湖南省长沙市岳麓区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** 聚焦物理核心素养，以无人机、核聚变等真实情境为载体，融合实验探究与综合应用，实现从概念理解到问题解决的层级考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7/28|热力学定律、表面张力、简谐运动|第4题以氧气瓶放气考查热力学过程，体现能量观念| |多选|3/15|变压器动态分析、波的干涉|第10题结合等边三角形波源考查振动叠加，培养科学推理| |实验题|2/20|玻意耳定律测体积、单摆测g|第11题通过图像法处理实验数据，强化科学探究能力| |计算题|3/37|气体实验定律、弹性碰撞、电磁感应、核聚变|第15题太阳辐射与黑体辐射模型，渗透科学态度与责任|

湖南省长沙市岳麓区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 分） 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．下列关于能量转化与热现象的说法中，符合物理学原理的是（　　） A．电冰箱工作时，热量从低温的箱内传向高温的箱外，这说明热传递没有方向性 B．随着节能减排技术的发展，燃油汽车的热机效率最终可以达到100% C．既然能量是守恒的，那么我们将海水降温1℃释放出的巨大内能全部收集起来变成有用功是完全可能的，只要不违反能量守恒定律 D．物体从单一热源（如大气）吸收热量全部用于对外做功是可能的，但这必然伴随着物体体积的变化或其他状态的改变 2．关于液体的表面张力，以下说法中正确的是（　　） A．小木块漂浮在水面上，是因为液体表面张力与木块的重力平衡 B．露珠表面的水分子间距离小于内部水分子间距离，分子力表现为斥力 C．如果液体不浸润某种固体，则在液体与固体接触的附着层内，分子分布比液体内部稀疏，分子间的作用力表现为引力 D．浸润和不浸润与分子间作用力无关 3．如图所示，把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，弹簧中心轴线与细杆平行，弹簧与细杆间无接触，小球沿杆在水平方向做简谐运动，小球在A、B间振动，O为平衡位置，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．小球振动的振幅等于A、B间的距离 B．小球在A、B位置时，动能和加速度都为零 C．小球从B到O的过程中，弹簧振子振动的机械能保持不变 D．小球从O到B的过程中，回复力做负功，弹簧弹性势能减小 4．在潜水活动中，氧气瓶通过减压阀释放高压氧气供呼吸使用。当氧气迅速喷出时，下列说法正确的是（　　） A．该过程将机械能转化为内能 B．气体分子冲出阀门后能全部自发回到瓶内 C．气体通过做功方式改变了自身的内能 D．气体温度可能升高 5．无人机在快递运输、灾难救援、观察野生动物和电力巡检等领域有着极为优异的表现。小鲁同学正在操场测试某无人机的机动性，时刻无人机从静止开始沿竖直方向向上运动，其加速度的倒数和速度的关系如图所示，取向上为正方向，则无人机（　　） A．速度达到3m/s时上升的高度为2.25m B．速度从3m/s增加到6m/s的过程中做加速度增大的加速运动 C．速度从0增加到6m/s的过程中用时15s D．速度从3m/s增加到6m/s的过程中平均速度小于4.5m/s 6．研究表明，慢中子更适宜引发裂变，重核裂变产生的中子大部分是速度很大的“快中子”，因此需要“慢化剂”使“快中子”减速。在一个反应堆中用石墨作慢化剂使快中子减速，碳核的质量是中子的质量的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。设碰撞前中子的动能是，取，，则下列说法正确的是（　　） A．质量越大的原子核越适宜作为“慢化剂” B．经过一次碰撞，中子的速度变为原来的 C．经过一次碰撞，中子损失的动能是 D．经过50次碰撞，中子的动能减小为 7．如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为的金属杆MN在平行金属导轨上以速度向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为，电阻为，间电阻为R，M、两点间电势差为，则、两点电势的高低及的大小分别为（　　） A．点电势高， B．点电势高， C．点电势高， D．点电势高， 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。 8．一变压器输电模拟电路如图所示，理想变压器原线圈接稳压交流电源，上下滑动滑片P可改变原线圈匝数，电阻r模拟输电导线电阻，L1、L2为两只规格相同的灯泡。在开关S断开的情况下，将滑片P移至适当位置，使灯泡L1正常发光，再闭合开关S，则（　　） A．灯泡L1的亮度变暗 B．原线圈的输入功率变小 C．电阻r两端的电压变小 D．将滑片P适当向下滑动，可使灯泡L1再次正常发光 9．下列说法正确的是（     ） A．图甲中，酱油的色素分子进入蛋清内是因为色素分子在做布朗运动 B．图乙中，玻璃蒸发皿中的水银液滴呈椭球状是因为水银不浸润玻璃 C．图丙中，燃气灶上点火器的放电电极呈钉尖形是利用尖端放电原理 D．图丁中，仅增大两D形盒间的加速电压，粒子获得的最大动能将增大 10．如图所示，在水平纸面内的等边三角形的三个顶点上各有一个垂直于纸面方向振动的波源、和，各波源的振动周期均为，振幅分别为、和。为波源和连线的中垂线，为三角形的中心。时刻三个波源同时垂直纸面向上振动，已知三角形的边长等于波长的3倍，则（     ） A．点起振方向为垂直纸面向下 B．点的振动周期为 C．点的振幅为 D．点在时间内经过的路程为 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．某兴趣小组通过如图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测量一颗形状不规则的小石块的体积。 主要实验步骤如下： ①将石子装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与压强传感器连接； ②移动活塞，通过活塞所在的刻度读取了多组气体体积，同时记录对应的传感器示数； ③建立直角坐标系。 (1)在实验的操作中，下列说法正确的是______。 A．气体的质量及温度应保持不变 B．为减小实验误差，应快速推拉活塞 C．为方便推拉活塞，应用手紧握住注射器再推拉活塞 D．为找到压强与体积的关系，应测量注射器的横截面积 (2)为了在坐标系中获得直线图像，若取轴为，则轴应为______（选填“”或者“”）。 (3)选择合适的坐标，该小组同学通过描点作图，得到图像如图乙所示，若忽略传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则石子的体积为______；若考虑误差影响，测得软管容积为，则石子的体积为______。 12．用如图所示的实验装置进行“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）器材和装置： ①实验时除用到秒表、刻度尺、铁架台外，还应该用到下列器材中最好选用的___________（选填选项前的字母代号）。 A． 长约1m的细线 B． 长约1m的橡皮绳 C． 长约5cm的细线 D． 直径约1cm的匀质铁球 E． 直径约10cm的匀质木球 ②选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，图甲、乙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为图___________（选填“甲”或者“乙”）的悬挂方式较好。 （2）关于本实验，下列说法正确的是___________。（填字母代号） A． 需要用天平称出小球的质量 B． 实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 C． 测量周期时，应从摆球到达最高点时开始计时 D． 为了方便测量，摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 E． 为节约时间，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期 （3）据实验数据作出（T为单摆周期，l为单摆摆长）图像，发现图像是过坐标原点的倾斜直线，斜率为k，根据单摆周期公式，可以测得当地的重力加速度g=___________（用k和数学常量表示）。 （4）晓西和小东同学所在的小组实验时，由于仅有量程为20cm，精度为1mm的刻度尺，同学先测出图甲单摆的周期，然后将摆长缩短一些，再测出摆长改变后的单摆周期，用刻度尺测出摆长缩短的长度，用上述测量的物理量，写出重力加速度的表达式g=___________（用、、和数学常量表示）。 13．如图所示，底部水平的固定圆柱形汽缸内，用质量为m、横截面积为S的圆盘形活塞封闭着一定质量的理想气体，当封闭气体温度为T且活塞平衡时，封闭气体的体积为 V。现保持封闭气体的温度不变，活塞上面放置一个质量为m的重物，活塞再次平衡时，封闭气体的体积为V；再保持重物放置在活塞上，加热封闭气体使其缓慢升温至 T，活塞第三次达到平衡。汽缸足够高，不计汽缸与活塞间的摩擦，重力加速度大小为g。求： (1)外界大气压强的大小； (2)若给封闭气体缓慢加热的过程，气体吸收的热量为Q，则在汽缸内气体的内能增加量△U是多少？ 14．如图（a）所示，该装置包含一个足够长的光滑斜面和粗糙水平面，二者在A点平滑连接，小物块甲从斜面上距水平面高处静止释放，下滑至水平面后，与静置于B点的光滑小物块乙发生弹性正碰（碰撞时间极短）。从甲刚滑上水平面开始计时，甲的速度v随时间t的变化关系如图（b）所示。已知甲的质量，甲与水平面间的动摩擦因数为，甲、乙均可视为质点，重力加速度g取。求： (1)动摩擦因数； (2)乙的质量； (3)保持其他条件不变，将甲从斜面上距水平面高H处由静止释放，甲与乙碰撞后，甲最终停在AB中点处，求H。 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 $ 湖南省长沙市岳麓区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 C C C C D D AD BC CD 1．D 【详解】A.根据热力学第二定律，自发的热传递具有方向性，仅能自发从高温物体传向低温物体。电冰箱将热量从低温箱内传到高温箱外需要消耗电能做功，属于非自发过程，不能说明热传递无方向性，故A错误； B.热机工作时必然要向低温热源散热，根据热力学第二定律，热机效率不可能达到100%，与技术水平无关，故B错误； C.将海水降温释放的内能全部转化为有用功，属于“从单一热源吸热全部转化为功且不引起其他变化”，违反热力学第二定律，即使符合能量守恒也无法实现，故C错误； D.根据热力学第二定律，只要伴随其他状态变化，从单一热源吸热全部用于对外做功是可能的。例如理想气体等温膨胀过程，内能变化，由热力学第一定律得，即吸收的热量全部用于对外做功，同时伴随气体体积增大的状态变化，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A.小木块漂浮在水面上，是浮力与木块的重力平衡，浮力是液体对木块上下表面的压力差，与液体表面张力无关，故A错误； B.露珠表面的表面层内，水分子间距离大于内部水分子间距离，分子力表现为引力，这是表面张力的微观来源，故B错误； C.液体不浸润固体时，固液分子间的吸引力小于液体内部分子间的吸引力，附着层内分子会向液体内部运动，导致附着层分子分布比液体内部稀疏，分子间作用力表现为引力，故C正确； D.浸润和不浸润是由固液分子间作用力与液体内部分子间作用力的大小关系决定的，与分子间作用力直接相关，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】A．小球振动的振幅等于A、O间的距离，故A错误； B．在A、B位置时，速度为零，动能最小，位移最大，回复力最大，加速度最大，故B错误； C．振子的动能和弹簧的势能相互转化，且总量保持不变，即弹簧振子振动的机械能保持不变，故C正确； D．小球从O到B的过程中，回复力做负功，弹簧弹性势能增加，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】AD．当高压氧气迅速喷出时，还来不及与外界发生热交换，即 气体体积膨胀对外做功，外界对气体做负功，即 根据热力学第一定律 可知 则内能减少，温度降低，该过程是内能转化为机械能，故AD错误； B．气体扩散后无法自发全部返回，违背热力学第二定律的熵增原理，故B错误； C．内能变化由气体做功引起（绝热条件下仅做功导致），故C正确。 故选C。 5．C 【详解】A．由题图可知，速度从0增加到3m/s的过程中，无人机做加速度为的匀加速直线运动，则速度达到3m/s时上升的高度为，故A错误； BD．由题图可知，速度从3m/s增加到6m/s的过程中做加速度减小的加速运动，对应的图像如图所示 可知速度从3m/s增加到6m/s的过程中平均速度，故BD错误； C．根据 可知图像与横轴围成的面积表示所用的时间，则速度从0增加到6m/s的过程中所用时间为，故C正确。 故选C。 6．D 【详解】A．“慢化剂”原子核质量非常大时，碰撞后中子的速度也是非常大，只是反弹回来，不能达到使快中子减速的目的，故A错误； BC．中子与原子核相碰，系统的合外力为0，动量守恒。设中子碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，碳核碰撞后速度为，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 由上式解得 则中子失去的动能，故BC错误； D．中子每次与原子核相碰的情景都一样，由于每碰一次，中子的速度大小都变为碰前的，因此碰撞n次后，中子的速度大小变为 动能变为 经过次碰撞，若中子的动能等于 解得 所以经过50次碰撞，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】由右手定则可以判定导体棒中电流的方向为由N到M，因此M点电势高； 导体棒切割磁感线的有效长度是Lsin θ，根据法拉第电磁感应定律有 E=BLvsin θ 再根据闭合电路欧姆定律可知M、N两点间电势差 故选D。 8．AD 【详解】BC．根据原副线圈电压、电流与匝数的关系 可知，U1不变，则U2不变，若闭合开关S，则副线圈回路中总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈回路中电流I2增大，电阻r两端的电压变大，原线圈回路中电流I1增大，则原线圈的输入功率变大，故BC错误； A．由于电阻r两端的电压变大，则灯泡两端电压减小，所以灯泡L1电流减小，亮度变暗，故A正确； D．将滑片P适当向下滑动，则n1减小，U2变大，副线圈回路中电流增大，则可使灯泡L1再次正常发光，故D正确。 故选AD。 9．BC 【详解】A．酱油色素分子进入蛋清是扩散现象，是分子无规则运动的结果，故A错误； B．水银不浸润玻璃，在表面张力作用下，水银液滴会收缩成椭球状，故B正确； C．导体尖端位置电荷密度大，电场强度大，更容易发生放电，该规律为尖端放电原理，燃气灶点火器的钉尖形电极正是利用了这一原理，故C正确； D．回旋加速器中，粒子最大轨道半径等于D形盒半径，由洛伦兹力提供向心力有 解得 可得粒子最大动能 可知最大动能仅与磁感应强度、D形盒半径有关，与加速电压无关，增大加速电压不会改变粒子最大动能，故D错误。 故选BC。 10．CD 【详解】A．等边三角形边长 是中点，则 故、的波同时到达，三个波源起振方向都是垂直纸面向上，因此点起振方向和波源一致，为向上，故A错误； B．波的叠加中，合振动的周期与分振动周期相等，所有波周期都是，因此振动周期也为，故B错误； C．O是等边三角形中心，到三个波源的距离相等，三个波源同相位起振，因此三个波在点相位相同，振动加强，总振幅为各振幅之和，则，故C正确； D．波速 、到距离为，则传播时间 到距离 传播时间 因此内只有、的波到达，振动时间 、在路程差为0，振动加强，合振幅为 因此半个周期内质点路程，故D正确。 故选CD。 11．(1)A (2) (3) 【详解】（1）A．玻意耳定律的条件是一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，所以实验中气体的质量及温度应保持不变，A正确； B．快速推拉活塞会使气体温度变化（做功过程中热量来不及交换），不满足等温条件，会增大实验误差，应缓慢推拉活塞，B错误； C．用手紧握住注射器会使气体温度升高，破坏等温条件，C错误； D．横截面积不变，注射器的刻度可表示体积，不需要测量横截面积来计算体积，D错误。 故选A。 （2）根据玻意耳定律 变形得 所以取轴为，则轴应为。 （3）[1]忽略软管容积时，由 图像与轴截距为石子体积，即b。 [2]考虑软管容积，定律变为 即 截距为 所以 12． AD/DA 乙 B 【详解】（1）①[1]ABC．为了减少误差，要保证实验过程中摆长不能变化，则不能选用橡皮绳，摆长如果太小，单摆周期小，周期不好测量，容易出现误差，故BC错误A正确； DE．为了减少空气阻力的影响，摆球的质量要大，体积要小，即密度大，故E错误D正确。 故选AD。 ②[2]为了减少误差，要保证实验过程中摆长不能变化，且在需要改变摆长时容易，则图乙的悬挂方式较好。 （2）[3] A．本实验通过单摆的周期来测量当地的重力加速度，不需要摆球的质量，故A错误； B．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，不能做成圆锥摆，减少实验误差，故B正确； CE．测量周期时，从平衡位置开始计时误差较小，需测量次全振动的时间，再求周期，减少误差，故CE错误； D．当摆球摆角较小时，摆球运动看成简谐运动，则摆长一定的情况下，摆的振幅不能太大，故D错误。 故选B。 （3）[4]根据单摆的周期公式可得 可知，图像的斜率 则当地的重力加速度 （4）[5]根据题意，设单摆开始的摆长为,由单摆的周期公式可得 ， 解得 13．(1) (2) 【详解】（1）设初始状态气体压强为​，放重物后气体压强为​，对活塞受力分析：初始状态 得，体积，温度 放重物后等温变化 得，体积，温度 根据玻意耳定律 代入得 整理得 即 （2）加热过程为等压变化，压强保持不变，设末态体积为，末温 根据盖-吕萨克定律 代入解得 体积变化 代入​，得 气体膨胀对外做功，则有​ 根据热力学第一定律 得内能增加量 14．(1) (2) (3)或 【详解】（1）以甲为研究对象，设甲经过A点的速度为v，水平面上运动的加速度为a 由动能定理得 由图可得， 根据加速度定义式 根据牛顿第二定律 联立得 （2）由图可知甲碰撞前的速度，甲碰撞后的速度，甲乙碰撞过程中由动量守恒定律 机械能守恒定律 联立得 （3）设AB段的距离为，根据运动学规律 第一种情况，甲与乙碰后第一次到达AB中点时停止运动，由动能定理得 同理可得甲与乙碰撞之前甲的速度 甲从斜面上距水平面高，处由静止释放到与乙碰撞之前，由动能定理得 解得 第二种情况，甲碰后滑上斜面第二次到达AB中点时停止运动，由动能定理得 甲从斜面上距水平面高。处由静止释放到与乙碰撞之前，由动能定理得 解得 即H的值为1.8m或4.2m 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 $