精品解析：辽宁沈阳东北育才学校2025-2026学年高二下学期期中物理试题

东北育才高中2025-2026学年度下学期 高二年级物理科期中考试试卷 时间：75分钟 满分：100 一、选择题（1-7单选，每题4分；8-10多选，每题6分，共46分） 1. 炎热的夏天，远处的公路表面看起来像有积水，这种现象被称为“公路蜃景”，其成因是（　　） A. 光的干涉 B. 光的折射与全反射 C. 光的偏振 D. 光的衍射 2. 测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中，容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点；随着继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经后亮点消失。已知转盘转动角速度为，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率为（ ）（光从折射率的介质射入折射率的介质，入射角与折射角分别为与，有） A. B. C. D. 3. 折射率为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内的反射）（　　） A. B. C. D. 4. 在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。生成的新核用Y表示。真空中光速为c，下列说法正确的是（　　） A. 新核Y在磁场中做圆周运动的轨道半径为 B. 若将α粒子做圆周运动等效成一个环形电流，则电流大小为 C. 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损约 D. 发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相互内切的圆 5. 如图所示，将一块平凹形玻璃板倒扣在另一块平板玻璃之上，从而在两块玻璃之间形成一层空气薄膜，玻璃板的一边沿x方向，用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板，观察到的干涉条纹形状可能正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开，形成了一个保护罩，再拿出来，绒毛还能保持干燥，原因是（　　） A. 蒲公英的材质更容易使水汽化 B. 水可浸润绒毛，且无水的表面张力作用 C. 水可浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 D. 水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 7. 如图所示，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为10cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开，水银柱在两管中的长度均5cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1cm，则B管在上方时，玻璃管内上部分气体的压强为（气体温度保持不变，以cmHg为压强单位）（　　） A. 56.4cmHg B. 44.2cmHg C. 36.4cmHg D. 23.2cmHg 8. 如图甲所示是氢原子的能级图，图乙是研究光电效应的实验装置图。大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的光子，用此光束照射光电管电极。移动滑片，当电压表的示数为时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片和点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置。则（　　） A. 此光束中能发生光电效应的光子共有2种 B. 要使微安表的示数恰好为零，滑片应由图示位置向端移动 C. 相同频率不同强度的光照射电极，只要能发生光电效应，遏止电压是相同的 D. 此光子束中从跃迁到的光子，其动量最小 9. 关于以下插图，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表面具有收缩的趋势 B. 图乙中悬浮在液体中的微粒越小，越难观察到布朗运动 C. 丙图测量油膜分子直径时，为了避免油酸挥发带来影响，在滴完油酸之后要立即测量油膜的面积 D. 丁图是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，随着分子间距变大，分子间的作用力先变大再变小 10. 下列四幅图的说法错误的是（ ） A. 图甲中，三种放射线处于磁场中，中间没有偏转的b是γ射线，它比a和c的电离能力强 B. 图乙中，处于基态的氢原子可以吸收能量为14eV的光子而发生电离 C. 图丙中，用同一光电管做实验，甲光的光照强度大于乙光的光照强度，乙光的频率小于丙光的频率 D. 图丁中，原子核F的比结合能大于原子核E的比结合能，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量 二、实验题（每空2分，共18分） 11. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 （1）关于该实验下列说法正确的是（　　） A. 为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 （2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示。造成这一结果的原因是____________________； （3）若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是（　　） A. B. C. D. （4）B组同学测得多组压强p和体积V的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图中______（选填“①”或“②”）。 12. 如图所示，用“插针法”测量一等腰直角三角形玻璃砖的折射率。主要步骤如下： （1）在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； （2）将玻璃砖斜边AB沿ab放置，并确定直角边BC的位置ef，cd与ef的交点为； （3）在cd上竖直插上大头针和，从侧面BC透过玻璃砖观察和，插上大头针，要求能挡住______（选填“”“”或“和”）的虚像； （4）撤去玻璃砖和大头针，连接与，过作ef的垂线，垂足为D，用刻度尺量出的长度，的长度，则玻璃砖的折射率______。（用题给物理量字母表示） （5）为了减小实验误差，大头针的位置应离较______（选填“近”或“远”）一些。 13. 某物理兴趣小组的同学利用如图（a）所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图（b）是红光产生的干涉条纹，图（c）是通过目镜观测到测量头上的A、B两条纹的位置刻度。 （1）下列说法正确的是_____（填标号）. A. 实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝，使单缝和双缝相互平行 B. 实验中还需测出单缝到光屏的距离 C. 将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变大 D. 若将红色滤光片换成绿色滤光片，则相邻两亮条纹中心的距离将减小 （2）已知双缝到光屏的距离，双缝间距，相邻两亮条纹中心间距为，则所测红光波长约为________ . 三、解答题（13题12分，14题12分，15题12分 共36分） 14. 用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图所示，样品P等效为点光源，上面盖以盖玻片。半球形物镜的球心恰好位于样品正上方，物镜下表面与盖玻片上表面平行，它与盖玻片间有一层空气。从样品P所发出的光线经盖玻片上表面折射至空气时，入射角为。已知物镜、盖玻片的折射率均为，盖玻片厚度为，物镜半径为，不考虑光的多次反射。 （1）为使样品发出的光能离开盖玻片上表面射入空气，求应满足的条件； （2）若，沿PO方向上下调节物镜与盖玻片间的距离，使光在物镜球面上恰好发生全反射，求物镜与盖玻片间的距离。 15. 如图所示，开口向上的汽缸内盛有一定深度的水银，一粗细均匀、长度且下端开口的细玻璃管竖直漂浮在水银中。平衡时，玻璃管露出水银面的高度和进入玻璃管中的水银柱长度均为，轻质活塞到水银面的高度，水银面上方的气体压强。现施加外力使活塞缓慢向下移动，当玻璃管内气体的压强时，玻璃管上端恰好与水银面齐平，活塞与汽缸壁间的摩擦不计且密封性良好，玻璃管的横截面积远小于汽缸的横截面积，整个过程中各部分气体的温度保持不变，求： （1）此时玻璃管中的水银柱长度； （2）整个过程中活塞向下移动的距离。 16. 一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，已知气体初始状态参数如下：状态a的压强，体积，温度；为等压过程，状态b的体积；为绝热过程，气体对外做功；为等温过程。 （1）求过程中，气体从外界吸收的热量； （2）现将该理想气体充入容积为的储气罐中，储气罐初始温度为、压强为，充入后储气罐内气体温度降至，压强变为。求充入储气罐的气体在状态a下的体积（不计充气过程气体泄漏，充气后储气罐内气体可视为理想气体）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 东北育才高中2025-2026学年度下学期 高二年级物理科期中考试试卷 时间：75分钟 满分：100 一、选择题（1-7单选，每题4分；8-10多选，每题6分，共46分） 1. 炎热的夏天，远处的公路表面看起来像有积水，这种现象被称为“公路蜃景”，其成因是（　　） A. 光的干涉 B. 光的折射与全反射 C. 光的偏振 D. 光的衍射 【答案】B 【解析】 【详解】A．光的干涉是两列频率相同的光波叠加产生明暗条纹的现象，如薄膜干涉，与公路蜃景无关。故A错误； B．夏天路面温度高，靠近路面的空气温度高、密度小、折射率小，上层空气温度低、密度大、折射率大。远处物体发出的光线射向路面时，是从光密介质射向光疏介质，发生折射，入射角逐渐增大，当入射角大于临界角时发生全反射，人眼逆着反射光线看去，就看到了远处物体的倒影，看起来像积水。故B正确； C．光的偏振说明光是横波，与蜃景成因无关。故C错误； D．光的衍射是光绕过障碍物继续传播的现象，与蜃景成因无关。故D错误。 故选B。 2. 测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中，容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点；随着继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经后亮点消失。已知转盘转动角速度为，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率为（ ）（光从折射率的介质射入折射率的介质，入射角与折射角分别为与，有） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知当屏上无光点时，光线从隔板射到空气上时发生了全发射，出现亮点时，光线从溶液射到隔板再射到空气时发生了折射，可知从出现亮点到亮点消失，容器旋转满足 光线能透过液体和隔板从空气中射出时，即出现亮点时，可知光线的在空气中的入射角为θ时，光线在隔板和空气界面发生全反射,在隔板和液体界面，有 在隔板和空气界面 解得 故选A。 3. 折射率为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内的反射）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】 设光线射入圆柱体时的折射角为，根据光的折射定律可知 解得 如图，根据几何关系可知光线射出圆柱体时的入射角 则法线与竖直方向的夹角 根据光的折射定律可知 解得光线射出圆柱体时的折射角 光线从圆柱体内射出时，与竖直方向的夹角为 故选B。 4. 在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。生成的新核用Y表示。真空中光速为c，下列说法正确的是（　　） A. 新核Y在磁场中做圆周运动的轨道半径为 B. 若将α粒子做圆周运动等效成一个环形电流，则电流大小为 C. 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损约 D. 发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相互内切的圆 【答案】B 【解析】 【详解】A．衰变过程中系统动量守恒，α粒子和新核Y的动量大小相等。由半径公式可知，轨道半径与电荷量成反比。α粒子电荷为2e，新核Y电荷为(Z-2)e，新核Y与α粒子的半径之比为 解得，A错误； B．α粒子做圆周运动的周期为 等效电流为，B正确； C．α粒子速度v1为 解得 新核Y的速度v2为 α粒子的质量为m，每个核子的质量为；新核Y的核子数为A-4，新核Y的质量为 衰变后系统总动能为 释放的核能为 根据能量守恒定律 解得，C错误； D．衰变后两粒子运动方向相反，都带正电荷，由左手定则，旋转方向相反，轨迹为外切圆， D错误。 故选B。 5. 如图所示，将一块平凹形玻璃板倒扣在另一块平板玻璃之上，从而在两块玻璃之间形成一层空气薄膜，玻璃板的一边沿x方向，用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板，观察到的干涉条纹形状可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，当用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板时，观察到的干涉条纹是由于空气薄膜的上下表面所反射的光发生了干涉产生的，由牛顿环原理可知，干涉条纹宽窄的差异，则是空气薄膜变化率的不同所导致的：变化率越大，光程差半波长的奇偶数倍更替得就越频繁，使得条纹更加密集，从而使条纹看起来更窄。即空气薄膜厚度变化率越大，条纹也随之变密变窄。由本题空气薄膜的形状可知，薄膜的厚度越大的地方，薄膜厚度变化率越小，条纹间距越大，条纹越宽；薄膜的厚度越小的地方，薄膜厚度变化率越大，条纹间距越小，条纹越窄。因此观察到的干涉条纹形状可能正确的是B。 故选B。 6. 如图所示，将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开，形成了一个保护罩，再拿出来，绒毛还能保持干燥，原因是（　　） A. 蒲公英的材质更容易使水汽化 B. 水可浸润绒毛，且无水的表面张力作用 C. 水可浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 D. 水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．该现象和水汽化无关，故A错误； BCD．绒毛还能保持干燥，因为水不浸润绒毛，表面的绒毛将水撑开，形成了一个保护罩，这是水的表面张力的作用，故BC错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为10cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开，水银柱在两管中的长度均5cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1cm，则B管在上方时，玻璃管内上部分气体的压强为（气体温度保持不变，以cmHg为压强单位）（　　） A. 56.4cmHg B. 44.2cmHg C. 36.4cmHg D. 23.2cmHg 【答案】D 【解析】 【详解】设B管在上方时上部分气压为,则此时下方气压为,此时有 倒置后A管气体压强变小，空气柱长度增加1cm,则A管中水银柱减小1cm，两管半径之比为:1，则横截面积的关系=2，由于水银柱总体积不变，可知B管水银柱增加2cm，空气柱减小2cm。此时水银柱总长为11cm，设此时两管的压强分别为、，则有 倒置前后温度不变，根据玻意耳定律，有 其中，，联立以上各式，解得初始时玻璃管内上部分气体的压强为 故选D。 8. 如图甲所示是氢原子的能级图，图乙是研究光电效应的实验装置图。大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的光子，用此光束照射光电管电极。移动滑片，当电压表的示数为时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片和点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置。则（　　） A. 此光束中能发生光电效应的光子共有2种 B. 要使微安表的示数恰好为零，滑片应由图示位置向端移动 C. 相同频率不同强度的光照射电极，只要能发生光电效应，遏止电压是相同的 D. 此光子束中从跃迁到的光子，其动量最小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．处于激发态的氢原子跃迁时，可能的跃迁路径为、、 共三种光子。计算各光子能量： ： ： 遏止电压时，最大初动能 由光电效应方程 最大光子能量 对应最大，故逸出功， 不能发生光电效应。， 能发生光电效应。因此能发生光电效应的光子共2种，A正确； B．图示位置中滑片和点位于滑动变阻器中点，此时光电管两端电压为零，要使微安表示数为零，应该向a端移动滑片，B错误； C．遏止电压 仅与入射光频率和逸出功有关，与光强无关。相同频率下，无论强度如何，相同，C正确； D．光子动量 能量越大动量越大。的光子能量最大，动量最大，D错误； 故选AC。 9. 关于以下插图，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表面具有收缩的趋势 B. 图乙中悬浮在液体中的微粒越小，越难观察到布朗运动 C. 丙图测量油膜分子直径时，为了避免油酸挥发带来影响，在滴完油酸之后要立即测量油膜的面积 D. 丁图是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，随着分子间距变大，分子间的作用力先变大再变小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图甲中用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表面张力的作用，导致液体表面具有收缩的趋势，故A正确； B．图乙中悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动越剧烈，越容易观察到，故B错误； C．丙图测量油膜分子直径时，在滴完油酸之后不能立即测量油膜的面积，应等油膜稳定后再测量油膜的面积，故C错误； D．丁图是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，分子间的作用力表现为引力，随着分子间距变大，分子间的作用力先变大再变小，故D正确。 故选AD。 10. 下列四幅图的说法错误的是（ ） A. 图甲中，三种放射线处于磁场中，中间没有偏转的b是γ射线，它比a和c的电离能力强 B. 图乙中，处于基态的氢原子可以吸收能量为14eV的光子而发生电离 C. 图丙中，用同一光电管做实验，甲光的光照强度大于乙光的光照强度，乙光的频率小于丙光的频率 D. 图丁中，原子核F的比结合能大于原子核E的比结合能，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图甲中，三种放射线处于磁场中，中间没有偏转的b是γ射线，γ射线不带电，它比a和c的电离能力弱，穿透能量强，选项A错误，符合题意； B．图乙中，处于基态的氢原子最少吸收13.6eV的能量就可电离，则吸收能量为14eV的光子能量后能发生电离，选项B正确，不符合题意； C．图丙中，用同一光电管做实验，因甲乙的遏制电压相等，甲的饱和光电流较乙大，可知甲光的光照强度大于乙光的光照强度，乙光的遏制电压小于丙光，可知乙光的频率小于丙光的频率，选项C正确，不符合题意； D．图丁中，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要释放能量，原子核F的比结合能大于原子核E的比结合能，故D错误，符合题意。 故选AD。 二、实验题（每空2分，共18分） 11. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 （1）关于该实验下列说法正确的是（　　） A. 为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 （2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示。造成这一结果的原因是____________________； （3）若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是（　　） A. B. C. D. （4）B组同学测得多组压强p和体积V的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图中______（选填“①”或“②”）。 【答案】（1）A （2）胶管内存在气体 （3）B （4）② 【解析】 【小问1详解】 A．在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，可以保证封闭气体的气密性，A正确； B．用手握住注射器，会使气体温度升高，不符合实验要求，B错误； C．应缓慢推拉柱塞和读取数据，C错误； D．只有压强可以通过数据采集器采集，D错误。 故选A。 【小问2详解】 根据 得 造成图线不过原点的原因是由于胶管内存在气体。 【小问3详解】 被封闭气体的初始体积为V0+ΔV，压强为p0，末状态的体积为V+ΔV，根据玻意耳定律得 当趋于零时，解得 则压强趋近于某一值。 故选B。 【小问4详解】 由于存在漏气，则pV减小，故图线应为②。 12. 如图所示，用“插针法”测量一等腰直角三角形玻璃砖的折射率。主要步骤如下： （1）在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； （2）将玻璃砖斜边AB沿ab放置，并确定直角边BC的位置ef，cd与ef的交点为； （3）在cd上竖直插上大头针和，从侧面BC透过玻璃砖观察和，插上大头针，要求能挡住______（选填“”“”或“和”）的虚像； （4）撤去玻璃砖和大头针，连接与，过作ef的垂线，垂足为D，用刻度尺量出的长度，的长度，则玻璃砖的折射率______。（用题给物理量字母表示） （5）为了减小实验误差，大头针的位置应离较______（选填“近”或“远”）一些。 【答案】 ①. 和 ②. ③. 远 【解析】 【详解】[1]实验要求和在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过，故要挡住和的像； [2]作出光线在分界面处的法线，如图所示 根据折射定律可得 [3]为了减小实验误差，大头针的位置应离较远一些，光线所在的方向更准确。 13. 某物理兴趣小组的同学利用如图（a）所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图（b）是红光产生的干涉条纹，图（c）是通过目镜观测到测量头上的A、B两条纹的位置刻度。 （1）下列说法正确的是_____（填标号）. A. 实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝，使单缝和双缝相互平行 B. 实验中还需测出单缝到光屏的距离 C. 将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变大 D. 若将红色滤光片换成绿色滤光片，则相邻两亮条纹中心的距离将减小 （2）已知双缝到光屏的距离，双缝间距，相邻两亮条纹中心间距为，则所测红光波长约为________ . 【答案】（1）AD （2）1008nm 【解析】 【小问1详解】 A．实验中，单缝和双缝必须平行，故A正确； B．由 可知，不需要测定单缝到光屏的距离，故B错误； C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距不变，故C错误； D．滤光片允许对应颜色的光透过，绿光比红光的波长短，因此换用绿色滤光片时，相邻两亮条纹中心的距离将减小，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 由 解得 根据螺旋测微器的读数规则可知A条纹位置刻度为，B条纹位置刻度为，则条纹间距 代入数据，可得红光的波长 三、解答题（13题12分，14题12分，15题12分 共36分） 14. 用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图所示，样品P等效为点光源，上面盖以盖玻片。半球形物镜的球心恰好位于样品正上方，物镜下表面与盖玻片上表面平行，它与盖玻片间有一层空气。从样品P所发出的光线经盖玻片上表面折射至空气时，入射角为。已知物镜、盖玻片的折射率均为，盖玻片厚度为，物镜半径为，不考虑光的多次反射。 （1）为使样品发出的光能离开盖玻片上表面射入空气，求应满足的条件； （2）若，沿PO方向上下调节物镜与盖玻片间的距离，使光在物镜球面上恰好发生全反射，求物镜与盖玻片间的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设光从盖玻片射入空气时发生全反射的临界角为，已知盖玻片的折射率为，则有 解得 所以为使样品发出的光能离开盖玻片上表面射入空气，应满足的条件为。 【小问2详解】 P点发出的光依次经过盖玻片、空气、物镜，最后在物镜球面上恰好发生全反射的光路图如图所示： 由折射定律有 解得 由于物镜、盖玻片的折射率均为，所以光线由空气射入物镜时的折射角为；光线在物镜球面上恰好发生全反射，说明光线与球面法线（即半径OA）的夹角恰好为临界角，即 所以由几何关系可得， 则有 代入数据解得物镜与盖玻片间的距离为 15. 如图所示，开口向上的汽缸内盛有一定深度的水银，一粗细均匀、长度且下端开口的细玻璃管竖直漂浮在水银中。平衡时，玻璃管露出水银面的高度和进入玻璃管中的水银柱长度均为，轻质活塞到水银面的高度，水银面上方的气体压强。现施加外力使活塞缓慢向下移动，当玻璃管内气体的压强时，玻璃管上端恰好与水银面齐平，活塞与汽缸壁间的摩擦不计且密封性良好，玻璃管的横截面积远小于汽缸的横截面积，整个过程中各部分气体的温度保持不变，求： （1）此时玻璃管中的水银柱长度； （2）整个过程中活塞向下移动的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 初始状态玻璃管内气体的压强和体积分别为 末状态玻璃管内气体的压强和体积分别为 玻璃管内的气体做等温变化，由玻意耳定律得 求得 【小问2详解】 初始状态汽缸内气体的压强和体积分别为 末状态汽缸内气体的压强和体积分别为 对汽缸内的气体由玻意耳定律得 求得 16. 一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，已知气体初始状态参数如下：状态a的压强，体积，温度；为等压过程，状态b的体积；为绝热过程，气体对外做功；为等温过程。 （1）求过程中，气体从外界吸收的热量； （2）现将该理想气体充入容积为的储气罐中，储气罐初始温度为、压强为，充入后储气罐内气体温度降至，压强变为。求充入储气罐的气体在状态a下的体积（不计充气过程气体泄漏，充气后储气罐内气体可视为理想气体）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 状态的热力学温度为 为等压过程，由盖—吕萨克定律得 解得 循环过程中，理想气体回到初始状态，总内能变化。由总内能变化 为绝热过程，气体对外做功，则有 为等温过程，则有 可得 等压过程，气体对外做功 对过程应用热力学第一定律 解得 【小问2详解】 设充入的气体在状态下的体积为。由题意可得 其中，，，，代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $