湖南郴州市第一中学2025-2026学年高二下学期课后限时练习（五）物理试题

**基本信息** 高二物理周测试卷聚焦近代物理与热学核心内容，通过电子衍射、氢原子跃迁、汽缸气体动态平衡等情境，考查物理观念与科学思维，适配课后限时巩固需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|德布罗意波长、分子力与势能、气体实验定律|结合金属晶格衍射、氧气分子速率分布等真实情境，注重概念辨析| |多选题|5/25|表面张力、气体压强计算、光电效应规律|以汽车悬挂系统、条形码扫描为载体，考查科学推理与模型建构| |实验题|2/16|双缝干涉测波长、探究气体压强与体积关系|融合图像分析与数据处理，体现科学探究要素| |计算题|2/31|汽缸受力平衡与气体定律、磁谱仪粒子运动|综合力学与电磁学，要求运用理想气体状态方程、洛伦兹力公式解决复杂问题|

高二物理学科课后限时练习（五） 班级___姓名____ 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.利用金属晶格大小约作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为 m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法正确的是(    ) A. 该实验说明了电子具有粒子性 B. 实验中电子束的德布罗意波长为 C. 加速电压U越大，电子的衍射现象越明显 D. 若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显 2.一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K，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K，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. 图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出6种不同频率的可见光 B. 图乙中，用频率的光照射时，将滑片P向右滑动，电流表示数一定增大 C. 图丙中，a光光子能量为 eV，若用b光照射能级上的原子，氢原子可以电离 D. a光和b光照射K极产生的光电子的德布罗意波长，必有a大于b 3.两个分子M、N，固定M，将N由静止释放，N仅在分子间作用力作用下远离M，其速度与位移的关系图像如图所示，则(    ) A. N由到过程中，M、N间作用力先表现为引力后表现为斥力 B. N由到过程中，N的加速度一直减小 C. N由到过程中，M、N系统的分子势能先减小后增大 D. N在时，M、N间的作用力最大 4.如图所示，水平放置的封闭玻璃管由两段内径不同、长度均为20 cm的A、B细管组成，B管内径为A管内径的2倍，管内气体被一段水银柱隔开，开始时两管内水银柱的长度均为2 cm，室内温度为，现对左侧气体缓慢加热右侧气体温度始终不变，当温度升高到312 K时，已知。则右侧气柱长度改变 A. B. 2 cm C. D. 5.一定质量的理想气体能从状态A等压变化到达状态B，也能从状态A等容变化到达状态C，图像如图所示。假定该理想气体的内能，其中p、V分别为气体的压强和体积，所有变化过程均缓慢发生。气体从状态A到状态B过程吸收的热量和从状态A到状态C过程吸收的热量之比为(    ) A. B. C. D. 6.负压救护车主要用于感染患者的转运与抢救，使用时病员舱内气压低于外界大气压，病员舱负压值为负值是指舱内气体压强与外界大气压强之差.某次转运病员前，医护人员打开控制开关使封闭病员舱内的气体降至人体适合的温度，同时将部分气体抽出使舱负压值达到规定值.已知，打开开关前舱内气体的温度为，舱内气体压强与外界大气压强均为打开开关后抽出的气体质量为原来舱内气体质量的倍，舱内温度降至，则该病员舱规定的负压值为(    ) A. B. C. D. 7.如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线1、2对应的温度分别为、，下列说法正确的是(    ) A. 低于 B. 时气体的压强一定比时气体的压强小 C. 两不同温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同 D. 若将、温度下的氧气混合，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 二、多选题：本大题共5小题，共25分。 8.关于以下四幅图片，说法正确的是(    ) A. 在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是受到了大气压力的影响 B. 在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩始终为气体状态，主要原因是随着气体体积的减小，气体分子间斥力逐渐增大 C. 在图3中，用烧热的针尖接触表面涂有石蜡的某种物质，物质层形成了如图所示的熔化区域，说明这种物质是单晶体 D. 在图4中，用手封闭注射器的小端口，推动活塞改变管内气体体积，读体积、测压力也不能验证玻意耳定律 9.如图为汽车空气悬挂系统的结构简化图，车身连接汽缸，活塞连着车轮，导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭，活塞正好处于汽缸正中间。汽缸密封良好且与活塞间无摩擦，活塞始终在汽缸内来回运动，不考虑轮胎的形变及环境温度的变化，下列说法正确的(    ) A. 通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体压强增大 B. 通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体吸收热量 C. 通过崎岖路面，汽缸相对活塞上升时，活塞对汽缸内气体做正功 D. 通过水平路面时，若要抬高车身，则需打开阀门，用气泵给汽缸充入一定量的空气 10.如图甲所示， 某款条形码扫描探头上装有发光二极管和光电管， 工作原理图如图乙。打开扫描探头， 发光二极管发出红光。将探头对准条形码移动， 红光遇到条形码的黑色线条时， 光几乎全部被吸收; 遇到白色空隙时光被大量反射到探头上， 光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统， 条形码就被转换成了脉冲电信号， 则(    ) A. 扫描探头在条形码上移动的速度不能太快， 否则光电管来不及发生光电效应 B. 若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减小 C. 若仅将发光二极管换为发蓝光，也能发生光电效应 D. 若将发光二极管发出的光的频率减小， 只要照射时间够长， 也一定能正常识别条形码 11.如图装有同种气体的气缸A和气缸B通过一不计容积的导管相连，导管内有一单向阀门K，当气缸A内的气压高于气缸B时，阀门K会打开，气体通过导管由A流入B，其他情况阀门均关闭。初始时固定气缸A中的活塞，气缸A内气体的体积为2V、压强为p，气缸B内气体的体积为V、压强为2p。已知两气缸均导热良好，环境温度保持不变。下列说法正确的是 A. 初始时，气缸A和气缸B内的气体质量相同 B. 若缓慢向右移动活塞，当气缸A的体积减小为时，气缸A中的气体压强为4 p C. 若缓慢向右移动活塞，当气缸A的体积减小为时，气缸B中的气体质量是初始时的倍 D. 若缓慢向右移动活塞，先将气缸A的体积减小为后，再缓慢向左移动活塞，将气缸A的体积增大为 V，则此时气缸A中的气体压强变为 12.如图所示，我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，该核电池是将放射性同位素衰变过程中释放出来的核能转变为电能。“嫦娥三号”采用放射性同位素钚核，静止的衰变为铀核和粒子，并放出光子。已知、和粒子的质量分别为、和，和的比结合能分别为和，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是    A. 光子是由钚原子的内层电子跃迁产生的 B. 的衰变方程为 C. 衰变产生的和的动能之比为 D. 粒子的结合能为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 13.金属的逸出功是材料科学、电子工程等领域研究和应用的重要参数之一，对现代科技和生活产生着深远影响，测定金属的逸出功实验如下。 用图所示装置可得到图所示图像，选择有效区域后得到图中的间距，已知双缝间距为d，双缝到光强分布传感器的距离为D，则激光器中的单色光波长为          。 分别用两束单色光a、b在图中研究光电效应，得到光电流和电压的关系如图所示。 ①判断单色光a、b的光强I和频率v的大小关系          。填选项前的字母 A.，    ，    ， ②已知元电荷e，光电子的最大初动能为          。 若第问中的光束来自第问中的激光器，则图中金属板K的逸出功          已知普朗克常量为h，光速为。 14.在探究气体压强与体积关系实验中，某兴趣小组设计如图甲实验装置。已知重力加速度为g，注射器水平放置且外壁固定在水平桌面上，注射器气密性和导热性良好且外界环境温度保持不变，不计一切摩擦。    用刻度尺测得注射器刻度上40mL到50mL的长度为1cm，注射器活塞的横截面积为          ； 取下沙桶，向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，此时的气体压强为大气压； 挂上沙桶，稳定后，测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m，则气体压强的表达式          请选用、g、S、m表示； 在沙桶内适量添加沙子，重复步骤； 以沙桶的总质量m为纵轴，以为横轴，绘制图像，其图像如图乙所示，图中横轴截距为a，纵轴截距为b，可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积          ，实验时当地的大气压强          两空均请选用a、b、g、S表示。 