北京理工大学附属中学2025-2026学年度第二学期高二年级物理学科期中练习

2025-2026学年度第二学期高二年级物理学科期中练习答案 一、选择题（42分） 1 2 3 4 5 6 7 C C A B A D D 8 9 10 11 12 13 14 A A C AC AC AD ABC 二、实验题：（22分） 15． AC（4分） 16．（1）单，双（2分），（2）C（1分），（3）D（1分），（4）（2分） 111.10（2分）；（2分） 17．（1）BD（2分），（2）（2分），（3）（2分），（4）BCD（2分） 三、计算题（36分） 18．（6分）（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由 得 （2分） （2）由 得 （2分） （3）光线入射到O点后刚好没有折射光线射出，即刚好可以发生全反射 则 （2分） 19．（6分）（1）；（2）；（3）吸收热量 【详解】（1）气体由状态A到B的过程为等压变化，依据盖-吕萨克定律，有代入数据， 解得 （2分） （2）气体由状态B到C过程为等容变化，依据查理定律，有 代入数据，解得 （2分） （3）吸收热量 （2分） 20．（10分） 【详解】（1）（2分） （2）；（2分） （3）当阳光垂直电池板入射时，所需板面积最小，设其为S，距太阳中心为r的球面面积 （1分） 若没有能量的损耗，设太阳能电池板接受到的太阳能功率为，则 设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P， （1分） 由于，所以电池板的最小面积 （2分） 谈谈你对该设想可行性的看法：电池板的最小面积过大，应用不现实；可以靠提高太阳能电池的能量转化效率来减小电池板的最小面积；可以用蓄电池储能补充电池板发电的不足等（2分）。 21．（12分） （1）a．（1分） 对与器壁碰撞的一个氦气分子，由动量定理可得：① （1分） b．（5分） 设正方体容器某一侧壁面积为S，则时间内碰壁的氦气分子数为： ② （1分） 由动量定理得： ③ （1分） 由牛顿第三定律可得：器壁受到的压力 ④ （1分） 由压强的定义式得： ⑤ 联立①②③④⑤得： ⑥ （1分） c．（1分） 由于压强p和温度T的关系式为 ⑦ 联立⑥⑦得 ⑧ （1分） 由⑧可得：分子的平均动能与热力学温度T成正比，故温度是分子平均动能的标志。 （4分） （2）（5分） 设正方体容器中有N个氦气分子，当氦气随容器匀速运动时，整个气体机械运动的动能为，（1分） 设此时氦气温度为，容器内氦气的内能等于分子热运动的动能之和即。（1分） 当氦气随容器突然停止时，气体机械运动的动能为零，设此时氦气温度为，则该容器内氦气的内能为。（1分） 根据能量转化与守恒定律有： ⑨ （1分） 解得： ⑩ 所以氦气温度升高，升高的温度为。 （1分） 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第二学期高二年级物理学科期中练习 出题人 徐玉娟 ，审题人 杨巨环 ，审核人 杨桓 ，考试时间 90 分钟 一、单项选择题（共30分，每小题3分） 1．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（ ） A．偏振现象 B．衍射现象 C．干涉现象 D．全反射现象 2．下列说法中正确的是（ ） A．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中其内能一定减少 B．物体的温度在升高过程中其内部每一个分子的分子动能都会变大 C．液体中悬浮微粒的布朗运动是做无规则运动的液体分子撞击微粒而引起的 D理想气体内部存在的压强是由于气体分子间存在的相互斥力而产生的 3．很多公园的水池底部都装有彩灯，当一束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，下列光路图中可能存在的一种情况是（ ） A． B． C． D． 4．如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过等容、等温、等压三个过程，先后到达状态b，c，再回到状态a。下列说法正确的是（ ） A．在过程中气体对外做功 B．在过程中气体的内能增加 C．在过程中气体对外界放热 D．在过程中气体的温度升高 5．一束复色光，经三棱镜折射后分成a、b两束，光路如图所示，关于a、b两束光下列说法中正确的是（ ） A．a光频率较小 B．两束光在三棱镜中传播时，a光的速度较小 C．从三棱镜射向空气时，a光全反射的临界角较小 D．用同一双缝干涉实验装置进行实验，a光干涉条纹间距较小 6．如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下：①把一颗豆粒从距秤盘20 cm处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；②再把100颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；③把这些豆粒从更高的位置均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动的情况。下列说法正确的是（ ） A．步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系 B．步骤②和③模拟的是气体压强与分子数密度的关系 C．步骤②和③模拟的是大量气体分子分布的统计规律 D．步骤①和②模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性 7．假设真空中有两个分子，其中一个分子A固定，另一个分子B从无穷远处靠近分子A，在分子B靠近分子A的过程中，两者之间所受分子力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者之间的分子力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是（ ） A．图1为分子势能随分子间距离变化的图线，图2为分子力随分子间距离变化的图线 B．在无穷远到的过程中分子力对分子B做负功 C．在分子B靠近分子A的过程中分子斥力在增大，分子引力在减小 D．若将分子B从较远处由静止释放，则仅在分子力作用下分子B运动到处速率最大 8．关于光现象，下列说法不正确的是（ ） A．图a中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象 B．图b中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的衍射现象 C．图c中肥皂膜上出现彩色条纹是光的干涉现象 D．图d中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象 9．如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触面是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b，气体分子的分子势能可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡，下列说法错误的是（ ） A．a的体积增大了，压强变小了 B．b的温度升高了 C．加热后a的分子的热运动比b的分子的热运动更剧烈 D．a增加的内能大于b增加的内能 10．在煤矿的井下生产中，巷道内的甲烷与纯净空气的体积百分比超过1%时常引起井下火灾、爆炸和人员窒息等灾难性事故。因此，及时准确监测井下甲烷气体的体积百分比对煤矿的安全性生产是极其重要的。如图所示利用双缝干涉监测井下甲烷气体体积百分比的原理图。S为光源。发出的光经透镜后变成平行光进入、两个气室。若两气室内均为纯净空气，两列光经过的路程相等，因此在O点出现中心明条纹，若在气室中混合甲烷气体，同一温度下纯净甲烷气体折射率大于纯净空气的折射率，由于折射率不同，光的传播速度会发生变化，引起中心明条纹发生移动。干涉条纹移动的位移与甲烷的浓度有关，测出中心明条纹移动的位移即可测出甲烷的浓度。针对以上信息下面判断中错误的是（ ） A．由于气室中混合甲烷气体，光进入气室后光的频率不变 B．同一单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短 C．气室中混合甲烷气体浓度越高，中心明条纹移动的位移越小 D．气室中混合甲烷气体浓度越高，光的传播速率越小 二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12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3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，下列说法或操作正确的是（ ） A．在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体质量发生变化 B．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活塞改变气体体积 C．实验过程中应保持周围环境温度不变 D．多测几组p、V数据，记录并作出图像，若图像为曲线即可说明p、V成反比关系 12．若以表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：（ ） A． B． C． D． 13．一束太阳光射到空气中的小水珠发生色散，形成的光路如图所示，a、b分别为两束从小水珠中射出的单色光，下列说法中正确的是（ ） A．a光的波长大于b光的波长 B．水对a光的折射率大于水对b光的折射率 C．在真空中a光的传播速度大于b光的传播速度 D．在水珠中a光的传播速度大于b光的传播速度 14．通电雾化玻璃是将液晶膜固化在两片玻璃之间，经过特殊工艺胶合一体成型的新型光电玻璃产品，被广泛应用于高档办公室、计算机机房、医疗机构、商业展示等领域，能够实现玻璃的通透性和保护隐私的双重要求。我们将其工作原理简化为如图所示的模型，在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，玻璃呈乳白色，即不透明，像一块毛玻璃；通电以后，弥散分布的液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，整个液晶层相当于一块普通的透明玻璃。结合以上内容和你所学知识，关于通电雾化玻璃，你认为下列叙述中不合理的是（ ） A．不通电时，入射光在液晶层发生了全反射，导致光线无法通过 B．不通电时，入射光在液晶层发生了干涉，导致光线无法通过 C．通电时，入射光在通过液晶层后方向发生了改变 D．通电时，入射光在通过液晶层后按原有方向传播 二、实验题：本大题共3小题，共21分。 15．某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 （1）每滴油酸酒精溶液的体积为，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S；已知500 mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1 mL，则油酸分子直径大小的表达式为_________。 （2）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是_________。 A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理 16．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图甲），并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L；接通电源使光源正常工作，发出白光。 （1）组装仪器时，图甲中a为_________缝，b为_________缝。（均选填“双”或“单”） （2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中_________； A．观察不到干涉条纹 B．可观察到明暗相间的白条纹 C．可观察到彩色条纹 （3）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是（ ） A．将单缝向双缝靠近 B．使用间距更小的双缝 C．将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动 D．将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动 （4）已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，在光屏上得到的干涉图样如图乙所示，游标卡尺的读数分别为、（），则入射的单色光波长的计算表达式为_________；分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图丙所示，则其示数为_________mm；在B位置时游标卡尺如图丙所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为_________m。（计算结果保留两位有效数字） 17．如图甲所示，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，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的两个必要步骤是（ ） 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，连接，测量图甲中角和的大小，则玻璃砖的折射率_________。 （3）某同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图乙所示，若他测得，，则可求出玻璃的折射率_________。 （4）对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（ ） A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 C．无论光以什么角度从射入，经一次折射后达到界面都能射出 D．如图所示，如果误将玻璃砖的边画到（与平行），折射率的测量值将偏小 三、解答题（本大题共4小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 18．如图所示，一半圆形玻璃砖放在真空中，一束单色光以角入射到AB界面的圆心O，折射光线与法线的夹角。已知真空中的光速（。）求： （1）玻璃砖的折射率n； （2）光在玻璃砖中的传播速度v； （3）若增大入射角，光线入射到O点后刚好没有折射光线射出，求此时入射角。（可以用三角函数表示） 19．一定质量的理想气体从状态A开始，经历的循环过程，其图像如图所示。如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，沿图示路径先后到达状态B和C。气体在状态A和C时的温度均为300 K。 （1）求气体在状态B时的温度； （2）求气体在状态C时的压强； （3）在整个循环过程中，气体是吸收热量还是放出热量？ 20．太阳是地球的生命之源，为我们带来了光明与温暖。地球绕太阳的运动可看作是匀速圆周运动，太阳源源不断地向四周辐射能量，太阳向宇宙空间的各个方向均匀、等同地发光，称为“各向同性”。我们把某处单位面积上垂直光线接收的功率称为该位置的“太阳辐射强度I”。已知太阳辐射的总功率为，太阳到地球的距离为r，地球半径为R，（已知地球半径远远小于太阳到地球的距离）。请回答以下问题： （1）地球轨道处的太阳辐射强度？ （2）在大气层顶以上，大气已稀薄到对太阳辐射的吸收和散射影响可以忽略不计。求地球大气层顶接收到的太阳能总功率？（已知大气层顶高度远远小于地球半径。） （3）已知太阳辐射的总功率，太阳到地球的距离，太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的过程中，大约有30%的能量损耗。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，当它在水平路面上以某一速度匀速行驶时，驱动电机的输入功率，设想改用太阳能电池给该车供电，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。请你根据以上数据，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，谈谈你对该设想可行性的看法。 21．具有科学精神的小君同学想寻找教科书中“温度是分子平均动能的标志”这一结论的依据。她以氦气为研究对象进行了一番探究。经查阅资料得知：第一，理想气体的模型为气体分子可视为质点，分子间除了相互碰撞外，分子间无相互作用力；第二，一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。 她猜想氦气分子的平均动能可能跟其压强有关。她尝试从理论上推导氦气的压强，于是建立如下模型：如图所示，正方体容器静止在水平面上，其内密封着理想气体——氦气，假设每个氦气分子的质量为m，氦气分子与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子的速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 请根据上述信息帮助小君完成下列问题： （1）设单位体积内氦气的分子数为n，且其热运动的平均速率为v； a．求一个氦气分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I； b．求该正方体容器内氦气的压强p； c．请以本题中的氦气为例推导说明：温度是分子平均动能（即）的标志。 （2）小君还想继续探究机械能的变化对氦气温度的影响，于是进行了大胆设想：如果该正方体容器以水平速度u匀速运动，某时刻突然停下来，若氦气与外界不发生热传递，请你推断该容器中氦气的温度将怎样变化？并求出其温度变化量。 学科网（北京）股份有限公司 $