湖南湘潭市2025-2026学年高二下学期期末考试物理自编试卷（人教版）

**基本信息** 高二物理期末卷以斯特林发动机、飞船对接等科技情境和实验探究为载体，覆盖力学、电磁学、热学等模块，注重物理观念与科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|单选7题28分、多选3题15分|国际单位制、简谐运动、气体定律、天体运动、电磁感应|基础概念与情境应用结合，如机械手抓取篮球考查摩擦力分析，体现科学推理| |非选择题|5题57分（实验2题、计算3题）|实验探究（加速度与力关系、单摆测g）、核反应、热力学定律、天体辐射|综合应用与模型建构，如太阳核聚变与黑体辐射模型分析，突出科学探究与责任|

湖南省湘潭市2025-2026学年高二下学期期末考试自编试卷 物理试题（解析版） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C D C C B AB BD BD 1．B 【详解】电压单位V，电阻单位，电量单位C，都不是国际单位制中的基本单位，电流单位A是国际单位制中的基本单位。 故选B。 2．D 【详解】A．设振子的振幅为，由题意知，所以，故A错误； B．振子从点运动到M点用时0.4s，为周期的一半，可知其固有周期 固有频率 当驱动力频率等于做受迫振动的物体的固有频率时，物体会发生共振，振幅最大，故B错误； C．振子从O点运动到M点和从M点运动到O点经过点时，因回复力相同，故加速度相同，但速度是矢量，两次经过点时速度大小相同，方向相反，故C错误； D．振子在点和M点的弹簧形变量之比为，故振子受到的合外力之比为，根据牛顿第二定律可知振子的加速度之比为，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】气体发生等温变化，根据玻意耳定律可知其压强和体积的乘积不变，所以若气体体积增大为原来的2倍，则压强变为原来的，故C正确。 故选C。 4．D 【详解】A．从b到c为等容变化，则有， 可得，又有，因此a状态气体温度比c状态高，故A错误； B．，两过程都发生等容变化，根据热力学第一定律，吸收或放出的热量都用来改变气体的内能，由于，，故有 可知，两过程的气体内能变化量大小相等，因此这两过程气体放出、吸收的热量相等，故B错误； C．在图像中，图像与横轴围成的面积等于气体做功的大小，体积增大时，气体对外做功，体积减小时，外界对气体做功，因此整个循环过程，气体对外做功，而气体内能不变，根据热力学第一定律可知，整个循环过程，气体从外界吸收热量，故C错误； D．由图像可知，，又有，根据压强的微观解释，可知d状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比c状态多，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．根据牛顿第二定律 解得 飞船两次经过A点，r相同 ，a相同，A错误； B．根据开普勒第三定律，半长轴越小周期越小。Ⅱ轨道的周期小于Ⅲ轨道的周期，B错误； C．飞船由轨道Ⅱ的B点转移到轨道Ⅲ需要在B点加速，C正确； D．飞船在轨道Ⅰ上与地心连线和在轨道Ⅲ上与地心连线在相同时间内扫过的面积相等，D错误。 故选C。 6．C 【详解】ABC．对篮球受力分析，竖直方向满足 因为静摩擦力 解得 所以想要抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为 且可得夹角满足 时，才能将篮球抓起，时，不一定能将篮球抓起，故AB错误，C正确； D．若抓起篮球竖直向上做匀速运动，篮球始终处于平衡状态，则每根“手指”对篮球的压力不一定变大，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．A→B过程中，气体经历等温过程，气体内能保持不变，体积变小，外界对气体做正功，由热力学第一定律，可得气体放出热量，故A错误； B．B→C过程中，气体经历等容过程，体积保持不变，由查理定律可得，压强和热力学温度成正比，故压强增大，温度升高，气体分子的热运动变得更剧烈，故B正确； C．C→D过程中，气体经历等温过程，压强变小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故C错误； D．要想比较状态B气体的温度和状态D气体的温度，考虑到状态A和状态B的温度相等，故只需比较状态D和状态A的温度。D→A过程中，气体经历等容过程，由查理定律可得，压强和热力学温度成正比，故压强降低，温度降低，故状态D的温度大于状态A的温度，即大于状态B的温度，故D错误。 故选B。 8．AB 【详解】AB．由图可知，在0~t1内，电容器C在放电，时刻放电结束；在t1~t2内，电容器C在充电，则磁场能正在转化为电场能，故AB正确； CD．由图可知，在t2~t3内，电容器C在放电，时刻放电结束；在t3~t4内，电容器C在充电，则磁场能正在转化为电场能，故CD错误。 故选AB。 9．BD 【详解】A．由图甲可知，大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，发出频率最高的光子的能量为 根据图丙可知，遏止电压为，则光电子的初动能 根据光电效应方程 则光电管阴极K金属材料的逸出功为 故A错误； B．根据排列组合的规律可知，大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，共发出3种频率的光，故B正确； C．光电子由阴极K向对面的极板运动，形成光电流，要阻止该电流，需要接反向电压，则可判断图乙中电源左侧为正极，故C错误； D．通过A分析可知，只要光电子的能量大于，就可以使阴极K发生光电效应现象，由图甲可知，大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，有2种频率的光子满足要求，故D正确。 故选BD。 10．BD 【详解】A．撤去外力后，回路电动势为 由于做减速运动，做加速运动，所以减小。 根据可知，电流减小，导体棒受到的安培力也在减小 根据牛顿第二定律得，所以加速度在减小，当速度相等，一起做匀速运动，故错误； B．导体棒在时的速度为，回路电动势为 回路电流为，故B正确； C．撤去外力后，导体棒组成的系统满足动量守恒 所以 解得，故C错误； D．撤去外力到最终稳定运动，由能量守恒得 由于串联，所以从开始运动到最终稳定状态过程中，导体棒产生的焦耳热为 ，故D正确。 故选BD。 11． 左 相等 Ⅰ 不会 【详解】（1）[1][2]补偿阻力时，需要把长木板左端垫高，使小车运动时重力沿长木板的分力等于摩擦力，则当小车经过两个光电门时遮光片的遮光时间相等时，表明小车做匀速运动。 （4）[3]根据牛顿第二定律 可得 故物体质量越大，a−F图线斜率越小，所以Ⅰ是小车内添加砝码后的图线。 （5）[4]由于器材中有力的传感器，故不需要满足重物质量远小于小车质量的条件，故图线不会弯曲。 12．(1)球心开有小孔的塑料球 (2) 1.64 1.5 (3) (4)① 【详解】（1）为减小空气阻力对实验的应用，应选用球心开有小孔的铁球，故实验中不需要的是球心开有小孔的塑料球。 （2）[1]小球的直径 [2]小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔为25个单摆周期，故单摆的振动周期 （3）细线悬点到摆球上边缘的距离L，则单摆摆长 又根据单摆周期公式 综合解得 又图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则图像斜率 解得 （4）实验操作①中有一处操作不当，用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，单摆摆动过程中，悬点不固定，摆长会发生变化，影响实验结果。 13．(1) (2)， 【详解】（1）衰变过程的质量亏损 根据 得 （2）根据 可得的结合能为 即 则的比结合能为 14．(1)， (2) (3) 【详解】（1）在卡口a处对活塞由受力平衡 由题意， 代入得 恰好到达卡口b处时对活塞由受力平衡 得 （2）对缸内已有氮气和充入的氮气，由 解得 （3）设漏出氮气体积为V，初末状态压强相等，由状态方程 解得 所以漏出的氮气与容器内剩余氮气的质量比 15．(1)→+2；(2)；(3)①；②T=1.2×107K，缺点见解析 【详解】(1)太阳核反应区发生的典型的轻核聚变反应方程式为 →+2 (2)在以太阳为中心，L为半径的球面上，单位面积接收到的太阳辐射的功率为 火星接收到的来自太阳的电磁辐射功率 所以时间t火星接收到来自太阳辐射的总能量 E火=P火t= (3)①火星吸收太阳的电磁能量与自身辐射电磁能量达到平衡时有 P火=I•4πr2 设火星的平均温度为T火，根据题意有 I=σT火4 联立以上两式，解得 T火= ②太阳表面单位时间内向外辐射的总能量为P1，根据题意，当辐射和吸收电磁波的能量达到平衡时，对于第一层有 P2=2P1 对于第二层有 2P2=P3+P1 所以 P3=3P1 对于第三层有 2P3=P4+P2 所以 P4=4P1 由此可推知 PN=NP1；P核=（N+1）P1 则在太阳表面 在太阳核反应区 联立以上两式得 带入数据，解得 T=1.2×107K 主要缺点：从得到的表达式 可以看出，太阳核反应区的温度依赖于薄层的层数N，只有当层数N取特定的值（比如题目中给的值）才和太阳实际温度符合（比如题目中给的T）；大量薄层之间可能会有少量物质交换，这个模型就不再是严格意义上的“黑体”。 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省湘潭市2025-2026学年高二下学期期末考试自编试卷 物理试题 考试时间：75分钟； 分值：100 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上． 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效． 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 第一部分（选择题 共43分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列属于国际单位制中基本单位符号的是（　　） A．V B．A C． D．C 2．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置在、M两点之间做简谐运动，、M两点相距20cm。某时刻振子处于点，经过0.4s，振子首次到达M点，已知点位于OM正中间，设向右为正方向，下列说法正确的是（　　） A．振子的振幅为20cm B．若给该振子施加一个周期性的驱动力，要使该振子振幅最大，则驱动力的频率应为0.8Hz C．振子从O点运动到M点和从M点运动到O点经过点时的速度、加速度均相同 D．振子在点和M点的加速度之比为 3．一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的2倍，则压强变为原来的几倍（　　） A．2 B．1 C． D． 4．“回热式热机”热循环过程可等效为如图所示的曲线，a→b、c→d为等温过程，b→c、d→a为等容过程。对于一定质量的理想气体在热循环过程中，下列说法正确的是（　　） A．a状态气体温度比c状态低 B．b→c过程放出热量小于d→a过程吸收热量 C．整个循环过程，气体对外放出热量 D．d状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比c状态多 5．如图所示为飞船的发射与交会对接过程简化示意图，飞船首先升空抵达半径为的近地圆轨道Ⅰ上点，然后在点短暂加速进入过渡的椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ的远地点点经合适调节便可稳定于空间站所在的半径为的圆轨道Ⅲ上，最后再择机与空间站对接。下列判断正确的是（　　） A．飞船在轨道Ⅱ上经过A点的加速度大于在轨道Ⅰ上经过A点的加速度 B．飞船在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅲ上的运行周期 C．飞船由轨道Ⅱ的B点转移到轨道Ⅲ需要在B点加速 D．飞船在轨道Ⅰ上与地心连线和在轨道Ⅲ上与地心连线在相同时间内扫过的面积相等 6．如图所示为机械手抓取篮球的照片。为便于研究，将机械手简化为三根“手指”，且不考虑篮球的明显形变。抓取点平均分布在同一水平面内，抓取点与球心的连线与该水平面夹角为，“手指”与篮球间的动摩擦因数为，篮球的重力大小为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A．只要“手指”对篮球的压力足够大，不论取何值都能将篮球抓起 B．若与的关系满足，则一定能将篮球抓起 C．若能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值 D．若抓起篮球竖直向上做匀速运动，则每根“手指”对篮球的压力一定变大 7．科普小制作斯特林发动机如图甲所示，它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的，因此又被称为热气机。如图乙所示，在斯特林循环的p−V图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，下列说法正确的是（　　） A．A→B过程中，气体从外界吸收热量 B．B→C过程中，气体分子的热运动变得更剧烈 C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加 D．状态B气体的温度比状态D气体的温度高 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流规定为正方向，下列说法正确的是（　　） A．在0~t1内，电容器C在放电 B．在t1~t2内，磁场能正在转化为电场能 C．在t2~t3内，电容器C在充电 D．在t3~t4内，电场能正在转化为磁场能 9．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0eV B．这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光 C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极 D．氢原子跃迁放出的光子中共有2种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象 10．在水平地面上，固定着两条足够长且平行的光滑金属导轨，导轨间距。整个空间存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度。导轨上静置着两个导体棒，其质量分别为，电阻分别为。在时刻，对导体棒施加水平方向的外力使其向右运动，同时，对导体棒施加水平外力使始终保持静止。当时，导体棒速度为，此刻同时撤去外力和。已知导体棒的长度与导轨间距相等，且始终与导轨保持良好接触，不计导轨电阻及一切阻力。下列说法正确的是（　　）    A．撤去外力后，导体棒先做加速运动，再做减速运动，最终停止运动 B．时，回路电流为 C．撤去外力后，导体棒所能达到的最大速度为 D．从撤去外力到最终稳定状态过程中，导体棒产生的焦耳热为 第二部分（非选择题 共57分） 3、 非选择题：本大题共5题，共57分。 11．某实验小组用如图甲所示的装置探究小车的加速度与质量、合外力的关系。把带有遮光片的小车与力传感器固定在一起，放在带有滑轮的木板左端，长木板上固定两个光电门。 （1）为了补偿阻力，需要把长木板的______（填“左”或“右”）端适当垫高，在小车不受拉力的情况下，轻推小车，当小车经过两个光电门时遮光片的遮光时间______时，表明补偿阻力恰到好处。 （2）用仪器测量遮光片宽度为d。 （3）跨过定滑轮的细线一端与力传感器相连，另一端与悬挂的重物相连，由静止释放小车，小车通过左、右两光电门时遮光片的遮光时间分别为t1和t2，小车通过两光电门的时间间隔为Δt，然后测算出小车运动的加速度a，并记录下这一过程中力传感器的示数F。 （4）改变重物的质量，重复（3），得到多组加速度a与对应的力传感器的示数F，用图像法处理数据，以a为纵坐标，F为横坐标，作出a−F图像，得到一条过原点的直线；在小车中加上一个砝码，再改变重物的质量，重复（3），在同一坐标系中得到另一条过原点的直线，如图乙所示，则图乙中______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）是小车内添加砝码后的图线。 （5）不断增大重物的质量，重复实验，当重物的质量不再满足远小于小车质量的条件时，画出的a−F图线______（填“会”或“不会”）弯曲。 12．某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 (1)实验室有如下器材可供选用：铁架台、足够长的细线、夹子、球心开有小孔的铁球和塑料球、游标卡尺、1m长的毫米刻度尺和秒表。 上述器材中，实验中不需要的是：_____； (2)在挑选合适的器材后开始实验，操作步骤如下： ①用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，使摆球自由下垂，摆球静止后用米尺测量细线悬点到摆球上边缘的距离L，然后用游标卡尺测出小球的直径_____cm，如图乙所示； ②将摆球从平衡位置拉开一个角度（小于5°）后静止释放； ③待小球摆动稳定后，记录下小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔，得到单摆的振动周期_____s； ④多次改变距离L，重复上述实验，得到一系列的周期测量值； (3)以为横轴、L为纵轴，做出图像，如图丙所示。已知图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则测量出的重力加速度_____；（用a、b和表示） (4)在①~④的实验操作中，有一处操作不当，请你指出是哪个步骤_____（填步骤前的序号）。 13．核发生衰变的方程是。已知核的质量为，核的质量为，电子的质量为，质子的质量为，中子的质量为，真空中的光速为，求： (1)该衰变过程中释放的核能； (2)的结合能和比结合能。 14．如图，一竖直放置、导热良好的汽缸上端开口，汽缸内壁上有卡口a和b，a距缸底的高度为H，a、b间距为0.5H，活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的氮气。开始时活塞静止在卡口a处，活塞与卡口a间的弹力大小为。现打开阀门K，缓慢向缸内充入压强为、温度为的氮气，稳定后活塞恰好到达卡口b处，关闭阀门K。已知活塞质量为m，横截面积为S，厚度可忽略，活塞与汽缸间的摩擦忽略不计，大气压强为，环境温度恒为，氮气可视为理想气体，重力加速度大小为g，。求： (1)活塞在卡口a和卡口b时氮气的压强（结果用表示）； (2)充入缸内的氮气在压强为、温度为状态下的体积； (3)关闭阀门K，若环境温度升为。稳定后，阀门K由于故障缓慢漏气，求活塞恰好与卡口b分离时，漏出的氮气与容器内剩余氮气的质量比（漏气过程中气体温度保持为）。 15．太阳中心的“核反应区”不断地发生着轻核聚变反应，这是太阳辐射出能量的源泉。已知太阳向外辐射能量的总功率为P1，太阳中心到火星中心的距离为L，火星的半径为r，且r远远小于L。火星大气层对太阳辐射的吸收和反射、太阳辐射在传播过程中的能量损失，以及其他天体和宇宙空间的辐射均可忽略不计。 (1)太阳中心的典型轻核聚变反应是4个质子（）聚变成1个氦原子核（）同时产生2个正电子（），写出该聚变反应方程。 (2)求在时间t内，火星接收来自太阳辐射的总能量E火。 (3)自然界中的物体会不断地向外辐射电磁波，同时也会吸收由其他物体辐射来的电磁波，当辐射和吸收平衡时，物体的温度保持不变。如果某物体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就称为黑体。已知单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的能量I与黑体表面热力学温度T的4次方成正比，即I=σT4，其中σ为已知常量。 ①若将火星看成表面温度相同的黑体，求辐射和吸收达到平衡时，其表面平均温度T火的表达式； ②太阳辐射电磁波的能量来源于如图甲所示的太阳中心的“核反应区”。“核反应区”产生的电磁波在向太阳表面传播的过程中，会不断被太阳的其他部分吸收，然后再辐射出频率更低的电磁波。为了研究“核反应区”的温度，某同学建立如下简化模型：如图乙所示，将“核反应区”到太阳表面的区域视为由很多个“薄球壳层”组成，第1“薄球壳层”的外表面为太阳表面；各“薄球壳层”的内、外表面都同时分别向相邻内“薄球壳层”和外“薄球壳层”均匀辐射功率相等的电磁波（第1“薄球壳层”的外表面向太空辐射电磁波，最内侧的“薄球壳层”的内表面向“核反应区”辐射电磁波），如图丙所示；“核反应区”产生的电磁波的能量依次穿过各“薄球壳层”到达太阳的表面，每个“薄球壳层”都视为黑体，且辐射和吸收电磁波的能量已达到平衡，所以各“薄球壳层”的温度均匀且恒定。 已知“核反应区”的半径与太阳半径之比约为R:R0=1:4，太阳的表面温度约为T0=6×103K，所构想的薄球壳层数N=1.0×1012。据此模型，估算“核反应区”的温度T的值，并指出该模型的主要缺点。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $