北京市首都师范大学附属中学2025-2026学年高二下学期6月阶段检测物理试题

**基本信息** 试卷以科技前沿（如硼中子俘获治疗）和实验探究（如动量守恒验证）为情境，覆盖原子物理、热学、动量等核心知识，注重物理观念建构与科学思维训练，适配高二阶段性检测需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题/48分|α粒子散射、核反应方程、理想气体状态方程、动量定理|结合康普顿效应等现代物理情境，考查科学推理| |非选择题|6题/52分|游标卡尺读数、动量守恒实验、光电效应综合计算|实验题强调操作细节（如轨道水平调节），计算题融合动量与能量综合应用|

首都师大附中2025—2026学年第二学期6月质量检测 高二物理 第Ⅰ卷（共48分） 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题所列出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。） 1．如图所示的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是 A．α粒子与原子中的电子发生碰撞 B．正电荷在原子中均匀分布 C．原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小的核上 D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中 2．关于天然放射现象，下列说法正确的是 A．天然放射现象表明原子内部有一定结构 B．升高温度可以改变原子核衰变的半衰期 C．β射线是原子核外的电子形成的电子流 D．三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离作用最小 3．硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是 A． B． C． D． 4．下列说法正确的是 A．是裂变 B．是聚变 C．是α衰变 D．是裂变 5．1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、X的质量分别为m1＝1.00728 u、m2＝7.01601 u、m3＝4.00151 u，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中 A．质量亏损Δm＝4.02178 u B．释放的核能ΔE＝(m1＋m2－2m3)c2 C．铍原子核内的中子数是5 D．X表示的是氚原子核 6．用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K，向下按压A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。在室温下，储气室内气体视为理想气体，喷壶由绝热材料制造，下列说法正确的是 A．充气过程中，储气室内气体每个分子的动能都增大 B．充气过程中，储气室内气体分子热运动的平均动能不变 C．喷液过程中，储气室内气体的压强增强 D．喷液过程中，储气室内气体分子热运动的剧烈程度降低 7．如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C，A、B和C三个状态的温度分别为TA、TB和TC。下列说法正确的是 A．TA＝TB，TB＜TC B．TA＜TB，TB＝TC C．状态A到状态B的过程中气体分子的平均动能增大 D．状态B到状态C的过程中气体的内能增大 8．如图所示为氢原子的能级图。一群氢原子处于n＝3的激发态上，下列说法正确的是 A．原子向n＝2的能级跃迁需要吸收能量 B．原子向低能级跃迁只能发出2种不同频率的光子 C．原子跃迁到低能级后电子动能减小 D．原子至少需要吸收1.51 eV的能量才能发生电离 9．如图所示，一个钢球以6 m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6 m/s的速度水平向左运动，在这一过程中 A．钢球的动能变化量为0 B．钢球的动量变化量为0 C．墙壁对钢球的弹力做负功 D．墙壁对钢球的弹力的冲量方向向左 10．如图所示，轻质弹簧的左端固定在竖直墙壁上，右端与静止在光滑水平面上的木块A相连接，子弹B沿水平方向射入木块后留在木块内，再将弹簧压缩到最短。上述这个过程可抽象为两个典型的过程：过程①是子弹射入木块并获得共同速度；过程②是木块与子弹一起压缩弹簧并将弹簧压到最短。已知木块的质量大于子弹的质量，空气阻力可忽略不计，下列说法中正确的是 A．过程①中木块获得的动能一定小于此过程中子弹损失的动能 B．过程①中子弹对木块的冲量大小可能大于木块对子弹的冲量大小 C．过程②中墙壁对弹簧的冲量大小一定小于子弹和木块总动量的减小量 D．过程②中弹簧的最大弹性势能可能等于过程①中木块所获得的动能 11．研究光电效应现象时，三次用同一光电管在不同光照条件下实验，记录流过光电管的电流I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示。下列说法正确的是 A．甲光的频率大于乙光的频率 B．丙光的波长小于乙光的波长 C．甲光和丙光的强弱程度相同 D．甲光和丙光产生的光电子最大初动能相同 12．氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为va、vb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为va、vb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。下列说法中正确的是 A．处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75 eV的光子并电离 B．图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的 C．图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75 eV D．用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大 第Ⅱ卷（共52分） 二、本题共3小题，共16分。 13．（4分）读数练习： 游标卡尺读数：________mm 螺旋测微器读数：________mm 14．（4分）下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有________，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有________。（填正确答案标号） A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热 B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低 C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响 D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内 15．（8分）如图1所示，用半径相同的两个小球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的小钢球A从斜槽上某一固定位置C由静止释放，A球从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把质量为m2的小玻璃球B放在水平轨道末端，将A球仍从位置C由静止释放，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。 （1）下列说法中正确的有________（选填选项前的字母）。 A．安装轨道时，轨道末端必须水平 B．实验前应该测出斜槽末端距地面的高度 C．实验中两个小球的质量应满足m1＜m2 D．除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺和秒表 E．未放B球时，A球落点的平均位置是P点 （2）实验中，测量出两个小球的质量m1、m2，测量出三个落点的平均位置与O点距离OM、OP、ON的长度分别为x1、x2、x3。在实验误差允许范围内，若满足关系式________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。 （3）某实验小组设计用上述装置来研究碰撞前后动能的变化，实验方案如下：如图3所示，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的小球A和小球B进行实验，测量出A、B两个小球的质量m1、m2，其他操作重复验证动量守恒时的步骤。M′、P′、N′为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为O′，用刻度尺测量M′、P′、N′到O′的距离分别为y1、y2、y3。 a．在实验误差允许范围内，若满足关系式________________（用所测物理量的字母表示），则可认为碰撞前后两球的总动能相等。 b．在分析操作可行性时发现，按此种方法操作，有非常大的可能无法得到碰撞后A球的落点，请分析原因。________________________________________________________________________ 三、本题包括3小题，共36分。解答应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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 16．（12分）如图所示，固定的长直水平轨道MN与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接，轨道半径为R，PN恰好为该圆的一条竖直直径。可视为质点的物块A和B紧靠在一起静止于N处，物块A的质量mA＝2m，B的质量mB＝m。两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别沿轨道向左、右运动，物块B恰好能通过P点。已知物块A与MN轨道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求： （1）物块B运动到P点时的速度大小vP； （2）两物块刚分离时物块B的速度大小vB； （3）物块A在水平面上运动的时间t。 17．（12分）如图所示，密封在真空中的两块等大、正对的金属板M、N竖直平行放置，两块金属板的面积均为S，间距为d。将金属板M、N与电源相连，MN可看作平行板电容器，忽略边缘效应。现用一束单色平行光均匀照射到整个金属板M上，恰好能发生光电效应。将两板间的电压大小调整为U时，流过电源的电流达到稳定最大值，此后电压不再改变。已知这种单色平行光，单位时间内照射到整个金属板M上的总能量为P，其中能被金属内电子吸收后逸出成为光电子的能量占比为η，逸出的电子经过两板间电场加速后打到金属板N上，可视为完全非弹性碰撞。若金属板的逸出功为W，电子的质量为m，电荷量为e。普朗克常量为h。忽略光电子之间的相互作用。 （1）求单色光的频率v和光电流的大小I； （2）求光电子对金属板N的撞击力的大小F； （3）以M板为原点，向右建立x坐标轴，求单位体积内的电子数n随坐标x变化的函数，并说明在金属板M、N之间的电子的分布特点。 18．（12分）动量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。运用动量守恒定律解决二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。 （1）如图1所示，质量分别为m1、m2的球1和球2构成一系统，不考虑系统的外力作用。球1以速度v1（方向沿x轴正向）与静止的球2碰撞，若速度v1不在两球球心的连线上，碰撞之后两球的速度、都会偏离v1的方向，偏角分别为θ、φ，且v1、m1、m2、θ、φ均已知。 a．请写出计算、的大小时主要依据的关系式； b．请分析说明球1对球2的平均作用力F的方向。 （2）如图2所示，美国物理学家康普顿及其团队将X射线入射到石墨上，发现被石墨散射的X射线中除了有与入射波长相同的成分外，还有与入射波长不同的成分。我国物理学家吴有训在此项研究中也做出了突出贡献，因此物理学界也把这一效应称为“康普顿-吴效应”。由于这一现象很难用经典电磁理论解释，所以康普顿提出光子不仅有能量，也具有动量，光子的动量p与其对应的波长λ之间的关系为（h为普朗克常量）。进一步研究表明X射线的散射实质是单个光子与单个电子发生碰撞的结果。由于电子的速度远小于光的速度，可认为电子在碰撞前是静止的。现探测到散射X射线的波长不同于入射X射线的波长，请你构建一个合理的相互作用模型，解决以下问题： a．请定性分析散射后X射线的波长λ′与入射X射线的波长λ的大小关系； b．若已知入射X射线的波长为λ，散射后X射线的波长为λ′。设散射X射线相对入射方向的偏转角为θ。求时电子获得的动量。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年第二学期质量检测 高二物理试题答案（2026.06） 一、选择题：共12小题，每小题4分，部分选对得2分，共48分 1 C 2 D 3 A 4 C 5 B 6 D 7 C 8 D 9 AD 10 A 11 D 12 C 二、实验题：共3小题，共16分 13.（每空2分，共4分） 50.75 0.680 14.（每空2分，共4分） B C 15.（每空2分，共8分） （1）AE （2） （3）a． b．入射小球与被碰小球碰撞后两球分别做平抛运动，由于被碰小球得速度大，会先打到竖直墙上，之后会被墙壁反弹，由于竖直方向上两球运动基本同步，因此反弹后的运动过程中有非常大的可能与入射小球再次相碰 三、解答题：共3小题，共36分 16.（12分） （1）物体在竖直平面内做圆周运动，在点有 解得 （2）两物块分离后物体沿圆轨道向上运动，由动能定理 解得 （3）物块与物块由足够大的内力突然分离，分离瞬间内力远大于外力 两物块在水平方向上动量守恒，设向右为正 有 解得 之后，对有 解得 17.（12分） （1）单色光照射在金属板上恰好发生光电效应，有 解得 设稳定时，任意时间内到达金属板上的光子个数 则时间内产生的光电子个数为 （2）设光电子到达板时的速度为，粒子在极板间加速，根据动能定理 得 时间内，到达板光电子与板发生完全非弹性碰撞 根据动量定理，电子受到的平均作用力为 根据牛顿第三定律 （3）平行板方向的平面内，电子均匀分布。因为电流处处相同，距离金属板越近的平面内，电子的速度越小，电子分布越密集 电子加速到与金属板的距离为处，速度为，根据动能定理 任意时间内，截面积为，长为的柱体内电子个数 则 单位体积的电子数与到金属板的距离的平方根成反比 18.（12分） （1）a．以碰撞后轴、轴为正方向，分别列出两轴的动量守恒表达式 轴有 轴有 b．对球2，根据动量定理得 可知，得方向与相同，与水平方向夹角为 （2）a．依题意，建立如（1）中的碰撞模型 入射射线的光子能量为 散射后射线的光子能量为 设碰撞后电子的动能为，碰撞中可能存在的能量损失为 根据动量守恒定理得 可知 即 则有 b．设散射后电子获得的动量为，方向与射线入射方向夹角为 由（1）结论可知，入射方向有 垂直方向有 代入 解得 学科网（北京）股份有限公司 $