2025-2026学年湖北省楚天协作体高二（下）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2025-2026学年湖北省楚天协作体高二（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.下列关于电磁波的特性正确的是(

)A.电磁波波长越长，其能量子越小

B.频率越大的电磁波，在真空中的传播速度越大

C.电磁波可以发生干涉、衍射，不能发生多普勒效应

D.只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波2.已知 90233Th核发生衰变的核反应方程为 90233ThA.该核反应是β衰变，每衰变一次该原子核外层就失去一个电子

B.Th核的核子个数比Pa核的核子个数少1

C.衰变时释放能量，所以该反应也叫热核反应

D.γ射线是原子核能级跃迁产生的，其本质是电磁波3.两位杂技运动员站在秋千上，自某一高度由静止开始下摆。运动员视为质点，荡秋千运动看成简谐运动。当秋千摆至最高点时，其中一人脱落(下方设有安全网)。之后，另一个人与秋千组成的单摆与之前相比会发生变化的是(

)A.到达最高点时的高度 B.运动过程中的最大速率

C.运动过程中绳子的最大拉力 D.运动周期4.如图所示，置于水平地面的导热气缸封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦，活塞与气缸所处的环境温度恒定。若气缸缓慢漏气，下列说法正确的是(

)A.气体的压强变小

B.单位时间撞击到器壁单位面积上的分子数不变

C.气体分子数密度变小

D.气体分子平均动能减小5.如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是(

)A.保持S1闭合，S2闭合瞬间，流过电流表的电流不为0

B.保持S2闭合，S1闭合瞬间，流过电流表的电流方向由a到b

C.保持S2闭合，S1闭合瞬间，线圈M和线圈P相互吸引

D.6.如图所示为模拟远距离输电的实验电路。交流电源的输出电压一定，两变压器可视为理想变压器。升压变压器的副线圈接入电路的匝数为n，滑动变阻器的接入电阻为r，灯泡电阻视为不变。下列说法正确的是(

)A.仅减小n，灯泡会变亮

B.仅减小r，灯泡会变暗

C.仅增大r，r上消耗的功率可能增大

D.在灯泡上再并联一个用电器，电路的输电效率会变大7.用手握住轻绳的O点上、下抖动后，形成一列向右传播的正弦波。已知波的周期为T，此时O点位于平衡位置，绳上P、Q两质点的平衡位置距O点分别为x1=1m和x2=4m，下列说法正确的是A.增大绳子抖动的频率，可以加快绳波向前传播的速度

B.再经56T后，P质点第一次到达最高点

C.再经112T后，P、Q两质点的运动速度大小相同、方向相反

D.再经516二、多选题：本大题共3小题，共12分。8.如图所示是光电效应实验的原理图。滑片P位于A、B之间，当用绿光照射阴极K时，灵敏电流计有示数，下列说法正确的是(

)A.滑片P向B端移动，电流计示数可能不变

B.滑片P移动到A端，电流计示数不为0

C.改用紫光照射，阴极K的逸出功变大

D.调换电源极性，电流计示数一定为0

9.如图1所示，一半径为r、电阻为R的单匝硬质圆形线圈，固定在水平桌面上。虚线MN将线圈分为左右对称的两部分，左侧空间内存在与水平桌面垂直的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示，规定垂直于水平桌面向下为正方向。下列说法正确的是(

)A.t0时刻电流反向

B.线圈中的电流为πr2B02Rt0

10.如图所示，在xOy平面内y≥0区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在x=−3L处放置一平行于y轴的足够长的挡板。O点处的粒子源向第一象限各个方向发射大量质量为m、电荷量为q(q>0)、速率相等的粒子，挡板所在位置恰好能使所有粒子都能打在挡板上，粒子打到挡板便立即被吸收(不计重力和粒子间作用)。则(