四、计算题：本大题共2小题，共31分。 15.如图所示，开口向上的汽缸C固定于水平桌面上，用一横截面积、质量为的活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量的物块B。开始时缸内气体的温度，活塞到缸底的距离，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为，重力加速度g取，不计一切摩擦，与活塞、弹簧相连的轻绳竖直。求： 开始时汽缸内的气体压强大小; 现使汽缸内气体缓慢冷却，当物块B刚要离开桌面时，汽缸内封闭气体的温度; 汽缸内气体缓慢冷却到温度为162K时，物块B离桌面的高度H。 16. 磁谱仪的工作原理如图所示，限束光栏Q与感光片P平行放置在同一平面内，上方存在一垂直纸面的匀强磁场。放射源S发出质量为m、电量为q的 粒子，加速后沿垂直磁场方向从S进入匀强磁场，被限束光栏Q限制在 的小角度内。某初速度不计的 粒子经过大小为 的加速电压加速后，从S进入，经磁场偏转半圈后垂直打到感光片P上的某点G，SG两点间的距离 。重力影响不计 镭常作为放射源的材料，写出镭 发生 衰变衰变为氡 的核反应方程式。 求匀强磁场的磁感应强度B的大小。 若加速电压在 范围内的 粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场。试求这些 粒子打在胶片上的范围 ； 实际上， 粒子将在 角内进入磁场，试求经电压 范围内加速后的 粒子打到感光胶片上的范围 。 ，  高二物理学科课后限时练习（五）答案和解析 1.【答案】B  【解析】实验得到了电子的衍射图样，说明电子这种实物粒子发生了衍射，说明电子具有波动性，故A错误; 由动能定理可知，，经过电场加速后电子的速度，电子的德布罗意波长，故B正确; 由电子的德布罗意波长公式可知，加速电压越大，电子德布罗意波长越短，衍射现象越不明显，故C错误; 质子与电子的电荷量相同，但是质子质量大于电子质量，动量与动能间存在关系， 所以由，可知质子的德布罗意波长小于电子的德布罗意波长，波长越小则衍射现象越不明显，故 D错误。 2.【答案】C  【解析】[一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生2种不同频率的光子，分别是、，故A错误; 由于题图乙中未标明电源正负极，无法判断在光电管AK之间加的是正向电压还是反向电压，所以滑片P向右滑动时，电流变化情况没法判断，故B错误; 只有频率为和的光能使光电管发生光电效应，那么这两种光子必定是能级向能级跃迁和能级向能级跃迁产生的，由题图丙可知b光的遏止电压较大，由可知，b光光子能量较大，则a光为能级向能级跃迁产生的，所以a光的光子能量，b光为能级向能级跃迁产生的，b光的光子能量，故C正确; 遏止电压，又，可知b光打出的光电子的最大初动能比a光打出的光电子大，根据，可知b光打出的光电子的最大动量比a光打出的光电子大，根据德布罗意波长，在打出的光电子均为最大初动能的条件下，可知a光打出的光电子的德布罗意波长比b光打出的光电子大，但是用a、b光打出来的光电子并非全是最大初动能，所以没办法判断a光打出的光电子的德布罗意波长和b光打出的光电子的德布罗意波长的大小关系，故D错误。] 3.【答案】C  【解析】由题图可知，在处N分子的动能最大，则分子间作用力做功最多，分子势能最小，则处为平衡位置，此时分子间作用力为零，当时，分子间作用力表现为斥力，时，分子间作用力表现为引力。N由到过程中，M、N间作用力先表现为斥力后表现为引力，A、D错误; 由于处为平衡位置，则根据图像，可知相当于图像中的c点，则由到过程中，N所受的分子力F可能先增大后减小，则N的加速度可能先增大后减小，B错误由到过程中，M、N系统的分子势能先减小后增大，C正确。 4.【答案】A  【解析】【详解】液柱不动时，由平衡条件A、B气体的压强相等。水银柱体积固定，移动时满足，左侧A管的封闭气体由理想气体状态方程，右侧B管的封闭气体由玻意尔定律，联。故选A。 5.【答案】A  【解析】气体从状态A到状态B过程，气体体积增大，对外做功，则有，内能增量为，根据热力学第一定律，可知，吸收的热量为，气体从状态A到状态C过程，气体体积不变，做功为零，即，内能增量为，根据热力学第一定律可知，吸收的热量为，所以两次吸收热量之比为，故选A。 6.【答案】C  【解析】以打开开关后剩余的气体为研究对象，设舱内体积为V， 根据理想气体状态方程，有，解得， 该病员舱规定的负压值为，A、B、D三项错误，C项正确.故选C项. 7.【答案】C  【解析】温度越高，分子热运动越剧烈，速率大的分子所占的比例越大，由题图可知，曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大，所以高于，故A错误; 温度高只能说明气体分子的平均速率大，但气体的压强不一定大，气体的压强还与气体分子的数目等因素有关，故时气体的压强不一定比时气体的压强小，故B错误; 、温度下，实线1、2相交于一点，即该速率区间的分子数占比相同，故C正确; 将、温度下的氧气混合后，温度不会比温度更低，故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线，故D错误. 8.【答案】CD  【解析】【分析】 向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，由液体的表面张力得解；由气体体积的变化，判断气体的压强变化，由此得解；蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明某种物质对于导热性存在着各向异性。 本题主要考查液体的表面张力、玻意耳定律、晶体和非晶体。 【解答】 A.在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是液体的表面张力的影响，故A错误； B.在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩始终为气体状态，根据玻意耳定律知随着气体体积减小，气体的压强增大，并不是因为分子间的斥力越来越大的缘故，故B错误； C.用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的某种物质，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明某种物质对于导热性存在着各向异性，由晶体的特点可知，此为单晶体，故C正确； D.在图4中，用手封闭注射器的小端口，使内部的气体温度受到手的影响，故不能验证玻意耳定律，故 D正确。 9.【答案】AD  【解析】汽缸导热良好，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体发生等温变化，体积减小，压强增大，活塞对汽缸内气体做正功，温度不变，所以汽缸内气体放出热量，A项正确，B项错误; C.车身上升时，汽缸内气体体积变大，则对活塞做正功，C项错误; D.通过水平路面，若要抬高车身，需增大气体体积，则需要打开阀门，用气泵给汽缸充入一定量的空气，D项正确。 故选AD。 10.【答案】BC  【解析】A.光照到光电管发生光电效应是瞬间的， 即立刻产生光电子， 故A选项错误。 B.根据光电效应规律可知，若部分光线被遮挡，入射光的频率不变，光强度减弱，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减弱，故B正确。 C.仅将发光二极管换为发蓝光， 频率变高， 一定能发生光电效应， 选项C正确。 D.仅将发光二极管频率变减小， 不一定超过截止频率，不一定能发生光电效应， 所以不一定能识别条形码，选项D错误。 11.【答案】AC  【解析】【详解】根据理想气体状态方程，可知：初始时，气缸A中气体，气缸B中气体，由于，则质量相同，故A正确；若缓慢向右移动活塞，当气缸A的体积减小为时，假设阀门未打开：对气缸A中气体，由玻意耳定律，解得，因为，阀门会打开，气体从A流向B，最终两气缸内压强相等且小于4p，故B错误；当气缸的体积减小为时，阀门打开，设最终两气缸内压强为，两部分气体总体积，总物质的量，由，即，解得，对气缸B，，则，初始时，，则，即气缸中的气体质量是初始时的倍，故C正确；若缓慢向右移动活塞，先将气缸A的体积减小为后，再缓慢向左移动活塞，将气缸A的体积增大为V，阀门K闭合，气缸A的气体等温变化，根据玻意耳定律：解得，故D错误。 12.【答案】BD  【解析】略 13.【答案】 B   【解析】由图可知，双缝干涉相邻亮条纹的间距为 根据，解得 ①由图可知，单色光a、b的遏止电压相同，根据，可知二者频率相同，单色光a的饱和电流较大，所以单色光a的光强较大，故选B。 ②光电子的最大初动能为。 根据 联立解得 14.【答案】10     【解析】注射器活塞的横截面积为 根据受力平衡可得  解得气体压强的表达式为 根据玻意耳定律可得  整理可得  结合图像可得，  解得，。 15.【答案】以活塞为对象，根据受力平衡可得， 2分 解得开始时汽缸内的气体压强为 1分 当物块B刚要离开桌面时， 根据受力平衡可得， 1分 解得弹簧的伸长量为， 1分 由于温度缓慢降低，可达到新平衡，则有， 1分 解得， 1分 由理想气体状态方程可得， 1分 解得 1分 从温度缓慢冷却到温度为过程，物块B缓慢上升， 根据受力平衡可知，该过程气体压强保持不变， 1分 根据盖-吕萨克定律可得， 2分 解得， 1分 则有， 1分 物块B离桌面的高度为。   【解析】略 16.【答案】【小问1详解】 核反应方程为 2分 【小问2详解】 粒子运动轨迹半径 1分 根据 1分 和 1分 解得 1分 【小问3详解】 粒子在磁场中运动的轨道半径为 1分 最小半径 1分 解得 1分 同理可知最大半径 1分 则 1分 可得 1分 【小问4详解】 打到板上距S最远的距离 ， 2分 打到板上距S最近的距离 ， 2分 可得 1分   【解析】略 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $