湖北省黄冈市2025-2026学年下学期高二下学期期末考试物理试卷

这是一份湖北省黄冈市2025-2026学年下学期高二下学期期末考试物理试卷，共10页。
★祝考试顺利★
注意事项：
答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
考试结束后，请将答题卡上交。
选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7题只有一项符合题目要求，第 8~10 题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
地震发生时，震源会同时产生地震波（机械波）和电磁波。地震预警系统利用地震波和电磁波传播速度的显著差异来实现提前预警，从而为震中周边地区争取宝贵的避险时间。下列关于地震波和电磁波的说法正确的是
A．电磁波能传递信号，机械波不能传递信号 B．地震波和电磁波都必须依靠介质才能传播 C．地震波和电磁波都能发生干涉和衍射现象 D．地震波和电磁波的传播速度均与频率有关
2．2025 年 6 月，我国科研人员利用中国超重元素研究加速器装置首次合成了新核素镤210 ，并测量了该
9189
核素的衰变能量和半衰期。已知镤210 的半衰期为 12 ms，其衰变方程为 210 Pa 206 Ac  X ，下列说法
正确的是
91
A． 210 Pa 的中子数为 91
B．X 粒子的电离能力比γ 射线强
91
C．极寒条件下 210 Pa 的半衰期会变短
91
D．1000 个 210 Pa 原子核经历3.6 ms 后剩余 125 个未衰变
如图所示，若一分子 a 固定于坐标原点O ，另一分子b 从 x 轴上无穷远处的 P 点沿 x 轴向O 点运动，当b 运动到Q 点时，两分子间的作用力为零。下列说法正确的是
b 从 P 点运动到Q 点的过程中，两分子之间的作用力一直减小
b 从 P 点运动到Q 点的过程中，两分子之间的作用力一直增大
b 从 P 点运动到Q 点的过程中，两分子之间的作用力先减小后增大
b 从 P 点运动到Q 点的过程中，两分子之间的作用力先增大后减小
如图甲，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置O 开始计时，相对平衡位置的位移 x 随时间t 变化的图像如图乙所示。取重力加速度 g  10 m / s2 ， π2  10 ，不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是
单摆振动的频率是2 Hz
单摆的摆长约为1 m C．若仅将摆球质量变大，单摆周期一定变大 D．摆球经过平衡位置O 时的加速度为零
在实验室中，研究人员用动能可调的电子束轰击大量处于基态的类氢原子，辐射出了 6 种不同频率的
光子。已知该类氢原子的基态能量为 E ，能级公式为 E  E1 n  1, 2, 3, 。下列说法正确的是
1
8 E1
电子束的动能至少为
9
nn2
3 E1
这 6 种光子中，频率最高的光子能量为
4 E1
4
4 E1
若改用能量为 D．若改用动能为
5
5
的光子照射该原子，原子可以跃迁到 n  2 能级的电子轰击该原子，原子只能辐射出一种光子
电动牙刷普遍采用电磁感应式无线充电技术，其充电底座内部的振荡电路产生高频交变磁场，牙刷内的接收线圈感应出电动势给电池充电。下图为充电底座内部的 LC 振荡回路的示意图。某时刻 LC 振荡电路中磁场方向如图所示，且电容器下极板带正电，则该时刻
振荡回路的电流正在增大 B．电容器中的电场能正在增大 C．线圈中的磁通量变化率正在增大 D．电容器极板间的电势差正在增大
某景区水池底部装有地埋式灯带，如图所示，整体构造由 4 个完全相同的四分之一圆弧形灯带首尾相
连而成。灯带固定在水面下深度 h 7 m 处，且平行于水面。已知水的折射率 n  4 ，圆弧形灯带的半
33
径为3 m ，水池面积足够大，忽略灯带的粗细，不考虑光的多次反射。则在水面正上方有光线射出的区域
（图中阴影部分）是
A．B．C．D．
频率相同的两列横波沿 x 轴相向传播， t  0 时刻的波形图如图所示， 平衡位置位于 x  2 m 和 x  6 m 处的质点刚好开始振动。已知两列波在介质中的波速均为 4 m / s ，不计波传播过程的能量损失。下列说法正确的是
两列波的波源起振方向均沿 y 轴负方向
两列波振动的频率为0.5 Hz
t  1.0 s 时两列波刚好相遇
x  4 m 处的质点为振动加强点
一定量的理想气体由状态 A 开始，分别经历 A  M  B 和 A  N  B 过程到 B 状态，两过程中气体的压强 p 与温度T 的关系图像如图所示。已知气体处于状态 A 时压强为 p0 、体积为 2V0 ，气体处于状
态 B 时压强为2 p0 ，直线 BM 过原点。下列说法正确的是
状态 M 时气体的体积为 1 V
4 0
A  M 的过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功
A  N  B 的过程中，气体对外放出热量
A  N 的过程中，气体分子单位时间内与容器壁单位面积碰撞的次数减少
图甲为研究光电效应现象的实验电路图，现用频率为ν的单色光照射阴极 K ，其光电流与光电管两端电压的关系图线如图乙所示，遏止电压大小为Uc ，调节滑动变阻器至电压表示数为U0 时光电流刚好为饱和光电流 I0 。已知普朗克常量为 h ，电子电量为e 。若照射到阴极K 上的光子的吸收率为η 。下列说法正确的是
阴极 K 的逸出功为W0  eU0
光电子的最大初动能为 Ek  eUc
当光电流为 I0 时，到达阳极A 的光电子的最大动能e U0 Uc 
要使光电流达到饱和，照射到阴极K 的单色光的功率为
非选择题（本题共 6 小题，共 60 分）
I0hν
eη
11．（6 分）如图甲所示，某透明球壳状工件过球心的横截面为两个半径不等的同心圆。物理兴趣小组同学想测出该工件球壳的厚度 d ，设计了如下实验。
物理兴趣小组同学的实验步骤如下：
用 50 分度的游标卡尺测量该工件的外径 D ，示数如图乙所示，则该工件的外径 D 
mm ；
将该工件固定，用单色激光平行于截面直径射向透明工件，发现当光线距截面直径为 L 时，光线进入球壳后，恰好不能进入内部空腔区域。单色激光由空气进入球壳后，激光的传播速度（选填 “增大”“减小”或“不变”），波长（选填“变长”“变短”或“不变”）。
经兴趣小组同学分析计算，可得球壳的厚度 d  。（用含 D 、 L 的式子表示）
12．（10 分）某实验小组研究某型号 NTC 热敏电阻的阻值—温度特性，并据此设计数字温度计。所用器材如下：
热敏电阻 RT （实验温度范围内，其阻值随温度升高而单调减小）；直流电源 E （电动势 E  6.00 V ，内阻可忽略）；
定值电阻 R0  200 Ω ；理想电压表 V；
开关 S；
导线若干；
标准温度计及恒温水浴装置。
实验小组同学按电路图连接好电路。
将热敏电阻置于恒温水浴中，从 25C 起每隔一定温度记录一次电压表示数U ，待温度稳定后读数，实验数据如下表：
请回答下列问题：
根据表中t  50C 时的数据，此时热敏电阻的阻值 RT  Ω 。
实验小组发现，在 25C ~ 100C 范围内， RT 与t 可近似为线性关系 RT  a  bt 。利用t  25C 和
t  100C 两组端点数据，可得 a  Ω ， b  Ω / C 。
根据上述线性关系，当电压表示数为U  1.80 V 时，对应的温度t  C （结果保留三位有效数字）。
在电压表的表盘上重新标刻温度刻度，则温度刻度（选填“均匀”，“左密右疏”或
“左疏右密”）。
2
13．（10 分）如图所示，某深海光谱探测器的光学窗口由一种新型透明介质制成，其截面为半径为 R 的半圆，圆心为O ，直径为 MN 。该介质对 a 光和b 光的折射率分别为 na  和 nb （未知）。现有一束包含 a 光和b 光的极细复色光束，从真空中沿平行于直径 MN 的方向，从圆弧面上 P 点射入介质， b 光恰好
从 N 点射出。已知光在真空中的速度为c ，MP 的弧长为 πR ，不考虑光在介质内的多次反射。求：
3
透明介质对b 光的折射率 nb ；
a 光在透明介质中传播的时间t 。
14．（16 分）如图所示，高度为 h ，内部横截面积为 S ，上端有开孔的导热气缸竖直放置在水平地面上。
质量为 m 的导热活塞与缸底之间密闭一定质量的理想气体，初始状态活塞离缸底的高度为 1 h ，环境温度
2
为T ，现缓慢升高环境温度到3T 后维持不变。已知外界大气压强 p  mg ，重力加速度为 g ，不计活塞
000S
厚度及活塞与缸壁之间的摩擦。
t / C
25
40
50
60
75
90
100
U / V
1.20
1.36
1.50
1.67
2.00
2.50
3.00
求升高环境温度过程中，活塞从初始位置上升 1 h 高度时的环境温度T ；
41
求环境温度从T0 升高到3T0 过程中，外界对气体做的功W ；
维持环境温度为3T0 不变之后，缸内有部分气体缓慢泄漏，活塞再次回到初始位置。求漏气后缸内气体的质量与初始状态时缸内气体的质量之比。
15．（18 分）如图所示，质量为 m  1.1 kg 的圆环套在的竖直固定细杆上，圆环与竖直细杆间的动摩擦因
数为μ 0.25 。圆环通过跨过光滑定滑轮的弹性轻绳与水平地面上质量为 M  5 kg 的物块连接，物块与定滑轮间距为弹性轻绳原长，定滑轮到细杆的距离为 L  1.2 m 。圆环在 P 点时，连接圆环的轻绳水平，现将圆环从 P 点由静止释放，圆环经过时间T 滑至Q 点，此时物块速度第一次变为零。已知圆环、物块和定滑轮均可视为质点，弹性轻绳的劲度系数 k  10 N / m ，弹性轻绳始终在弹性限度内，取重力加速度 g  10 m / s2 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，空气阻力不计。
求圆环下滑过程中所受摩擦力 f 的大小；
求圆环下滑过程中，圆环的加速度 a 随下滑高度 h 的关系；
高二物理试题参考答案及评分建议
选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～7 题只有一项符合题目要求第 8～10 题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
C【解析】机械波和电磁波都能传递信号，传递能量，A 错误；机械波的传播需要介质，地震波为机械波，不能在真空中传播；而电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，B 错误；干涉和衍射是所有波特有的现象，无论是机械波还是电磁波，都能发生这些现象，C 正确；机械波的传播速度确实由介质本身决定，与频率无关；但电磁波在介质中的传播速度不仅与介质有关，还与频率有关，D 错误。
91
91
B【解析】210Pa 的中子数为 210－91＝119，A 错误；根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可得 X 的质量数为 4，电荷数为 2，X 为 He，即 α 粒子。在 α、β、γ 这三种射线中，γ 射线的穿透能力最强，α 射线的电离能力最强， B 正确；半衰期的时间与元素的物理状态无关，极寒条件，温度降低，210Pa 的半衰期不变，C 错误；半衰期是统计规律，适用于大量原子核，少量原子核的剩余数量无法精确预测，D 错误。
D【解析】当 b 运动至 Q 点时，两分子间的作用力为零，及 OQ 间的距离为 r0，当 b 从 P 运动至 Q 点的过程中，两分子间的作用力先增大后减小，D 正确。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
B
D
A
A
AD
BC
BD
B【解析】根据单摆的振动图像可知，单摆的振动周期为 T＝2s，故 f＝0.5Hz，A 错误；根据T  2π
L 可求得
g
L≈1m，B 正确；根据T  2π
L 可知，单摆周期与摆球质量无关，C 错误；摆球做圆周运动经过平衡位置 O 时，速
g
度最大，向心加速度不为零，D 错误。
D【解析】辐射出 6 种不同频率光子，说明原子被激发到了 n＝4 能级。电子碰撞激发时，电子动能至少需要等
于基态到 n＝4 能级的能量差。基态能量为 E ，n＝4 能级能量为 E  E1 ，能量差E  E  E   15 E ，电子束
1416
4141
16 1
的动能至少为15 E1 ，A 错误；光子频率与能量成正比，频率最高的光子对应能级差最大的跃迁，即 4→1 跃迁，其
16
能量为15 E1 ，B 错误；光子激发原子时，光子能量必须严格等于能级差才能被吸收。基态到 n＝3 能级的能量差为
16
8 E1
，因此原子不能跃迁到 n＝3 能级，C 错误；动能为 4 E1 的电子，其动能大于基态到 n＝2 能级的能量差 3 E1 ，
954
但小于基态到 n＝3 能级的能量差 8 E1 ，因此电子只能将原子激发到 n＝2 能级，原子从 n＝2 能级跃迁回基态时，
9
原子只能辐射出一种光子，D 正确。
A【解析】根据磁场方向可知，电路中电流的方向为顺时针方向，又因电容器的下极板带正电，说明电容器正在放电，电场能向磁场能转化，电容器极板间的电势差正在减小，振荡回路的电流正在增大，A 正确、B、D 错误；电容器正在放电，则电路中的电流在增大，根据电磁振荡的特点可知，电流的变化率在减小，根据电流产生的磁场的特点可知线圈磁通量变化率正在减小，C 错误。
A【解析】光从水射向空气，发生全反射的临界角 C 满足sin C  1  3 ，水面上发光区域的边缘由临界角决定，
n4
对于深度 h 处的点光源，其照亮水面的圆形区域半径 r＝htanC，由sin C  3 ，得cs C 
4
7 ，则tan C  3
4
7 ，代入
7
h  7 m ，解得 r＝1m，线状光源是半径 R＝3m 的四分之一圆弧，水面上发光区域是该圆弧上各点发光圆的并集。
3
发光区域外边界半径 R1＝R＋r=4m，内边界半径 R2＝R－r＝2m，因此发光区域形状为如下，A 正确。
AD【解析】t＝0 时刻机械波分别传到于 x＝2m 和 x＝6m 处，波最前端质点的振动方向等于波源起振方向，根据“上坡下行”规律可知两列波的起振方向均沿 y 轴负方向，A 正确；由图可知在波介质中的波长 λ＝2m，根据 v＝
λf 可得，两列波振动的频率为 f＝2Hz，B 错误；两列波在介质中的波速均为 4m/s，两波将t  x  4m  0.5s
v相4m/s  4m/s
相遇，C 错误；两列波的起振方向相同，波源到 x＝4m 处的波程差为零，故 x＝4m 处的质点为振动加强点，D 正确。
BC【解析】M→B 的过程，气体发生等容变化，根据图像可知 p 1 p ，A→M 的过程满足 pAVA  pMVM ，
1 p
p0  2V0  2 0
VM
V V
M2 0
TATM
即

T01 T
4 0
，可得 M
0 ，A 错误；A→M 过程中，气体体积变小，外界对气体做正功，根据热力学
第一定律U  W  Q ，气体向外界放出热量，气体温度降低，内能减小，则气体放出的热量大于外界对气体做的功，B 正确；VB  VM  V0 ，A→N→B 的过程中，气体的体积减小，外界对气体做功，但气体的温度不变，必定对外
界放出热量，C 正确；由图可知TA  TN ，N 状态时，气体分子的平均动能小，又 pA  pN ，故 A→N 的过程中，气体分子单位时间内与容器壁单位面积碰撞的次数增多，D 错误。
BD【解析】根据题意可知，逸出功为 W0＝hν0，ν0 为极限频率，A 错误；Uc 为遏止电压，由动能定理，－eUc＝
0－Ek，故最大初动能为 Ek＝eUc，B 正确；由图可知当光电流为 I0 时所加电压为正向电压，由动能定理，eU0＝Ekm
－Ek，又 Ek＝eUc，可得到达阳极 A 的光电子的最大动能为 Ekm＝e(U0＋Uc)，C 错误；由图可知形成的饱和光电流
为 I ，由q  I t  Ne ，可得 Δt 内阴极 K 上产生光电子的数为 N  I0t ，又Pt η Nhν，故照射到阴极 K 的单
00e
色光的功率为 I0hν，D 正确。
eη
非选择题(本题共 5 小题，共 60 分)
【答案】(1)52.24mm(2 分)(2)减小(1 分)变短(1 分)(3) D  L
2
(2 分)
【解析】(1)游标卡尺为 50 分度，每一分度为 0.02mm，由图可知棱长工件的外径 D＝52mm+0.02mm×12＝52.24mm；
(2)单色激光由空气进入球壳，光的频率不变，由 n＝c可得激光的传播速度减小；由 v＝λf 可得波速减小，波长会变
v
短；(3)作出激光在工件中传播的光路图，如图所示。设工件内表面的半径为 R，在工件外表面发生折射，由折射定
sin i
1sin(π C)  sin r
律有： n ，在工件的内表面发生全反射，有sin C  ，在三角形中由正弦定理有 D
sin rn2
R，又有
sin i 
L
D ，工件的厚度d 
2
D  R ，解得d 
2
D  L 。
2
【答案】(1)600(2)1000 ，8.0(3)66.7(4)左疏右密(每空 2 分)
【解析】(1)由串联电路分压可得U  R0  E ，当 t＝50℃时，U＝1.50V，代入数据解得 RT＝600Ω；(2)当 t1＝25℃
RT  R0
时， U ＝ 1.20V ， RT1 ＝ 800Ω ； 当 t2 ＝ 100℃时， U ＝ 3.00V ， RT1 ＝ 200Ω ； 代入线性关系 RT ＝ a−bt ， 可得 RT ＝
1000−8.0t，a＝1000Ω，b＝8.0Ω/℃；(3)由(2)知 RT＝1000−8.0t，当 U＝1.80V 时， RT
 1400  ，t≈66.7℃；(4)由 3
U  R0  E 和 RT＝a−bt 联立可得U  R0  E ，可见 U 与 t 呈反比例函数关系，温度刻度线是不均匀的。温
RT  R0R0  a  bt
度越高，RT 越小，电压变化越快，高温区刻度更密集，温度刻度左疏右密。
3
【答案】(1)
(5 分)(2) t (5 分)
5R
c
【解析】(1)复色光束在介质中折射光线如图所示。
πR
MP 的弧长为 3
，根据l θ R
(1 分)
解得MOP  i  π
3
△OPN 为等腰三角形，由几何关系得OPN  r  π
6
根据折射定律 n  sin i
sin r
3
解得 nb 
(2)因为 nb  na ，a 光从圆弧边射出，其光路图如图所示。
(1 分)
(1 分)
(1 分)
(1 分)
根据折射定律 na
sin i
sin OPQ
(1 分)
由几何关系可得 a 光在介质中传播的路程 s  PQ  2R  csOPQ
又v  c
n
(1 分)
(1 分)
t  s
v
(1 分)
5R
解得 a 光在透明介质中传播的时间t (1 分)
c
【答案】(1) 3 T(4 分)(2)  mgh 或 p hS(7 分)(3) 1(5 分)
2 003
【解析】(1)活塞上升 1 h 过程中，封闭气体做等压变化
4
由盖—吕萨克定律有V0  V1
(1 分)
T0T1
又V  h  S ，V  ( h  h )  S

(1 分)
02124
解得T  3 T
(2 分)
12 0
假设温度升高到 T2 时，活塞恰好上升到气缸顶部对活塞，由平衡条件有 p0 S  mg  p1S
(1 分)
解得 p1
 2mg S
(1 分)
此过程中，封闭气体做等压变化，由盖—吕萨克定律有V0  V2 (1 分)
解得T2  2T0
T0T2
(1 分)
故 T0~2T0 过程中，封闭气体膨胀，外界对气体做负功；2T0~3T0 过程中，封闭气体体积不变，外界对气体不做功
整个升温过程中，外界对气体做的功W   p1  V
V  (h  h )S
2
(1 分)
(1 分)
解得W  mgh
(或W   p0hS )(1 分)
活塞因漏气再回到初始位置时，气体的体积仍为 V0，压强仍为 p1，温度为 3T0
将其转化为压强为 p1，温度为 T0 的气体，设其体积为 V
由盖—吕萨克定律有 V0  V
(2 分)
解得V  V0
3
3T0T0
(1 分)
漏气后气缸内气体的质量与升温前气缸内气体的质量比 m后  V (1 分)
解得 m后  1
m前V0
(1 分)
m前3
(其他不同解法请参照给分)
【答案】(1)3N(5 分)(2) a   10 h  8(5 分)(3)4 11m/s(8 分)
111111
【解析】(1)圆环下滑过程中某位置时，弹性轻绳的拉伸量为 Δx，其受力情况如图所示。
正交分解后，在 x 轴方向有T sinθ N
弹性轻绳中的弹力T  k  x
又 f  μN
(1 分)
(1 分)
(1 分)
解得 f＝μkL＝3N(2 分)
由(1)知，正交分解后，在 y 轴方向有mg  f  T csθ ma
又T  k  x ， h  x  csθ
带入数据可得a   10 h  8
(2 分)
(1 分)
(2 分)
1111
设圆环下滑过程中经过 O 点时加速度 a＝0，则
在 y 轴方向上有mg  f  k  x csθ
即mg  f  kxPO
(1 分)
以 O 点为坐标原点，沿竖直细杆向上为正方向建立一维直线坐标系 Ox
当圆环的位移(相对于 O 点)为 x 时，所受合力为 F合  f  k (xPO  x)  mg  kx
(1 分)
所以圆环沿竖直细杆下滑的运动为简谐运动，O 点为圆环的平衡位置，其振幅 A  xPO  0.8m
(1 分)
圆环下滑T 时，下降的高度h  A(1
6
sin π
)
6
(1 分)
由能量守恒定律有mg h  f h  1 k (x)2  1 kL2  1 mv2
(2 分)
222
解得? = 4 11m/s(2 分)
11
(其他不同解法请参照给分)