)A.粒子的速度大小为v=3qBL2m

B.沿不同方向射出的粒子在磁场中运动的时间一定不同

C.挡板上有粒子打到的区域长度为(26−3)L三、实验题：本大题共2小题，共24分。11.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将1mL的油酸溶于酒精，制成500mL的油酸酒精溶液；测得1mL的油酸酒精溶液有100滴。取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积为0.015m2(1)该实验过程中，体现的物理思想方法是______A.理想模型法 B.类比法 C.等效替代法 D.控制变量法(2)由实验数据估算出油酸分子的直径为

m(结果保留两位有效数字)(3)已知油酸分子的直径为d，油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数可用上述字母表示为NA=(4)下列操作会导致实验测得的油酸分子直径偏小的是______。(多选)A.计算油膜面积时，坐标纸上不足一格的面积都舍掉

B.撒爽身粉时撒的太厚，油酸没有完全散开

C.在求每滴油酸体积时，1mL的溶液的滴数多记了2滴

D.配制好了的油酸酒精溶液在敞口容器中放置时间太长12.冷链物流中很多货物(如蔬菜、水果、药品等)需要在低温下保存，温度过高会加速变质、滋生细菌。某同学使用热敏电阻设计了一个低温报警装置，当环境温度高于5℃就报警。所用热敏电阻阻值随温度的变化规律如图(a)所示，实验电路如图(b)所示。实验室提供的器材有：

A.直流电源(电动势为2V，内阻不计)；

B.报警器(电阻不计，电流超过20mA就报警)；

C.热敏电阻Rx；

D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω)；

E.滑动变阻器R1(阻值为0−20Ω)；

F.滑动变阻器R2(阻值为0−200Ω)；

G(1)按照下列步骤对装置进行调试：

①电路接通前，先将电阻箱阻值调为

Ω，滑动变阻器的滑片滑到最

(填“左”或“右”)端；

②单刀双掷开关拨至

(填“1”或“2”)端，逐步调节滑动变阻器的阻值，使报警器刚好报警；

③将开关向另一端闭合，报警器即可正常使用(2)滑动变阻器应选

(填“E”或“F”)(3)调节好电路后，若某同学不小心将滑动变阻器阻值增大了一些，则报警温度将

(填“升高”“降低”或“不变”)四、计算题：本大题共3小题，共36分。13.如图所示，截面为半圆形的透明体水平放置，其半径为R，圆心为O，圆弧最低点为B。一束平行光与竖直方向成45°斜射到OC上。其中一条光线从距O点33R处的A点射入，经透明体折射后恰好从B点射出。已知真空中光速为c，求：

(1)透明体的折射率和光线从A到B所用的时间(2)若不考虑各面上的反射光，求圆弧面上有光线射出的部分对应的弧长？14.如图所示，一导热良好的气缸竖直固定在地面，用横截面积为S=10cm2、质量m=1kg的活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸内壁设有卡口，活塞处于卡口处，轻质弹簧上下两端分别与天花板和活塞相连。初始时弹簧处于原长，环境温度为T0=300K，封闭气体压强为p0=1.0×105 Pa，活塞到气缸底部的距离L1(1)当环境温度上升到T1时活塞恰好要脱离卡口，求(2)弹簧的劲度系数为多少？(3)若气体温度从T0变到T2过程中从外界吸收了100J15.如图所示，间距为L、倾角为θ的平行且足够长的光滑金属导轨，顶端连接一电源，电动势为E(未知)，内阻不计。阻值为2R的定值电阻接在两导轨间，导轨电阻不计，两导轨间有垂直于导轨平面向下的、大小为B的匀强磁场。开关闭合，质量为m、阻值为R、长度为L的金属杆垂直导轨放置时恰能静止；开关断开，金属杆开始运动，并受一个沿导轨向上的空气阻力作用，其表达式为f=kv，v为金属杆的瞬时速度，比例系数k=B2L215R，金属杆沿导轨运动距离x后速度达到稳定。取重力加速度(1)电源电动势E的大小(2)金属杆达到稳定时的速度大小和经历的时间(3)从断开开关到金属杆达到稳定，金属杆中产生的焦耳热Q

答案和解析1.【答案】A

【解析】解：A.真空中电磁波满足c=λν，能量子公式为ε=hν，联立得ε=hcλ，其中h为普朗克常量、c为真空中光速，均为定值，因此波长λ越大，能量子ε越小，故A正确；

B.所有频率的电磁波在真空中的传播速度均为光速c，故B错误；

C.干涉、衍射是多普勒效应是所有波共有的性质，电磁波是波，也同样可以发生干涉、衍射、和多普勒效应，故C错误；

D.只有周期性变化的振荡电场或磁场才能交替激发新的场，向外传播形成电磁波，若为均匀变化的电场或磁场，只会激发恒定的磁场或电场，无法继续激发新的场，不能产生电磁波，故D错误。

故选：A。

根据c=λν和ε=hν分析；所有频率的电磁波在真空中的传播速度均为光速c；干涉、衍射、多普勒效应是所有波共有的性质；只有周期性变化的振荡电场或磁场才能交替激发新的场，向外传播形成电磁波。2.【答案】D

【解析】解：A、设粒子X的质量数为A，电荷数为Z，根据核反应方程电荷数守恒和质量数守恒，则有233=233+A，90=91+Z，解得A=0，Z=−1，可知X为电子 −10e，该反应为β衰变。β衰变释放的电子来源于原子核内部中子转化为质子的过程，并非原子核外层的电子，故A错误；

B.核子数等于原子核的质量数，Th核和Pa核的质量数均为233，二者核子个数相等，故B错误；

C.该反应属于原子核衰变，不属于热核反应，热核反应是指轻核聚变反应，故C错误；

D.γ射线是衰变后处于高能级的原子核向低能级跃迁时释放的，本质是高频电磁波，故D正确。

故选：D。

β衰变释放的电子来源于原子核内部中子转化为质子的过程；核子数等于原子核的质量数；热核反应是指轻核聚变反应；γ射线是衰变后处于高能级的原子核向低能级跃迁时释放的。

知道核反应方程电荷数守恒和质量数守恒，知道β3.【答案】C

【解析】解：AB.由题意可知，秋千摆至最高点时速度为0，摆至最低点时有最大速率，在最高点时一人脱落，则剩余人与秋千组成的总质量m减小，

因为秋千与人组成的整体从最低点返回到最高点的过程，只有重力做功，因此机械能守恒，则有：

12mv2=mgh，

整理可得：

h=v22g，

v=2gh，

由此可知，人和秋千到达最高点时的高度h、运动过程中的最大速率v均与该整体的总质量m无关，故AB错误；

C.结合前面分析可知，该整体在最低点时速率最大、绳子的拉力最大，由向心力公式可得：

T−mg=mv2L，

解得绳子的最大拉力为：

T=mg+mv2L，

结合前面分析及题意可知，v、L、g均不变，m减小，故最大拉力T减小，发生变化，故C正确；

D.单摆周期公式为T=2πLg，由此可知，单摆的周期仅与摆长L、重力加速度g有关，与质量无关，故该整体的运动周期不变，故4.【答案】B

【解析】解：A、活塞无摩擦，气体压强等于外界大气压，压强不变，故A错误；

B、温度恒定，分子平均速率不变；压强不变，则单位时间撞击器壁单位面积的分子数不变，故B正确；

C、气体缓慢漏气，分子总数减少，气体压强保持不变，温度不变，分子平均速率不变，分子数密度不变，故C错误；

D、气缸导热，环境温度不变，气体分子平均动能不变，故D错误。

故选：B。

活塞无摩擦，气缸水平放置，封闭气体压强始终等于外界大气压；导热气缸环境温度恒定，分子平均动能不变。缓慢漏气，气体质量减少，压强不变，分子数密度不变，结合气体压强微观本质分析撞击频次。

本题考查气体压强的微观意义，解题关键是利用活塞平衡确定气体压强不变，结合温度不变分析分子平均动能，区分压强微观两个影响因素。5.【答案】B

【解析】解：A、保持S1闭合，线圈M产生恒定磁场，铁芯中磁通量不变；S2闭合瞬间，穿过线圈P的磁通量不变，不产生感应电流，流过电流表电流为0，故A错误；

B、保持S2闭合，S1闭合瞬间，线圈M产生的磁场向右增大；由楞次定律，线圈P感应磁场向左，结合右手螺旋定则，流过电流表电流方向由a到b，故B正确；

C、保持S2闭合，S1闭合瞬间，穿过P的磁通量增加，根据“来拒去留”，线圈M和线圈P相互排斥，故C错误；

D、保持S1S2闭合稳定后，线圈M电流恒定，铁芯磁通量不变，线圈P不产生感应电动势，流过电流表电流为0，故D6.【答案】C

【解析】解：AB.设交流电源电压为U1，升压变压器原线圈匝数为n1，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，灯泡电阻为RL。将降压变压器及灯泡等效为电阻R′=(n3n4)2RL

根据变压器的变压比可知升压变压器副线圈电压为U2=nn1U1，根据欧姆定律可知回路电流即输电线上的电流为I2=U2r+R′，灯泡两端电压正比于U3=I2R′。所以仅减小n时，U2减小，I2减小，灯泡变暗；仅减小r时，I2增大，灯泡变亮，故AB错误；

C.电阻r消耗的功率P7.【答案】D

【解析】解：A.因为机械波的波速大小由介质决定，与波源的振动频率无关，所以增大绳子抖动的频率，绳波向前传播的速度不变，故A错误；

B.由题图可知，O点到Q点的距离对应半个波长，即：

λ2=x2=4m，

解得该波的波长为：

λ=8m，

因为P质点的平衡位置x1=1m，则有：

x1=18λ，

此时设为0时刻，因为该波向右传播，则结合题图，由“同侧法”可知，0时刻P点正处于平衡位置上方且向平衡位置运动，其振动相位为3π4，

综上可知，P点的振动方程为：

yP=Asin(2πTt+3π4)，

由此可知，当P点第一次达到最高点时，有：

2πTt+3π4=52π，

解得：

t=78T，故B错误；

CD.同B思路，因为该波向右传播，则由题图及“同侧法”可知，t=0时刻质点Q正从平衡位置向上振动，因此Q点的振动方程为：

yQ=Asin2πTt，

则结合前面分析可知：

再经112T，yP=Asin11π12，yQ=Asinπ6，8.【答案】AB

【解析】解：A、滑片P向B端移动，正向电压增大，若已经达到饱和光电流，电流计示数保持不变，故A正确；

B、滑片P移动到A端，光电管两端电压为0，光电子依靠初动能仍可到达阳极，电流计示数不为0，故B正确；

C、逸出功由金属材料本身决定，与入射光频率无关，改用紫光照射，阴极K的逸出功不变，故C错误；

D、调换电源极性后施加反向电压，若反向电压小于遏止电压，仍然存在光电流，电流计示数不为0，故D错误。

故选：AB。

该电路施加正向电压，饱和光电流由入射光强度决定；逸出功是金属固有属性；调换电源极性后为反向电压，电压小于遏止电压时仍有光电流。

本题考查光电效应电路分析，解题关键是区分正向电压、反向电压对光电流的影响，明确饱和光电流、逸出功的决定因素。9.【答案】BD

【解析】解：A.由图2可知，磁感应强度B随时间t均匀变化，斜率k=ΔBΔt=B0t0恒定，根据法拉第电磁感应定律E=ΔΦΔt=SΔBΔt，感应电动势E大小恒定，线圈电阻R不变，则感应电流I=ER大小和方向均恒定，t0时刻电流方向不改变，故A错误；

B.线圈在磁场中的有效面积S=12πr2，感应电动势E=SΔBΔt=12πr2⋅B0t0，根据欧姆定律，线圈中的电流I=ER=π10.【答案】BD

【解析】解：A.根据题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有qvB=mv2R

解得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R=mvqB

粒子向第一象限发射，根据左手定则可知粒子在磁场中向左偏转，设粒子初速度与x轴正方向的夹角为θ(0<θ<π2)，轨迹圆心坐标为(−Rsinθ,Rcosθ)，轨迹的最左端横坐标为xmin=−Rsinθ−R=−R(1+sinθ)

为使所有粒子都能打在挡板上，要求对于所有的θ∈(0,π2)，都有xmin≤−3L

当θ→0时，xmin有最大值−R，需−R≤−3L

即R≥3L

挡板所在位置恰好能使所有粒子都能打在挡板上，当R=3L时，粒子的速度大小为v=3qBLm，故A错误；

B.设粒子打在挡板上时偏转角为α，有−Rsinθ+Rsin(θ+α)=−3L，且R=3L

可得sin(θ+α)=sinθ−1

因为θ∈(0,π2)，所以sinθ−1∈(−1,0)，随着θ从0增大到π2，sinθ−1整体从−1增大到0，结合粒子沿逆时针偏转，可推出偏转角α随θ严格单调递减，因此运动时间t=α2πT一定不同，故B正确；

C.粒子打在挡板上的纵坐标为y=Rcosθ−Rcos(θ+α)

由sin(θ+α)=sinθ−1，θ+α∈(π,3π2)

可知cos(θ+α)=−1−(sinθ−1)2=−2sinθ−sin2θ

代入得y=3L(cosθ+2sinθ−sin2θ)

求导可知，当sinθ=12时，y取得最大值ymax=33L

当θ→0或θ→11.【答案】【小题1】A【小题2】1.3×【小题3】6M【小题4】CD

【解析】解：(1)实验构建单分子油膜、球形分子的理想模型，属于理想模型法，故A正确，BCD错误。

故选：A。

(2)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=1500×1100×10−6m3=2×10−11m3

油酸分子的直径为d=VS=2×10−110.015m≈1.3×10−9m

(3)油酸的摩尔体积为Vmol=Mρ

一个油酸分子的体积为V0=16πd3

则阿伏加德罗常数为NA=VmolV0,解得NA=6Mπρd3

(4)AB.根据d=VS，不足一格舍去导致S偏小则d偏大，粉太厚油膜未完全散开导致S偏小则d偏大，故AB12.【答案】【小题1】30右2【小题2】F【小题3】升高

【解析】解：(1)①图(a)可知，当温度为5℃时，热敏电阻的阻值Rx=30Ω，为了模拟报警温度下的热敏电阻，应将电阻箱阻值调为30Ω，以替代热敏电阻；

为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最右端，此时接入电阻最大。

②调试时应使用电阻箱替代热敏电阻，电阻箱连接在开关的2端，故单刀双掷开关应拨至2端。

(2)根据闭合电路欧姆定律，报警时电路总电阻R总=EI=20.02Ω=100Ω

此时热敏电阻(或电阻箱)阻值为30Ω，则滑动变阻器接入阻值R滑=R总−Rx=100Ω−30Ω=70Ω

滑动变阻器R1最大阻值20Ω，R2最大阻值200Ω，由于所需阻值大于20Ω，故应选R2，即选F。

(3)电源的电动势不变、内阻不变，报警电流不变(20mA)，因此电路的总电阻不变，电路总电阻满足关系式R总=Rx+R滑

若滑动变阻器阻值R滑增大，要使总电阻仍为100Ω，则热敏电阻Rx必须减小，由图(a)可知，热敏电阻阻值随温度升高而减小，故Rx13.【答案】【小题1】如图，折射角记为β，依题意tanβ=33RR，解得：tanβ=33，故β=30°，入射角α=45°

由折射定律可知n=sinαsinβ，解得：n=【小题2】折射光在圆弧表面恰好全反射时sinC=1n，解得：C=45°，从O点入射的光线会从D点射出，如图，有光线射出的部分为DE，由几何关系可知，对应的圆心角为γ=45°

故有光线射出的部分弧长为s=π4

【解析】解：(1)如图，折射角记为β，依题意tanβ=33RR，解得：tanβ=33，故β=30°，入射角α=45°

由折射定律可知n=sinαsinβ，解得：n=2，光在介质中的速度为v=cn，光由A到B的时间为t=233Rv，解得：t=26R3c

(2)折射光在圆弧表面恰好全反射时sinC=1n，解得：C=45°，从O点入射的光线会从D点射出，如图，有光线射出