河南洛阳市2025-2026学年高二下学期阶段测试物理试卷（人教版选择性必修第三册）

**基本信息** 本试卷针对高二物理选择性必修三全册，融合原创与改编题，以“人造太阳”“锶原子光钟”等科技前沿及“煮小米粥”生活情境为载体，注重实验探究与综合应用，适配月考检测需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单项选择|7/28|气体压强、布朗运动、光电效应等|原创题结合生活情境（如煮小米粥分析分子运动），改编题引入激光黑磷实验等科技案例| |多项选择|3/18|核反应、热力学图像、氢原子跃迁|改编核废水衰变题考查结合能，关联环保热点；氢原子跃迁题综合光电效应与能级分析| |非选择|6/54|气体实验、光电效应实验、核反应计算等|实验题含探究气体等温变化（考查科学探究），原创绝热容器加热题综合能量观念与科学推理；“夸父一号”题结合航天科技考查光子能量计算|

河南高中二年级物理下学期阶段测试题 高二物理：选择性必修第三册全册（新教材人教版） 一、单项选择题（7小题，28分） 1.（原创题）关于气体压强的说法不正确的是（　　） A．气体对器壁产生的压强是由于气体分子的重力产生的 B. 气体对器壁的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力 C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关 D．从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关 2.（原创题）小米粥非常有营养，煮小米粥时先把水加热至沸腾，然后加入小米，下列说法正确的是 A. 水加入锅中，水面中水分子间距比水内部的水分子间距小 B. 水加热时，观察到水中小气泡从下往上运动，气泡体积逐渐增大 C. 水加热过程中，每个水分子的动能都增大 D. 小米在沸水中翻滚，这说明温度越高布朗运动越剧烈 3.（原创题）光电传感器已经应用到各个领域。大量处于n=4能级的氢原子跃迁辐射的光中频率最大的光恰好能使某光电传感器中的金属发生光电效应，已知氢原子基态能量为E1，下列说法正确的是（ ） A. 大量处于n=4能级的氢原子跃迁辐射的光中频率最大为 B. 该光电传感器中的金属逸出功可表示为 C. 若增大照射光电传感器光的强度，逸出的光电子动能增大 D. 若增大照射光电传感器光的强度，逸出的光电子数目增多 4．（2026南京二模）南京一高校实验室首次发现激光沿黑磷晶体不同方向入射时，产生的三次谐波强度呈现如图所示双叶分布。据此可判断黑磷（ ） A． 具有光学性质各向同性 B．有规则的几何外形 C．没有确定的熔点 D．是多晶体 5．（2026湖北11校联考） 2025年10月25日中科院宣布紧凑型聚变能实验装置（BEST）正在安装，中国人造太阳预计2027年竣工，有望成为人类历史上首个实现聚变发电的装置。如图所示，现实中太阳内层的氢发生聚变，每4个会聚变成1个，即质子-质子链反应。下列说法正确的是（　　） A. 比少两个中子 B. 和聚合成，反应需要吸收能量 C. 两个合成的过程中产生一个负电子 D. 的比结合能大于的比结合能 6.（2026河南郑州二模）2026年3月，我国成功研制高精度锶原子光钟。如图为锶原子的能级结构示意图，锶原子吸收波长为的光子，从基态跃迁到激发态；吸收波长为的光子，从基态跃迁到激发态。已知光速为c，则锶原子从激发态跃迁到激发态时辐射出的光子频率为 A． B． C． D． 7 （2026年3月北京房山模拟）激光减速指的是一种用激光对热运动的原子进行“刹车”，将其冷却到极低温度的技术。如图甲，一质量为m的原子和波长为的激光束发生正碰，原子吸收光子后，从低能级跃迁到激发态，然后随机地向各个方向自发辐射出光子（如图乙，对原子动量的影响忽略不计），落回低能级。已知该原子平均每秒吸收n个光子，忽略原子质量的变化，普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．该原子和激光束的光子相撞时，动量不守恒 B．原子从激发态向低能级跃迁时，辐射出光子的能量是连续变化的 C．单个激光光子的动量为 D．该原子减速的加速度的大小为 2、 多项选择题（3小题，18分） 8. （2025届江苏泰州高三年级二模联考改编）核废水中的发生衰变时的核反应方程为，该过程中释放的核能为ΔE。设的结合能为E1，的结合能为E2，X的结合能为E3。下列说法正确的是（　　） A. X为氘核 B. 的比结合能大于的比结合能 C. 该核反应过程中释放的核能 D. 衰变过程中放出的光子是由从高能级向低能级跃迁产生的 9 (2025·东北三省联考)如图所示，光滑的绝热汽缸内有一质量为m的绝热活塞，活塞下方封闭一定质量的理想气体，初始时气体状态为A。现用电热丝对汽缸内气体缓慢加热至某一状态B，停止加热前，活塞已经与卡口接触。下列图像能反应封闭气体状态变化的是(　　) 10 （2026浙江二模）如图甲所示，用某种型号的光线发射器的光照射光电管。图乙为氢原子能级图，光线发射器内大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.09eV，下列说法正确的是（       ） A． 丙图中和对应的是甲图中电源的正极接在左端 B．用动能为13eV的电子轰击一群基态氢原子，可使原子跃迁到n=3能级 C． 用b光照射光电管时，阴极飞出的光电子最大初动能为1.6×10-18J D． 若将电源的正极接在左端，将滑动变阻器滑片从左向右滑动过程中，电流表示数从0开始先增大后保持不变 3、 非选择题（6小题，54分） 11. （7分）（2026广东惠州调研）某实验小组同学利用如图（a）所示的装置探究等温情况下一定质量气体压强和体积的关系。 （1）实验中，为了探究注射器内气体的体积与压强的关系，__________（选填“需要”或“不需要”）测空气柱的横截面积。 （2）实验过程中要求缓慢推动活塞，其目的是__________。 （3）为了探究注射器内气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的p-V图像如图（b）所示，由图可知，两次实验气体的温度大小关系为__________（选填“<”、“=”或“>”）。 （4）为了更方便通过图像观察气体做等温变化的规律，实验小组根据实验数据绘制。如果随着压强增大，实验过程中注射器内气体出现漏气的情况，则绘制的图线可能是图（c）中的哪条图线：__________（选填“①”、“②”或“③”）。 12 （2026成都石室中学质检）（7分）某学习小组为探究光电效应的规律，设计了如图甲所示的电路图，图乙是对应的装置实物图。 0. 电路连接：图乙中已正确连接了部分电路，请完成图中滑动变阻器R、单刀双掷开关S、灵敏电流计G和电压表V间的实物图连线_________； 实验探究： ①为了探究入射光的频率、强度对光电流的影响，需要把单刀双掷开关S打向_________端（填“a”或“b”），在光电管上加正向电压（光电管阳极接电源正极）； ②实验发现，在光照条件不变的情况下，灵敏电流计示数随着滑动变阻器滑片P向右滑动而增大，当滑片P移到某一位置后，灵敏电流计示数不再变化。此时灵敏光电流计G的示数如图丙所示，读数为____μA。 由此可知，光电效应存在饱和光电流； ③通过控制变量法，改变入射光的频率或强度，测量饱和光电流的变化情况； ④把单刀双掷开关S打向另一侧，在光电管上加反向电压，可以探究入射光的频率、强度对__________的影响（填下列选项前字母）； A．遏止电压 B．饱和光电流  C．截止频率 为了实现用滑动变阻器可以控制输出正向电压或反向电压，该学习小组对实验方案进行了改进，设计电路图如图丁所示。为给光电管提供反向电压应将滑片P往_____端移动。（填“c”或“d”） 13．（10分）（2026河南郑州三模）某同学自制的角速度测量装置原理如图所示。粗细均匀两端封闭的导热玻璃管内有一质量为10 g的小液柱（长度不计），玻璃管总长度。当玻璃管水平静置时，液柱恰好停在玻璃管中间，两端的气体压强等于大气压强。为测量某转盘（图中未画出）水平转动时的角速度，将玻璃管沿转盘某一半径固定，且一端与转盘中心重合。当转盘匀速转动时，液柱沿径向的位移为6 cm。已知整个过程环境温度不变，玻璃管内壁光滑，液柱横截面积为，大气压强，求转动时 （1）靠近转轴气体柱的压强； （2）转盘角速度的大小。 解析：（1）设玻璃管的横截面积为S，靠近转轴的空气柱压强为， 对内侧空气柱，由玻意耳定律可知： 代入数据可得， （2）设远离转轴的空气柱压强为 对外侧空气柱，由玻意耳定律可知： 由牛顿第二定律， 联立求解，并代入数据，可得 14.（10分）（原创题）如图，容积为=2L绝热容器内装置有电功率P=10W的电热丝，容器上端开口与一竖直的横截面积为的绝热容器C相连，内壁光滑的容器C上有质量为m＝10kg的绝热活塞封闭，电阻丝自身升温所需热量以及所占的体积忽略不计。现有一定质量理想气体封闭在两容器中，开始时容器内气体温度为=27℃，活塞离容器C底高度为=10cm，大气压强为=1.01×105Pa，接通电源对电阻丝加热放出热量，加热90s时间时C中活塞缓慢移动了30cm。不考虑容器吸收热量，电热丝产生的热量全部被气体吸收，重力加速度大小g=10m/s2。求： (1)容器C中活塞移动30cm时容器内气体的温度t； (2)容器中气体增加的内能△U。 15（9分）“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求: (1)每个光子的动量p和能量E; (2)太阳辐射硬X射线的总功率P。 16（11分）掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太阳上的一种核反应为两个氘核H)聚变成一个He核。已知氘核的质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 uHe核的质量为3.015 0 u。1 u相当于931.5 MeV。 (1)写出该核反应方程; (2)计算上述核反应中释放的核能ΔE(保留3位有效数字); (3)若两个氘核以相等的动能0.45 MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化成动能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少? 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南高中二年级物理下学期阶段性测试 高二物理：选择性必修第三册全册（新教材人教版） 双向细目表 题号 题型 分值 考查知识点 难度系数 1 单项选择题 4 气体压强 0.7 2 单项选择题 4 分子动理论 0.7 3 单项选择题 4 光电效应，玻尔理论 0.7 4 单项选择题 4 晶体和非晶体 0.7 5 单项选择题 4 轻核聚变 0.65 6 单项选择题 4 玻尔理论 0.63 7 单项选择题 4 德布罗意物质波、动量定理 0.50 8 多项选择题 6 原子核衰变 0.60 9 多项选择题 6 气体图像 0.55 10 多项选择题 6 能级，光电效应 0.53 11 实验题 7 探究等温情况下一定质量气体压强和体积的关系 0.70 12 实验题 7 探究光电效应的规律 0.58 13 计算题 10 玻意耳定律，牛顿第二定律 0.60 14 计算题 10 盖吕萨克定律，热力学第一定律 0.60 15 计算题 9 光子动量，能量，功率 0.60 16 计算题 11 核聚变，核能，动量守恒定律，能量守恒定律 0.55 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南高中二年级物理下学期阶段测试题 高二物理：选择性必修第三册全册（新教材人教版） 答案与解析 一、单项选择题（7小题，28分） 1.【答案】A 【解析】气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，不是气体分子的重力产生的，A错误；气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力，B正确；从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关，C正确；从宏观角度看，由理想气体状态方程可知气体压强的大小跟气体的温度和体积有关，D正确。 2 答案 B 解析 蒸发使水面中水分子间距比水内部的水分子间距大，A错误；水加热时，观察到水中小气泡从下往上运动，气泡内气体的压强逐渐减小，气泡体积逐渐增大，B正确；水加热过程中，水吸收热量，温度升高，水分子的平均动能增大，不是每个水分子的动能都增大，C错误；小米不是悬浮在水中的布朗微粒，小米 在沸水中翻滚，不是布朗运动，不能说明温度越高布朗运动越剧烈，D错误。 3 答案 D 【解析】根据玻尔理论，处于n=4能级跃迁到基态的光子频率最大，处于n=4能级的氢原子能量为E4=，根据玻尔理论，hν=E4－E1=－, 解得跃迁辐射的光中频率最大为ν=－, A错误；该光电传感器中的金属发生光电效应的极限频率为ν=－, 该光电传感器中的金属逸出功可表示为W0=hν=－, B错误；根据光电效应规律，若增大照射光电传感器光的强度，逸出的光电子数目增多，逸出的光电子动能不变，C错误D正确。 4. 【答案】B 【解析】激光沿黑磷晶体不同方向入射时，产生的三次谐波强度不同，可知黑磷具有光学性质各向异性，是晶体，有规则的几何外形，有确定的熔点，B正确AC错误。多晶体是由大量取向杂乱的单晶体组成，宏观上表现为各向同性，D错误。 5.【答案】D 【解析】中子数为0，中子数为1，则比少一个中子，A错误； 和聚合成，反应放出能量，B错误； 根据，即两个合成的过程中产生一个正电子，C错误； 因生成物更加稳定，生成物的比结合能更大，即的比结合能大于的比结合能，D正确。 6. 答案 B 解析 设基态的能量为，激发态 的能量为，锶原子从基态跃迁到激发态，有 - = 从基态跃迁到激发态，有 - = ，锶原子从激发态跃迁到激发态时 ，辐射出的光子能量满足 - =hν，联立解得v= ，，B正确。 7. 答案 D 【解析】该原子和激光束的光子相撞时，系统不受外力作用，动量守恒，A错误； 根据玻尔理论，原子能级是量子化的原子从激发态向低能级跃迁时，辐射出光子的能量是不连续变化的，B错误；根据德布罗意物质波理论，波长为的激光束单个激光光子的动量为p=，C错误；该原子平均每秒吸收n个光子，每个光子的动量为p=，根据动量定理Ft=np，每秒原子受到的光子冲击力F=，由牛顿第二定律，F=ma，可得该原子减速的加速度的大小为a=，D正确。 2、 多项选择题（3小题，18分） 8.【答案】BC 【解析】．设X粒子质量数为a，电荷数为b，根据核反应过程质量数守恒、电荷数守恒有210=206+a，84=82+b，解得a=4，b=2，可知X为氦核，A错误； 原子核发生衰变时，衰变产物比反应物更加稳定，即衰变产物比结合能更大，故的比结合能大于的比结合能，B正确； 核反应的生成物总的结合能大于反应物总的结合能，该核反应过程中释放的核能为，C正确； 衰变过程中放出的光子是由生成的新核 从高能级向低能级跃迁产生的，D错误。 9. 答案　BD 解析　设活塞面积为S，初始时大气压强为p0，对活塞受力分析，有mg＋p0S＝pAS，解得气体压强pA＝p0＋;在活塞与卡口接触前，活塞受力不变，气体发生等压变化，当活塞与卡口接触后，气体体积不变，继续加热气体，温度升高，由理想气体状态方程可知压强增大，整个过程气体先等压膨胀，再等容升压。题图A气体一直等压膨胀，A错误;题图B气体先等压膨胀，再等容升压，B正确;题图C气体先等压压缩，再等容升压，C错误;题图D气体先等压膨胀，再等容升压，D正确。 10. 答案 BC 解析 丙图中和是遏止电压，对应的是甲图中电源的正极接在右端，A错误；用动能为13eV的电子轰击一群基态氢原子，氢原子可能吸收其中（-1.51eV）-（-13.6eV）=12.09eV能量，可使原子跃迁到n=3能级，B正确； 光线发射器内大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，两种光子能量分别为[（-1.51）-（-13.6）]eV=12.09eV，[（-3.4）-（-13.6）]eV=10.2eV，用b光照射光电管时遏止电压更大，所以b光光子能量为12.09eV，由光电效应方程，=hv-W，用b光照射光电管时，阴极飞出的光电子最大初动能为=12.09eV-2.09eV=10.0eV=1.6×10-18J，C正确；若将电源的正极接在左端，滑动变阻器滑片在最左端时光电管两端电压为零，但逸出的光电子本身具有初动能，已经可以到达阳极形成电流，所以将滑动变阻器滑片从左向右滑动过程中，电流表示数不是从0开始，D错误。 3、 非选择题（6小题，54分） 11. （7分） 【答案】（1）不需要 （2分） （2）保持气体的温度不变 （2分） （3）> （2分） （4）③（2分） 【解析】 （1）对两个平衡状态，由玻意耳定律，有 可消去横截面积，有 则实验不需要测量空气柱的横截面积。 （2）若推动活塞过快，则会使得气体温度快速变化，破坏了实验条件，要保持气体的温度不变，则在实验过程中要求缓慢推动活塞。 （3）同一质量的理想气体，体积不变时，温度越高，其压强越大，则由图（b）可知，。 （4）由题意，图线是一条延长后过原点的倾斜直线，即 图像斜率即常量C与气体温度和气体的物质的量有关。当实验过程中注射器内气体出现漏气的情况，即气体的物质的量减少，则图像斜率减小，绘制的图线可能是图（c）中的③。 12 （7分） 【答案】(1)如右图所示。 （2）①b ②70 ③A (3)d 【解析】（1）实物图连线如图。 （1） ①欲在光电管上加正向电压（光电管阳极接电源正极），需要把单刀双掷开关S打向b端；②灵敏光电流计G的示数为70μA；④把单刀双掷开关S打向另一侧，在光电管上加反向电压，可以探究入射光的频率、强度对遏止电压的影响，A正确。 （3）由电路结构可知，光电管阳极电势始终不变。当滑片P位于滑动变阻器中央时，阴极和阳极电势相等，这时加在光电管上的电压为零；当滑片P往a端移动，阴极电势升高，阴极电势高于阳极，这时加在光电管上的电压为反向电压，故为给光电管提供反向电压应将滑片P往a端移动。 13．（10分） 解析：（1）设玻璃管的横截面积为S，靠近转轴的空气柱压强为， 对内侧空气柱，由玻意耳定律可知： 代入数据可得， （2）设远离转轴的空气柱压强为 对外侧空气柱，由玻意耳定律可知： 由牛顿第二定律， 联立求解，并代入数据，可得 14.（10分） 【解析】（1）容器内气体做等圧変化，平衡时容器C中活塞移动的位移为x=30cm，初状态气体体积=+S，温度=+273K=300K， 末状态体积=+S(+x)， 由盖吕萨克定律，= 解得 T=600K， 容器C中活塞移动30cm时容器内气体的温度t=T-273℃=327℃ （2） 电阻丝加热△t=90s放出的热量Q＝P△t=900J 对活塞，由平衡条件，pS=S+mg 解得 p=1.11×105Pa 活塞移动使得外界对气体做功W=-pSx=1.11×105×100×10-4×0.3J=-333J 由热力学第一定律，容器中气体增加的内能△U=W+Q=567J 15（9分） 答案　(1)　h　(2) 解析　(1)根据德布罗意波长公式，可得每个光子的动量为p＝ 每个光子的频率为ν＝ 每个光子的能量为E＝hν 故每个光子的能量为E＝h。 (2)卫星离太阳中心的距离为R，离太阳中心距离为R的球面的表面积为S球＝4πR2 单位面积上的功率为P0＝ 太阳辐射硬X射线的总功率P＝S球P0 联立解得P＝。 16（11分） 答案　(1HHHen　(2)3.26 MeV　 (3)1.04 MeV　3.12 MeV 解析　(1)由质量数守恒和电荷数守恒，可知核反应方程为HHHen。 (2)设核反应的质量亏损为Δm，则有 Δm＝2.013 6 u×2－(3.015 0＋1.008 7)u＝0.003 5 u 释放的核能 ΔE＝0.003 5×931.5 MeV≈3.26 MeV。 (3)设核反应后He核和中子的动量分别为p1、p2，动能分别为Ek1、Ek2，则根据动量守恒定律有p1＋p2＝0 Ek1＝，Ek2＝ 根据能量守恒定律有2Ek0＋ΔE＝Ek1＋Ek2 解得Ek1＝1.04 MeV，Ek2＝3.12 MeV。 学科网（北京）股份有限公司 $