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湖北荆州市沙市中学2025-2026学年高二下学期5月阶段检测物理试题
一、单选题
1．2026年1月，我国研制的超导磁体成功实现了35.6T的中心磁场强度，创下世界纪录。如图，两个完全相同的环形超导线圈a和b，以过两线圈圆心、的水平线为轴平行固定放置，为连线中点，线圈中通有大小相等、方向如图所示的电流。已知线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为。下列说法正确的是（　　）
A．线圈a对线圈b的作用力方向沿向左
B．处的磁感应强度大小为，方向沿向右
C．以为直径的任意圆平面内的磁通量均为零
D．若在处放置一小磁针，待其静止后，其N极指向沿向右
2．静止的钚核衰变为铀核和α粒子，并放出γ光子。已知、和α粒子的质量分别为mPu、mU和mα，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　）
A．α射线的穿透能力比γ射线的穿透能力强
B．钚核的比结合能大于铀核的比结合能
C．衰变产生的核和α粒子的动能之比为mU∶mα
D．该衰变释放的总能量为（mPu-mU-mα）c2
3．图甲是研究光电效应的实验装置，图乙所示为氢原子的能级图。大量氢原子处于激发态，氢原子从激发态直接跃迁到基态发出的光子照射到图甲光电管阴极上时，电流表有示数，闭合开关，滑片缓慢向端移动，当电压表示数为时，电流表示数恰好为零。下列说法正确的是（　　）
A．光电子的最大初动能
B．处于激发态的大量氢原子跃迁时共发出6种频率的光
C．制作阴极的金属材料的逸出功
D．氢原子从激发态跃迁时发出的光子照射阴极上都有光电子射出
4．如图所示，两光滑直导轨AB、CD放在水平桌面上，右端连接一个定值电阻，左端放一根导体棒。导轨之间有竖直方向等大的匀强磁场，磁场分界线ab、cd、ef、mn之间的距离均为L，不计导轨和导体棒的电阻，导体棒以速度v水平向右匀速运动，且始终保持与导轨良好接触，以俯视时顺时针方向为电流的正方向，从导体棒经过ab分界线开始计时，通过电阻的电流i、电阻两端的电势差UBD随时间t变化的图像正确的是（　　）
A． B． C． D．
5．图甲为全球最高海拔的西藏八宿风电场。将转化效率为40%的风力发电机供电系统简化为图乙所示，经齿轮调速后，可使矩形线圈绕轴逆时针匀速转动，输出电压，电阻，为可变电阻，最小值为，最大值为，其他电阻均不计。理想变压器原、副线圈的匝数之比。此时线圈平面与磁感线平行，下列说法正确的是（　　）
A．线圈位于图乙所示位置时磁通量变化率最大，电流方向从到
B．取最小值时电流表的示数为
C．取最小值，线圈转过，通过的电荷量为
D．取最大值时该发电机每秒消耗的风能为
6．在子弹穿透力对比的测试中，实验者可以通过子弹射穿苹果的个数来比较不同手枪子弹的穿透力，其中左轮手枪的子弹穿透了36个被紧挨排列固定在一起的苹果后速度恰好减为零，子弹穿透36个苹果的总时间为t，已知子弹可以视为质点，子弹穿透苹果的过程可视为匀减速运动，下列说法正确的是（　　）
A．子弹在前时间内穿透了21个苹果
B．子弹穿透前32个苹果所用时间为
C．子弹穿透第21个苹果所用时间为
D．子弹穿透第1个与最后1个苹果所用的时间之比为
7．如图，一光滑斜面固定在水平地面上，斜面倾角为，其底端固定一轻质弹簧，将质量为m的物块从斜面顶端由静止释放，弹簧的劲度系数为k，弹簧的最大压缩量为。已知弹簧弹性势能为，其中x是形变量，弹簧振子简谐运动的周期，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．速度最大时的弹簧压缩量为
B．物块下滑的最大位移为
C．物块的最大动能为
D．物块从与弹簧接触到速度第一次为零的时间为
二、多选题
8．如图所示，甲是质谱仪的示意图，乙是回旋加速器的原理图，丙是研究楞次定律的实验图，丁是研究自感现象的电路图，下列说法正确的是（　　）
A．质谱仪可以用来测量带电粒子的比荷，也可以用来研究同位素
B．回旋加速器是加速带电粒子装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大
C．丙图中，磁铁插入过程中，电流由
D．丁图中，开关断开瞬间，灯泡一定会突然闪亮一下
9．一定质量的理想气体经历四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为0K，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，、、三个状态的体积关系为，下列说法不正确的是（　　）
A．从到，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少
B．、两状态的体积之比为
C．从到的过程气体从外界吸收的热量小于从到的过程气体从外界吸收的热量
D．从到，气体的体积不变
10．某灯具厂研发人员在设计一个由透明材料制作的正方体装饰灯时，在正方体的中心安装了一个颜色可调光源S。当光源发出红光时，正方体六个面全部区域恰好有光透出。已知正方体棱长为，真空中光速为。若只考虑第一次到达表面的光线，则（　　）
A．透明材料对该红光的折射率为
B．该红光从玻璃砖射出的最长时间为
C．若光源发出光的频率变大，则每个面透光区域的形状可能为椭圆
D．若透明材料对某色光的折射率为时，玻璃砖表面透光区域总面积为
三、实验题
11．某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验
(1)实验中，除打点计时器、纸带、小车、长木板、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的还有　　　　。（填选项代号）
A．电压合适的50Hz交流电源
B．电压合适的直流电源
C．刻度尺
D．天平
E．秒表
F．弹簧测力计
(2)某同学做此实验的主要步骤如下：
A、接通电源；
B、将打点计时器固定在长木板上，并接好电路；将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，再将小车放在长木板上准备实验；
C、释放纸带，让小车运动起来；
D、关闭电源，取出纸带进行分析
上述实验步骤，合理的操作顺序是____；
(3)下图是一次实验中记录小车运动情况的纸带，图中O、A、B、C、D为相邻的计数点，相邻计数点间还有4个点未画出。
由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车运动的速度____m/s，小车运动的加速度____m/s2（结果均保留两位有效数字）
12．在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5Ω，某同学用刻度尺测量金属丝的长度，用螺旋测微器测量金属丝直径，再用伏安法测出金属丝的电阻，根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
(1)当金属丝两端电压为时，通过金属丝的电流为；测得合金丝的长度为，直径为，请根据这些物理量写出该合金电阻率的表达式______；
(2)螺旋测微器测量金属丝直径时，刻度位置如图所示，该电阻丝直径的测量值______mm；
(3)如图所示，对于电流表的内接法和外接法，下列说法中正确的是______；
A．内接法误差来源是电流表分压，外接法误差来源是电压表分流
B．内接法电压表测量的电压大于待测电阻两端电压，外接法电压表测量的电压小于待测电阻两端的电压
C．内接法电流表测量值等于流过待测电阻的电流，外接法电流表测量值大于流过待测电阻的电流
D．内接法测得电阻值大于待测电阻的阻值，外接法测得电阻值小于待测电阻的阻值
(4)实验中能提供的器材有：
A．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）
B．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ）
C．电流表（量程0~3A，内阻约0.01Ω）
D．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）
E.滑动变阻器（0~20Ω）
F.滑动变阻器（0~500Ω）
G.电源（电动势为3.0V）及开关和导线若干
该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择______，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______（均选填各器材前的字母A~G），实验电路应选用图______。
四、解答题
13．如图所示，内部高h=30.0cm的圆柱形金属腔体竖直放置，内部用不计厚度的活塞将腔体分隔为上、下两部分，上部通过小孔与大气连通，下部封闭有一定质量的理想气体，初始时，活塞处于静止状态，下部封闭气体高度为h1=20.0cm，温度为T1=300K。当环境温度从T1缓慢升高至T2=330K时，活塞缓慢上移，下部封闭气体从外界吸收热量Q=37.5J。已知活塞面积S=50cm2、质量m=5.0kg，大气压强恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，活塞与腔壁无摩擦，气体温度始终与环境温度相同。求：
(1)初始时下部封闭气体的压强p1；
(2)当环境温度升高至T2时，活塞上升的高度 h；
(3)环境温度从T1升高至T2的过程中，下部封闭气体内能的增加量 U。
14．某同学受《三国演义》的启发，设计了一个“借箭”游戏模型。如图所示，城堡上装有一根足够长的光滑细杆，杆上套一个质量为的金属环，金属环用长度轻绳悬挂着一个质量为的木块，静止在城墙上方。若士兵以一定角度射出质量为的箭，箭刚好水平射中木块并留在木块中箭与木块的作用时间很短，之后带动金属环运动。已知箭的射出点到木块的水平距离为、竖直高度为，重力加速度，在整个运动过程中，木块整体上升的最大高度小于绳长，箭、木块、金属环均可视为质点，忽略空气阻力，求：
(1)箭射中木块前瞬间的速度大小；
(2)箭射入木块的过程中系统损失的机械能；
(3)木块第一次回到最低点时绳子的拉力大小？
15．如图所示，在xOy坐标系第二象限有一半径为R的圆形区域，圆心为C。圆形区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，圆形边界分别与x、y轴相切，切点分别为M、N。在第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，在x轴上放有粒子接收屏。带电粒子从M点以速度沿与MC夹角的方向垂直射入磁场，粒子离开磁场后从y轴上的P点垂直y轴进入电场，最后到达接收屏的Q点（P、Q点图中没有画出），Q到O的距离为。不计粒子所受重力。
(1)求P到O的距离y；
(2)求电场强度E和磁感应强度B的比值；
(3)若在第一象限还有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B'，粒子进入第一象限后垂直击中接收屏，求。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B B C D D AC CD AD
11．(1)AC
(2)BACD
(3) 0.96 2.4
12．(1)
(2)0.233/0.232/0.234
(3)ACD
(4) A D E 丁
13．(1)1.1×105Pa
(2)2cm
(3)26.5J
【详解】（1）对活塞，根据平衡条件可得
解得下部气体的压强为
（2）假设升温过程中活塞未上升到腔体顶部，则气体做等压膨胀，根据盖吕萨克定律得
解得
故假设成立；
（3）活塞上升过程中，外界对封闭气体做功为
解得
根据热力学第一定律可得
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）箭射出后做斜抛运动，设箭射中木块前瞬间的速度大小为，即斜抛运动的水平分速度为，由运动学公式得，
解得
（2）箭射入木块的过程，两者动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
解得
由能量守恒定律可得此过程损失的机械能为
其中，
解得
（3）在木块与圆环一起向右运动再回到最低点过程中，在水平方向上满足动量守恒定律，设木块回到最低点时，木块与圆环的速度分别为、，以向右为正方向，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
其中
联立解得，
设木块第一次回到最低点时绳子的拉力大小为F，根据牛顿第二定律得
解得
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由左手定则可知粒子带正电，在磁场中做圆周运动，轨迹如图1所示
粒子离开磁场的位置为A，轨迹圆心为D，由对称性可知A、M关于C、D连线对称
由于粒子离开磁场时速度方向垂直y轴，可知AD平行CM，可知四边形MCAD 为菱形。
粒子圆周运动轨迹半径
P 点到O点的距离
（2）设粒子质量为m、电荷量为q，在磁场中做圆周运动，洛伦兹力充当向心力
可得
设粒子在电场中运动时间为方向粒子做匀速直线运动
设y方向加速度大小为，根据牛顿第二定律
y方向做匀加速直线运动
可得
电场强度E和磁感应强度 B的比值
（3）粒子在第一象限的轨迹如图2所示，设某时刻速度为，方向与x正方向夹角为，经过极短时间，速度变化
x 方向，根据动量定理
对从P到x轴过程求和，可得
可得
即

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