湖北省武汉外国语学校2025-2026学年高二下学期期中考试物理试卷

武汉外国语学校2025-2026学年度第二学期期中考试 高二物理试卷 命题教师：高二物理组审题教师：高二物理组 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有 一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2 分，有选错的得0分。 1.关于下列实验或现象的说法，正确的是 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比 分子的速率 图1 图2 图3 图4 A.图1说明薄板一定是非晶体 B.图2说明气体分子速率分布随温度变化，且T1>T2 C.图3的实验情景可以说明气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关 D.图4中的现象说明水黾受到了浮力作用，且浮力与重力平衡 2.二氧化碳封存回注，就是通过工程技术手段，把捕集到的二氧化碳注入地下800m到3500m深度 范围内的陆上或海底咸水层，是国际公认的促进碳减排措施。我国第一口位于海底的二氧化碳封存回 注井已于2023年正式开钻。实验发现，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。 设在某状态下二氧化碳气体的密度为P,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,将二氧化碳分子看作 直径为D的球，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为 A.novDa B.VNAD ，C.aMD D.VNAMD 6NAM 6M 6 3.飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以一定的频率自动发 出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。如图甲是黑匣子中 电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，图乙为电容器的电荷量q随时间t变化的图像，仁0时刻电 容器的M板带正电。下列关于LC电磁振荡电路的说法中正确的是 高二物理试卷第1页，共7页 A.0~时间内，线圈中的磁场方向向下 B.0~时间内，线圈的磁场能不断减小 C.1~时间内，线圈的自感电动势增大 D.11~2时间内，电容器N板带负电，电容器正在充电 4如图所示，甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能E,与两分子间距离 的变化关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为一E。,若两分子所具有的总能量为0，则下列 说法中正确的是 个E, A.乙分子在P点(x=x2)时，加速度最大 B.乙分子在Q点(x=x)时，其动能最大 C.乙分子在Q点(x=x1)时，处于平衡状态 D.乙分子的运动范围为x≥x1 5为了方便监控高温锅炉外壁的温度变化，可在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸。如图所 示，汽缸右壁的压力传感器与活塞通过轻弹簧连接，活塞左侧封闭气体可看作理想气体。已知大气压 强为P。,活塞横截面积为S,弹簧的劲度系数=，不计活塞质量和厚度及与汽缸壁的摩擦。当锅 炉外壁温度为T时，活塞与汽缸左壁的间距为L,传感器的示数为0；温度缓慢升高到某一值时，传感 器的示数为PoS,若已知该过程汽缸内气体吸收的热量为Q,弹簧弹性势能公式：E。x2(x为弹簧的 形变量)。则下列说法正确的是 A.此时锅炉外壁的温度为2To 与大气相通 B.该过程气体对外界做功为PSL C.整个过程中气体内能的增加量为Q一os虹 W 2 压力传感器 D.整个过程中气体内能的增加量为Q-3sz 2 6如图所示，粗细均匀、导热良好的薄壁U形管左管开口竖直向上，管中装有水银，左管内水银面比 右管内水银面高4h=5cm,左管内水银面到管口的距离h1=30cm,右管内封闭的空气柱长度h2=22.5cm。 现用横活塞封住开口端，并缓慢推动活塞，使左、右管内水银面齐平。已知大气压强恒为P。=75cHg, 活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度始终不变，下列说法正确的是 高二物理试卷第2页，共7页 A.左管内水银面向下移动的距离为5cm B.稳定后右管中气体的压强为100cmHg A△h C.活塞向下移动的距离为7.5cm D.稳定后固定横活塞，若环境温度缓慢降低，则左管内水银面逐渐高于右管 7.2020年初，新冠病毒来袭。我国广大医务工作者表现出无私无畏的献身精神，给国人留下了深刻的 印象。如图是医务人员为患者输液的示意图，在输液的过程中，下列说法正确的是 通大 D A.B瓶中的药液先用完 B.只要B瓶中还有液体，滴壶D中的气体压强不变 C.随着液面下降，B瓶上方的气体体积增加，压强减小 D.随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐减小 8.如图甲为电能输送示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为1：100，其输 入电压如图乙所示。输电线的总电阻为1002，降压变压器原、副线圈匝数比为100：1，其副线圈接 火警报警系统，其中R为定值电阻，R2为热敏电阻，当温度升高时其阻值变小。电压表可显示加在报 警器上的电压（报警器未画出）。未发生火情时，升压变压器的输入功率为750kW。下列说法中正确的 是 AuN 升压变压器降压变压器 250√2 火警报瞥系统 发 输电线 电 站 00.00.0 0.03s R -250W2 甲 A.未发生火情时，降压变压器副线圈输出的电压311V B.未发生火情时，输电线上损耗的功率为90kW C.当R2所在处发生火情时，R两端电压增大 D.当R2所在处发生火情时，电压表的示数变大 高二物理试卷第3页，共7页 9.一定质量的理想气体从状态a开始，经四个过程ab、bc、cd、da回到原状态，其压强P与温度T 的关系如图所示，已知bd连线的延长线通过原点。关于四个变化过程的说法中，下列判断正确的是 a T T2 T A.各状态下体积关系满足Va>Vb=Va>Vc B.c→d过程中气体分子在单位时间内对器璧单位面积的碰撞次数增加 C.b→c过程中气体对外界做的功等于气体吸收的热量 D.a→b过程中气体吸收的热量等于c→d过程中气体放出的热量 10.如图所示，一绝热气缸竖直放在水平桌面上（缸内底部有加热装置），缸内有一与底面平行并可 上下移动的活塞K,它将气缸分成A、B两部分，活塞导热性能良好，可使A、B温度始终保持相同，且 与桶壁无摩擦，不漏气。气缸的顶部轻轻放上一质量与活塞K相等的缸盖，盖与筒的上端边缘接触良 好，无漏气。活塞上方A和下方B分别装有一定质量的理想气体，当桶内温度T=300K时，A气体 压强为1.0×105pa,B气体压强为1.2×105pa,B气体体积占气缸总容积的1/10。现从气缸底部对B气 体缓慢加热（已知大气压强为1.0×10pa)则 A A.整个过程中B吸收的热量等于B气体增加的内能与传递给A气体的热量之和 B.气缸顶部的缸盖被顶起时，B中气体压强为1.4×10pa C.缸盖被顶起时，缸内B气体的体积与气缸总容积之比为4：35 D.继续对B气体加热一段时间，直到B中气体体积变为气缸总容积的1/9时，缸内气体的热力学温 度为T 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11.(6分)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000L溶液中 有纯油酸0.2mL,用量筒和注射器测得1L上述溶液有80滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有 痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，画出油酸薄膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1c.(结 果均保留两位有效数字) 高二物理试卷第4页，共7页 (1)油酸薄膜的面积是 m2 (2)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m (3)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏大，可能是由于 A.油酸未完全散开 B,油酸酒精溶液中含有大量酒精 C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴 12.(8分)某同学设计了一个加速度计，如图所示：较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑 块两侧用弹簧3拉着：R为滑动变阻器，4是滑片，它与变阻器任一端间的电阻都与它到这端的距离 成正比。这个装置实际上是一个加速度传感器。工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及滑动变阻 器均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下以同样的加速度运动。 通过电路中仪表的示数，可以得知加速度的大小。 已知两个电池的电动势相同，均为E=12V,内阻可以忽略不计，滑块的质量m=0.8kg,两弹簧的劲 度系数均为k=2×102Nm,滑动变阻器的全长L=8.0cm,被测物体可能达到的最大加速度 am=15/s(此时弹簧仍为弹性形变)，电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表），零刻度在表 盘中央（即可显示正负电压），当P端的电势高于Q端的电势时，指针向零刻度右侧偏转。当被测物体 的加速度为零时，电压表的示数为零；当被测物体的加速度达到最大时，电压表的指针满偏。 (1)当加速度为零时，应将滑动片调到距变阻器左端 cm处。（结果保留2位有效数字） (2)当被测物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零刻度 (选填“左”或“右”) 侧偏转。 (3)电压表最大示数为V。(结果保留2位有效数字) (4)若将电压表的表盘换成直接表示加速度的刻度盘，只需满足关系式=|（用字母、E、k、 L表示，各物理量均采用国际单位)。 高二物理试卷第5页，共7页 13.（12分)如图，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S,匝数为n,线圈电阻为r,外电阻 为R。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，角速度为ω。若图中 的电压表、电流表均为理想交流电表，求： 0 d (1)若从图示位置开始计时，写出线框电动势的表达式： (2)从图示位置转过60°，通过R的电荷量： (3)转动一个周期，R上产生的焦耳热。 14.（16分)如图所示，足够长的竖直密闭气缸固定在水平地面上，缸体质量=12g,活塞质量 =3kg,活塞横截面积S=4×103m2,活塞上方用轻绳连于天花板。气缸下端由劲度系数 k=2×103N/m的轻弹簧支撑，弹簧初始压缩量x。=0.03;封闭气柱长L=0.251,大气压 P=1×10Pa,g=10s2,弹簧始终在弹性限度内，气缸壁厚度不计，求（结果保留2位有效数字）： (1)初始时气缸内气体的压强： aiereeaeie (2)将绳剪断，系统重新平衡后（温度不变），气柱的长度L2； (3)剪绳至重新平衡过程中，气体是吸热还是放热？请说明理由。 d 高二物理试卷第6页，共7页 15.(18分)按压瓶在生活中很常见，它主要由进液阀门、排气阀门、封闭空间和活塞组成。为了方 便分析简化成图2，两个阀门处各有一个小球。 其工作原理如下：手缓慢按压顶部带动活塞下压（如图2中B),中间封闭气体被压缩，压强增大， 某时刻上端小球被顶起，排气阀门打开，中间气体向上溢出，上端恢复后（如图2中C)中间气体压 强减小，下端小球被顶起，进液阀门被打开，液体流入，工作几次后液体便可按压出来。若每次按压 活塞最多只能将封闭空间体积压缩为原来的一半，初始时刻，中间气体压强与外界大气压相同，均为 P。=1×10Pa(重力加速度为g=10m/s2,环境温度保持不变，按压瓶导热良好) A 图1 图2 图3 上端小球接触情况如图3，半径为R,设球心到接触点的连线与竖直方向夹角为。气体压强均匀作用 在球体受压表面上。为便于分析，把球体所受气体压力等效成一个竖直向上的合力。定义：若该合力 可写为F=PS,则S称为该球体受气体压力的有效作用面积。 (1)(5分)若上端小球上、下方气体作用的有效面积均为S=1062,为使该按压头正常工作，上端 小球质量m满足什么条件？ (2)（6分)若上端小球质量=5g,小球上、下方气体作用的有效面积S-106m2,则第一次按压到最 低点时，溢出的气体占比是多少？ (3)（4分)请用微元法推导球体受到气体压力的有效作用面积S的表达式（用R和表示）并说明其物 理意义。 (4)(3分)若要按压瓶“更省力”，你可以从哪些方面改进？请结合物理原理说明。 高二物理试卷第7页，共7页 武汉外国语学校2025-2026学年度第二学期期中考试 高二物理试卷参考答案 命题教师：高二物理组 审题教师：高二物理组 一. 选择题（本题共10小题，其中1-6为单选，每小题4分；7-10为多选，每小题4分，全选对 的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共计40分。) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C 0 D C B BC BCD BD 二.实验题（本题共2小题，共14分，把答案填写在题中横线上或按题目要求作答） 11.(1)4.0×10-3(3.9×103~4.2×103均正确) (2)6.3×10-10(6.0×10-10~6.4×10-10均正确) (3)AC 12.(1)4.0(2)左 (3)9.0 受 三、计算题。（本题共3小题，共46分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有 数值计算的要注明单位) 13.供12分) V3nBS 2B2S2ωR 【答案】(I)e=nBSocosot (2)9= 2(R+) (3) R+)2 【详解】 解：(1)3分)由图可知，线圈起始位置为感应电动势的最大值， Em=nBSw, 1分 可得：e=Em coscωt=nBSocosωt: 2分 (2)4分)从图示位置开始，线圈转过60的过程中，磁通量变化为： Ai=9,-项，-BSn60-0-V3 1分 1中 根据法拉第电磁感应定律，有：E=n 1分 根据欧姆定律，有：= E R+r 根据电流强度定义：7=马 1分 △t V3nBS 联立解得：q=2(R+) 1分 V2nBSw (3)5分)回路中电流的有效值，1= Im 2R+r)' 2分 2π 所求过程中所用时间为T= 1分 则R中产生的焦耳热，Q=1PRt=πnBSwR 。。。。。。。。。。。。。。。。。 2分 (R+r)2 14.(共16分)【答案】(1)8.5×104pa(2)L20.20m(3)放热 【详解】 (1)4分)对气缸进行受力分析（弹簧向上支撑，大气从缸底向上，气体向下压缸底，重力向下） Kxo+PoS-P1S+mg 2分 P1=8.5×104pa 。。。。。。。。。 2分 (2)(7分)绳断后活塞重新平衡（绳拉力T=0),对活塞： P2S-PoS+m2g 2分 P2=1.075×105pa 等温过程，玻意耳定律： P1L1SP2L2S…2分 L2(8.5×104×0.25)/(1.075×10)=0.20m 3分 (3)(5分)气体放热 …2分 等温变化→理想气体内能不变(U=0)… 1 分 气体被压缩，体积减小，外界对气体做正功（W外>0)… 1分 由热力学第一定律：=Q+W外=0，故Q=一W<0,气体向外放热。…1分 15.(共18分)【答案】(1)m<10g(2)4=2.25m/$(3)2,=39_12f_321 【详解】 (1)(5分)当活塞下压至最低点时，封闭气体体积压缩为原来的一半。由波意耳定律： Pov=pYo …2分 2 解得P=2Po 为使按压瓶正常工作，此时上小球恰好被顶起，对小球受力平衡： PS-PoS+mg, …2分 化简得PoS=g 代入Po=105Pa,S=10-6m2,g=10m/s2:m=PSYg=(105×10)/10=0.01kg=10g。 因此小球质量需满足<10g。…1分 (2)6分)设小球刚被顶起时中间气体压强为P1,体积为。 小球平衡：PSPS+g,…2分 代入m=5g=0.005kg P=g/S+Po=0.005×10)/10-+105=5×104+105=1.5×105=(3/2)Po 由波意耳定律（初态→小球刚顶起）： Po/%=P,…2分 解得W=(2/3)o。 小球顶起后，继续按压至最低点，压强维持P不变（阀门打开状态）。剩余气体体积为V2,溢出 气体体积为（在P下）： Vi=Vo/2+V2, 解得=(2/3)V%-V/2=Vo/6 …1分 溢出气体占比=2W1=(W/6)/(2/3)=1/4=25%… 1分 (3)(4分)设球面受压部分分成许多个很小的面元，每个面元面积记为△4。气体压强为P,气体对某个 面元的压力大小为F=P△A。① 由于压力方向总是垂直于球面，该压力在竖直方向上的分力为 △F2=P△Ac0s0,② 其中α表示该处球面法线与竖直方向的夹角。 注意到该面元沿竖直方向投影到水平面上的投影面积为 S=4.cosa,③ 因此△Fz=PAS。④ 这说明每个面元在竖直方向上的分力，等于压强乘以该面元在水平面上的投影面积。 把所有面元的竖直分力相加，总竖直向上合力为 F=P(S+S2+.+S)⑤ (①-⑤共2分) 而所有面元在水平面上的投影拼起来构成一个半径为r=Rs0的圆，面积为： S=元(Rsin)2 1分 S=(Rsin)的物理意义是受压球面在水平面上的投影面积。…I分 (4)(3分)参考答案包含但不限于以下要点和解释 如何设计“更省力”的按压瓶 可以从以下几个方向改进： ①减小上阀小球质量m 由开阀条件p1S=poS+mg 可见越小，所需开阀压强越小，因此按压时更容易打开阀门，所需力更小。 ②增大有效作用面积S 因为p1=p0+S mg 若S增大，则开阀所需附加压强减小，更容易顶开小球。 工程上可通过优化阀口几何形状、球径和接触角来实现。 ③减小活塞横截面积 按压活塞时，若要产生一定压强差△p,按压力约满足 F=△p·A 其中A为活塞横截面积。 因此在相同压强要求下，适当减小活塞面积可减小按压力。 但要注意：这样会使同样排液量所需行程变长，属于“省力但不省距离”。 ④减小流动阻力和机械摩擦 例如： ·优化液体流道，减小弯折与阻塞 ·减小活塞与筒壁之间的摩擦 ·采用更合适的回位弹簧 这些做法都能减少额外能量损耗，使按压更轻便。