精品解析：山东青岛第五十八中学2025-2026学年第二学期高二年级阶段性检测物理试题

2025—2026学年第二学期高二年级阶段性检测 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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，再选涂其他答案题号。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。 一、单选题 1. 对于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A. 图1为用通电的烙铁触及薄板，薄板上的蜂蜡熔化成圆形区域，说明该薄板在传导热量上具有各向异性 B. 图2为墨汁在水中扩散，表明分子在做永不停息的无规则运动 C. 图3为布朗运动产生原因的示意图，温度越低，布朗运动越明显 D. 图4为密闭容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，T1大于T2，且T1对应图像与坐标轴包围的面积大于T2对应图像与坐标轴包围的面积 2. 研究表明，分子间的作用力与分子间距离的关系如图所示。则（　　） A. 液体表面层分子间距离略小于 B. 分子间距离增大时，分子间引力增大，斥力减小 C. 分子间距离时，分子势能最小 D. 将两分子从相距处由静止释放，分子间距离从到的过程中分子势能减小 3. 某照相机的透镜表面镀有一层折射率为1.25的透明介质薄膜，可以利用光的干涉减弱玻璃表面的反射光，增强透射光，如图所示，为了使玻璃透镜对人眼和感光物质敏感的黄绿光（真空中波长为555nm）产生极大的透射，薄膜的厚度最小为（　　） A. 55.5nm B. 111nm C. 138.75nm D. 222nm 4. 如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B再变化到状态C，再从C状态回到A状态，则下列说法正确的是（　　） A. 状态A到状态B过程，单位体积内的分子数变多 B. 状态B到状态C过程，气体内能增加 C. 状态C到状态A中气体分子的平均动能先增大再减小 D. 状态C比状态A中单位面积上单位时间内分子撞击次数更多 5. 一定质量的理想气体从状态a经①②③过程再次恢复到原状态a，气体压强和摄氏温度t的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 过程②中气体体积减小 B. 过程③是气体等容变化 C. 状态b的体积为状态a的2倍 D. 状态b时单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数比状态a多 6. 某人驾驶汽车，从哈尔滨到广州，出发时哈尔滨的环境温度为，到达广州时的环境温度为。假设汽车轮胎内的气体可视为理想气体，其体积不变且没有漏气，为使轮胎内部气体的压强恢复到出发时的压强，需将气体放出一部分，则放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为（ ） A. B. C. D. 7. 小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温（室内的气压为一个标准大气压气压，相当于76cm汞柱产生的压强），结构如图所示，大玻璃泡 A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度，当室内温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm，B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的是（　　） A. 该测温装置利用了气体的等压变化的规律 B. B管上所刻的温度数值上高下低 C. B管内水银面的高度为22cm时，室内的温度为-3℃ D. 若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际偏低 8. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 该单色光的彩虹角 B. 该单色光在水滴内部B点处发生全反射 C. 水滴对该单色光的折射率约为1.42 D. 若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大 二、多选题 9. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，如图（a）所示，当黄光从上方入射后，从上往下可以观察到如图（b）所示的明暗相间的条纹，条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处，下列说法中正确的是（　　） A. 干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光叠加产生的 B. 若换用蓝光从上方入射，条纹变疏 C. 若放在同一位置的薄片厚度变小，则条纹间距将会变大 D. N的上表面B处向上凸起 10. 某三棱镜的横截面为等腰三角形，，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中b单色光从O点入射后的折射光平行于AC。已知光在真空中传播速度为c。（不考虑AC面的反射）下列说法正确的是（　　） A. 在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小 B. 单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足 C. 仅改变入射光在AB边上入射点的位置，b光在该三棱镜中的传播时间始终为 D. 若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的大 11. 一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度变化。下列说法正确的是（　　） A. 被封闭气体的压强为 B. 若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C. 若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D. 若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 12. 如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为，下半部分的横截面面积为，上半部分的汽缸内有一个质量为的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为的活塞B，两个活塞之间用一根长为的轻质细杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为，重力加速度为，环境大气压强为，则下列说法正确的是（　　） A. 初始时，汽缸内封闭气体的压强为 B. 初始时，细杆对活塞B的作用力大小为 C. 若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，则两活塞向下移动的距离为 D. 若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功为 二、实验题 13. 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直地插上两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的必要步骤有（　　） A. 插上大头针，使仅挡住的像 B. 插上大头针，使挡住的像和的像 C. 插上大头针，使仅挡住 D. 插上大头针，使挡住和、的像 （2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接。测量图中角和的大小。则玻璃砖的折射率_____。 （3）为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图所示。保持相同的入射角，测得折射角分别为，则玻璃和该介质的折射率大小关系为_____（填“”或“”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。 （4）一位同学准确地画好玻璃砖的界面和后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图所示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测量值_____准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 14. 某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶塞和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺上读取，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表上读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。 （1）在相同温度下，A、B两个小组分别进行了实验，并在同一坐标纸上作出了如图乙所示的图像，两组同学实验所用注射器内的气体质量分别为和，由图像可知______（选填“＞”“＝”或“＜”）。 （2）如图丙，该小组换用传感器继续探究气体等温变化的规律。实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示。实验过程中该同学用手紧紧握住了注射器针筒，则实验得到的图像可能是______。 A. B. C. D. （3）①该小组的同学调整坐标参数后，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的体积，则横坐标表示的物理量是封闭气体的______。 A、热力学温度T B、摄氏温度t C、压强p D、压强的倒数 ②细心的同学发现该图线没有过坐标原点，反映了实验中有一定的误差。若该实验的误差仅由注射器与传感器之间细管中的气体体积导致，由图线可得大小为______mL（结果保留1位有效数字）。 三、计算题 15. 如图所示，某透明介质中有一个半径为R的球形气泡和一个半径为R的水平放置的圆形面光源，面光源位于气泡正上方，面光源的圆心与气泡的球心在同一竖直线上，面光源可以竖直向下发射均匀分布的平行单色光，面光源发射出的光有四分之一进入气泡，光在真空中的传播速度为c。 （1）求该介质的折射率； （2）若气泡球心O到该面光源的距离为R，求恰好发生全反射的光线从发射到返回面光源所在水平面所需的时间。 16. 如图是地铁隧道防洪气囊，使用时通过充气机向气囊内充气，使其膨胀为长度L=10m、横截面积S=20m2的柱体，当其内部气压满足时，可以阻断洪水。已知隧道内大气压强恒为，充气机每秒从隧道中吸入体积为ΔV=0.5m3的空气并充入气囊。气囊不漏气且导热良好，内部气体可视为理想气体。 （1）充气前气囊内气体可忽略，要使气囊内部气压达到1.8×105Pa，求充气时间； （2）某次防洪演练，将气囊气压充至2.0×105Pa，一段时间后，隧道内温度由300K降至288K，气囊体积不变，通过计算判断气囊气压是否仍满足阻断洪水的要求。 17. 某小组探究“法拉第圆盘发电机与电动机的功用”，设计了如图所示装置。飞轮由三根长的辐条和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长细绳绕在圆环上，系着质量的物块，细绳与圆环无相对滑动。飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中，左侧电路通过电刷与转轴和圆环边缘良好接触，开关S可分别与图示中的电路连接。已知电源电动势、内阻、限流电阻、飞轮每根辐条电阻，电路中还有可调电阻R2（待求）和电感L，不计其他电阻和阻力损耗，不计飞轮转轴大小。 （1）开关S掷1，“电动机”提升物块匀速上升时，理想电压表示数。 ①判断磁场方向，并求流过电阻R1的电流I1； ②求物块匀速上升的速度v1。 （2）开关S掷2，物块从静止开始下落，经过一段时间后，物块匀速下降的速度与“电动机”匀速提升物块的速度大小相等， ①求可调电阻R2的阻值； ②求磁感应强度B的大小。 18. 如图所示，一质量的小车由水平部分和圆弧轨道组成，长，圆弧的半径，且与水平部分相切于点，小车静止时左端与固定的光滑曲面轨道相切，一质量为的物块从距离轨道底端高为处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量为的物块（两物块均可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度。 （1）求物块与物块碰撞后的速度； （2）若碰后运动到点用时，求此过程小车位移； （3）要使物块既可以到达点又不会与小车分离，求与小车部分动摩擦因数的取值范围。 附加题： 19. 一卫星绕地球沿圆轨道运动，运动速度为，卫星离地高度为h，此时卫星的发动机启动让卫星获得一指向地球中心的径向速度，使其改变成椭圆形轨道。已知地球半径为R，则近地点和远地点到地心的距离分别为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年第二学期高二年级阶段性检测 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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，再选涂其他答案题号。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。 一、单选题 1. 对于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A. 图1为用通电的烙铁触及薄板，薄板上的蜂蜡熔化成圆形区域，说明该薄板在传导热量上具有各向异性 B. 图2为墨汁在水中扩散，表明分子在做永不停息的无规则运动 C. 图3为布朗运动产生原因的示意图，温度越低，布朗运动越明显 D. 图4为密闭容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，T1大于T2，且T1对应图像与坐标轴包围的面积大于T2对应图像与坐标轴包围的面积 【答案】B 【解析】 【详解】A．图1薄板上的蜂蜡熔化成圆形区域，说明薄板在传导热量上具有各向同性，故A错误； B．图2为墨汁在水中扩散，扩散现象表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动，故B正确； C．图3为布朗运动产生原因的示意图，温度越高，微粒越小，布朗运动越明显，故C错误； D．温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比越大，则T1小于T2，但T1对应图像与坐标轴包围的面积等于T2对应图像与坐标轴包围的面积，均为1，故D错误。 故选B。 2. 研究表明，分子间的作用力与分子间距离的关系如图所示。则（　　） A. 液体表面层分子间距离略小于 B. 分子间距离增大时，分子间引力增大，斥力减小 C. 分子间距离时，分子势能最小 D. 将两分子从相距处由静止释放，分子间距离从到的过程中分子势能减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于时，分子力为0，则可知，而液体表面分子间表现为引力，可知分子距离略大于，故液体表面层分子间距离略大于，故A错误； B．分子间距离增大时，分子间引力、斥力都减小，故B错误； C．分子间距离时分子力表现为引力，则分子间距从无穷远到r1时分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小；分子间距离时分子力表现为斥力，则分子间距从r1减小时分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加，可知当，即时，分子势能最小，故C错误； D．分子间距离时，即，分子力表现为引力，从到分子引力做正功，分子势能减小，D正确。 故选D。 3. 某照相机的透镜表面镀有一层折射率为1.25的透明介质薄膜，可以利用光的干涉减弱玻璃表面的反射光，增强透射光，如图所示，为了使玻璃透镜对人眼和感光物质敏感的黄绿光（真空中波长为555nm）产生极大的透射，薄膜的厚度最小为（　　） A. 55.5nm B. 111nm C. 138.75nm D. 222nm 【答案】B 【解析】 【详解】设黄绿光在薄膜中的波长为，光由空气射入薄膜频率不变，由和得 则 为了使透射光最强，须使薄膜上下两个表面反射的光相消，薄膜的厚度须满足（n=0,1,2，……） 当时，薄膜厚度最小，所以薄膜厚度最小为 故选B。 4. 如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B再变化到状态C，再从C状态回到A状态，则下列说法正确的是（　　） A. 状态A到状态B过程，单位体积内的分子数变多 B. 状态B到状态C过程，气体内能增加 C. 状态C到状态A中气体分子的平均动能先增大再减小 D. 状态C比状态A中单位面积上单位时间内分子撞击次数更多 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．状态A到状态B过程，体积变大，分子数目总量不变，则单位体积内的分子数变少，故A错误； B．状态B到状态C过程，是等容变化，由 可知 温度降低，气体的内能减少，故B错误； C．由图可知状态C到状态A过程中，压强和体积的乘积先增大后减小，由理想气体的状态方程 温度是先增大，后减小，则气体分子的平均动能先增大再减小，故C正确； D．由理想气体的状态方程 可得状态A和状态C的温度相同，则分子的平均动能相等，由于状态C的压强小于状态A的压强且体积大数密度小，所以状态C比状态A中单位面积上单位时间内分子撞击次数少，故D错误。 故选C。 5. 一定质量的理想气体从状态a经①②③过程再次恢复到原状态a，气体压强和摄氏温度t的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 过程②中气体体积减小 B. 过程③是气体等容变化 C. 状态b的体积为状态a的2倍 D. 状态b时单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数比状态a多 【答案】A 【解析】 【详解】A．过程②中气体的温度不变，根据等温变化 可知，压强变大，体积减小，故A正确； B．由理想气体状态方程得 可得 故B错误； C．过程①为等压变化 可知，状态a和状态b的体积不是2倍关系，故C错误； D．状态a和状态b气体压强相同，但b状态温度更高，动能更大，故单位时间内对器壁的碰撞次数要少，故D错误。 故选A。 6. 某人驾驶汽车，从哈尔滨到广州，出发时哈尔滨的环境温度为，到达广州时的环境温度为。假设汽车轮胎内的气体可视为理想气体，其体积不变且没有漏气，为使轮胎内部气体的压强恢复到出发时的压强，需将气体放出一部分，则放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设在哈尔滨气体的压强为，在广州气体的压强为，从哈尔滨到广州过程，气体发生等容变化，则有 其中， 可得 设汽车轮胎内的体积为，根据玻意耳定律可得 解得 则放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为 故选C。 7. 小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温（室内的气压为一个标准大气压气压，相当于76cm汞柱产生的压强），结构如图所示，大玻璃泡 A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度，当室内温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm，B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的是（　　） A. 该测温装置利用了气体的等压变化的规律 B. B管上所刻的温度数值上高下低 C. B管内水银面的高度为22cm时，室内的温度为-3℃ D. 若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际偏低 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据受力分析可知 又B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，故可知气体做等容变化，故A错误； B．温度越高,由可知压强越大，故而温度越高，刻度的数值就越小，应为上低下高，故B错误； C．由 得 又 得 故C正确； D. 若把该装置放到高山上，会减小，会减小，根据刻度上低下高，测出的温度偏高。故D错误。 故选C。 8. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 该单色光的彩虹角 B. 该单色光在水滴内部B点处发生全反射 C. 水滴对该单色光的折射率约为1.42 D. 若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大 【答案】C 【解析】 【详解】Ｃ．在题图乙上标出各角度，如图所示 由几何关系可知 解得 根据折射定律有 故C正确； A．由光路的可逆性可知，光在C点的折射角依然为，故该单色光的彩虹角为 故A错误； B．该单色光在水滴内发生全反射的临界角C满足 又 sinθ<sinC 则该单色光在水滴内部B点不可能发生全反射。故B错误； D．根据题图甲可知水滴对M所对应的光的折射率大于对N所对应的光的折射率，则M、N所对应的光分别为紫光和红光，紫光波长比红光短，又双缝干涉条纹间距 则M所对应的光的条纹间距更小。故D错误。 故选C。 二、多选题 9. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，如图（a）所示，当黄光从上方入射后，从上往下可以观察到如图（b）所示的明暗相间的条纹，条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处，下列说法中正确的是（　　） A. 干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光叠加产生的 B. 若换用蓝光从上方入射，条纹变疏 C. 若放在同一位置的薄片厚度变小，则条纹间距将会变大 D. N的上表面B处向上凸起 【答案】CD 【解析】 【详解】A．劈尖干涉的相干光来源于空气薄膜的上下两个表面（即标准板M的下表面和待检工件N的上表面）的反射，而非M板的上下两表面。A错误； B．干涉条纹间距公式为： 其中为入射光波长，为劈尖夹角。蓝光波长比黄光短（），因此换用蓝光后，条纹间距会变小，条纹变密。B错误； C．若薄片厚度变小，在同一长度内空气膜的厚度变化减小，劈尖夹角变小。根据条纹间距公式，变小则条纹间距变大。C正确； D．对于A处（P点）：条纹向左弯曲，说明此处空气膜厚度与左侧（更靠近劈尖）的厚度相同，因此A处向下凹陷。 对于B处（Q点）：条纹向右弯曲，说明此处空气膜厚度与右侧（更远离劈尖）的厚度相同，因此B处向上凸起。D正确。 故选CD。 【点睛】高中阶段，劈尖干涉的条纹间距公式可近似表示为，其中为劈尖夹角。 10. 某三棱镜的横截面为等腰三角形，，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中b单色光从O点入射后的折射光平行于AC。已知光在真空中传播速度为c。（不考虑AC面的反射）下列说法正确的是（　　） A. 在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小 B. 单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足 C. 仅改变入射光在AB边上入射点的位置，b光在该三棱镜中的传播时间始终为 D. 若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据折射定律 由图可知，两光线的入射角相等，而光折射角小于光的折射角，故光的折射率大于光的折射率，根据 可知单色光的传播速度比小，A正确； B．由几何关系知、复合光的入射角为，b光的折射角为，则光的折射率为 则单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足，B错误； C．光路图如图所示 改变入射光在边上入射点的位置，由于入射角始终为，所以折射光始终平行于，根据B选项可知，光在边会发生全反射，因为，可得 因为， 解得 可知平行于,在平行四边形中，在等腰中 所以从边上任意位置射入的光线，光的路径等于的长度，则 又因为 解得，C正确； D．光折射率大于光折射率，则光频率大于光频率，根据 可知光的波长小于光波长，根据 可知若用单色光、分别通过同一双缝干涉装置，单色光的相邻亮纹间距比的小，D错误。 故选AC。 11. 一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度变化。下列说法正确的是（　　） A. 被封闭气体的压强为 B. 若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C. 若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D. 若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．玻璃管在光滑斜面上运动时加速度为，对整体，由牛顿第二定律 解得 对水银柱，根据牛顿第二定律得 其中 联立解得封闭气体的压强 故A错误； B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，根据玻意耳定律有 解得 故B正确； C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，封闭气体的长度，由查理定律有 联立解得 故C正确； D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，对水银柱，根据牛顿第二定律得 其中 联立解得稳定时封闭气体压强 封闭气体做等温变化，则有 联立解得 故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为，下半部分的横截面面积为，上半部分的汽缸内有一个质量为的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为的活塞B，两个活塞之间用一根长为的轻质细杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为，重力加速度为，环境大气压强为，则下列说法正确的是（　　） A. 初始时，汽缸内封闭气体的压强为 B. 初始时，细杆对活塞B的作用力大小为 C. 若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，则两活塞向下移动的距离为 D. 若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设初始时䍂内气体的压强为，则两活塞受力平衡有 解得 A错误； B．对活塞受力分析有 解得 B正确； C．若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，气体发生等压变化，则有 解得 设两活塞向下移动的距离为，则有 解得 C错误； D．若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，气体发生等压变化有 解得 汽缸内等压膨胀对外做功为 D正确。 故选BD。 二、实验题 13. 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直地插上两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的必要步骤有（　　） A. 插上大头针，使仅挡住的像 B. 插上大头针，使挡住的像和的像 C. 插上大头针，使仅挡住 D. 插上大头针，使挡住和、的像 （2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接。测量图中角和的大小。则玻璃砖的折射率_____。 （3）为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图所示。保持相同的入射角，测得折射角分别为，则玻璃和该介质的折射率大小关系为_____（填“”或“”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。 （4）一位同学准确地画好玻璃砖的界面和后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图所示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测量值_____准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】（1）BD （2） （3） （4）等于 【解析】 【小问1详解】 光沿直线传播，两点确定一条直线，让同时挡住、的像，保证入射光线是唯一的且过、，同理使挡住和、的像，保证从玻璃砖出来的光线是唯一的且过、，最后使四个点在同一条光线的传播路径上。 故选BD。 【小问2详解】 根据题意，由折射定律可得，玻璃砖的折射率。 【小问3详解】 玻璃砖的折射率 某透明介质的折射率 因，所以 【小问4详解】 如图实际光路图为PMNG，测量光路图为PQNG 根据折射定律知，PM平行于QNG，且M点到的距离等于N点到的距离，所以四边形PMNQ为平行四边形，则折射率的测量值等于准确值。 14. 某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶塞和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺上读取，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表上读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。 （1）在相同温度下，A、B两个小组分别进行了实验，并在同一坐标纸上作出了如图乙所示的图像，两组同学实验所用注射器内的气体质量分别为和，由图像可知______（选填“＞”“＝”或“＜”）。 （2）如图丙，该小组换用传感器继续探究气体等温变化的规律。实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示。实验过程中该同学用手紧紧握住了注射器针筒，则实验得到的图像可能是______。 A. B. C. D. （3）①该小组的同学调整坐标参数后，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的体积，则横坐标表示的物理量是封闭气体的______。 A、热力学温度T B、摄氏温度t C、压强p D、压强的倒数 ②细心的同学发现该图线没有过坐标原点，反映了实验中有一定的误差。若该实验的误差仅由注射器与传感器之间细管中的气体体积导致，由图线可得大小为______mL（结果保留1位有效数字）。 【答案】（1）＞ （2）B （3） ①. D ②. 1 【解析】 【小问1详解】 由题设条件及乙图知，体积和温度相同时，据气体压强的微观意义可知A组中气体分子数密度较大，故有。 【小问2详解】 根据理想气体状态方程有 解得，由于实验过程中该同学用手紧紧握住针筒，导致密封气体温度升高，图像的斜率会逐渐变大，故B正确。 【小问3详解】 [1]根据玻意耳定律有，则图像是一条直线。 [2]图线不过原点，其纵截距反映的是注射器与传感器之间细管中的气体体积，由图可读出 三、计算题 15. 如图所示，某透明介质中有一个半径为R的球形气泡和一个半径为R的水平放置的圆形面光源，面光源位于气泡正上方，面光源的圆心与气泡的球心在同一竖直线上，面光源可以竖直向下发射均匀分布的平行单色光，面光源发射出的光有四分之一进入气泡，光在真空中的传播速度为c。 （1）求该介质的折射率； （2）若气泡球心O到该面光源的距离为R，求恰好发生全反射的光线从发射到返回面光源所在水平面所需的时间。 【答案】（1）2 （2） 【解析】 【详解】（1）如图所示，OO'为面光源的垂线，由于能射入气泡内的光占四分之一，则距OO'为的光恰好发生全反射，由图可得 折射率 （2）由图可得， 由光速与折射率的关系可得 则恰好发生全反射的光线从发射到返回面光源所在水平面所需的时间 16. 如图是地铁隧道防洪气囊，使用时通过充气机向气囊内充气，使其膨胀为长度L=10m、横截面积S=20m2的柱体，当其内部气压满足时，可以阻断洪水。已知隧道内大气压强恒为，充气机每秒从隧道中吸入体积为ΔV=0.5m3的空气并充入气囊。气囊不漏气且导热良好，内部气体可视为理想气体。 （1）充气前气囊内气体可忽略，要使气囊内部气压达到1.8×105Pa，求充气时间； （2）某次防洪演练，将气囊气压充至2.0×105Pa，一段时间后，隧道内温度由300K降至288K，气囊体积不变，通过计算判断气囊气压是否仍满足阻断洪水的要求。 【答案】（1）720s （2）能 【解析】 【小问1详解】 充气完成后，气囊内气体体积V=LS 设充入的环境空气体积为V0时，气囊气压达到防洪气压pmin，充入的气体温度不变，由玻意耳定律，有 解得V0=360m3 依题意有 故充气时间为720s。 【小问2详解】 设降温后，温度为T1时气囊内气体压强为p1，气体做等容变化，由查理定律，有 解得 p1=1.92×105Pa 由于p1>pmin=1.8×105Pa，故气囊仍能满足防洪气压要求。 17. 某小组探究“法拉第圆盘发电机与电动机的功用”，设计了如图所示装置。飞轮由三根长的辐条和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长细绳绕在圆环上，系着质量的物块，细绳与圆环无相对滑动。飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中，左侧电路通过电刷与转轴和圆环边缘良好接触，开关S可分别与图示中的电路连接。已知电源电动势、内阻、限流电阻、飞轮每根辐条电阻，电路中还有可调电阻R2（待求）和电感L，不计其他电阻和阻力损耗，不计飞轮转轴大小。 （1）开关S掷1，“电动机”提升物块匀速上升时，理想电压表示数。 ①判断磁场方向，并求流过电阻R1的电流I1； ②求物块匀速上升的速度v1。 （2）开关S掷2，物块从静止开始下落，经过一段时间后，物块匀速下降的速度与“电动机”匀速提升物块的速度大小相等， ①求可调电阻R2的阻值； ②求磁感应强度B的大小。 【答案】（1）①垂直纸面向外，10A；②5m/s；（2）①；②2.5T 【解析】 【详解】（1）①物块上升，则金属轮沿逆时针方向转动，辐条受到的安培力指向逆时针方向，辐条中电流方向从圆周指向O点，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外；等效电路如图 由闭合电路的欧姆定律可知 则 ②等效电路如图 辐条切割磁感线产生的电动势与电源电动势相反，设每根辐条产生的电动势为E1，则 解得 此时金属轮可视为电动机 当物块P匀速上升时 解得 另解：因，，根据 解得 （2）①物块匀速下落时，由受力分析可知，辐条受到的安培力与第（1）问相同，等效电路如图 经过R2的电流 由题意可知 每根辐条切割磁感线产生的感应电动势 解得 另解：由能量关系可知 解得 ②根据 而 解得 18. 如图所示，一质量的小车由水平部分和圆弧轨道组成，长，圆弧的半径，且与水平部分相切于点，小车静止时左端与固定的光滑曲面轨道相切，一质量为的物块从距离轨道底端高为处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量为的物块（两物块均可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度。 （1）求物块与物块碰撞后的速度； （2）若碰后运动到点用时，求此过程小车位移； （3）要使物块既可以到达点又不会与小车分离，求与小车部分动摩擦因数的取值范围。 【答案】（1），方向水平向右 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块沿滑下，设末速度，由机械能守恒定律得 解得 物块碰撞，取向右为正，碰后速度分别为，由动量守恒得 由机械能守恒得 解得， 故碰撞后瞬间物块的速度为，方向水平向右。 【小问2详解】 碰后物块从运动到过程，系统水平方向动量守恒，则 等式两边同时乘，然后求和可得 又因为 解得 【小问3详解】 考虑极限情况： 若物块刚好向右到达点时就与小车共速，由动量守恒定律有 解得 由能量守恒定律得 解得 若物块刚好回到点时与小车共速，由能量守恒定律得 解得 若当物块在圆弧上上升高度为时，二者刚好共速，由能量守恒定律得 解得 因为，所以不会从圆弧轨道上滑出，则的取值范围为 附加题： 19. 一卫星绕地球沿圆轨道运动，运动速度为，卫星离地高度为h，此时卫星的发动机启动让卫星获得一指向地球中心的径向速度，使其改变成椭圆形轨道。已知地球半径为R，则近地点和远地点到地心的距离分别为多少？ 【答案】远地点到地心的距离 近地点到地心的距离 【解析】 【详解】设初始时卫星做圆周运动的轨道半径为，已知卫星离地高度为h，地球半径为R，则 在圆轨道运动时，万有引力提供向心力，因此有 解得 发动机启动让卫星获得了一个指向地心的径向速度，因为径向推力不改变切向方向的运动，所以此时卫星的切向速度依然是，此时卫星的合速度满足 当卫星进入椭圆轨道后，只受万有引力作用，因此它对地心的角动量守恒，且系统的机械能守恒。在椭圆轨道的近地点和远地点处，卫星的径向速度为0，速度完全沿着切向方向。设近地点或远地点到地心的距离为r，该点处的速度大小为。根据角动量守恒，发动机启动瞬间的角动量等于远/近地点的角动量，则 解得 根据机械能守恒，发动机启动瞬间的动能与势能之和，等于远/近地点处的动能与势能之和，有 联立两方程解得 远地点距离为 近地点距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $