法不正确的是( 彼此绝缘 扇形 N 、 线圈 磁铁盘 N 甲 乙 丙 A.该发电机产生交流电的频率” B.F时刻，通过单个扇形线圈的磁通量为0 C.单个扇形线圈的感应电动势E=ωB(片一) D.单个扇形线圈消耗的功率P=21 2R 6.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比h:=2:1,原线 圈接入的交流电压瞬时值表达式为u=220W2sinl00mt(V),定值电 阻R1=42,副线圈接有滑动变阻器R2,阻值为0~102。电压表和 电流表均为理想交流电表，其读数为U和I,调节滑动变阻器R? 的滑片，电表示数变化量的绝对值为△U和△I,下列说法正确的 是() A.910 B.向下调节R的滑片，电压表示数增大 C.无论滑动变阻器R,阻值多大，电压表示数不变 D.当滑动变阻器R,42时，变压器输出功率最大 西安高级中学2027届5月质检高二物理第2页共6页 7.如图所示，质量为，电阻为R,直径为的圆形金属线框置于粗糙绝缘的水平桌面上，线框的左半部 分处于一个垂直桌面向下的正方形匀强磁场区域，磁场区域边长也为d,磁感应强度B随时间t的变化规律 如图乙所示，其中Bo、t均为已知量，圆形线框一直处于静止状态。重力加速度为g,下列说法正确的是() a b B 1X×× ×××× B ××××× ×××K×× ×× 0 to 2t。3t。t 甲 乙 A.0~to时间内线框中的感应电流方向为顺时针 B.2时刻线框所受安培力大小为d 32R0 C.0.5to与2to时刻，线框受到的摩擦力大小相等，方向相反 D.0~to和to~3to时间内，导体框中产生的焦耳热之比为4：1 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分， 选对但不全得3分，有选错的得0分) 8.一定质量的理想气体，从状态A开始，经历B、C两个状态又回到状态A, 在此过程中压强p与体积V的关系图像如图所示，图线所围图形为直角三角形 AC边与纵轴平行，AB边与横轴平行。己知气体在状态A的热力学温度为T、 压强为、体积为V,气体在状态B的体积为3V,气体在状态B、C的热力 学温度相等。下列说法正确的是() A.气体在状态C时的热力学温度为3T B.气体从状态A到状态B的过程中吸收的热量小于内能的增加量 C.气体从状态B到状态C的过程中热力学温度最高为5T 0 D.气体从状态A经历状态B、C回到状态A的过程中放出的热量为2p' 36 9.生物膜干涉技术基于光的干涉现象，原理如图所示，光源发出的光沿光纤传导至传感器探头顶端，探头 表面包覆一层光学膜（可固定配体），当光照射到光学膜时，会在前后两个界面发生反射，两束反射光叠加 形成干涉光谱，仪器通过监测光谱变化分析分子与光学膜的结合情况。己知与膜结合的分子增大、分子与 膜的结合位点增多，均会使膜增厚。初始时光学膜的厚度为300m,不同可见光所对波长范围如下表，若 各种光的强度相同，膜的最大厚度为600，膜的折射率略小于1.1，则( 颜色 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 波长/m 630-760 600630 570600 500570 450500 430450 400430 光学膜 A.初始时，仪器检测到反射光强度最大的一定是橙光 光纤 B. 膜上某处有分子结合，仪器可能检测到红光强度逐渐增大 源 C. 青光强度最大位置的膜的厚度一定小于绿光强度最大位置的厚度 D.膜上可能存在一位置，使所有色光在该位置的反射光均强度最大 国曾絮霜 西安高级中学2027届5月质检高二物理第3页共6页 10.1885年约翰巴耳末发现一个经验公式，可以用来计算氢原子发射谱线系列中某一个谱线系所有光谱线 的波长，该谱线系称之为巴耳末系，其光谱线如图所示。巴耳末公式为=B(0F345,O),其中B为某一 常量，为正整数。巴耳末系的光谱线在可见光范围内包含4个波长的光谱线，根据波长由大到小分别称之 为Ha、Hg、H,和H。其中谱线H的波长约为656m,也是该谱线系中波长最长的谱线。用H,谱线所对应的 光子照射金属钠，可以使得金属钠发生光电效应，并且测得光电子的最大初动能为0.58V。若已知普朗克 常数为h=6.63×1034Js,光速c=3×10ms,元电荷量e=1.6×1019C,则下列说法正确的是（) Ha Hp H.Hs A.H、H、H、H谱线所对应的光子的能量逐渐减小 B.巴耳末公式中的B常数的值约为3.64×107m C.H,谱线所对应的波长约为410m D.用H谱线所对应的光子照射金属钠，也可以发生光电效应，光电子的最大初动能约为0.74V 三、实验题（本题2小题；合计14分） 11.雅明干涉仪可以利用光的干涉来测定气体的折射率，其光路图如图所示。图中S为光源，G1、G2为两 块彼此平行放置的完全相同的玻璃板，每一块玻璃板都有一个镀银面。T1、T,为两个等长度的玻璃管，长 度均为d。测量时，先将两管抽成真空，然后将待测气体徐徐充入玻璃管T,中，在E处观察干涉条纹的变化， 即可测得该气体的折射率。（已知光速为c)兴趣小组成员设计了如下实验： IS (1)若T1中是真空，T3中充入待测气体等其达到标准状态后，气体的折射率为，则光通过T的时间是 (2)两组光从光源S到观测点E的时间差是 (3)保持温度不变，将待测气体充入T,管中，从开始进气至到达标准状态的过程中，在E处看到恰好移过N 条干涉亮条纹，已知待测光在真空中的波长为，该气体在标准状态下的折射率为 (用、dN 表示) (4)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上（图甲），让单色光从上方 射入（示意图如图乙，其中R为凸透镜的曲率半径），从上往下看凸透镜，也可以观察到由干涉造成的环状 条纹，这些条纹叫作牛顿环。用单色光照射该装置所形成的牛顿环是 （选填“等间距”或“非等间距”) 分布的。 R 入射光 ↓ 甲 乙 12.某实验小组用图甲所示实验装置进行探究气体等温变化的规律实验。 西安高级中学2027届5月质检高二物理第4页共6页 0520 压力表 P P ① B 柱塞 空气柱 0 橡胶套 E 甲 丙 (1)关于该实验的操作、下列说法正确的是() A.在柱塞上涂抹润滑油目的是为了减小摩擦，无其它作用 B.实验时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.实验不需要测量柱塞的横截面积，也能得到被封闭气体的体积变化关系 (2)如图乙所示，实验小组同学从状态A缓慢上拉柱塞，使其到达状态B(体积为W)。若此时突然提升柱塞， 使其快速到达体积V,则此时可能对应下图中的状态 (填“C“D或“E),图中A、B、D为同一 等温线上的点： (3)实验小组绘制了图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。 若该偏离是由于实验过程中，注射器中气体出现漏气现象导致的，则描绘的图线可能如图丙的 （填 “①”或②”)所示。 四、解答题(3小题，40分) 13.磁控光子晶体是一种可通过磁场调节光子性质的人工纳米结构材料，科学家近期实验验证了通过磁场 调控光传播路径的可能性。我们可以把磁控光子晶体使光束传播路径改变的原理近似理解为带电粒子在磁 场中受到洛伦兹力的作用。现在有一个科学家实验过程的简化图，O点是一个可以发射固定波长激光的光 源（光子可以等效为带电粒子，电荷量为1.6×1019C,质量为5×10kg)。现在从0点沿水平方向发射 一束激光，距离O点1处有一个竖直放置的厚度为L的矩形磁控光子晶体，其中有“等效磁场”，磁感应 强度B,=0.625×108T。某次实验时光子在晶体中的速度1=2×10/s,光束在晶体中发生了0=30的偏转后射 出，并最终撞击在探测面上。普朗克常量h=6.63×1034J·s,光速c=3×10s,传播过程中激光能量不衰减， =3.14。(16分) X××X ×X×× 探测面 ×××× ×××× Q ×××× (1)求激光在真空中的波长：（提示：单个光子等效质量=号，其中E为单个光子能量。） (2)求磁控光子晶体的厚度L和光子在晶体中运动的时间；（时间计算结果保留两位有效数字） (3)若可调节晶体可使光子在晶体中速度可在0~2×10/s范围内变化，光从P点进入一块上述光子晶体， OP=1m,请你设计光子晶体的形状，使光子在以上速度范围内经过晶体内磁场偏转后都可以回到O点，画 出晶体形状，并计算最小面积。（计算结果保留两位有效数字，不考虑进出晶体界面处由于折射反射引起的 方向改变) 西安高级中学2027届5月质检高二物理第5页共6页 14.为突破传统光学玻璃折射率的局限，某科研团队成功制备出超高折射率特种光学玻璃，为精准测定其 折射率，设计了如图所示的检测实验。发射器发射一束光线从A点垂直射入横截面为四分之三圆面的柱状 玻璃砖中，光线打在紧贴玻璃砖表面的感光仪上，感光仪可检测出光点强度。现保持入射光方向不变，控 制发射器缓慢下移，测得光点强度几乎不变，在越过B点的瞬间感光仪测得光强骤然下降。已知圆的半径 为R,OA=二R,OB=R,光在真空中传播的速度为c,求：(12分) 发射器 感光仪 (1)玻璃砖对该光的折射率： (2)光线从A点传到感光仪的时间t。 15.如图甲所示是一款茶宠玩具。当将热茶淋在茶宠上时，茶宠会向外喷水，寓意吐故纳新。为了研究其 中的原理，小磊同学将茶宠理想化为如图乙所示圆柱形容器，在容器底端侧面有一尺寸可忽略的细孔，细 孔下方是实心配重块，容器的横截面积为S、细孔上方空间高为H。初始时容器内部空气的质量为，内部 压强与外界大气压均为p,温度为T。容器内气体可视为理想气体。现用热水淋在容器上，使容器内气体温 度达到1.2T,此时容器内部有空气逸出；然后迅速将容器放入一足够大的盛有水的水盆中，如图丙所示。 保证容器上的小孔恰好在水面以下。随着容器内气体温度降低，水盆中的水会被吸入容器，当气体温度恢 复为T时，容器内外水面的高度差为，然后取出容器，当将热茶淋在容器上时就会出现神奇的喷水现象了。 (12分) h烈 图甲 图乙 图丙 (1)求将热水淋在茶宠上，容器升温过程中逸出的空气质量△： (2)若容器内液面的上升对容器内气体压强的影响忽略不计，当温度恢复为T时，容器内外水面的高度差 为多少？ 西安高级中学2027届5月质检高二物理第6页共6页 参考答案 1 2 3 X 7 6 10 C A D C D A B AD BC BD 1. (2)0-) c 39+1 (4)非等间距 【详解】(1)光在T中的速度为= 光在T:中的时间为。-号 (2)光在T中的时间为= 从光源S到B点的时间差为△七，t=心) (3)每看到一条亮条纹移过，一定是光程差增大了一个波长，时间差为一个周期T。由于移动N条干涉亮 条纹，时间差为NT,有△WNT 又因为c= 联立，解得+1 (4)当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，且光程差为空气膜 厚度的2倍，由于空气膜厚度不是均匀变化，所以用单色光照射该装置所形成的牛顿环是非等间距分布的。 12.(1)C (2)E (3)② 【详解】(1)A.在柱塞上涂抹润滑油的主要目的是封闭气体，防止漏气，同时也有减少摩擦的作用，故A 错； B.本实验要求气体温度保持不变，快速推拉柱塞会导致气体来不及与外界充分热交换，使其温度发生变化， 不满足等温条件，正确操作应是缓慢移动柱塞，故B错误 C.实验中被封闭气体在柱塞内的部分可视为圆柱体，体积=S1,其中S为柱塞的横截面积，1为空气柱 长度，柱塞的横截面积S不变，V∝l,因此可以通过空气柱长度1的变化来反映体积V的变化，不需要测量 柱塞的横截面积S,故C正确： 故选C。 (2)突然快速提升柱塞至”，气体体积瞬间增大，气体对外做功，而该过程极短，来不及从外界吸热，导 致气体内能减小，温度降低。 由p=RT,相同体积V,压强p越低，温度T越低，因此图中在V时，Tc>TD>Tg,因此填E。 (3)等温变化应满足p=RT=C(常数)，因此对于图像，图像是一条过原点的直线，斜率一RT,当 漏气时封闭气体的质量减小，即物质的量减小，斜率k随之逐渐减小，图线会向下弯曲并逐渐平缓，因 答案第1页共4页 此填②。 13.(1)=442m (2)L-=0.5m,=2.6×109s (3)2.57m2 【详解】(1)光子的能量为E=m, 频率与波速的关系为1=月 根据质能方程可知，光子的等效质量为心号一光 解得=442nm (2)洛伦兹力充当向心力，故有B,=吧 解得=m=5x10-36x2x103 9801.6×10-9x0.625×10sm=lm 根据几何关系有sin0-三=0.5 解得L=0.5m 粒子运动周期=2严 得2 9Bo 则运动时间仁热7 解得仁2.6×109s (3)由于=可得，当1=2×10ms时，rm=1m gBo 如图所示，曲线1为速度最大值时对应的轨迹，曲线2为某一速度v时对应的一般轨迹，假设出射点为A(xy)。 y个 (x,y) 2 (-1,0) 由几何关系得2+(x+1)2+y2=12+2 整理得(x+1)2+y2=1 即所有出射点连接起来为圆弧。所以满足题意可设计如下图所示形状的光子晶体。 答案第2页共4页 则光子晶体的最小面积为smn=子o品ax+(品axo品) 5mn(（专t1m2-2.57m2 14.(1)2 (2 c 【详解】(1)根据题意可知，光线从B点入射时恰好发生全反射，由几何关系可得临界角为30°，根据=1 sinc 解得=2 (2)由日 得 由光路图，结合几何关系可知光线在玻璃中传播的路程x=6OA=3V√2R 根据1 解得仁 c 45 30 R 15.唱 (aa-号 【详解】(1)小孔将容器内外空气连通，故容器内气体压强不变 气体温度升高到7时，根据盖昌萨克定律有号兴 设升温至后逸出的体积为△y的空气在温度为)时的体积为，则可得号是 同种气体在相同压强和相同温度下密度相等，即-4 答案第3页共4页 联立解得A= (2)水进入容器开始形成液封，当容器内气体温度恢复到T时，容器内外水面的高度差为，容器内部气 体体积为S(H-),此时气体压强本应减小，但题中说不计压强的变化，则容器内部气体看作等压变化，有： 成-心，联立解得 1.20T0 答案第4页共4页