精品解析：广东省广州市2024-2025学年高二下学期期末联考物理试卷

2024学年第二学期学业水平调研测试 高二年级物理试卷 本试卷共7页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1、答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。 2、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：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. 以下图片源于教材，对其描述正确的是（　　） A. 图甲是玻璃管插入水槽的情形，表明水不能浸润玻璃 B. 图乙中水黾能停在水面，是因它受到的液体表面张力与重力平衡 C. 图丙为电子束穿过多晶体金的衍射图样，说明电子具有波动性 D. 图丁为用不同颜色的光照射同一光电管得到的光电流I与电压U关系图，则a光频率最高 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲水面向下凹，表明水能浸润玻璃，故A错误； B．因为液体表面张力的存在，所以图乙中水黾能停在水面上，但表面张力方向总跟液面相切，且与分界线垂直，对水黾受力分析可知受到重力和支持力，二者平衡，故B错误； C．图丙为电子束穿过多晶体金Au的衍射图样，衍射是波的特有现象，则说明电子具有波动性，故C正确； D．图丁中，由爱因斯坦光电效应方程 且 a光和b光的截止电压相等，c光的截止电压最高，则可知c光的频率最高，故D错误。 故选C。 2. 2025年3月9日，国内首款碳微型核电池“烛龙一号”正式发布。具有放射性，半衰期长达5730年，理论上可为脑机接口、心脏起搏器等植入式设备提供永久能源。衰变方程为，则（　　） A. X来自碳原子核外电子 B. 衰变过程属于重核裂变 C. 的比结合能小于的比结合能 D. 如果温度升高，的半衰期会变短 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X为电子，所以衰变过程属于衰变；X是由原子核内中子转化为质子和电子释放出来的电子，故AB错误； C．衰变后的比衰变前的更稳定，所以的比结合能小于的比结合能，故C正确； D．半衰期只由原子核自身决定，如果温度升高，的半衰期不变，故D错误。 故选C。 3. 在广州，某同学研究单摆做受迫振动时振幅与驱动力频率的关系，其共振曲线如图所示。则该单摆（　　） A. 摆长约为 B. 驱动力频率增大时，振幅增大 C. 驱动力频率增大时，振动频率不变 D. 若该实验移至上海、共振曲线的峰值将向右偏移 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，该单摆的固有频率为，则固有周期为 根据 可得该单摆的摆长约为，故A错误； B．当驱动力频率等于该单摆的固有频率时，振幅最大，所以驱动力频率增大时，振幅不一定增大，故B错误； C．驱动力频率增大时，振动频率也随着增大，故C错误； D．若该实验移至上海，由于上海的重力加速度大于广州的重力加速度，所以固有周期变小，固有频率变大，则共振曲线的峰值将向右偏移，故D正确。 故选D。 4. 某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。实验过程中观察到分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时，手轮读数为；转动手轮，分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐时，手轮读数为。已知双缝到光屏的距离为，双缝间距为，则该单色光的波长为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】相邻条纹间距为 根据，可得该单色光的波长为 故选B。 5. 氢原子能级图如图所示，现有大量氢原子从能级自发向低能级跃迁。已知金属锌的逸出功为，可见光的光子能量范围为。则大量氢原子跃迁时（　　） A. 最多可辐射出3种不同频率的光子 B. 最多可辐射出3种不同频率的可见光 C. 从向能级跃迁发出的光最容易发生衍射 D. 辐射出的不同频率的光子最多有3种能使锌发生光电效应 【答案】D 【解析】 【详解】A．大量氢原子从能级自发向低能级跃迁，根据 可知最多可辐射出6种不同频率的光子，故A错误； B．根据，，，，， 已知可见光的光子能量范围为，则最多可辐射出2种不同频率的可见光，故B错误； C．从向能级跃迁发出的光，光子能量最大，频率最大，波长最短，最不容易发生衍射，故C错误； D．已知金属锌的逸出功为，可知辐射出的不同频率的光子最多有3种能使锌发生光电效应，故D正确。 故选D。 6. 智能停车位下方埋有由自感线圈L和电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当车辆靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起电路中振荡电流的频率变化（振荡频率公式）。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示（顺时针为正方向），则（　　） A. 过程，电容器C放电 B. 时刻，自感线圈L磁场能为零 C. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位 D. 过程，A点的电势大于B点的电势 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，过程，电流逐渐减小，则线圈中的磁场能逐渐减小，电容器中的电场能逐渐增大，所以电容器在充电，故A错误； B．由图乙可知，时刻，电流最大，所以自感线圈L的磁场能最大，故B错误； C．由图乙可知，振荡电路的周期变大，根据可知，线圈自感系数变大，则汽车正驶入智能停车位，故C正确； D．过程，电流逐渐增大，磁场能增大，电场能减小，电容器正在放电，且电流方向由上极板流向下极板，则上极板带正电，下极板带负电，所以A点的电势大于B点的电势；过程，电流逐渐减小，磁场能减小，电场能增大，电容器正在充电，且电流方向由上极板流向下极板，则上极板带负电，下极板带正电，所以A点的电势小于B点的电势，故D错误。 故选C。 7. 根据篮球对地冲击力的大小可判断篮球的性能。某同学将一质量为的篮球从的高处自由下落，测出篮球从开始下落至反弹到最高点所用时间为，反弹高度为，。则篮球对地面的平均冲击力大小为（不计空气阻力）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据自由落体公式 ，代入 ， 求得球下落时间 反弹高度 ，由竖直上抛公式 求得球反弹后回到最高点时间 总时间 ，则球与地面的接触时间 球下落末速度 （方向向下，取负） 反弹初速度 （方向向上，取正） 则球的动量变化 对球根据动量定理，有 解得地面对篮球的冲击力 根据牛顿第三定律，可知篮球对地面的平均冲击力大小为 ，故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，该时刻波恰好传播至Q点。图乙为质点M、N、P中某一质点的振动图像，则（　　） A. 图乙是质点N的振动图像 B. 该波的传播速度大小为1m/s C. 波源的起振方向沿y轴正方向 D. x=10cm处的质点第一次到达波峰位置的时刻是t=0.9s 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图甲可知，t=0.1s时刻质点N处于波峰位置，图乙中质点在t=0.1s时刻处于波峰位置，所以图乙是质点N的振动图像，故A正确； B．由题图可知，波长为λ=4cm，周期为0.4s，则波速为，故B错误； C．根据波形平移法可知，Q点的起振方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向，故C错误； D．根据波形平移法可知，从t=0.1s时刻到x=10cm处的质点第一次到达波峰位置所用时间为 则x=10cm处的质点第一次到达波峰位置的时刻是t=0.9s，故D正确。 故选AD。 9. 云南—广东特高压直流输电示范工程是世界上第一个直流输电工程，是我国电网建设史上一个里程碑。如图是某段输电过程的简化示意图，发电站输出电压稳定，经升压后被整流成的直流电，长距离输电到达广东后被逆变成交流电，再被降压至后供用户使用。若直流输电线电阻为，假设电压在整流和逆变前后有效值不变，不计变压器、整流器和逆变器消耗的电能。当发电站输出功率为500万千瓦，则（　　） A. 输电线电流为 B. 输电导线上损耗的电压为 C. 降压变压器匝数比为 D. 输送功率不变，若电压经升压和整流后为，输电线消耗的功率变为原来的2倍 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．输电线电流为 输电导线上损耗的电压为，故A错误，B正确； C．降压变压器原线圈的输入电压为 则降压变压器匝数比为，故C正确； D．输送功率不变，若电压经升压和整流后为，则输电线电流变为原来的2倍，根据可知，输电线消耗的功率变为原来的4倍，故D错误。 故选BC。 10. 图甲为气压式升降椅，它通过气缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。气缸气密性、导热性能良好。设气体初始状态为A，某人坐上椅面保持不动，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。然后开空调暖风，一段时间后室内温度上升到设定温度，稳定后气体状态为C；接着人慢慢离开座椅，椅子重新处于另一个稳定状态D。则气体（　　） A. 关系如图丙所示 B. 关系如图丁所示 C. 从B到C的过程，气体对外做的功大于气体吸收的热量 D. 处于状态D时，单位时间单位面积碰撞容器壁的分子数比状态A少 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由题意可知，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，气体等压升温，温度升高，体积增大；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 故A正确，B错误； C．从B到C的过程，气体等压升温，温度升高，体积增大，气体内能增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体对外做的功小于气体吸收的热量，故C错误； D．由于状态D与状态A的压强相等，状态D时的温度高于状态A时的温度，状态D时的分子平均动能大于状态A时的分子平均动能，根据压强微观意义可知，处于状态D时，单位时间单位面积碰撞容器壁的分子数比状态A少，故D正确。 故选AD。 三、实验与探究（共16分） 11. 物理是一门以实验为基础的科学，下面是某同学做实验过程中的部分步骤： （1）在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 ①观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______。 A、整块硅钢铁芯 B、整块不锈钢铁芯 C、绝缘的硅钢片叠成 ②观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______。 （2）①用油膜法估测油酸分子大小的实验，将浓度为0.10%的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒，100滴溶液恰好1mL。向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，在浅盘上盖上透明塑料盖板，并描出油酸膜的轮廓，如图乙所示。已知正方形网格的边长为1cm，则估测出油酸分子的直径为______m。（保留2位有效数字） ②直接测1滴油酸酒精溶液的体积误差较大，本实验采用累计的方法。下列实验也采用了该方法的是（ ） A、“用单摆测定重力加速度”实验中，测量单摆的周期 B、“用双缝干涉测光的波长”实验中，测量相邻条纹间距 C、“验证动量守恒定律”实验中，获得小球落点的平均位置 D、用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，再求出直径平均值 【答案】（1） ①. C ②. 少 （2） ①. 1.8×10−9 ②. AB 【解析】 【小问1详解】 ①[1]为了减小涡流引起的磁损耗，变压器的铁芯，它的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成。 故选C。 ②[2]根据电阻定律有 导线越粗，导线电阻越小，根据电流匝数关系有 可知，匝数越少，电流越大，为了减小能量损耗，导线粗的线圈匝数少。 【小问2详解】 ①[1]每格边长为1cm，一个格子的面积为1cm2，按超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出55格，故油膜面积为 1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积 分子直径为 ②[2] A．“用单摆测定重力加速度”实验中，测量单摆的周期时记录N次全振动的时间t，采用累计法，单摆周期，故A正确； B．“用双缝干涉测光的波长”实验中，测量第1亮条纹和第N亮条纹间距d，则测量相邻条纹间距，也采用的累计法，故B正确； C．“验证动量守恒定律”实验中，获得小球落点的平均位置，是为了减小偶然误差，故C错误； D．用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，再求出直径平均值，是为了减小偶然误差，故D错误。 故选AB。 12. 某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。安装好器材后，进行了以下操作： 第一步：将两片相同规格的遮光片分别固定在滑块1和滑块2上后，用天平测得滑块1和2的总质量分别为m1、m2； 第二步：打开气泵，仅将滑块1放在光电门1的左侧，轻推滑块1后发现通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，则应将气垫导轨的______（填“左侧”或“右侧”）调高一些。重复多次，直至气垫导轨调至水平状态。 第三步：将滑块1放在光电门1左侧，滑块2放在光电门2的右侧。轻推两滑块，它们相向运动并发生碰撞，光电门记录的挡光时间如下表所示。 光电门1 光电门2 碰前 T1 T2 碰后 T3 无数据 （1）该同学选用的是______（选填字母）组滑块进行的实验 A. B. C. （2）若满足关系式_______________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用已测物理量表示） （3）该同学取下滑块1和滑块2，换另一组滑块进行实验，将滑块3放到光电门1的左侧，滑块4静止在光电门1与光电门2之间，向右轻推滑块3使它与滑块4相碰。光电门1记录遮光时间为t1，光电门2先后记录两次遮光时间依次为t2、t3。如果满足表达式______（用t2、t3表示），则两滑块的碰撞为弹性碰撞。 【答案】 ①. 右侧 ②. B ③. ④. 【解析】 【详解】[1]将滑块1放在光电门1的左侧，轻推滑块1后发现通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，则说明滑块1做加速运动，所以应将气垫导轨的右侧调高一些，重复多次，直至气垫导轨调至水平状态。 [2]根据表中信息可知，碰后滑块1和滑块2一起运动，即二者发生完全非弹性碰撞。 故选B。 [3]选取向左为正方向，若碰撞过程动量守恒，则 即 [4]若二者发生弹性碰撞，则， 联立可得 四、计算题（共38分。写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位） 13. 2025年3月21日神舟十九号航天员圆满完成出舱任务。当航天员执行出舱任务前，需先进行泄压，即将气闸舱内的大部分气体抽到密封舱内后，才能打开出舱舱门。若泄压前，气闸舱内的气体压强为p0，体积为V0；密封舱内气体的压强为p0，体积为10V0，泄压后密封舱内气体压强为1.094p0。泄压过程中，两舱内温度保持297K不变，气体为理想气体并忽略航天员对气体的影响，抽气泵与连接管道气体体积不计。 （1）泄压后打开舱门前，求气闸舱内的压强p1为多少； （2）太空中稀薄气体压强近似为0.001p0，温度为99K。打开舱门一段时间后，则舱内剩余空气的质量是原来的多少？ 【答案】（1）0.06p0 （2）5% 【解析】 【小问1详解】 将密封舱和气闸舱内的气体看作一个系统，泄压过程为等温变化，由玻意耳定律得 解得 【小问2详解】 泄压后，气闸舱开舱门前p1=0.06p0，体积为V0，T=297K，打开舱门后p′=0.001p0，T′=99K，由理想气体状态方程得 解得 则舱内剩余空气的质量与原来空气质量的比值为 即舱内剩余空气的质量是原来的5%。 14. 如图所示，一直角三棱镜截面，，，O为的中点，边长为L。平行于边的激光从的中点D射入该棱镜，折射光线照射到的中点E。已知光在真空中的速度c，不考虑光的多次反射。 （1）求三棱镜的折射率n；（可保留根号） （2）通过计算判断激光是否能够从边射出，并规范画出激光在三棱镜中传播光路图； （3）求激光在三棱镜中传播的时间。 【答案】（1） （2）不能， （3） 【解析】 【小问1详解】 过D点作AB边的垂线即法线，设入射光线与法线的夹角为，在介质中的折射光线与法线的夹角为，由几何关系可知 根据相似三角形 所以 则 【小问2详解】 全反射的临界角满足 解得临界角满足 过E点作AC边的垂线交AB边为O，则 则激光不能够从边射出。光路图如下图所示，其中F为CB的中点。 小问3详解】 由上图可知 激光在三棱镜中的传播速度 所以激光在三棱镜中的传播时间 15. 如图所示，半径的光滑四分之一圆弧轨道固定在水平面，其末端与足够长水平面平滑连接。水平面的段粗糙，其他段光滑。一个半径的光滑四分之一弧形槽，静置在水平面上，其左端和水平面相切于D点。一小滑块Q从A点正上方处由静止释放，经轨道，进入水平面，从B运动到C所用时间，与静止在C点的小滑块P发生正碰，Q、P碰撞过程系统损失的动能为碰前瞬间Q动能的。已知小滑块Q的质量，小滑块P的质量，它们与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度g取滑块均可视为质点。求： （1）Q经过B时的速度大小； （2）Q、P第一次碰撞后，Q、P的速度大小； （3）要使P滑上光滑的弧形槽后不能从其上端飞出且能够与Q再次碰撞，弧形槽质量M的范围。（Q追不上弧形槽） 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 Q经过B，根据机械能守恒 解得 【小问2详解】 对Q，从B运动到C，设Q与P碰撞前的速度为，根据运动学公式 其中加速度满足 解得 Q、P第一次碰撞，根据动量守恒 根据能量守恒 其中 解得 【小问3详解】 对P，当P在弧形槽的最高点刚好与弧形槽共速时，根据水平方向动量守恒 根据能量守恒定律 解得弧形槽质量 这是弧形槽的最大质量。 P能够与Q再次碰撞，即P与弧形槽相互作用之后的速度大小刚好为，方向向右，P与弧形槽相互作用相当于一次弹性碰撞，根据弹性碰撞的规律 解得 代入上述公式，P与弧形槽分离后速度变为 解得 这是弧形槽的最小质量。 即弧形槽质量M的范围 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第二学期学业水平调研测试 高二年级物理试卷 本试卷共7页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1、答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。 2、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：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. 以下图片源于教材，对其描述正确的是（　　） A. 图甲是玻璃管插入水槽的情形，表明水不能浸润玻璃 B. 图乙中水黾能停在水面，是因它受到的液体表面张力与重力平衡 C. 图丙为电子束穿过多晶体金的衍射图样，说明电子具有波动性 D. 图丁为用不同颜色的光照射同一光电管得到的光电流I与电压U关系图，则a光频率最高 2. 2025年3月9日，国内首款碳微型核电池“烛龙一号”正式发布。具有放射性，半衰期长达5730年，理论上可为脑机接口、心脏起搏器等植入式设备提供永久能源。衰变方程为，则（　　） A. X来自碳原子的核外电子 B. 衰变过程属于重核裂变 C. 的比结合能小于的比结合能 D. 如果温度升高，的半衰期会变短 3. 在广州，某同学研究单摆做受迫振动时振幅与驱动力频率的关系，其共振曲线如图所示。则该单摆（　　） A. 摆长约为 B. 驱动力频率增大时，振幅增大 C. 驱动力频率增大时，振动频率不变 D. 若该实验移至上海、共振曲线的峰值将向右偏移 4. 某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。实验过程中观察到分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时，手轮读数为；转动手轮，分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐时，手轮读数为。已知双缝到光屏的距离为，双缝间距为，则该单色光的波长为（　　） A. B. C. D. 5. 氢原子能级图如图所示，现有大量氢原子从能级自发向低能级跃迁。已知金属锌的逸出功为，可见光的光子能量范围为。则大量氢原子跃迁时（　　） A. 最多可辐射出3种不同频率光子 B. 最多可辐射出3种不同频率可见光 C. 从向能级跃迁发出的光最容易发生衍射 D. 辐射出的不同频率的光子最多有3种能使锌发生光电效应 6. 智能停车位下方埋有由自感线圈L和电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当车辆靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起电路中振荡电流的频率变化（振荡频率公式）。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示（顺时针为正方向），则（　　） A. 过程，电容器C放电 B. 时刻，自感线圈L的磁场能为零 C. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位 D. 过程，A点的电势大于B点的电势 7. 根据篮球对地冲击力的大小可判断篮球的性能。某同学将一质量为的篮球从的高处自由下落，测出篮球从开始下落至反弹到最高点所用时间为，反弹高度为，。则篮球对地面的平均冲击力大小为（不计空气阻力）（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 图甲为一列沿x轴正方向传播简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，该时刻波恰好传播至Q点。图乙为质点M、N、P中某一质点的振动图像，则（　　） A. 图乙是质点N的振动图像 B. 该波的传播速度大小为1m/s C. 波源的起振方向沿y轴正方向 D. x=10cm处的质点第一次到达波峰位置的时刻是t=0.9s 9. 云南—广东特高压直流输电示范工程是世界上第一个直流输电工程，是我国电网建设史上一个里程碑。如图是某段输电过程的简化示意图，发电站输出电压稳定，经升压后被整流成的直流电，长距离输电到达广东后被逆变成交流电，再被降压至后供用户使用。若直流输电线电阻为，假设电压在整流和逆变前后有效值不变，不计变压器、整流器和逆变器消耗的电能。当发电站输出功率为500万千瓦，则（　　） A. 输电线电流为 B. 输电导线上损耗的电压为 C. 降压变压器匝数比为 D. 输送功率不变，若电压经升压和整流后为，输电线消耗的功率变为原来的2倍 10. 图甲为气压式升降椅，它通过气缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。气缸气密性、导热性能良好。设气体的初始状态为A，某人坐上椅面保持不动，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。然后开空调暖风，一段时间后室内温度上升到设定温度，稳定后气体状态为C；接着人慢慢离开座椅，椅子重新处于另一个稳定状态D。则气体（　　） A. 关系如图丙所示 B. 关系如图丁所示 C. 从B到C的过程，气体对外做的功大于气体吸收的热量 D. 处于状态D时，单位时间单位面积碰撞容器壁的分子数比状态A少 三、实验与探究（共16分） 11. 物理是一门以实验为基础的科学，下面是某同学做实验过程中的部分步骤： （1）在“探究变压器线圈两端电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 ①观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______。 A、整块硅钢铁芯 B、整块不锈钢铁芯 C、绝缘的硅钢片叠成 ②观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______。 （2）①用油膜法估测油酸分子大小的实验，将浓度为0.10%的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒，100滴溶液恰好1mL。向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，在浅盘上盖上透明塑料盖板，并描出油酸膜的轮廓，如图乙所示。已知正方形网格的边长为1cm，则估测出油酸分子的直径为______m。（保留2位有效数字） ②直接测1滴油酸酒精溶液的体积误差较大，本实验采用累计的方法。下列实验也采用了该方法的是（ ） A、“用单摆测定重力加速度”实验中，测量单摆的周期 B、“用双缝干涉测光的波长”实验中，测量相邻条纹间距 C、“验证动量守恒定律”实验中，获得小球落点的平均位置 D、用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，再求出直径平均值 12. 某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。安装好器材后，进行了以下操作： 第一步：将两片相同规格的遮光片分别固定在滑块1和滑块2上后，用天平测得滑块1和2的总质量分别为m1、m2； 第二步：打开气泵，仅将滑块1放在光电门1的左侧，轻推滑块1后发现通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，则应将气垫导轨的______（填“左侧”或“右侧”）调高一些。重复多次，直至气垫导轨调至水平状态。 第三步：将滑块1放在光电门1左侧，滑块2放在光电门2的右侧。轻推两滑块，它们相向运动并发生碰撞，光电门记录的挡光时间如下表所示。 光电门1 光电门2 碰前 T1 T2 碰后 T3 无数据 （1）该同学选用的是______（选填字母）组滑块进行的实验 A. B C. （2）若满足关系式_______________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用已测物理量表示） （3）该同学取下滑块1和滑块2，换另一组滑块进行实验，将滑块3放到光电门1的左侧，滑块4静止在光电门1与光电门2之间，向右轻推滑块3使它与滑块4相碰。光电门1记录遮光时间为t1，光电门2先后记录两次遮光时间依次为t2、t3。如果满足表达式______（用t2、t3表示），则两滑块的碰撞为弹性碰撞。 四、计算题（共38分。写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位） 13. 2025年3月21日神舟十九号航天员圆满完成出舱任务。当航天员执行出舱任务前，需先进行泄压，即将气闸舱内的大部分气体抽到密封舱内后，才能打开出舱舱门。若泄压前，气闸舱内的气体压强为p0，体积为V0；密封舱内气体的压强为p0，体积为10V0，泄压后密封舱内气体压强为1.094p0。泄压过程中，两舱内温度保持297K不变，气体为理想气体并忽略航天员对气体的影响，抽气泵与连接管道气体体积不计。 （1）泄压后打开舱门前，求气闸舱内的压强p1为多少； （2）太空中稀薄气体压强近似为0.001p0，温度为99K。打开舱门一段时间后，则舱内剩余空气的质量是原来的多少？ 14. 如图所示，一直角三棱镜截面，，，O为的中点，边长为L。平行于边的激光从的中点D射入该棱镜，折射光线照射到的中点E。已知光在真空中的速度c，不考虑光的多次反射。 （1）求三棱镜的折射率n；（可保留根号） （2）通过计算判断激光是否能够从边射出，并规范画出激光在三棱镜中传播的光路图； （3）求激光在三棱镜中传播的时间。 15. 如图所示，半径的光滑四分之一圆弧轨道固定在水平面，其末端与足够长水平面平滑连接。水平面的段粗糙，其他段光滑。一个半径的光滑四分之一弧形槽，静置在水平面上，其左端和水平面相切于D点。一小滑块Q从A点正上方处由静止释放，经轨道，进入水平面，从B运动到C所用时间，与静止在C点的小滑块P发生正碰，Q、P碰撞过程系统损失的动能为碰前瞬间Q动能的。已知小滑块Q的质量，小滑块P的质量，它们与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度g取滑块均可视为质点。求： （1）Q经过B时的速度大小； （2）Q、P第一次碰撞后，Q、P的速度大小； （3）要使P滑上光滑的弧形槽后不能从其上端飞出且能够与Q再次碰撞，弧形槽质量M的范围。（Q追不上弧形槽） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $