精品解析：江苏无锡市锡山高级中学2025-2026学年第二学期期中考试高二物理（选修）试卷

江苏省锡山高级中学2025-2026学年度第二学期期中考试 高二物理（选修）试卷 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共计40分。每题只有一个选项最符合题意。） 1. 我们知道光具有波粒二象性，下列四幅图所展示的实验，能说明光具有粒子性的是（　　） A. B. C. D. 2. 图甲是一定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线；图乙是两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（　　） A. 甲：②曲线与横坐标所包围的面积比①曲线大 B. 甲：气体在①状态下的内能小于②状态下的内能 C. 乙：当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 D. 乙：在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 3. 如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，在此过程中，环境温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 气体吸收热量 B. 气体分子平均动能变大 C. 气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律 D. 气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现 4. 关于“用油膜法估测分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　） A. 配制好油酸酒精溶液置于敞口容器中一段时间，再使用该溶液进行实验，会让测量结果偏大 B. 实验操作中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉，便于确定单层油酸分子展开面积 C. 其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用 D. 该实验使用的方法中包括了等效替代法 5. 一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，从状态A到状态B过程中气体体积不变，从状态B到状态C过程中气体压强不变。对该理想气体所经历过程的描述正确的是（ ） A. 从状态A到状态B的过程，气体温度升高 B. 从状态B到状态C的过程，分子平均动能减少 C. 从状态C到状态A的过程，外界对气体做正功 D. 从状态A经历状态再次回到状态A时，外界对气体做总功为零 6. 氢原子的能级示意图如图所示，一群处于n＝4能级的氢原子，向较低能级跃迁发出多种频率的光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠有几种能使其产生光电效应（　　） A. 4 B. 3 C. 2 D. 6 7. 一质点做匀加速直线运动，速度变化时发生位移，紧接着速度变化同样的时发生位移，则该质点的加速度为（　　） A. B. C. D. 8. 我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH—F120实现了超高分辨率成像，其分辨率提高利用了高速电子束波长远小于可见光波长的物理性质。一个静止的电子经100V电压加速后，其德布罗意波长为，若加速电压为10kV，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（　　） A. B. C. D. 9. 物理学中加速度的定义式为，而历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”（现称“另类匀变速直线运动”），“另类加速度”定义为，其中和分别表示某段位移s内的初速度和末速度。表示物体做加速运动，表示物体做减速运动。则下列说法正确的是（　　） A. 若A不变，则a也不变 B. 若A不变，则物体在位移中点处的速度为 C. 若且保持不变，则物体在位移中点处的速度为 D. 若且保持不变，则A也不变 10. 如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如的核子比结合能约为8MeV，的核子比结合能约为7MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A. 随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大 B. 核的比结合能比大，因此比更稳定 C. 把分成4个要吸收约16MeV的能量 D. 把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多吸收约16MeV的能量 二、非选择题（本题共5小题，共计60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。） 11. 在“练习使用打点计时器”的实验中，利用重物牵引小车，用电磁打点计时器打点，打点的频率为f=50 Hz，实验时得到一条清晰的纸带，纸带上所有打出的点均在图中显示。A、B、C……为在纸带上取的7个计数点，这7个点和刻度尺标度的对应关系如图所示。 （1）小车相对图中方位向___________（选填“左”或“右”）运动； （2）F点对应刻度尺中的位置坐标的读数是___________cm； （3）F点对应的瞬时速度是___________m/s；通过逐差法，并充分利用图中所测数据求出小车运动的加速度是___________m/s2；（以上两空均保留三位有效数字） （4）如果当时交变电流的频率是f=51 Hz，而计算时仍按f=50 Hz，那么速度的测量值将___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。如果实验时的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，则加速度的测量值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 12. 如图所示，导热汽缸的上端开口，用厚度不计的活塞密封一定质量的理想气体，活塞与汽缸间的摩擦不计。用系在活塞上的轻绳将汽缸竖直悬挂起来，活塞与汽缸均处于静止状态。当环境的热力学温度为T0时，活塞距缸底的高度为h0，已知外界大气压恒为p0，活塞横截面积为S，汽缸质量为M，重力加速度大小为g （1）由于环境温度降低，汽缸向上移动了Δh，求此过程中外界对密封气体做的功W； （2）求第（1）问汽缸向上移动了Δh时对应的环境的热力学温度T。 13. 用频率为ν的紫光照射某金属，发出的光电子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，光电子在磁场中做圆周运动的圆轨道的最大半径为r，电子的电荷量为e、质为量m，普朗克常量为h。求： （1）光电子的最大初动能； （2）该金属发生光电效应的极限频率。 14. 如图所示，甲、乙、丙三车沿一条直线公路上不同车道同向运动，为简化问题可将三车视为质点。当甲车刚从收费站开出时（此时），乙车距收费站的距离，丙车距收费站的距离，甲车的速度，乙车的速度，丙车的速度，此后，甲车做加速度的匀加速直线运动，乙车做匀速运动，丙车刹车做加速度的匀减速直线运动，求： （1）丙车能否追上乙车，通过计算说明理由； （2）甲车追上丙车的时间； （3）若某段时间甲乙行驶在同一单行直公路上，甲在前，乙在后，甲乙速度分别为、，甲乙彼此之间的距离为。乙车司机发现甲车开始以的加速度匀减速时，立即刹车匀减速运动，若两车都停下来时均未发生撞车事故，乙车的加速度至少要多大？ 15. （1）放射性元素在α衰变过程中，该元素原子核数量随时间变化的规律为，其中为0时刻该元素的原子核个数，为已知常量，求该元素的半衰期。 （2）一个静止的核放出α粒子，衰变为核，此过程无光子放出。衰变后α粒子和核均处于匀强磁场中，速度方向与磁场方向垂直，两粒子运动轨迹如图1所示，A、B分别为α粒子和核的轨迹，问α粒子和核轨迹的半径比为多少？动能之比是多少？ （3）α衰变通常伴随有γ衰变。核发生α衰变有多种可能的过程，每种过程有不同的发生概率，其中两种过程是：（i）核衰变到核的第一激发态，核从第一激发态向基态跃迁的过程放出光子；（ii）核直接衰变到核的基态，此过程无光子放出。这两种衰变过程可用题图2表示，核基态和第一激发态的能量值已在图中标出。的核经过两个半衰期，实验测得放出的光子的总能量为，计算已发生衰变的核衰变到核第一激发态的概率。（核在激发态停留的时间远小于核的半衰期，阿伏伽德罗常数） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省锡山高级中学2025-2026学年度第二学期期中考试 高二物理（选修）试卷 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共计40分。每题只有一个选项最符合题意。） 1. 我们知道光具有波粒二象性，下列四幅图所展示的实验，能说明光具有粒子性的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．A是 α 粒子散射实验，说明原子的核式结构，A错误； B．B是光的双缝干涉实验，说明光的波动性，B错误； C．C是光电效应实验，说明光的粒子性，C正确； D．D是 α 粒子散射实验相关（或原子核人工转变等，此实验主要说明原子核相关，非光的粒子性），D错误。 故选C。 2. 图甲是一定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线；图乙是两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（　　） A. 甲：②曲线与横坐标所包围的面积比①曲线大 B. 甲：气体在①状态下的内能小于②状态下的内能 C. 乙：当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 D. 乙：在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．题图甲中，曲线①或②与横坐标所包围的面积相同，A错误； B．同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，①状态下速率大的分子占据的比例较大，则说明①对应的平均动能较大，即气体在①状态下的内能大于②状态下的内能，故B错误； CD．题图乙中，当r=r2时，分子势能最小，此时分子力为0，则当r>r2时，分子间的作用力表现为引力，当r<r2时，分子间的作用力表现为斥力，在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误，D正确。 故选D。 3. 如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，在此过程中，环境温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 气体吸收热量 B. 气体分子平均动能变大 C. 气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律 D. 气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现 【答案】A 【解析】 【详解】A．温度不变，内能不变，体积膨胀时对外做功，根据热力学第一定律，得知气体一定吸热，故A正确； B．环境温度保持不变，由于汽缸导热，汽缸内气体温度不变，所以汽缸内的气体发生等温膨胀，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，故B错误； C．由热力学第二定律知不可能从单一热源吸热全部用来做功而不引起其他变化，该气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，是在外界的影响下发生的，所以不违反热力学第二定律，故C错误； D．气体内能不变，对外做功，从外界吸收热量，不违反热力学第一定律，可以实现，故D错误。 故选A。 4. 关于“用油膜法估测分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　） A. 配制好油酸酒精溶液置于敞口容器中一段时间，再使用该溶液进行实验，会让测量结果偏大 B. 实验操作中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉，便于确定单层油酸分子展开面积 C. 其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用 D. 该实验使用的方法中包括了等效替代法 【答案】C 【解析】 【详解】A．敞口放置时酒精易挥发，导致油酸酒精溶液的浓度偏大，实验时仍按配制时的浓度计算纯油酸的体积，计算得到的体积比实际的纯油酸体积偏小，根据分子直径的计算公式有，故分子直径的测量结果偏小，故A错误； B．实验操作中应先撒粉，再滴溶液，故B错误； C．酒精的作用是稀释油酸，可以使滴入的少量油酸酒精溶液在水面上形成单分子油膜，故C正确； D．实验时将油酸分子视为紧密排列的球形、将油膜视为单分子层，均属于理想模型法的应用，故D错误。 故选C。 5. 一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，从状态A到状态B过程中气体体积不变，从状态B到状态C过程中气体压强不变。对该理想气体所经历过程的描述正确的是（ ） A. 从状态A到状态B的过程，气体温度升高 B. 从状态B到状态C的过程，分子平均动能减少 C. 从状态C到状态A的过程，外界对气体做正功 D. 从状态A经历状态再次回到状态A时，外界对气体做总功为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，从状态A到状态B的过程中，气体的体积不变，为等容变化，根据查理定律 可知，从状态A到状态B的过程中，压强减小，温度降低，故A错误； B．由图可知，从状态B到状态C的过程中，气体的压强不变，为等压变化，根据盖-吕萨克定律 可知，从状态B到状态C的过程中，气体的体积增大，温度升高，分子的平均动能增大，故B错误； C．由图可知，从状态C到状态A的过程中，气体的体积减小，处于压缩过程，外界对气体做功，故C正确； D．图像中，图像与坐标轴围成的面积为变化过程所做的功，由于整个过程图像的面积不为零，因此外界对气体所做的总功不为零，故D错误。 故选C。 6. 氢原子的能级示意图如图所示，一群处于n＝4能级的氢原子，向较低能级跃迁发出多种频率的光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠有几种能使其产生光电效应（　　） A. 4 B. 3 C. 2 D. 6 【答案】A 【解析】 【详解】一群氢原子处于n＝4激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，光子能量等于两能级差，可以释放种不同能量的光子，从n＝4跃迁到n＝1，辐射的光子能量为12.75 eV，从n＝4跃迁到n＝2，辐射的光子能量为2.55 eV，由n＝4跃迁到n＝3，辐射的光子能量为0.66 eV，从n＝3跃迁到n＝1，辐射的光子能量为12.09 eV，从n＝3跃迁到n＝2，辐射的光子能量为1.89 eV，由n＝2跃迁到n＝1，辐射的光子能量为10.2 eV，可见有4种光子能量大于金属钠的逸出功，所以有4种频率的光能使金属钠产生光电效应。 故选A。 7. 一质点做匀加速直线运动，速度变化时发生位移，紧接着速度变化同样的时发生位移，则该质点的加速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设该质点的加速度为，根据可知，发生位移、所用时间相等，根据匀变速直线运动推论有 联立解得 故选A。 8. 我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH—F120实现了超高分辨率成像，其分辨率提高利用了高速电子束波长远小于可见光波长的物理性质。一个静止的电子经100V电压加速后，其德布罗意波长为，若加速电压为10kV，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设电子经过加速电压后速度大小为，由动能定理得 电子的动量大小为 电子的德布罗意波长为 联立解得 因为 可解得 故选B。 9. 物理学中加速度的定义式为，而历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”（现称“另类匀变速直线运动”），“另类加速度”定义为，其中和分别表示某段位移s内的初速度和末速度。表示物体做加速运动，表示物体做减速运动。则下列说法正确的是（　　） A. 若A不变，则a也不变 B. 若A不变，则物体在位移中点处的速度为 C. 若且保持不变，则物体在位移中点处的速度为 D. 若且保持不变，则A也不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．若不变，有两种情况，一是：，在这种情况下，相等位移内速度增加量相等，所以平均速度越来越大，所以相等位移内所用的时间越来越少，由可知越来越大； 第二种情况，相等位移内速度减少量相等，所以平均速度越来越小，所以相等位移内所用的时间越来越多，由可知的绝对值越来越小，故A错误； B．因为相等位移内速度变化相等，所以中间位置处位移为，速度变化量为 所以此位置的速度为，故B正确； C．若且保持不变，根据匀变速直线运动规律，则物体在中间位置的速度为，故C错误； D．若且保持不变，在这种情况下，相等时间内速度增加量相等，所以平均速度越来越大，相等时间内的位移越来越大，由可知逐渐变小，故D错误。 故选B。 10. 如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如的核子比结合能约为8MeV，的核子比结合能约为7MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A. 随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大 B. 核的比结合能比大，因此比更稳定 C. 把分成4个要吸收约16MeV的能量 D. 把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多吸收约16MeV的能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．有图像可知，原子核质量数比较小时，随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大，质量数比较大时，随着质量数增加，原子核的比结合能减小，A错误； B．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，核的比结合能比大，因此比更稳定，B错误； C．把分成8个中子和8个质子需要吸收的能量为 把2个质子与2个中子组合成一个氦核需要释放的能量为 所以把分成4个要吸收 C正确； D．把分成8个质子和8个中子需要吸收128MeV的能量，把分成4个需要吸收16MeV的能量，所以把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多吸收约112MeV的能量，D错误； 故选C。 二、非选择题（本题共5小题，共计60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。） 11. 在“练习使用打点计时器”的实验中，利用重物牵引小车，用电磁打点计时器打点，打点的频率为f=50 Hz，实验时得到一条清晰的纸带，纸带上所有打出的点均在图中显示。A、B、C……为在纸带上取的7个计数点，这7个点和刻度尺标度的对应关系如图所示。 （1）小车相对图中方位向___________（选填“左”或“右”）运动； （2）F点对应刻度尺中的位置坐标的读数是___________cm； （3）F点对应的瞬时速度是___________m/s；通过逐差法，并充分利用图中所测数据求出小车运动的加速度是___________m/s2；（以上两空均保留三位有效数字） （4）如果当时交变电流的频率是f=51 Hz，而计算时仍按f=50 Hz，那么速度的测量值将___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。如果实验时的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，则加速度的测量值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 【答案】（1）左 （2）8.20 （3） ①. 0.226 ②. 0.257 （4） ①. 偏小 ②. 等于 【解析】 【小问1详解】 小车做加速运动，所以相同时间内的位移越来越大，可知小车带着纸带向左运动 【小问2详解】 最小分度值为0.1cm，F点对应刻度尺中的位置坐标的读数是8.20cm。 【小问3详解】 [1]相邻两个计数点之间的时间间隔为 根据匀变速运动，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度，F点对应的瞬时速度 [2]根据逐差法可知，加速度 【小问4详解】 [1][2]如果交变电流的实际频率是f=51 Hz，则实际打点的周期小于0.02 s，而仍按f=50 Hz计算，会使速度的测量值小于真实值，即测量结果偏小；电压不影响测量结果。 12. 如图所示，导热汽缸的上端开口，用厚度不计的活塞密封一定质量的理想气体，活塞与汽缸间的摩擦不计。用系在活塞上的轻绳将汽缸竖直悬挂起来，活塞与汽缸均处于静止状态。当环境的热力学温度为T0时，活塞距缸底的高度为h0，已知外界大气压恒为p0，活塞横截面积为S，汽缸质量为M，重力加速度大小为g （1）由于环境温度降低，汽缸向上移动了Δh，求此过程中外界对密封气体做的功W； （2）求第（1）问汽缸向上移动了Δh时对应的环境的热力学温度T。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对汽缸受力分析，汽缸静止，受力平衡  解得封闭气体的压强​ 环境温度降低后，活塞位置固定，汽缸向上移动，封闭气体体积减小，气体做等压变化，外界对气体做功 整理得 【小问2详解】 封闭气体做等压变化， 初态：体积 ，温度 ，末态：体积 ，温度  由盖-吕萨克定律 整理得  13. 用频率为ν的紫光照射某金属，发出的光电子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，光电子在磁场中做圆周运动的圆轨道的最大半径为r，电子的电荷量为e、质为量m，普朗克常量为h。求： （1）光电子的最大初动能； （2）该金属发生光电效应的极限频率。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力 解得 电子的最大初动能为 （2）入射光子的能量为 ε = hν 根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为 W0 = hν - Ek 而金属的逸出功为： W0 = hν0 解得该金属发生光电效应的极限频率 14. 如图所示，甲、乙、丙三车沿一条直线公路上不同车道同向运动，为简化问题可将三车视为质点。当甲车刚从收费站开出时（此时），乙车距收费站的距离，丙车距收费站的距离，甲车的速度，乙车的速度，丙车的速度，此后，甲车做加速度的匀加速直线运动，乙车做匀速运动，丙车刹车做加速度的匀减速直线运动，求： （1）丙车能否追上乙车，通过计算说明理由； （2）甲车追上丙车的时间； （3）若某段时间甲乙行驶在同一单行直公路上，甲在前，乙在后，甲乙速度分别为、，甲乙彼此之间的距离为。乙车司机发现甲车开始以的加速度匀减速时，立即刹车匀减速运动，若两车都停下来时均未发生撞车事故，乙车的加速度至少要多大？ 【答案】（1）追不上，理由见解析 （2）8s （3） 【解析】 【小问1详解】 设经过时间乙车与丙车速度相等，则根据运动学公式有 解得 此过程乙车的位移为 丙车的位移为 因为  所以丙车追不上乙车。 【小问2详解】 根据运动学公式可知，丙车停下来的时间为 这段时间内丙车的位移为 这段时间内甲的位移 因为 所以丙车停下来后甲车才追上丙车， 则有 解得甲车追上丙车的时间为 【小问3详解】 设两车恰好不发生撞车事故时，乙车的加速度大小为a。设经过时间甲乙两车速度相等，则有， 代入数据联立解得 所以若两车都停下来时均未发生撞车事故，乙车的加速度至少为。 15. （1）放射性元素在α衰变过程中，该元素原子核数量随时间变化的规律为，其中为0时刻该元素的原子核个数，为已知常量，求该元素的半衰期。 （2）一个静止的核放出α粒子，衰变为核，此过程无光子放出。衰变后α粒子和核均处于匀强磁场中，速度方向与磁场方向垂直，两粒子运动轨迹如图1所示，A、B分别为α粒子和核的轨迹，问α粒子和核轨迹的半径比为多少？动能之比是多少？ （3）α衰变通常伴随有γ衰变。核发生α衰变有多种可能的过程，每种过程有不同的发生概率，其中两种过程是：（i）核衰变到核的第一激发态，核从第一激发态向基态跃迁的过程放出光子；（ii）核直接衰变到核的基态，此过程无光子放出。这两种衰变过程可用题图2表示，核基态和第一激发态的能量值已在图中标出。的核经过两个半衰期，实验测得放出的光子的总能量为，计算已发生衰变的核衰变到核第一激发态的概率。（核在激发态停留的时间远小于核的半衰期，阿伏伽德罗常数） 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 设该元素的半衰期为，有，联立 解得 由数学关系得 所以 【小问2详解】 已知动量，动能 联立可得 洛伦兹力提供向心力有 得 由二者动量守恒有 可得半径比 动能之比 【小问3详解】 初始原子核数个个 经过两次衰变后，剩余原子核数个个 衰变总原子核数个 从第一激发态跃迁至基态的原子核数个个 则概率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $