陕西渭南市普通高中联考2025-2026学年第二学期期中质量检测高二物理试题（含解析）

这是一份陕西渭南市普通高中联考2025-2026学年第二学期期中质量检测高二物理试题（含解析），共10页。试卷主要包含了测试范围等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．本试题共8页，满分100分，时间75分钟。
2．答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3．测试范围：人教版选修第二册选修第三册（1-3章）
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
本试卷中1-7题为单选题，每题4分；8-10题为多选题，每题6分；错选的不得分；选对的部分正确的得3分
1. 关于原子核衰变，下列说法正确的是（ ）
A. 衰变的实质在于原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子，其转化方程是
B. 放射性的原子核在发生衰变、衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出光子
C. 原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此，也存在着能级，且能级越高越稳定
D. 放射性元素的半衰期与所受压力有关
【答案】B
【解析】
【详解】A．β衰变的实质是原子核内中子转化为质子和电子，正确的转化方程为
选项中方程的质子、电子电荷数标注完全颠倒，故A错误；
B．放射性原子核发生α、β衰变后生成的新核处于高能级，向低能级跃迁时会以光子形式释放能量，即γ射线，故B正确；
C．原子核能级越低，能量越低越稳定，能级越高越不稳定，故C错误；
D．放射性元素的半衰期由原子核内部结构决定，与外界压力、温度、化学状态等外部因素无关，故D错误。
故选B。
2. 在卢瑟福粒子散射实验中，粒子（带正电）靠近金原子核（带正电）的运动轨迹如图所示，其中为轨迹上的两点。下列说法中正确的是（ ）
A. 粒子在点受到的库仑力大于在点受到的库仑力
B. 粒子在点的速率大于在点的速率
C. 粒子从到的过程中，库仑力做正功
D. 图中点的电势高于点的电势
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据库仑定律得
点到金原子核的距离大于点，所以在点受到的库仑力小于点，故A错误；
BC．粒子带正电，金原子核带正电，粒子与金原子核之间的库仑力为斥力，粒子从到的过程中，库仑力做负功，速度减少，点的速率大于在点的速率，故B正确，C错误；
D．根据电势的定义
可得
由于从到的过程中，库仑力做负功，电势能增加
又粒子带正电
可得，故D错误。
故选B。
3. 极紫外光（EUV）是一种高能量、高频率的电磁辐射，国产EUV技术已经取得突破，高度电离的锡离子~的电子处于不稳定的高能态。当它们从高能级（如4d轨道）向低能级（如4p轨道）跃迁时，会释放出特定能量的光子。对于~离子，其4d→4p的跃迁所对应的光子能量，恰好落在13.5nm波长附近。下列说法正确的是（ ）
A. 玻尔原子理论能够解释锡离子跃迁的光谱规律
B. 锡离子4d→4p的跃迁后能量变低
C. 对于~离子，其4d→4p的跃迁产生的是单一频率的光子
D. 与红光相比，极紫外光衍射现象更明显
【答案】B
【解析】
【详解】A．玻尔原子理论仅能解释氢原子、类氢离子等单电子系统的光谱规律，~为多电子系统，玻尔理论无法解释其跃迁光谱规律，故A错误；
B．4d轨道能级高于4p轨道，电子从高能级向低能级跃迁时释放光子，离子总能量降低，故B正确；
C．~核外电子数不同，轨道受屏蔽效应的影响不同，4d与4p的能级差存在差异，跃迁释放的光子频率并不唯一，故C错误；
D．衍射现象的明显程度与波长正相关，极紫外光波长（13.5nm）远小于红光波长（约620~760nm），因此其衍射现象比红光更不明显，故D错误。
故选B。
4. 一光电管的阴极用钾制成。把此光电管接入电路如图所示，现用紫外线射向阴极，滑动变阻器滑片位于中间位置，电流计G有示数，下列说法正确的是（ ）
A. 只将滑动变阻器滑片P向右滑一定会使电流计G的指针偏转变大
B. 只减小紫外线的强度可使电流计G的指针偏转变小
C. 换用波长更长的红光照射阴极可使电流计G的指针偏转变大
D. 若将电源正负极对调，电流计G的指针一定不偏转
【答案】B
【解析】
【详解】A．由电路图可知，光电管两端加的是正向电压（阳极A接高电势，阴极K接低电势）。当滑片P向右滑动时，阴极K的电势降低，光电管两端的正向电压增大。若此时光电流已达到饱和状态，增大电压光电流不再增大，电流计指针偏转角度不变；若未达到饱和，电流会增大。因此“一定会使指针偏转变大”说法错误，故A错误；
B．在发生光电效应时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。只减小紫外线的强度，单位时间内逸出的光电子数减少，光电流减小，电流计G的指针偏转变小，故B正确；
C．红光的波长比紫外线长，频率比紫外线低，可能无法发生光电效应，电流计示数为零，故C错误；
D．若将电源正负极对调，光电管两端加的是反向电压。只有当反向电压大于或等于遏止电压时，光电流才为零。若反向电压小于遏止电压，仍有部分光电子能到达阳极，电流计指针仍会偏转，故D错误。
故选B。
5. 在某光学实验室中，研究小组正在进行一项关于“金属光电效应”的实验，旨在探索不同频率光对金属表面逸出光电子的影响。实验装置如图甲所示，他们使用频率不同的单色激光照射同一块金属阴极K，测得相应的遏止电压U0，并绘制了如图乙所示的图像。已知电子电荷量为e，、U0均为已知量，则下列说法正确的是（ ）
A. 电源左侧应为负极
B. 当入射光的频率时，逸出光电子的最大初动能为eU0
C. 普朗克常量
D. 增大入射光的强度，金属的逸出功会减小
【答案】B
【解析】
【详解】光电效应方程：
遏止电压与最大初动能的关系：
联立得：，这是图像的函数式，斜率为，截距为。
A．要测量遏止电压，需要给光电管加反向电压（即阴极K接高电势，阳极A接低电势），使光电子减速。因此电源右侧应为负极，左侧为正极，A错误。
B．当入射光的频率时，逸出光电子的最大初动能为
由图像可知，截止频率为，因此逸出功
当时，；当时，，代入得：
，因此
当时，最大初动能，B正确。
C．由，可得，C错误。
D．金属的逸出功由金属本身的性质决定，与入射光的频率、强度均无关，D错误。
故选B。
6. 分别用波长为2和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为，h为普朗克常量，c为真空中的光速，则此金属板的逸出功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据光电效应方程，其中光子频率，用波长为的入射光照射时，光电子最大初动能为
波长为的入射光照射时，光电子最大初动能为
由题意可知
代入两式整理可得
解得逸出功，故选A。
7. 钚的放射性同位素静止时衰变为铀核和粒子，并放出能量为0.097MeV的光子。已知的质量为的质量为235.0439u，粒子的质量为相当于的能量。则（ ）
A. 发生衰变时的核反应方程是
B. 的半衰期为24100年，则经过12050年有一半的该原子核发生衰变
C. 若衰变放出的光子的动量可忽略，则衰变后产生的粒子与的动量相同
D. 若衰变放出的光子的动量可忽略，则衰变后产生的粒子的动能约为5.0337MeV
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据质量数与电荷数守恒有239=235+4，94=92+2
则的衰变方程为，故A错误；
B．半衰期是大量原子核的统计规律，对少数原子核不适用，即使核数量较多，经过12050年衰变的原子核数量也可能没有一半，故B错误；
C．若衰变放出的光子的动量可忽略，根据动量守恒定律知，衰变后产生的粒子和的动量大小相等，方向相反，故C错误；
D．释放的核能MeV
根据动量守恒定律知粒子和的动量大小相等，则根据可知，动能之比等于质量数的反比、则粒子的动能MeV，故D正确。
故选D。
二、多选题
8. 如图，两条“Λ”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为，左、右两导轨与水平面夹角均为，均处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为和。将导体棒、在导轨上同时由静止释放，两棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，、的质量分别为和，两棒长度均为，两棒的电阻均为，经过时间两棒的速度不再变化。导轨足够长且电阻不计，重力加速度为，两棒在下滑过程中（ ）
A. 回路中的电流方向为
B. 棒最终电流为
C. 棒最终下滑速度为
D. 棒在时间内运动位移大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】根据右手定则回路中电流方向为abcda，回路中电流大小为
对ab棒
对cd棒
则两棒加速度大小相同，两棒均做加速度减小的加速运动并同时达到最大速度，当a=0时，回路中电流大小为，
对ab棒根据动量定理
得ab棒的位移
故选BD。
9. 如图甲所示是部分氢原子能级示意图，、是氢原子从能级向低能级跃迁时所放出的两束光，利用这两束光来研究某金属的光电效应，如图乙为光电效应的实验装置示意图，初始时，滑片P位于滑动变阻器的中点处。现分别用、两种光进行光电效应实验，光电子到达极时动能的最大值随电压的变化关系如图丙所示，则（ ）
A. 实验时，P是向端滑动的
B. 实验时，P是向端滑动的
C. 图丙中图线甲是光入射得到的关系图线
D. 图丙中图线甲是光入射得到的关系图线
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．由图丙可知，实验时光电管两端所加的电压为正向电压，且正向电压逐渐变大，则P是向端滑动的，A错误，B正确；
CD．图丙中，当U=0时甲对应的最大初动能较大，根据可知，甲对应的光子的频率较大，因a光对应的能级差较大，则a光频率较大，则图线甲是光入射得到的关系图线，C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图所示为半圆柱形玻璃砖的截面图，为其过圆心的对称轴。关于对称的两束单色细光束a、b从空气垂直射入玻璃砖的上表面，出射光线交于P点。已知光束a、b均由氢原子能级跃迁而产生。下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B. 从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角
C. a光在玻璃砖中的传播时间大于b光的传播时间
D. 产生a光的跃迁能级差小于产生b光的跃迁能级差
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由图知玻璃砖对a光的偏折程度大，原因是玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，故A错误；
B．由，
故从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角，故B正确；
C．由，
故a光在玻璃砖中的传播速度小于b光的传播速度，则a光在玻璃砖中的传播时间大于b光的传播时间，故C正确；
D．原因是
又，产生a光的跃迁能级差大于产生b光的跃迁能级差，故D错误。
故选BC。
三、实验题
11. 如图甲所示是使用光电管的原理图，当频率为的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。
(1)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则阴极K的逸出功为_____（已知电子电荷量为e，普朗克常量h）。
(2)如果不改变入射光的强度，而增大入射光的频率，则光电子的最大初动能将_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。
(3)用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，得到Uc﹣ν图象如图乙所示，根据图象求出该金属的截止频率νc=_____Hz，普朗克常量h=_____J•s（已知电子电荷量e=1.610﹣19C）。
【答案】 ①. ②. 变大 ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，根据动能定理得
则阴极K的逸出功为
(2)[2]根据光电效应方程知入射光的频率变大，则光电子的最大初动能变大。
(3)[3]根据得
图象横轴截距的绝对值等于金属的截止频率为
[4]图线的斜率
所以
12.
（1）某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表的内阻及电源电动势。已知电压表量程为3V，内阻，电压表量程也为3V，内阻几千欧（待测），电源电动势约为5V，电源内阻可忽略。按以下步骤进行操作：
①按图甲所示原理图完成电路连接；
②把、均调至最大阻值；
③闭合开关S，调节、，使、均有合适示数，分别为、。调至、满足的关系，此时电阻箱的阻值为1500Ω，则可知电压表的内阻为______Ω；
④将调至4000Ω并保持不变，调节，记录多组对应的、值，以为纵坐标，为横坐标描点作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，直线的纵截距为b，则电源的电动势为______（用已知量和已测得量计算出结果）。该测量结果______（填“有”或“没有”）系统误差。
（2）用伏安法测电阻时，使用如图乙所示的电路。该实验的第一步是：闭合电键，将电键接2，调节滑动变阻器和，使电压表读数尽量接近量程，读出此时电压表和电流表的示数、；接着让两滑动变阻器的滑片保持位置不动，将电键接1，读出这时电压表和电流表的示数、。由以上记录数据计算被测电阻的表达式是______。若用图丙所示的电路按同样方法测量，测量结果______（填“偏大”或“偏小”或“不变”）。
【答案】（1） ①. 3000 ②. ③. 没有
（2） ①. ②. 偏大
【解析】
【小问1详解】
[1]根据并联电路规律可知
由题意可知，
解得
[2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
即
图像纵轴截距为电源电动势为
[3]按图甲所示电路进行实验，消除了电压表分流对实验的影响，电压与电流的测量值等于真实值，该实验没有系统误差。
【小问2详解】
[1]根据实验步骤，由欧姆定律得，解得
[2]若采用图丙，实际测得为，测量值偏大
四、解答题
13. 某同学研究光电效应的装置示意图如图所示，该装置可用于分析光电子的信息。A为竖直放置足够大、逸出功为的金属板，B为有一小孔且平行于金属板A的薄金属板、AB间接有电压的高压电源，B板接电源正极。图中点、小孔和速度选择器CD的中线位于同一水平线上，足够大的荧光屏与中线的夹角。在速度选择器中及其右侧存在匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向垂直于纸面向里。现在用频率为的一束单色光照射金属板A的S处，产生的部分光电子沿直线进入速度选择器，并都从点射出速度选择器而打在荧光屏上。不计电子的重力和电子之间的相互作用力，电子不会与速度选择器的极板碰撞。已知电子的质量为，电荷量大小为，普朗克常量为，为已知数。
（1）求金属板A表面处逸出光电子的最大速度和从点进入速度选择器的电子的速度范围。
（2）若速度为的电子恰好沿中线射出速度选择器，且进入速度选择器的所有电子均从沿水平方向射入速度选择器右侧匀强磁场，求速度选择器间电场强度的大小和速度选择器的极板长度的可能值。
（3）在第（2）问的条件下，求荧光屏上发光的长度。
【答案】（1），
（2），
（3）
【解析】
【小问1详解】
金属板A发生光电效应，则有
解得
所以处产生光电子的速度范围为
设从进入的电子速度为，则根据动能定理得
所以有
【小问2详解】
若速度为的电子恰好沿中线射出速度选择器，则
所以
从速度选择器发射粒子速度大小连续分布在和之间。在速度选择器中的运动可视为以速度沿的匀速运动与以速度的匀速圆周运动的合运动。要求粒子从点射出后均从点沿水平方向射入速度选择器右侧磁场，则有
【小问3详解】
带电粒子进入速度选择器右侧磁场后，根据牛顿第二定律得
解得
打在屏上离的距离为
荧光屏上发光的长度
14. 在量子力学诞生以前，玻尔提出了原子结构假说，建构了原子模型：电子在库仑引力作用下绕原子核做匀速圆周运动时，原子只能处于一系列不连续的能量状态中（定态），原子在各定态所具有的能量值叫做能级，不同能级对应于电子的不同运行轨道。电荷量为的点电荷固定在真空中，将另一电荷量为的点电荷从无穷远移动到距为的过程中，库仑力做功。已知电子质量为、元电荷为、静电力常量为、普朗克常量为，规定无穷远处电势能为零。
（1）若已知氢原子核外电子运行在半径为的轨道上，求电子运动的周期及动量的大小，氢原子系统的电势能。
（2）为了计算玻尔原子模型的这些轨道半径，需要引入额外的假设，即量子化条件。物理学家索末菲提出了“索末菲量子化条件”，它可以表述为：电子绕原子核（可看作静止）做圆周运动的轨道周长为电子物质波波长（电子物质波波长与其动量的关系为）的整数倍，倍数即轨道量子数。
①请结合索末菲量子化条件，求氢原子轨道量子数为的轨道半径，及其所对应的能级。
②已知氢原子基态的能级为，为使处于基态的氢原子跃迁到激发态，求入射光子所需的最小能量。
【答案】（1），，
（2）①，；②
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律
解得
根据，动量
解得
电子在轨道运动的势能即氢原子系统的电势能
【小问2详解】
①氢原子轨道量子数为n的轨道半径，电子的速率为
根据牛顿第二定律
由题意知，动量
联立可得
电子的动能
电子的势能为
所以此时的能级为
②
结合上一小问的能级表达式可知
为使处于基态的氢原子跃迁到激发态，即跃迁到第二能级，则入射光子所需的最小能量
解得
15. 粒子控制技术广泛应用于物理研究和仪器制造中，如图所示，半径的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，MN是位于x=2a处平行于y轴足够长的收集板，y轴右侧半圆形无场区外、MN左侧加一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，在O处静止的铀（）核发生α衰变生成钍（Th）核，所有衰变释放的α粒子（He）速率相同，方向在xy平面内。已知沿+y方向发射的α粒子在磁场中偏转后恰好与MN相切时被收集，已知α粒子的质量为m、电荷量为q，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）试写出衰变方程，并求出衰变后钍核的速度；
（2）求MN上有粒子击中位置的纵坐标范围；
（3）若调整第一象限内磁场的右边界，使进入第一象限的α粒子经磁场偏转后均能垂直打在MN上，请推导调整后第一象限内磁场右边界满足的坐标方程。
【答案】（1），，方向与粒子出射方向相反
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
衰变方程满足电荷数、质量数守恒
对沿方向出射的粒子，出无场区坐标为，速度沿，洛伦兹力指向右，圆心坐标为。因轨迹与相切，故
得轨迹半径
由洛伦兹力提供向心力
代入
得粒子速度
衰变过程动量守恒，初始总动量为0，设钍核质量为
则
解得钍核速度大小
方向与粒子出射方向相反。
【小问2详解】
上边界（时）。所有粒子速率相同，故轨迹半径均为。 任意出射方向（与轴夹角，），出无场区坐标
轨迹圆心坐标满足
即所有圆心在以原点为圆心、半径的圆上。
轨迹圆方程为
代入，结合
整理得
由不等式
平方整理得
即
下边界（时）。设粒子恰能与MN板相切，如图所示
由几何关系得
设OO′连线与-y方向的夹角为，由几何关系得
解得
则此时圆心坐标为，则圆的方程为
与的交点为
故击中位置的纵坐标范围为
【小问3详解】
要求粒子垂直打在上，出磁场时速度沿方向，故设运动轨迹圆心在出边界点的正下方处，即。
因入射方向沿（为入射点，在上），且，为直角三角形，由勾股定理：
代入，，
得
第一象限满足，故右边界坐标方程为