精品解析：北京市中国人民大学附属中学2025～2026学年度第二学期高二年级期中物理练习

2025~2026学年度第二学期高二年级期中练习 物理 说明：本练习共四道大题，20道小题，共8页，满分100分，考试时间90分钟，试卷空白处可以做草稿纸，不收试卷，请将答案填涂或者书写在答题纸的指定区域内，只交答题纸。 一、单项选择题（共8小题，每小题3分，共24分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项） 1. 关于电磁场和电磁波的观点，下列说法正确的是（　　） A. 变化的电场一定会产生变化的磁场 B. 同一频率的光，从真空射入介质后波长变短，光子能量增大 C. 我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度无关 D. 电磁波传递信号可以实现无线通信，并且波长越短，传播的方向性越好 2. 如图，甲为LC振荡电路，乙是从某时刻开始计时的i-t图像，顺时针方向为电流正方向。在某段时间，LC电路中，电流方向顺时针，且M板带负电，则该时间段为（　　） A. 0~t1 B. t1-t2 C. t2-t3 D. t3-t4 3. 一滴水也可以折射太阳的光芒，一个肥皂泡也可以引起小明的认真思考，关于液体性质，下列说法不正确的是（　　） A. 肥皂液与吹肥皂泡用的细管之间是相互浸润的 B. 阳光下肥皂泡五颜六色是因为太阳光在肥皂膜处的干涉 C. 由于液体的表面张力，肥皂泡内气体的压强高于肥皂泡外面气体的压强 D. 小水滴折射太阳光呈现五颜六色是因为太阳光通过小水滴发生了衍射 4. 下列说法正确的是（　　） A. 在扩散现象中，温度越高，扩散越快，可见温度升高后每个分子的运动都加快了 B. 在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这反映了煤油分子在做无规则运动 C. 一定质量的理想气体，当其压强不变、体积增大时，内能可能不变 D. 在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁仍有压强，可见气体压强是由分子间斥力产生的 5. 如图所示，有一分子A位于坐标原点O处不动，另一分子B位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，只考虑这两个分子间作用力，由图可知（　　） A. 在x0处分子力为0 B. 在x1处分子间引力最大 C. 从x1处向右移动到x2，分子力可能一直增大 D. 在x2处由静止释放分子B，B可能运动到x0的左侧 6. 密封于汽缸中的理想气体，从状态依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示，则对应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（　　） A. A光一个光子的能量大于B光一个光子的能量 B. A光从玻璃砖的圆弧面到达的时间比B光长 C. 相同条件下做单缝衍射实验，A光比B光的中央亮条纹宽 D. 若用B光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用A光照射该金属也一定能发生光电效应现象 8. 如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。为标准石英环，为待测柱形样品，的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用红色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知柱体的膨胀系数小于石英环的膨胀系数，下列说法正确的是（　　） A. 当温度升高时，劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 B. 当温度升高时，劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C. 如果换用紫光观察，干涉条纹变密集 D. 如果换用更薄的石英板，干涉条纹变密集 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分，每小题有两个或以上选项符合题意，选择正确且全面得4分，选择正确但不全面得2分，不选或者有错选不得分。 9. 下表是教材上给出的，在时、波长为的光在几种介质中的折射率，根据表中数据结合所学知识，下列判断正确的是（　　） 表几种介质的折射率（） 介质 折射率 介质 折射率 金刚石 2.42 氯化钠 1.54 二硫化碳 1.63 酒精 1.36 玻璃 1.5~1.8 水 1.33 水晶 1.55 空气 1.00028 A. 光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B. 同一种介质，对不同波长的光折射率可能不同 C. 这种波长的光从玻璃射入水中可能发生全反射 D. 酒精相对于水是光密介质，玻璃相对于金刚石是光疏介质 10. 有甲、乙、丙、丁四瓶氢气，质量相同。甲的体积为V，温度为T，压强为p，单位时间撞击单位面积器壁的分子数为N。关于乙、丙、丁气体，下列说法正确的是（　　） A. 如果乙的体积大于V，温度和甲相同，乙的压强小于p B. 如果丙的温度高于T，体积和甲相同，丙的压强大于p C. 如果丁的温度高于T，体积和甲相同，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数大于N D. 如果丁的压强大于p，一定是因为单位时间内撞击单位面积器壁的分子数大于N 11. 类比是一种有效的学习和研究的方法，类比会引起人们的联想，产生创新。但是类比不是严格的推理，不一定正确，由类比而提出的猜想是否正确需要实践的检验。根据所学知识判断，下列类比正确的是（　　） A. 在如图甲所示的装置中，理想导热气缸中封闭了一定质量的理想气体，气缸与活塞之间密闭但光滑，气缸平衡后被向下拉过一定位移释放，气缸所受合力与位移成正比 B. 将电容器所带电荷量q类比于弹簧振子的位移，如图乙所示电路中电流稳定后断开开关，此后q-t关系与图丙所示的弹簧振子从平衡位置处给小物块初速度后的x-t关系相似 C. 仿照油膜法测量分子大小的方法，可以用累积法测量光子的大小 D. 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波、光也适用 12. 某机场使用ILS仪表着陆系统，其主要原理如图所示，两个可发射无线电波的天线A、B对称地固定于飞机跑道两侧，都发射被90 Hz音频信号调制（调幅，原理示意如图）的109.7 MHz电磁波信号和被150 Hz音频信号调制（调幅，原理示意如图）的110.3 MHz的电磁波信号，飞行员耳机里听到的是被检波后的90 Hz和150 Hz两种音频信号。当两个109.7 MHz电磁波信号加强时，飞行员耳机里听到较强的90 Hz音频；当两个110.3 MHz电磁波信号加强时，飞行员耳机里听到较强的150 Hz音频；当两种音频都最强时表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是（　　） A. 两个天线分别发出90 Hz和150 Hz的电磁波 B. 109.7 MHz电磁波比110.3 MHz电磁波波长更长 C. 109.7 MHz和110.3 MHz两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D. 导航利用的是109.7 MHz和110.3 MHz两种无线电波之间的干涉 三、实验题（本大题共16分，13小题6分，14小题10分） 13. 物理实验要尽量减小误差， （1）做“油膜法测量分子大小”实验时，以下实验操作可能使测量结果偏大的有（　　） A. 痱子粉撒得太厚 B. 配制油酸酒精溶液时把浓度记录高了 C. 油酸酒精溶液在敞口容器中放置时间太长 D. 在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格 E. 用注射器和量筒测N滴溶液的体积时，多计了几滴 （2）某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律，图中压力表通过柱塞中心的细管与注射器中空气柱相通，能随时读出空气柱的压强，关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A. 移动活塞时应缓慢一些 B. 封闭气体的注射器应密封良好 C. 必须测出注射器内封闭气体的质量 D. 气体的压强和体积必须用国际单位 E. 实验中注射器必须固定且竖直 14. 同学们利用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源（灯泡）正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到彩色干涉条纹。 （1）实验中有红绿两种滤光片，图中的甲乙两图和丙丁两图分别是加入不同滤光片时观察到的条纹情况，除了滤光片不同之外，其他实验条件相同，则________（选填“甲乙”或者“丙丁”）是选用的红色滤光片。 （2）某一次读数时测量头手轮上的示数如图所示，读数为________mm。 （3）实验中已经观察到条纹，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. 将屏向靠近双缝的方向移动 C. 将屏向远离双缝的方向移动 D. 换用更亮的光源 （4）若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第1条亮纹中央到第8条亮纹中央间距离为，则所用单色光的波长________（保留三位有效数字）。 （5）有的小组同学使用正常的装置，但始终观察不到任何干涉条纹，移动由分划板、目镜、手轮组成的测量头，仍然观察不到。请你给出一条可行的操作建议________________________。 四、计算题（共44分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 某收音机的LC振荡电路如图所示，由固定线圈和可调电容器组成，能够产生到的电磁振荡。电磁波在空气中传播的速度约等于真空中光速，取，求： （1）收音机接收到的两种电磁波在空气中的波长分别为多少？ （2）可调电容器的最大电容和最小电容之比是多少？ 16. 如图所示，一个导热良好的球形容器内部容积为，在容器上插入一根两端开口的竖直玻璃管，接口用蜡密封，管内一段长的水银柱，在容器内封闭了一定量的理想气体，这样做成了一个简易温度计。玻璃管内部横截面积为，管在球外部分总长度为，在球内部分长度不计。环境温度为时，水银柱下端与玻璃管下端齐平。取时的热力学温度为，不考虑水银表面张力的影响，不考虑除气体以外各部分体积的变化，大气压为保持不变。  （1）试求该温度计所能测量的温度范围。 （2）分析说明该温度计读数是否均匀。 （3）如果整套装置的结构不变，大气压降低到，仍然使环境温度为时，水银柱下端与玻璃管下端齐平，该温度计的测温范围是否变化？说明理由。 17. 一定质量的理想气体由a状态开始，经历过程，其图像如图，其中b状态时压强为，体积为，a状态压强未知体积为，的延长线过坐标原点，与纵轴平行。已知、两状态下气体的温度都为，、、都视为已知量，求 （1）气体在状态下的压强。 （2）气体在状态下的压强。 （3）过程中气体从外界净吸收的热量。 18. 人眼对绿光最为敏感，在黑暗的环境下，如果单位时间内有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，已知普朗克常量为，光速为，不计空气对光的吸收，求 （1）光源在时间内总共发射的光子数。 （2）假设瞳孔在暗处的直径为，眼睛最远在多大距离处能够看到这个光源？ （3）“瞪大眼睛看”的道理是张大瞳孔从而使更多的光子在同样的时间内进入人眼，假如“瞪大眼睛后”瞳孔直径变为，眼睛最远在多大距离处能够看到这个光源？ 19. 光纤传输信号示意如图1，把光导纤维简化为真空中的长直玻璃丝，其长为L，截面半径为r（L远大于r），折射率为n。载有声音、图像等各种数字信号的激光从光纤的左端面AB输入在右端面接收，以光的“有”和“无”代表数字“1”和“0”，图2示意了最简单的数字信号10101010，图中横坐标表示时间t，纵坐标表示光强度I。每一个光脉冲信号“有”的持续时间Δt称为脉冲宽度，两个光脉冲之间的“无”持续时间也是Δt，所用光信号在真空中的波长为λ，真空中的光速为c。 （1）为使光能传播到另一端面，求光在端面AB上的入射角应满足的条件，计算过程中需要的物理量标注在光路图中。 （2）实际上光脉冲可能在AB端以各种方向进入光纤，因而在光纤中并不沿唯一的方向前进，这会导致同时进入的光线不是同时到达光纤的另一端，从而导致“有”的持续时间变长，称为“脉冲展宽”，求： a.光从光纤一端到达另一端的最短时间和最长时间； b.当“有”的时间被展宽为2Δt时，接收端将不能区分信号，为了避免这种情况的发生，请分析计算对光纤长度L的要求，其他条件不变。 20. 研究光电效应的装置如图所示，M、N为真空中的铝板，图中省去了遮光罩以及光源，铝的逸出功是4.2eV。现在用波长为200 nm的紫外光照射铝的表面，M的表面有电子逸出。已知普朗克常量为，e=1.6×10-19C，光速 （1）为了使M板逸出的电子都不能到达N板，图中的滑动头P应该向哪边移动？所加电压等于多大？ （2）如果去掉图中虚线框内的电路，MN可以视为一个用光发电的电源，这个电源的哪一端为正极，电动势多大？ （3）已知电子电量的绝对值为e，如果单位时间照射到M板的光子数为，每个光子激发出电子的概率为，假如所有逸出的电子初速度都指向N板且速度大小一样，在这样的理想化条件下，在图中画出NM之间的电流与电压之间的关系图像，要求用、e、、等已知量符号标出一些关键点的坐标，注意可能为正也可能为负。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025~2026学年度第二学期高二年级期中练习 物理 说明：本练习共四道大题，20道小题，共8页，满分100分，考试时间90分钟，试卷空白处可以做草稿纸，不收试卷，请将答案填涂或者书写在答题纸的指定区域内，只交答题纸。 一、单项选择题（共8小题，每小题3分，共24分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项） 1. 关于电磁场和电磁波的观点，下列说法正确的是（　　） A. 变化的电场一定会产生变化的磁场 B. 同一频率的光，从真空射入介质后波长变短，光子能量增大 C. 我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度无关 D. 电磁波传递信号可以实现无线通信，并且波长越短，传播的方向性越好 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场会产生恒定的磁场，只有非均匀变化的电场才会产生变化的磁场，因此变化的电场不一定产生变化的磁场，故A错误； B．光子能量公式为，仅由频率决定，光从真空射入介质后频率不变，因此光子能量不变；介质中光速（为介质折射率） 由可知波长变短，故B错误； C．我们周围物体的辐射为热辐射，热辐射的强度、波长分布都与温度有关，温度越高辐射越强、峰值波长越短，故C错误； D．电磁波可在真空中传播，因此能实现无线通信；电磁波波长越短，衍射能力越弱，直线传播特性越强，传播的方向性越好，故D正确。 故选D。 2. 如图，甲为LC振荡电路，乙是从某时刻开始计时的i-t图像，顺时针方向为电流正方向。在某段时间，LC电路中，电流方向顺时针，且M板带负电，则该时间段为（　　） A. 0~t1 B. t1-t2 C. t2-t3 D. t3-t4 【答案】A 【解析】 【详解】A．0∼t1时间内，电流为顺时针放电，电流为正，此时电容器原本M板带正电，放电时正电荷从M板流出，M板正电荷减少，直到t1时刻极板电荷为0；在 0∼t1后半段，M板的正电荷完全流出后，负电荷开始在M板积累（即M板带负电），同时电流仍为顺时针（正方向），故A正确； B．t1∼t2时间内，电流为顺时针充电，正电荷流向M板，M板带正电，故B错误； CD．t2∼t3和t3∼t4时间内，电流为负（逆时针），不符合“顺时针”的要求，故CD错误。 故选A。 3. 一滴水也可以折射太阳的光芒，一个肥皂泡也可以引起小明的认真思考，关于液体性质，下列说法不正确的是（　　） A. 肥皂液与吹肥皂泡用的细管之间是相互浸润的 B. 阳光下肥皂泡五颜六色是因为太阳光在肥皂膜处的干涉 C. 由于液体的表面张力，肥皂泡内气体的压强高于肥皂泡外面气体的压强 D. 小水滴折射太阳光呈现五颜六色是因为太阳光通过小水滴发生了衍射 【答案】D 【解析】 【详解】A．若肥皂液与细管不浸润，肥皂液无法附着在管口形成稳定液膜，无法吹出肥皂泡，因此二者相互浸润，故A正确； B．肥皂泡的薄膜有前后两个反射面，太阳光在两个面的反射光发生薄膜干涉，不同波长的色光干涉加强的位置不同，因此呈现五颜六色，故B正确； C．液体表面张力使肥皂泡液面有收缩趋势，为维持肥皂泡受力平衡，内部气体压强必须高于外部气体压强，故C正确； D．小水滴折射太阳光呈现五颜六色，是因为不同色光在水滴中的折射率不同，发生了折射色散现象，不是光的衍射，故D错误。 由于本题选择错误的，故选D。 4. 下列说法正确的是（　　） A. 在扩散现象中，温度越高，扩散越快，可见温度升高后每个分子的运动都加快了 B. 在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这反映了煤油分子在做无规则运动 C. 一定质量的理想气体，当其压强不变、体积增大时，内能可能不变 D. 在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁仍有压强，可见气体压强是由分子间斥力产生的 【答案】B 【解析】 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度升高时分子平均运动速率增大，但存在部分分子运动速率减小的情况，并非每个分子运动都加快，故A错误； B．布朗运动是悬浮固体颗粒的无规则运动，由液体分子对颗粒碰撞的不平衡性导致，反映了液体（煤油）分子的无规则运动，故B正确； C．根据理想气体状态方程（为常数），压强不变、体积增大时，气体温度一定升高，而理想气体内能仅与温度有关，故内能一定增大，不可能不变，故C错误； D．气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁产生的，与分子间斥力无关，完全失重时分子热运动仍存在，因此仍对器壁有压强，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，有一分子A位于坐标原点O处不动，另一分子B位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，只考虑这两个分子间作用力，由图可知（　　） A. 在x0处分子力为0 B. 在x1处分子间引力最大 C. 从x1处向右移动到x2，分子力可能一直增大 D. 在x2处由静止释放分子B，B可能运动到x0的左侧 【答案】C 【解析】 【详解】A．分子力与分子势能的关系为，即图线的斜率绝对值表示分子力大小，斜率为零处分子力为零。由图可知，处最小，切线斜率为零，分子力为零；处切线斜率不为零，分子力不为零，故A错误； B．在处分子力为零，此时分子间引力等于斥力，并非引力最大，故B错误； C．在区域，分子力表现为引力。随着增大，分子力可能先增大后减小。若位于分子力最大值位置的左侧，则从到分子力一直增大，故C正确； D．在处由静止释放分子B，系统的总能量等于分子B在该位置的势能，由图可知该位置势能。根据能量守恒定律，运动到最远点势能等于初位置势能小于零，所以分子B无法到达处，更不可能运动到的左侧，故D错误。 故选C。 6. 密封于汽缸中的理想气体，从状态依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示，则对应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由V-T图像可知，理想气体ab过程做等压变化，bc过程做等温变化，cd过程做等容变化。根据理想气体状态方程，有 可知bc过程理想气体的体积增大，则压强减小。 故选C。 7. 如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（　　） A. A光一个光子的能量大于B光一个光子的能量 B. A光从玻璃砖的圆弧面到达的时间比B光长 C. 相同条件下做单缝衍射实验，A光比B光的中央亮条纹宽 D. 若用B光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用A光照射该金属也一定能发生光电效应现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．设在半圆形玻璃砖中光线与法线的夹角为，出射光线与法线的夹角为，光折射率满足 可知A光的折射率小于B光，所以B光的频率较大，光子的能量满足 可知B光一个光子的能量大于A光一个光子的能量，故A错误； B．光从玻璃砖的圆弧面到达的时间 A光的折射率小于B光，A光从玻璃砖的圆弧面到达的时间比B光短，故B错误； C．因为B光的频率大于A光的频率，所以B光的波长小，A光比B光的中央亮条纹宽，故C正确； D．根据光电效应方程 因B光的频率较大，能发生光电效应现象，可知 但无法确定A光一个光子的能量与逸出功的大小关系，因此A光照射该金属不一定能发生光电效应现象，故D错误。 故选C。 8. 如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。为标准石英环，为待测柱形样品，的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用红色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知柱体的膨胀系数小于石英环的膨胀系数，下列说法正确的是（　　） A. 当温度升高时，劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 B. 当温度升高时，劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C. 如果换用紫光观察，干涉条纹变密集 D. 如果换用更薄的石英板，干涉条纹变密集 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当温度升高时，石英环和柱形样品均发生热膨胀。已知柱体的膨胀系数小于石英环的膨胀系数，即，所以在相同温度变化下，的高度增加量大于的高度增加量。由于上方石英板放置在上，板随上升的高度大于上表面上升的高度，导致劈形空气层的厚度变大。根据等厚干涉原理，当空气层厚度变大时，同一级干涉条纹（对应相同的空气层厚度）会向空气层较薄的地方（即劈尖棱边）移动。根据图示可知，劈尖棱边在左侧，条纹应向左移动。故A错误，B错误； C．干涉条纹的间距公式为，其中为光在空气中的波长，为劈尖角。紫光的波长小于红光的波长，即。当换用紫光观察时，波长减小，在劈尖角不变的情况下，条纹间距减小，干涉条纹变密集。故C正确； D．干涉条纹的间距取决于光的波长和劈尖角，与上方石英板的厚度无关。换用更薄的石英板，劈尖角和波长均未改变，干涉条纹间距不变。故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分，每小题有两个或以上选项符合题意，选择正确且全面得4分，选择正确但不全面得2分，不选或者有错选不得分。 9. 下表是教材上给出的，在时、波长为的光在几种介质中的折射率，根据表中数据结合所学知识，下列判断正确的是（　　） 表几种介质的折射率（） 介质 折射率 介质 折射率 金刚石 2.42 氯化钠 1.54 二硫化碳 1.63 酒精 1.36 玻璃 1.5~1.8 水 1.33 水晶 1.55 空气 1.00028 A. 光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B. 同一种介质，对不同波长的光折射率可能不同 C. 这种波长的光从玻璃射入水中可能发生全反射 D. 酒精相对于水是光密介质，玻璃相对于金刚石是光疏介质 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据公式，光在介质中的传播速度与折射率成反比。由表可知，因为，所以这种光在玻璃中的速度小于在水中的速度，故A错误； B．介质的折射率与光的频率有关，同一种介质，对不同波长（频率）的光折射率不同，这就是光的色散现象，故B正确； C．发生全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角。因为，所以玻璃相对于水是光密介质，光从玻璃射入水中可能发生全反射，故C正确； D．折射率较大的介质称为光密介质，折射率较小的介质称为光疏介质。酒精的折射率大于水的折射率，所以酒精相对于水是光密介质；玻璃的折射率小于金刚石的折射率，所以玻璃相对于金刚石是光疏介质，故D正确。 故选BCD。 10. 有甲、乙、丙、丁四瓶氢气，质量相同。甲的体积为V，温度为T，压强为p，单位时间撞击单位面积器壁的分子数为N。关于乙、丙、丁气体，下列说法正确的是（　　） A. 如果乙的体积大于V，温度和甲相同，乙的压强小于p B. 如果丙的温度高于T，体积和甲相同，丙的压强大于p C. 如果丁的温度高于T，体积和甲相同，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数大于N D. 如果丁的压强大于p，一定是因为单位时间内撞击单位面积器壁的分子数大于N 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程 如果乙的体积大于V，温度和甲相同，可知乙的压强小于p，故A正确； B．根据理想气体状态方程 如果丙的温度高于T，体积和甲相同，可知丙的压强大于p，故B正确； C．根据理想气体状态方程 如果丁的温度高于T，体积和甲相同，可知丁的压强大，丁的气体密度不变，热运动剧烈，所以单位时间内撞击单位面积器壁的分子数大于N，故C正确； D．如果丁的压强大于p，也可能是气体分子撞击器壁的速度比较大，故D错误。 故选ABC。 11. 类比是一种有效的学习和研究的方法，类比会引起人们的联想，产生创新。但是类比不是严格的推理，不一定正确，由类比而提出的猜想是否正确需要实践的检验。根据所学知识判断，下列类比正确的是（　　） A. 在如图甲所示的装置中，理想导热气缸中封闭了一定质量的理想气体，气缸与活塞之间密闭但光滑，气缸平衡后被向下拉过一定位移释放，气缸所受合力与位移成正比 B. 将电容器所带电荷量q类比于弹簧振子的位移，如图乙所示电路中电流稳定后断开开关，此后q-t关系与图丙所示的弹簧振子从平衡位置处给小物块初速度后的x-t关系相似 C. 仿照油膜法测量分子大小的方法，可以用累积法测量光子的大小 D. 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波、光也适用 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设活塞横截面积为S，初始时气体压强为p，外界大气压为p0，气缸重为mg，根据平衡条件，有p0 S = p S + mg 气缸被向下拉位移x时，气体体积V = V0 +Sx，由玻意耳定律pV0 = p1 V 可得 此时气缸所受合力为 可知气缸所受合力与位移x不成正比，故A错误。 B．图乙是LC振荡电路，断开开关后，电容器的电荷量q随时间做正弦式振荡；图丙弹簧振子从平衡位置给初速度v0，位移x随时间做正弦式振荡，所以q-t关系与x-t的关系相似，故B正确； C．油膜法测分子大小的前提是分子可视为球形、单层排列，而光子是微观粒子，具有波粒二象性，没有经典的“大小”概念，不能用累积法测量光子大小，故C错误； D．机械波的波速、波长、频率关系为 电磁波（包括光）同样满足（真空中c为光速，介质中），该类比成立，故D正确。 故选BD。 12. 某机场使用ILS仪表着陆系统，其主要原理如图所示，两个可发射无线电波的天线A、B对称地固定于飞机跑道两侧，都发射被90 Hz音频信号调制（调幅，原理示意如图）的109.7 MHz电磁波信号和被150 Hz音频信号调制（调幅，原理示意如图）的110.3 MHz的电磁波信号，飞行员耳机里听到的是被检波后的90 Hz和150 Hz两种音频信号。当两个109.7 MHz电磁波信号加强时，飞行员耳机里听到较强的90 Hz音频；当两个110.3 MHz电磁波信号加强时，飞行员耳机里听到较强的150 Hz音频；当两种音频都最强时表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是（　　） A. 两个天线分别发出90 Hz和150 Hz的电磁波 B. 109.7 MHz电磁波比110.3 MHz电磁波波长更长 C. 109.7 MHz和110.3 MHz两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D. 导航利用的是109.7 MHz和110.3 MHz两种无线电波之间的干涉 【答案】BC 【解析】 【详解】A．天线发射的是被90Hz、150Hz音频信号调制的109.7MHz、110.3MHz的载波电磁波，90Hz和150Hz是音频调制信号，不是发射的电磁波频率，故A错误； B．电磁波的波长公式为 可知109.7 MHz电磁波比110.3 MHz电磁波波长更长，故B正确； C．空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。所以两种电波的波峰与波峰叠加最强分布是固定的，而且，所以无线电波各自在空间的强弱分布不重合，但中垂线都是加强点，故C正确； D．由于无线电波以光速传播，根据 可知，波长不同，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，故D错误。 故选BC。 三、实验题（本大题共16分，13小题6分，14小题10分） 13. 物理实验要尽量减小误差， （1）做“油膜法测量分子大小”实验时，以下实验操作可能使测量结果偏大的有（　　） A. 痱子粉撒得太厚 B. 配制油酸酒精溶液时把浓度记录高了 C. 油酸酒精溶液在敞口容器中放置时间太长 D. 在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格 E. 用注射器和量筒测N滴溶液的体积时，多计了几滴 （2）某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律，图中压力表通过柱塞中心的细管与注射器中空气柱相通，能随时读出空气柱的压强，关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A. 移动活塞时应缓慢一些 B. 封闭气体的注射器应密封良好 C. 必须测出注射器内封闭气体的质量 D. 气体的压强和体积必须用国际单位 E. 实验中注射器必须固定且竖直 【答案】（1）AB （2）ABE 【解析】 【小问1详解】 A.根据，可知水面上痱子粉撒得过多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大，故A正确； B．根据，可知配制油酸酒精溶液时把浓度记录高了会导致纯油酸体积偏大，则直径测量值偏大，故B正确； C．根据，可知滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液中油酸的浓度变大，形成的油膜面积变大，则会导致计算结果偏小，故C错误； D．在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则测量的面积S偏大，会导致计算结果偏小，故D错误； E．根据，可知用注射器和量筒测N滴溶液的体积时，多计了几滴，导致实际的油酸酒精溶液的体积偏小，会导致计算结果偏小，故E错误。 故选AB。 【小问2详解】 A．若急速推拉活塞，则有可能造成等温条件不满足的现象，所以应缓慢推拉活塞，故A正确； B．该实验过程要保证空气质量不变，所以封闭气体的注射器应密封良好，故B正确； C．探究气体等温变化，保证气体质量不变就行，不需要测出注射器内封闭气体的质量，故C错误； D．封闭气体的压强和体积没必要都采用国际单位，故D错误； E．为了减小误差，固定注射器针筒时必须保持针筒竖直，故E正确。 故选ABE。 14. 同学们利用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源（灯泡）正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到彩色干涉条纹。 （1）实验中有红绿两种滤光片，图中的甲乙两图和丙丁两图分别是加入不同滤光片时观察到的条纹情况，除了滤光片不同之外，其他实验条件相同，则________（选填“甲乙”或者“丙丁”）是选用的红色滤光片。 （2）某一次读数时测量头手轮上的示数如图所示，读数为________mm。 （3）实验中已经观察到条纹，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. 将屏向靠近双缝的方向移动 C. 将屏向远离双缝的方向移动 D. 换用更亮的光源 （4）若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第1条亮纹中央到第8条亮纹中央间距离为，则所用单色光的波长________（保留三位有效数字）。 （5）有的小组同学使用正常的装置，但始终观察不到任何干涉条纹，移动由分划板、目镜、手轮组成的测量头，仍然观察不到。请你给出一条可行的操作建议________________________。 【答案】（1）甲乙 （2）15.378##15.377##15.376 （3）B （4） （5）见解析 【解析】 【小问1详解】 根据双缝干涉条纹间距公式，在双缝间距和屏与双缝间距离相同的情况下，波长越大，条纹间距越大。红光的波长大于绿光的波长，所以红光产生的干涉条纹间距较大。对比甲乙和丙丁两组条纹，甲乙的条纹间距明显大于丙丁，因此甲乙是选用红色滤光片时观察到的条纹。 【小问2详解】 螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以最终读数为。 【小问3详解】 A．将单缝向双缝靠近，不改变双缝干涉的条纹间距，条纹个数不变，故A错误； B．将屏向靠近双缝的方向移动，即减小，根据可知条纹间距减小，条纹变密，视场中观察到的条纹个数增加，故B正确； C．将屏向远离双缝的方向移动，即增大，根据可知条纹间距增大，条纹变疏，视场中观察到的条纹个数减少，故C错误； D．换用更亮的光源，只增加条纹亮度，不改变条纹间距，条纹个数不变，故D错误。 故选B。 【小问4详解】 由题可知，双缝间距 屏与双缝间距离。第1条亮纹中央到第8条亮纹中央间距离为 其间包含个条纹间距，所以条纹间距 根据双缝干涉条纹间距公式 解得波长 【小问5详解】 如果始终观察不到干涉条纹，可能是因为单缝与双缝不平行，导致干涉图样模糊不清，或者光路未共轴。可行的操作建议是调节单缝与双缝平行，或者调节光源、透镜、单缝、双缝的中心在同一高度。 四、计算题（共44分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 某收音机的LC振荡电路如图所示，由固定线圈和可调电容器组成，能够产生到的电磁振荡。电磁波在空气中传播的速度约等于真空中光速，取，求： （1）收音机接收到的两种电磁波在空气中的波长分别为多少？ （2）可调电容器的最大电容和最小电容之比是多少？ 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据 代入题中数据可得， 【小问2详解】 根据 得 所以 16. 如图所示，一个导热良好的球形容器内部容积为，在容器上插入一根两端开口的竖直玻璃管，接口用蜡密封，管内一段长的水银柱，在容器内封闭了一定量的理想气体，这样做成了一个简易温度计。玻璃管内部横截面积为，管在球外部分总长度为，在球内部分长度不计。环境温度为时，水银柱下端与玻璃管下端齐平。取时的热力学温度为，不考虑水银表面张力的影响，不考虑除气体以外各部分体积的变化，大气压为保持不变。  （1）试求该温度计所能测量的温度范围。 （2）分析说明该温度计读数是否均匀。 （3）如果整套装置的结构不变，大气压降低到，仍然使环境温度为时，水银柱下端与玻璃管下端齐平，该温度计的测温范围是否变化？说明理由。 【答案】（1） （2）均匀 （3）不变，见解析 【解析】 【小问1详解】 当温度升高，气体体积膨胀，等压变化，当温度最高时，水银柱恰好没有从玻璃管中冒出， 所以有 其中L表示玻璃管的长度，h表示水银柱的长度，S表示玻璃管的内部横截面积。解得T=320 K 测温范围从 【小问2详解】 当水银柱下方玻璃管中气柱长度为x，有 解得 T随x线性变化，读数均匀 【小问3详解】 上述运算中，并不需要已知的具体值，只要初始时相同，x与T的关系式不变，测温范围以及刻度情况都不变。 17. 一定质量的理想气体由a状态开始，经历过程，其图像如图，其中b状态时压强为，体积为，a状态压强未知体积为，的延长线过坐标原点，与纵轴平行。已知、两状态下气体的温度都为，、、都视为已知量，求 （1）气体在状态下的压强。 （2）气体在状态下的压强。 （3）过程中气体从外界净吸收的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 从a到b的过程中，ab的延长线过坐标原点O，压强与体积成正比 所以 【小问2详解】 a、c两状态温度都为T，根据等温方程有 得 【小问3详解】 c、a状态气体温度相等，内能相等，过程中气体从外界净吸收的热量Q等于气体对外所做的功W，而图像面积代表功，所以 18. 人眼对绿光最为敏感，在黑暗的环境下，如果单位时间内有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，已知普朗克常量为，光速为，不计空气对光的吸收，求 （1）光源在时间内总共发射的光子数。 （2）假设瞳孔在暗处的直径为，眼睛最远在多大距离处能够看到这个光源？ （3）“瞪大眼睛看”的道理是张大瞳孔从而使更多的光子在同样的时间内进入人眼，假如“瞪大眼睛后”瞳孔直径变为，眼睛最远在多大距离处能够看到这个光源？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 光源在时间t内总共发射的光子数， 即 【小问2详解】 光源发出的光子均匀通过以光源为中心、r为半径的球面，人眼瞳孔是这个球面上的一小片，面积为，能察觉时，有 解得 【小问3详解】 由（2）的分析可知，，瞳孔直径变为2d，能看到光源的最远距离变为 19. 光纤传输信号示意如图1，把光导纤维简化为真空中的长直玻璃丝，其长为L，截面半径为r（L远大于r），折射率为n。载有声音、图像等各种数字信号的激光从光纤的左端面AB输入在右端面接收，以光的“有”和“无”代表数字“1”和“0”，图2示意了最简单的数字信号10101010，图中横坐标表示时间t，纵坐标表示光强度I。每一个光脉冲信号“有”的持续时间Δt称为脉冲宽度，两个光脉冲之间的“无”持续时间也是Δt，所用光信号在真空中的波长为λ，真空中的光速为c。 （1）为使光能传播到另一端面，求光在端面AB上的入射角应满足的条件，计算过程中需要的物理量标注在光路图中。 （2）实际上光脉冲可能在AB端以各种方向进入光纤，因而在光纤中并不沿唯一的方向前进，这会导致同时进入的光线不是同时到达光纤的另一端，从而导致“有”的持续时间变长，称为“脉冲展宽”，求： a.光从光纤一端到达另一端的最短时间和最长时间； b.当“有”的时间被展宽为2Δt时，接收端将不能区分信号，为了避免这种情况的发生，请分析计算对光纤长度L的要求，其他条件不变。 【答案】（1）见解析 （2）a.，；b. 【解析】 【小问1详解】 记临界时入射光线在AB界面的入射角为i、折射角为γ、在光纤侧面的入射角恰好为临界角θ，则有，， 解得 所以入射角。 【小问2详解】 a.光沿光纤的轴线前进所用时间最短 恰好发生全反射的光线运动路径最长、时间最长，运动总路径长度为 时间 b.一个光脉冲最早射出与最后射出之间的时间差为 即 即 解得临界 所以应该 20. 研究光电效应的装置如图所示，M、N为真空中的铝板，图中省去了遮光罩以及光源，铝的逸出功是4.2eV。现在用波长为200 nm的紫外光照射铝的表面，M的表面有电子逸出。已知普朗克常量为，e=1.6×10-19C，光速 （1）为了使M板逸出的电子都不能到达N板，图中的滑动头P应该向哪边移动？所加电压等于多大？ （2）如果去掉图中虚线框内的电路，MN可以视为一个用光发电的电源，这个电源的哪一端为正极，电动势多大？ （3）已知电子电量的绝对值为e，如果单位时间照射到M板的光子数为，每个光子激发出电子的概率为，假如所有逸出的电子初速度都指向N板且速度大小一样，在这样的理想化条件下，在图中画出NM之间的电流与电压之间的关系图像，要求用、e、、等已知量符号标出一些关键点的坐标，注意可能为正也可能为负。 【答案】（1）向左移动， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 使M板逸出的电子都不能到达N板，应加反向电压，滑动头P向左移动。根据 代入题中数据得 【小问2详解】 去掉虚线框内电路，电子从M板逸出，M板失去电子为正极，根据（1）分析可知，电动势为。 【小问3详解】 当反向电压小于或者加正向电压，M所有电子都能到达N板，电流最大，与电压无关，当反向电压大于，所有电子都不能到达N板，电流为0。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $