湖南怀化市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** 该试卷覆盖近代物理、热力学、力学、电磁学等模块，非选择题融合油膜法估测分子大小实验与离子注入技术情境，突出科学思维与科学探究素养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题43分|含氢原子能级跃迁、布雷顿循环等|以黑体辐射、风力发电机等情境考查物理观念| |非选择题|5题57分|包括光敏电阻实验、电磁感应计算|实验题注重科学探究，计算题结合芯片制造等科技情境，体现科学态度与责任|

湖南省怀化市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．关于下列四幅图涉及的近代物理知识，下列说法正确的是（　　） A．图甲为氢原子的能级示意图，一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子 B．图乙为原子核比结合能的变化曲线，卢瑟福通过α粒子轰击氮核的实验发现了中子，证实了原子核由质子和中子组成 C．图丙为黑体辐射的辐射强度与波长的关系图像，随着温度升高，黑体辐射的辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．图丁为研究光电效应的实验电路图，保持入射光的频率不变，增大入射光的强度，遏止电压保持不变 2．布雷顿循环是一种热力循环，常用于核反应堆燃气轮机和航空发动机等领域。该循环由两个等压过程、两个绝热过程构成，其压强p和体积的关系如图所示。如果将工作物质看作理想气体，下列说法中正确的是（     ） A．状态的温度低于状态的温度 B．经过一个布雷顿循环，气体吸收的热量大于放出的热量 C．该热机工作时，能将吸收的热量全部转化为对外做功而不引起其它变化 D．到过程，外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量 3．如图所示，自动洗衣机的洗衣缸与细管连通，细管内封闭一定质量的气体。洗衣缸进水时气体被压缩，设细管内气体温度不变，则气体（　　） A．在该过程中吸收热量 B．分子平均动能变大 C．分子数密度变大 D．分子与细管单位面积上的撞击力变小 4．如图所示，当分子间距为时，分子间作用力为零。分子A、B的间距从减小到的过程中（　　） A．分子引力变小、斥力变大 B．分子力先减小后增大 C．分子势能先增大后减小 D．分子力先做正功后做负功 5．如图所示，在光滑平台边缘点，将可视为质点的物块水平抛出，先后经过空中的、两点，经过、两点时的速度方向与水平方向的夹角分别为、，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从点到点的过程中物块做非匀变速运动 B．从点到点的过程中物块的速度变化量的方向由 C．物块从点运动到、两点用时之比为 D．从抛出点分别到、两点的位移与水平方向夹角的正切值之比为 6．如图甲所示为某种风力发电机的原理图，在风力作用下，风叶带动与杆固定连接的永久磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连，电压传感器的电压随时间变化如图乙所示。若将该电压接入图丙的理想变压器的输入端，电流表和电压表均为理想交流电表，闭合开关、，则下列说法正确的是（　　） A．电压传感器电压变化的频率为0.02Hz B．仅断开开关，电压表的示数不变 C．仅断开开关，电流表的示数变大 D．断开开关、，变压器的输入功率变大 7．如图所示，竖直平面的圆环，ab为水平直径，cd为另一条直径，一个小球（可以看成质点）在c点以水平向右的初速度抛出，刚好落在d点，已知直径ab与直径cd的夹角（，；），不计空气阻力，则（　　） A．圆环的半径为0.75m B．抛出点c距水平直径ab的高度为0.225m C．若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，一定不可能垂直落在圆环上 D．若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，经过直径cd上不同位置时的速度方向不相同 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．相同的电灯、和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S待电路稳定后开始计时，时刻断开开关S，时刻整个电路的电流均为零。前后通过电灯的电流-时间图像如图乙，用和分别表示开关S断开瞬间通过电灯的电流大小。下列说法正确的是（　　） A．电感线圈的直流电阻不可忽略 B．断开开关S后，电灯、电流大小始终相等 C．断开开关S后，流过电灯的电流方向向左 D．线圈的自感系数是由线圈本身决定，与是否有铁芯无关 9．气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性能良好，不计气动杆与汽缸之间的摩擦。设气体的初始状态为A，某人坐上椅面，椅子缓慢下降一段距离后达到稳定状态B，此过程温度不变。然后开空调让室内温度降低到某设定温度，稳定后气体状态为C；接着人离开座椅，椅子重新处于另一个稳定状态D。则气体从状态A到状态D的过程中，关于p、V、T的关系图或叙述中正确的有（　　）    A．气体的V—T图如图甲 B．气体的图如图乙 C．从状态A到状态D，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功 D．与状态A相比，处于状态D时，单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数增多 10．如图所示，一根劲度系数为的轻质弹簧一端固定，另一端连接质量为的小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙水平面向右运动，最远到达B点，弹簧始终在弹性限度内。已知AO两点间距离为，弹簧的弹性势能为（为弹簧的形变量），小物块与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，小物块运动过程中（　　） A．经过O点时的速度最大 B．BO两点间距离为 C．小物块的最大动能为 D．小物块由B点返回后最终停在O点 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．光照强度简称照度，反映光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为勒克斯（）。适宜草莓苗生长的照度为，为了控制照度，科技人员对草莓大棚设计了图甲所示的智能光控电路，当照度低于时，启动照明系统进行补光。 (1)光控电路的核心元件是光敏电阻，图乙是测量光敏电阻在不同照度下阻值的实物图。在闭合电路开关前应该把滑动变阻器滑到______（选填“1”或“2”）端；请根据图乙在虚线框内画出对应的电路原理图______； (2)测量得出光敏电阻阻值随照度变化的规律如图丙所示，由图可判断的阻值与照度反比例函数关系______（选填“满足”或“不满足”）； (3)图甲电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，电阻箱的阻值调节范围是，光敏电阻的电压U增加到时照明系统开始工作。当照度降低到时开始补光，电阻箱的阻值应调为______；该装置长时间使用后电源内阻变大，则自动补光时的照度______（选填“大于”“小于”或“等于”）。 12．物体是由大量分子组成的，分子非常微小。在“在用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验步骤如下： （i）将体积为a的油酸溶液配制成体积为b的油酸酒精溶液； （ii）取油酸酒精溶液用滴定管滴出体积为c的溶液，记录滴出的油酸酒精溶液的滴数n； （iii）用滴定管往浅盘内的水面上滴1滴油酸酒精溶液； （iv）撒痱子粉或细石膏粉在水面上； （v）待油膜稳定后，拿出玻璃板盖上描出油膜的边界； （vi）将玻璃板放置在小方格坐标纸上，计算油膜的面积S； （vii）计算油酸分子直径。 (1)请指出实验步骤中的一处错误：_______。 (2)如图所示为实验中把玻璃板盖在浅盘上描出1滴油酸酒精溶液滴入水中形成的油酸膜的轮廓，图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是________。（格数不足半格记为0，超过半格记为1，保留整数位） (3)根据实验步骤，油酸分子直径D可表示为________。（用题中字母表示） 13．如图所示，两根电阻不计的平行长直金属导轨的间距为，固定在同一水平面内，其右端接的电阻阻值为，杆接入电路的电阻为，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为的匀强磁场中。一质量为（质量分布均匀）的导体杆垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆在垂直于杆的水平向左恒力作用下从静止开始沿导轨运动，某时刻速度达到最大值，设运动过程中杆始终与导轨保持垂直，重力加速度大小为。求 (1)速度最大时，通过杆的电流强度为多大？ (2)水平向左的恒力是多大？ 14．离子注入是芯片制造的一道重要工序，图为某离子注入示意图，纸面内，一束质量kg、电荷量C的静止负离子（不计重力），经加速电场后，沿水平虚线PQ通过速度选择器，从y轴上Q（0，1m）点垂直y轴射入xOy坐标系，经磁场、电场偏转后射到x轴上，从而实现离子注入。速度选择器中，匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度T，匀强电场的方向沿y轴负方向，场强V/m。xOy坐标系内有一边界线AO，AOy区域有方向垂直纸面向里，磁感应强度为的匀强磁场，AOx区域有方向垂直纸面向外，磁感应强度为的匀强磁场，（大小未知），（结果均保留2位有效数字，其中在最终的结果取1.4）。 (1)求加速电场的电压U； (2)要使离子能穿过磁场区域打到晶圆所在平面的x轴上，求磁感应强度的取值范围； (3)若T，为了使粒子能够打在x轴上，可在AOx区域加上平行于y轴沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出），求的最小值。（不考虑离子在AOx区域和AOy区域内的反复运动） 15．如图一长为顶部导热的汽缸竖直放置，气缸底部有一阀门处于关闭状态。光滑绝热的活塞将缸内的气体分成体积相等的两部分A和B，且密封良好，气体视为理想气体。初始时，A、B的温度与缸外环境温度相同均为，A气体的压强与缸外压强相同均为。轻弹簧处于原长，连于活塞和汽缸底部之间。已知弹簧的劲度系数，活塞横截面积为，活塞的质量，重力加速度大小为（忽略气缸、活塞厚度和弹簧体积）。 (1)若对B气体进行加热，使的体积变成原来的，求的压强和的温度； (2)若打开阀门对B抽气，使活塞下降了、温度下降了，求抽气前后B中气体的质量之比。 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 $ 湖南省怀化市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 D B C D C B B AB CD CD 1．D 【详解】A．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出3种不同频率的光子，故A错误； B．卢瑟福通过粒子轰击氮核的实验发现了质子，查德威克通过粒子轰击铍核的实验发现了中子。故B错误； C．由图丙可以直接看出，温度越高，峰值对应的波长越短（向左移动），故C错误； D．根据光电效应方程和动能定理 可知遏止电压 遏止电压只与入射光的频率和金属的逸出功有关，与入射光的强度无关。因此保持入射光的频率不变，增大入射光的强度，遏止电压保持不变，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．B到C过程，气体经历绝热过程，气体的体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律可知气体内能减小，热力学温度降低，所以状态B的温度高于状态C的温度，故A错误； B．由图可知，经过一个布雷顿循环，气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，即吸收的热量大于放出的热量，故B正确； C．根据热力学第二定律可知，该热机工作时，不能将吸收的热量全部转化为对外做功而不引起其它变化，故C错误； D．C到D过程，气体经历等压变化，体积减小，外界对气体做功，则热力学温度降低，即内能在减小。由热力学第一定律，可知外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】BCD．洗衣缸内水位升高，洗衣缸与细管内水面的高度差增大，细管内气体的压强增大，分子与细管单位面积上的撞击力变大，细管内气体温度不变，则气体分子平均动能不变，根据玻意耳定律可知细管内被封闭的空气体积减小，分子数密度变大，故BD错误，C正确； A．设细管内气体温度不变，分子平均动能不变，内能不变，空气体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律ΔU=W+Q 可知该过程中气体放出热量，故A错误。 故选C。 4．D 【详解】AB．分子A、B的间距从减小到的过程中分子力先增大后减小再增大，分子引力和分子斥力都变大，故AB错误； CD．分子A、B的间距从减小到的过程中分子势能先减小后增大，故分子力先做正功后做负功，故C错误，D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．从点到点的过程中，物块的加速度为重力加速度，做匀变速运动，故A错误； B．根据可知，从点到点的过程中物块的速度变化量的方向竖直向下，故B错误； C．设物块抛出时的初速度为，则有， 可得物块从点运动到、两点用时之比为，故C正确； D．根据平抛运动推论可知，从抛出点分别到、两点的位移与水平方向夹角的正切值之比为，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】A．由图乙可知，周期为0.02s，则频率为，故A错误； B．闭合开关时，被短路，则电压表的示数等于副线圈的两端电压，仅断开开关，由于副线圈的两端电压不变，所以电压表的示数不变，故B正确； C．仅断开开关，副线圈的两端电压不变，没有被短路，则副线圈总电阻变大，根据欧姆定律可知，副线圈电流变小，根据可知，原线圈电流变小，则电流表的示数变小，故C错误； D．断开开关、，由电路图可知，副线圈总电阻变大，根据欧姆定律可知，副线圈电流变小，则副线圈输出功率变小，所以变压器的输入功率变小，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】ABD．小球做平抛运动如图所示 设小球抛出经过t时间落在d点，根据平抛运动规律有 ， 根据几何知识有 解得 ， 则圆环的半径为 抛出点c距水平直径ab的高度为 若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，无论落在cd上的何处，其位移偏角均为，则有 设速度偏角为，则有 则 则为定值，可知若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，经过直径cd上不同位置时的速度方向相同，故AD错误，B正确； C．若小球从c点水平向右抛出垂直落在圆环上f点如图所示 则f点速度反向延长线过圆心，由平抛运动的特点可知速度反向延长线过水平位移的中点g，由图可知g点可以为水平位移的中点，故可能垂直落在圆环上，故C错误。 故选B。 8．AB 【详解】A．因为相同的电灯、，电路稳定由图像可知通过电感线圈L支路的电流小于通过电灯支路的电流，所以电感线圈的直流电阻不可忽略，A正确； BC．稳定后当开关S断开瞬间，由于线圈的自感现象，线圈中的电流只能逐渐减小，线圈L、电灯、构成闭合回路，两灯都过一会儿再熄灭，电灯、电流大小始终相等，且流过灯的电流方向向右，故B正确，C错误； D．有铁芯时线圈的自感系数，比没有铁芯时要大得多，D错误。 故选AB。 9．CD 【详解】AB．A到B的过程中，气体等温压缩，压强增大，体积减小；从B到C的过程中，气体等压降温，温度降低，体积减小；从C到D的过程中，等温膨胀，压强减小，体积增加，而且此时D状态的压强又恢复到最初A状态的压强，其图像和图像如图所示    AB错误； C．根据热力学第一定律 由于气体温度降低，内能减小，因此气体向外放出的热量大于外界对气体做的功，C正确； D．由于状态A与状态D压强相等，而状态D温度更低，单个分子撞击容器壁力减小，因此单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数更多，D正确。 故选CD。 10．CD 【详解】A．当小物块速度最大时加速度为零，此时 此时弹簧处于压缩状态，该位置在AO之间，即经过O点时的速度不最大，A错误； B．从A到B由能量关系 解得BO两点间距离为，B错误； C．小物块动能最大时弹簧压缩量为 由能量关系可知小物块的最大动能为，C正确； D．小物块在B点的弹性势能为 小物块由B点返回后，运动到O点时克服摩擦力做的功为Wf=μmg•OB 解得 所以小物块由B点返回后，最终停在O点，故D正确。 故选CD。 11．(1) 2 见解析 (2)不满足 (3) 65.0 小于 【详解】（1）[1]图乙中控制电路采用滑动变阻器分压式接法，闭合开关前，应使控制电路输出电压为0，即在闭合电路开关前应该把滑动变阻器滑到2端； [2]结合图乙电路图，连接实物图如图所示 （2）根据图丙可知，其中a点横坐标与纵坐标乘积不等于b点横坐标与纵坐标乘积，可知，的阻值与照度不满足反比例函数关系。 （3）[1]根据图丙可知，照度为时有 此时光敏电阻的电压U增加到，根据闭合电路欧姆定律有有 解得 [2]该装置长时间使用后电源内阻变大，在光照强度一定时，回路电流减小，光敏电阻两端电压减小，可知补光时，需要增大光敏电阻两端电压，即需要增大光敏电阻的阻值，根据图丙可知，需要减小光照强度，即自动补光时的照度小于。 12．(1)步骤（i）中体积为a的油酸溶液应为体积为a的油酸，步骤（iii）（iv）顺序颠倒 (2)62 (3) 【详解】（1）步骤（i）中体积为a的油酸溶液应为体积为a的油酸，步骤（iii）（iv）顺序颠倒了。 （2）正方形小方格面积，通过计算发现小格子有62个，则油酸膜的面积是 油酸膜的面积是 （3）题意可得一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积 则油酸分子直径 13．(1) (2) 【详解】（1）速度达到最大值时感应电动势 由闭合电路欧姆定律得 联立解得 （2）速度达到最大值时，杆受力平衡，则有 其中 联立解得 14．(1)V (2)（0.30T，0.60T） (3)V/m 【详解】（1）离子通过速度选择器，故由力的平衡条件有 解得m/s 离子在加速电场中加速，由动能定理有 联合解得 （2）如图所示，设离子在AOy区域内的轨迹恰好与OA相切于M点，此时的圆心为，轨道半径为 由几何关系有 由牛顿第二定律有 联合解得T 所以离子要打在x轴上，首先要进入AOx区域，磁感应强度大小T。 如图所示，设离子从OA上的H点从AOx区域进入AOy区域，恰好与x轴相切于N点，在两区域内轨迹圆的圆心分别为和，圆心角为θ。 由， 可设两区域内的轨迹圆半径分别为r和2r，由几何关系可得 解得， 解得m 解得T 综上，要使离子能够打在x轴上，的取值范围为（0.30T，0.60T） （3）TT，粒子不能打在x轴上，根据 解得m 离子将垂直OA边界从K点进入AOx区域，加上匀强电场后，若离子刚好打在x轴上，速度大小，方向沿x轴正方向，由几何关系可知，K点与x轴的距离为m， 由动量定理 联合解得V/mV/m 15．(1)， (2)3:2 【详解】（1）对A气体进行等温变化，则 解得 初始状态B的压强 对活塞受力分析可知 解得 对气体B由理想气体状态变化方程 解得 （2）对A内气体 解得 对活塞分析 解得 根据 可得抽气前后B中气体的物质的量之比为 同种气体的质量与物质的量成正比，即 学科网（北京）股份有限公司 $