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 C B C D 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）（均正确） （2）（均正确） （3）AC 12．（1）4.0 （2）左 （3）9.0 （4） 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．（共12分） 【答案】（1） （2） （3） 【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， ， 1分 可得：； 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： ； 1分 根据法拉第电磁感应定律，有：； 1分 根据欧姆定律，有： 根据电流强度定义： 1分 联立解得：； 1分 （3）（5分）回路中电流的有效值，， 2分 所求过程中所用时间为 1分 则中产生的焦耳热， 2分 14．（共16分）【答案】（1） （2） （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） 2分 2分 （2）（7分）绳断后活塞重新平衡（绳拉力），对活塞： 2分 等温过程，玻意耳定律： 2分 3分 （3）（5分）气体放热 2分 等温变化→理想气体内能不变（） 1分 气体被压缩，体积减小，外界对气体做正功（） 1分 由热力学第一定律：，故，气体向外放热。 1分 15．（共18分）【答案】（1） （2） （3） 【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： 2分 解得 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： ， 2分 化简得。 代入，，；。 因此小球质量需满足。 1分 （2）（6分）设小球刚被顶起时中间气体压强为，体积为。 小球平衡：， 2分 代入 由波意耳定律（初态→小球刚顶起）： ， 2分 解得。 小球顶起后，继续按压至最低点，压强维持不变（阀门打开状态）。剩余气体体积为，溢出气体体积为（在下）： ， 解得 1分 溢出气体占比 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。气体压强为，气体对某个面元的压力大小为。 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 ，② 其中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 ，③ 因此。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 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的圆，面积为： 1分 的物理意义是受压球面在水平面上的投影面积。 1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 可见m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 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，按压力约满足 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。 学科网（北京）股份有限公司 $ 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（ ） 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 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到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，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，将二氧化碳分子看作直径为的球，则在该状态下体积为的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为（ ） A． B． C． D． 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随时间变化的图像，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（ ） A．时间内，线圈中的磁场方向向下 B．时间内，线圈的磁场能不断减小 C．时间内，线圈的自感电动势增大 D．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，乙分子沿轴运动，两分子间的分子势能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，若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是（ ） A．乙分子在点（）时，加速度最大 B．乙分子在点（）时，其动能最大 C．乙分子在点（）时，处于平衡状态 D．乙分子的运动范围为 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，活塞横截面积为，弹簧的劲度系数，不计活塞质量和厚度及与汽缸壁的摩擦。当锅炉外壁温度为时，活塞与汽缸左壁的间距为，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，若已知该过程汽缸内气体吸收的热量为，弹簧弹性势能公式：（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 B．该过程气体对外界做功为 C．整个过程中气体内能的增加量为 D．整个过程中气体内能的增加量为 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，左管内水银面到管口的距离，右管内封闭的空气柱长度。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，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（ ） A．左管内水银面向下移动的距离为 B．稳定后右管中气体的压强为 C．活塞向下移动的距离为 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（ ） 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，其输入电压如图乙所示。输电线的总电阻为，降压变压器原、副线圈匝数比为，其副线圈接一火警报警系统，其中为定值电阻，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750 kW。下列说法中正确的是（ ） A．未发生火情时，降压变压器副线圈输出的电压311 V B．未发生火情时，输电线上损耗的功率为90 kW C．当所在处发生火情时，两端电压增大 D．当所在处发生火情时，电压表的示数变大 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．各状态下体积关系满足 B．过程中气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数增加 C．过程中气体对外界做的功等于气体吸收的热量 D．过程中气体吸收的热量等于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，当桶内温度时，A气体压强为，B气体压强为，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）则（ ） 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 C．缸盖被顶起时，缸内B气体的体积与气缸总容积之比为 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 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1000 mL溶液中有纯油酸0.2 mL，用量筒和注射器测得1 mL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1 cm。（结果均保留两位有效数字） （1）油酸薄膜的面积是_____。 （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；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，内阻可以忽略不计，滑块的质量，两弹簧的劲度系数均为，滑动变阻器的全长，被测物体可能达到的最大加速度（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、、、表示，各物理量均采用国际单位）。 13．（12分）如图，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为，匝数为，线圈电阻为，外电阻为。线圈在磁感应强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度为。若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求： （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，通过的电荷量； （3）转动一个周期，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，活塞质量，活塞横截面积，活塞上方用轻绳连于天花板。气缸下端由劲度系数的轻弹簧支撑，弹簧初始压缩量；封闭气柱长，大气压，，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； （2）将绳剪断，系统重新平衡后（温度不变），气柱的长度； （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。 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（重力加速度为，环境温度保持不变，按压瓶导热良好） 上端小球接触情况如图3，半径为，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，则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，为使该按压头正常工作，上端小球质量满足什么条件? （2）（6分）若上端小球质量，小球上、下方气体作用的有效面积，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的表达式（用和表示）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。 学科网（北京）股份有限公司 $