广东省广州市2025-2026学年下学期高二物理期末模拟卷

**基本信息** 以“烛龙一号”核电池、5G基站、智能停车系统等科技前沿及哈尔滨冰雪节、水上蹦床等生活场景为情境，覆盖机械振动与波、电磁学、光学、热学等模块，通过实验探究与综合计算，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|受迫振动、核反应半衰期、LC振荡电路、光的折射全反射|结合5G通信考查电磁振荡，冰砖光学问题融合几何计算| |非选择题|5题/54分|油膜法测分子直径、动量守恒验证、气体实验定律、光纤全反射|水下机器人浮力控制（气体定律）、小球凹槽碰撞（动量守恒）等综合应用，注重科学探究与建模|

广东省广州市2025-2026学年下学期高二物理期末模拟卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题 共46分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列说法正确的是（　　） A．驱动力的频率越高，做受迫振动物体的振幅越大 B．医院对病人进行“超声波彩超”检查，利用了波的多普勒效应 C．任意两列波相遇都将产生稳定的干涉现象 D．同一声源发出的声波在空气和水中传播的波长相同 2．2025年3月9日，国内首款碳微型核电池“烛龙一号”正式发布。具有放射性，半衰期长达5730年，理论上可为脑机接口、心脏起搏器等植入式设备提供永久能源。衰变方程为，则（　　） A．X来自碳原子的核外电子 B．衰变过程属于重核裂变 C．的比结合能小于的比结合能 D．如果温度升高，的半衰期会变短 3．题图甲为某水上游乐场最新引入的一种水上蹦床设施。游客在蹦床上规律地跳动时，水面被激出一圈圈水波，若不考虑能量损失，水面为均匀介质，波源位于O点，水波在xOy水平面内传播，波面呈现为圆形。t=1s时刻，部分波面的分布情况如图乙所示，其中虚线表示波谷，实线表示相邻波峰。A处质点的振动图像如图丙所示，z轴正方向表示竖直向上。下列说法中正确的是（　　） A．质点振动的振幅为0.2m B．水波的波速为1m/s C．t=3s时A处质点所受回复力最小 D．t=3s时B处质点处在平衡位置 4．反光衣是利用玻璃微珠的“回归反射”原理，使光线沿原方向返回，从而达到提醒的目的。如图，现有一束与光轴（经过O、B两点）平行的光照在半径为R的玻璃微珠上，MA是其中一条入射角i=60°的入射光线，玻璃微珠右侧是反光膜，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．此玻璃材料的折射率为 B．光在玻璃材料中比在空气中更容易发生衍射 C．光在玻璃材料中的传播时间为 D．光从空气进入到玻璃材料后，传播速度变大 5．一台小型发电机与交流电压表、小灯泡按图甲所示连接，发电机产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，发电机内阻不可忽略，交流电压表视为理想电压表，则（　　） A．交流电压表的示数为220V B．电动势表达式为e=220sin100πt（V） C．当线圈转动至中性面位置时，线圈的电动势为最大值 D．若线圈的转速提升至原来的两倍，其电动势的最大值也将变为原来的两倍 6．智能停车系统是现代城市交通管理的重要组成部分。如图所示，智能停车位下埋有LC振荡电路组成的信号发射端。当车辆驶入图甲车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使线圈自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化，接收电路的电流随之变化，实现智能计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻电容器C所带电量为零 B．由图乙可判断汽车正驶离停车位 C．t1时刻LC振荡电路中的磁场能最小 D．过程，线圈L中磁场能在减小，电容器带电量增大 7．哈尔滨冰雪节被誉为世界四大冰雪节之一，哈尔滨的冰灯更是在国际上享有极高的声誉和地位如图（1），图（2）为一块棱长为的立方体冰砖，它是由纳米级二氧化钛颗粒均匀添加在水中冰冻而成，该冰砖对红光折射率，冰砖中心有一个红光的发光点，不考虑光的二次和多次反射，真空中光速为，下列说法正确的是（　　） A．光在冰块中的传播速度大于在真空中的传播速度 B．光从冰砖射出的最长时间为 C．从外面看冰砖六个面被照亮的总面积为 D．点光源从红光变成紫光表面有光射出的面积会增大 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分． 8．据工信部2024年3月25日发布的数据显示，截至今年2月末，中国5G基站总数达350.9万个，5G移动电话用户达8.51亿户，占移动电话用户的48.8%。5G无线信号是由LC振荡电路产生的，该电路某时刻的工作状态如图甲所示，其电流变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（    ） A．线圈中磁场的方向向下 B．电容器两极板间电场强度正在变小 C．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小 D．甲图的时刻应该对应乙图中的0至0.5s时间段内 9．如图所示，一条含有两种单色光的细光束从水中O点射出，在水与空气的分界面上P点出射，分成a、b两束单色光。已知OP与水面的夹角为θ，则下列说法正确的是（　　） A．从O点到P点，a光经过的时间比b光经过的时间长 B．从O点到P点，a光经过的时间比b光经过的时间短 C．逐渐增大OP与水面的夹角θ，水面上b光最先消失 D．逐渐减小OP与水面的夹角θ，水面上b光最先消失 10．图甲为气压式升降椅，它通过气缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。气缸气密性、导热性能良好。设气体的初始状态为A，某人坐上椅面保持不动，椅子缓慢下降一段距离后达到稳定状态B，此过程温度不变。然后开空调暖风，一段时间后室内温度上升到设定温度，稳定后气体状态为C；接着人慢慢离开座椅，椅子重新处于另一个稳定状态D。则气体（　　） A．关系如图丙所示 B．关系如图丁所示 C．从B到C的过程，气体对外做的功大于气体吸收的热量 D．处于状态D时，单位时间单位面积碰撞容器壁的分子数比状态A少 第二部分（非选择题 共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 11．（8分） 两组热学实验同时在实验室进行。 第一组在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将1 mL纯油酸溶于酒精，制成了1000 mL的油酸酒精溶液。有下列实验步骤： ①往浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，如图10甲所示，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液取1 mL一滴一滴地滴入量筒中，测得总计有100滴，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是________（填写步骤前面的序号）。 (2)图甲中正方形小方格的边长为1 cm，则油酸分子的直径为________m。 (3)第二组用如图乙所示的装置来探究气体的等温变化规律，带有刻度的注射器内封闭了一定质量的理想气体，推动活塞来改变管内气体的体积V，用压强传感器测出管内、外气体的压强差，多次改变V，测出多组与V的对应值，并作出如图丙所示的关系图像，则： ①图像描述的是下列哪一种关系？________。 A、    B、    C、    D、 ②图像弯曲的原因可能是________。 12．（10分） 实验小组利用如图所示的装置来完成“验证动量守恒定律”实验。固定有相同遮光条的滑块甲、乙放置在气垫导轨上。测得滑块甲、乙（含遮光条）的质量分别为、，遮光条的宽度。 实验步骤如下： A．取下滑块乙，开启气泵，反复调节导轨两侧的旋钮，使气垫导轨水平； B．将滑块乙静止地置于光电门1和光电门2之间，轻推滑块甲使其向右运动，最终与滑块乙发生碰撞； C．光电门1记录了两次时间，分别为和，光电门2记录了一次时间为； D．多次轻推滑块甲，重复进行碰撞实验，并进行数据记录。 回答以下问题： (1)判断气垫导轨水平的标志是________。 (2)写出碰撞后滑块乙的动量表达式________（用题目中的字母表示）。 (3)根据数据记录，计算得到滑块甲、乙的四组动量（见下表）。 实验次数 相对误差 1 0.1322 0.0426 0.1708 3.03% 2 0.1169 0.0389 0.1584 2.22% 3 0.1251 0.0416 0.1682 1.20% 4 0.0841 0.0277 0.1095 ①如果碰撞前、后动量守恒，守恒的表达式为：________（用表格中的物理量表示）； ②对于测量结果，高中物理实验允许的相对误差（）一般不超过5%，以此计算表格中第4组数据相对误差________。由表格中的数据，你可以得出的实验结论是_________。 13．（12分） 某科技学习小组组装的水下机器人，是通过控制弹性气囊的收缩和扩张，使其下沉或上浮，其工作原理如图所示。初始时，弹性气囊中气体的压强为p0，体积为V0。气囊中的气体可视为理想气体，温度保持不变。 (1)需要水下机器人下沉时，关闭阀门，缓慢收缩气囊（气囊内气体质量不变），当气囊内气体的体积变为0.5V0时，求气囊内气体压强； (2)需要水下机器人上浮时，打开阀门，使外界气体（可视为理想气体）缓慢充入气囊，最终气囊内气体压强变为1.2p0，体积变为1.5V0，求此时气囊内气体质量和初始时气囊内气体质量之比。 14．（12分） 光纤通信技术利用光在光纤中的全反射传递信息，广泛应用于互联网、电话等现代通信领域。一段圆柱形光纤的截面如图所示。一束激光从光纤左端面中心，沿与端面夹角为θ（未知）的方向射入光纤，经折射后在光纤表面发生全反射。光纤的长度为L，光纤对激光的折射率，光在真空中的传播速度大小为c。 (1)求激光在光纤表面发生全反射的临界角C； (2)为保证激光在光纤内正常传输，求角θ的最小值的余弦值； (3)若激光以与端面夹角为的方向射入光纤，求激光在光纤中传播的时间t。 15．（12分） 如图所示，固定点O处悬挂长为的轻质细绳，细绳的末端拴接一个质量为的小球A。一质量为m的凹槽B静止在光滑水平面上，凹槽的左侧挡板位于O点正下方，凹槽的左右挡板内侧间的距离，在凹槽右侧靠近挡板处静止有一质量为m的小物块C，凹槽上表面与物块间的动摩擦因数。将细线水平拉直，以竖直向下的初速度释放小球A，当小球A摆到最低点时刚好与凹槽B左侧发生碰撞，小球A与凹槽B不会发生二次碰撞，所有碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，重力加速度g取。求： (1)小球A与凹槽B碰撞后瞬间的速度大小之比； (2)整个过程中物块C与凹槽B的碰撞次数； (3)从小球A与凹槽B碰撞开始到凹槽B在水平面上运动20m所经历的时间。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 广东省广州市2025-2026学年下学期高二物理期末模拟卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题 共46分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列说法正确的是（　　） A．驱动力的频率越高，做受迫振动物体的振幅越大 B．医院对病人进行“超声波彩超”检查，利用了波的多普勒效应 C．任意两列波相遇都将产生稳定的干涉现象 D．同一声源发出的声波在空气和水中传播的波长相同 【答案】B 【详解】A．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振，故A错误； B．医生利用超声波探测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故B正确； C．两列频率相同、相位差恒定的波相遇才能产生稳定的干涉现象，故C错误； D．同一声源发出的声波在空气和水中传播时，频率不变，波速不同，根据可知，波长改变，故D错误。 故选B。 2．2025年3月9日，国内首款碳微型核电池“烛龙一号”正式发布。具有放射性，半衰期长达5730年，理论上可为脑机接口、心脏起搏器等植入式设备提供永久能源。衰变方程为，则（　　） A．X来自碳原子的核外电子 B．衰变过程属于重核裂变 C．的比结合能小于的比结合能 D．如果温度升高，的半衰期会变短 【答案】C 【详解】AB．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X为电子，所以衰变过程属于衰变；X是由原子核内中子转化为质子和电子释放出来的电子，故AB错误； C．衰变后的比衰变前的更稳定，所以的比结合能小于的比结合能，故C正确； D．半衰期只由原子核自身决定，如果温度升高，的半衰期不变，故D错误。 故选C。 3．题图甲为某水上游乐场最新引入的一种水上蹦床设施。游客在蹦床上规律地跳动时，水面被激出一圈圈水波，若不考虑能量损失，水面为均匀介质，波源位于O点，水波在xOy水平面内传播，波面呈现为圆形。t=1s时刻，部分波面的分布情况如图乙所示，其中虚线表示波谷，实线表示相邻波峰。A处质点的振动图像如图丙所示，z轴正方向表示竖直向上。下列说法中正确的是（　　） A．质点振动的振幅为0.2m B．水波的波速为1m/s C．t=3s时A处质点所受回复力最小 D．t=3s时B处质点处在平衡位置 【答案】B 【详解】A．由图丙可知，质点振动的振幅为0.1m，故A错误； B．由图乙可知，水波的波长为 由图丙可知，水波的周期为 故水波的波速为，故B正确； CD．由图丙可知，t=3s时A处质点位于波谷，所受回复力最大，因A与B相距半个波长，故B处质点位于波峰，故CD错误。 故选B。 4．反光衣是利用玻璃微珠的“回归反射”原理，使光线沿原方向返回，从而达到提醒的目的。如图，现有一束与光轴（经过O、B两点）平行的光照在半径为R的玻璃微珠上，MA是其中一条入射角i=60°的入射光线，玻璃微珠右侧是反光膜，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．此玻璃材料的折射率为 B．光在玻璃材料中比在空气中更容易发生衍射 C．光在玻璃材料中的传播时间为 D．光从空气进入到玻璃材料后，传播速度变大 【答案】C 【详解】A．由几何关系可知， 故 根据光的折射定律有，故A错误； BD．由可知，光从空气进入到玻璃材料后，传播速度变小，光在玻璃材料中和在空气中的频率相等，由可知，光在玻璃材料中比在空气中波长短，更不容易发生衍射，故BD错误； C．光在玻璃材料中的传播时间为 其中， 代入得，故C正确。 故选C。 5．一台小型发电机与交流电压表、小灯泡按图甲所示连接，发电机产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，发电机内阻不可忽略，交流电压表视为理想电压表，则（　　） A．交流电压表的示数为220V B．电动势表达式为e=220sin100πt（V） C．当线圈转动至中性面位置时，线圈的电动势为最大值 D．若线圈的转速提升至原来的两倍，其电动势的最大值也将变为原来的两倍 【答案】D 【详解】A．由图像，可得感应电动势最大值为 电动势的有效值为 由于发电机内阻不可忽略，电压表的示数为，故A错误； B．线圈转动的角速度为 则发电机产生的感应电动势的表达式为，故B错误； C．当线圈转动至中性面位置时，线圈的电动势为零，故C错误； D．若线圈的转速提升至原来的两倍，则角速度变为原来的2倍，根据Em=NBSω，其电动势的最大值也将变为原来的两倍，故D正确。 故选D。 6．智能停车系统是现代城市交通管理的重要组成部分。如图所示，智能停车位下埋有LC振荡电路组成的信号发射端。当车辆驶入图甲车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使线圈自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化，接收电路的电流随之变化，实现智能计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻电容器C所带电量为零 B．由图乙可判断汽车正驶离停车位 C．t1时刻LC振荡电路中的磁场能最小 D．过程，线圈L中磁场能在减小，电容器带电量增大 【答案】D 【详解】A．时刻振荡电路中的电流为零，线圈L中磁场能为零，电容器C中电场能最大，电容器C所带电量最大，故A错误； B．由图乙可知，振荡电路的周期变大，根据，可知线圈自感系数变大，则汽车正驶入智能停车位，故B错误； C．t1时刻振荡电路中的电流最大，LC振荡电路中的磁场能最大，故C错误； D．过程，电流减小，故线圈L中磁场能在减小，磁场能正在向电场能转化，则电容器C带电量增大，故D正确。 故选D。 7．哈尔滨冰雪节被誉为世界四大冰雪节之一，哈尔滨的冰灯更是在国际上享有极高的声誉和地位如图（1），图（2）为一块棱长为的立方体冰砖，它是由纳米级二氧化钛颗粒均匀添加在水中冰冻而成，该冰砖对红光折射率，冰砖中心有一个红光的发光点，不考虑光的二次和多次反射，真空中光速为，下列说法正确的是（　　） A．光在冰块中的传播速度大于在真空中的传播速度 B．光从冰砖射出的最长时间为 C．从外面看冰砖六个面被照亮的总面积为 D．点光源从红光变成紫光表面有光射出的面积会增大 【答案】C 【详解】A．光在冰块中的传播速度 光在冰块中的传播速度小于在真空中的传播速度，故A错误； B．根据题意可知，临界角 光线从顶点射出时，路程最大，由几何关系可得，此时光线的入射角 即光线不能从顶点射出，则路程最大时恰好发生全反射，设光从冰砖射出的最长时间时路程为x，由几何关系可知 则最长时间 联立以上解得 故B错误； C．几何关系可知每一侧面被照亮的半径 则从外面看玻璃砖被照亮的总面积为 联立解得 故C正确； D．紫光折射率比红光大，故紫光临界角小，结合以上分析可知，表面有光射出的区域半径减小，即面积将减小，故D错误。 故选C。 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分． 8．据工信部2024年3月25日发布的数据显示，截至今年2月末，中国5G基站总数达350.9万个，5G移动电话用户达8.51亿户，占移动电话用户的48.8%。5G无线信号是由LC振荡电路产生的，该电路某时刻的工作状态如图甲所示，其电流变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（    ） A．线圈中磁场的方向向下 B．电容器两极板间电场强度正在变小 C．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小 D．甲图的时刻应该对应乙图中的0至0.5s时间段内 【答案】AC 【详解】A．由右手螺旋定则可知线圈中磁场方向为向下，故A正确； B．电容器正在充电，两极板电荷量在增多，极板间电场强度正在变大，故B错误； C．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小，电容器的电场能在增大，故C正确； D．甲图的时刻应该对应乙图中的0.5s至1s时间段内，故D错误。 故选AC。 9．如图所示，一条含有两种单色光的细光束从水中O点射出，在水与空气的分界面上P点出射，分成a、b两束单色光。已知OP与水面的夹角为θ，则下列说法正确的是（　　） A．从O点到P点，a光经过的时间比b光经过的时间长 B．从O点到P点，a光经过的时间比b光经过的时间短 C．逐渐增大OP与水面的夹角θ，水面上b光最先消失 D．逐渐减小OP与水面的夹角θ，水面上b光最先消失 【答案】BD 【详解】AB．a、b两光在水中的入射角相同，但a光在空气中的折射角较小，由折射定律 可知，水对a光的折射率较小，又由 可知知a光在水中传播的速度较大，因此a光从O点运动到P点经过的时间较短，故B正确，A错误； CD．θ是入射角的余角，逐渐增大θ时，水面上a、b两光都不会消失，逐渐减小θ时，水面上b光会最先消失，故D正确，C错误； 故选BD。 10．图甲为气压式升降椅，它通过气缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。气缸气密性、导热性能良好。设气体的初始状态为A，某人坐上椅面保持不动，椅子缓慢下降一段距离后达到稳定状态B，此过程温度不变。然后开空调暖风，一段时间后室内温度上升到设定温度，稳定后气体状态为C；接着人慢慢离开座椅，椅子重新处于另一个稳定状态D。则气体（　　） A．关系如图丙所示 B．关系如图丁所示 C．从B到C的过程，气体对外做的功大于气体吸收的热量 D．处于状态D时，单位时间单位面积碰撞容器壁的分子数比状态A少 【答案】AD 【详解】AB．由题意可知，A到B的过程中，气体等温压缩，压强增大，体积减小；从B到C的过程中，气体等压升温，温度升高，体积增大；从C到D的过程中，等温膨胀，压强减小，体积增加，而且此时D状态的压强又恢复到最初A状态的压强，其图像和图像如图所示 故A正确，B错误； C．从B到C的过程，气体等压升温，温度升高，体积增大，气体内能增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体对外做的功小于气体吸收的热量，故C错误； D．由于状态D与状态A的压强相等，状态D时的温度高于状态A时的温度，状态D时的分子平均动能大于状态A时的分子平均动能，根据压强微观意义可知，处于状态D时，单位时间单位面积碰撞容器壁的分子数比状态A少，故D正确。 故选AD。 第二部分（非选择题 共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 11．（8分） 两组热学实验同时在实验室进行。 第一组在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将1 mL纯油酸溶于酒精，制成了1000 mL的油酸酒精溶液。有下列实验步骤： ①往浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，如图10甲所示，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液取1 mL一滴一滴地滴入量筒中，测得总计有100滴，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是________（填写步骤前面的序号）。 (2)图甲中正方形小方格的边长为1 cm，则油酸分子的直径为________m。 (3)第二组用如图乙所示的装置来探究气体的等温变化规律，带有刻度的注射器内封闭了一定质量的理想气体，推动活塞来改变管内气体的体积V，用压强传感器测出管内、外气体的压强差，多次改变V，测出多组与V的对应值，并作出如图丙所示的关系图像，则： ①图像描述的是下列哪一种关系？________。 A、    B、    C、    D、 ②图像弯曲的原因可能是________。 【答案】(1)④①②⑤③（或④放在③之前任意位置均可） (2) (3) C 实验过程中环境的温度突然升高 【详解】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积(题中的④)→准备浅水盘(①)→形成油膜(②)→描绘油膜边缘,测量油膜面积(⑤)→计算分子直径(③)，故正确的顺序是④①②⑤③ （2）1滴油酸酒精溶液中油酸的体积为 如下图数出油膜面积为 故油酸分子的直径为 （3）[1]管内气体压强为（为大气压强） 由等温变化 故 故选C。 [2]因, 图像弯曲的原因可能是实验过程中环境的温度突然升高 12．（10分） 实验小组利用如图所示的装置来完成“验证动量守恒定律”实验。固定有相同遮光条的滑块甲、乙放置在气垫导轨上。测得滑块甲、乙（含遮光条）的质量分别为、，遮光条的宽度。 实验步骤如下： A．取下滑块乙，开启气泵，反复调节导轨两侧的旋钮，使气垫导轨水平； B．将滑块乙静止地置于光电门1和光电门2之间，轻推滑块甲使其向右运动，最终与滑块乙发生碰撞； C．光电门1记录了两次时间，分别为和，光电门2记录了一次时间为； D．多次轻推滑块甲，重复进行碰撞实验，并进行数据记录。 回答以下问题： (1)判断气垫导轨水平的标志是________。 (2)写出碰撞后滑块乙的动量表达式________（用题目中的字母表示）。 (3)根据数据记录，计算得到滑块甲、乙的四组动量（见下表）。 实验次数 相对误差 1 0.1322 0.0426 0.1708 3.03% 2 0.1169 0.0389 0.1584 2.22% 3 0.1251 0.0416 0.1682 1.20% 4 0.0841 0.0277 0.1095 ①如果碰撞前、后动量守恒，守恒的表达式为：________（用表格中的物理量表示）； ②对于测量结果，高中物理实验允许的相对误差（）一般不超过5%，以此计算表格中第4组数据相对误差________。由表格中的数据，你可以得出的实验结论是_________。 【答案】(1)轻推滑块甲，经过两光电门时间相同 (2) (3) 2.73% 在误差允许范围内，碰撞过程动量守恒 【详解】（1）轻推滑块甲，经过两光电门时间相同 （2）碰撞后滑块乙的速度为 故其碰撞后的动量为 （3）[1]取向右为正方向守恒的表达式为 [2] [3] 在误差允许范围内，碰撞过程动量守恒 13．（12分） 某科技学习小组组装的水下机器人，是通过控制弹性气囊的收缩和扩张，使其下沉或上浮，其工作原理如图所示。初始时，弹性气囊中气体的压强为p0，体积为V0。气囊中的气体可视为理想气体，温度保持不变。 (1)需要水下机器人下沉时，关闭阀门，缓慢收缩气囊（气囊内气体质量不变），当气囊内气体的体积变为0.5V0时，求气囊内气体压强； (2)需要水下机器人上浮时，打开阀门，使外界气体（可视为理想气体）缓慢充入气囊，最终气囊内气体压强变为1.2p0，体积变为1.5V0，求此时气囊内气体质量和初始时气囊内气体质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）当气囊内气体的体积变为时，设气囊内气体压强为， 由玻意耳定律得   解得 （2）初始时气囊内气体的压强为，体积为。设当此部分气体压强变为时，气体体积变为，由玻意耳定律得   解得   当压强都为时，气体质量和体积成正比，则此时气囊内气体质量和初始时气囊内气体质量之比为   联立解得 14．（12分） 光纤通信技术利用光在光纤中的全反射传递信息，广泛应用于互联网、电话等现代通信领域。一段圆柱形光纤的截面如图所示。一束激光从光纤左端面中心，沿与端面夹角为θ（未知）的方向射入光纤，经折射后在光纤表面发生全反射。光纤的长度为L，光纤对激光的折射率，光在真空中的传播速度大小为c。 (1)求激光在光纤表面发生全反射的临界角C； (2)为保证激光在光纤内正常传输，求角θ的最小值的余弦值； (3)若激光以与端面夹角为的方向射入光纤，求激光在光纤中传播的时间t。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据全反射临界角公式 代入，得 因此 （2）设激光入射到端面后，折射角为。激光刚好在光纤侧面发生全反射时，侧面入射角等于临界角，由几何关系得侧面入射角 因此 根据折射定律，有 入射光线与端面夹角为，入射角,因此 刚好发生全反射时对应的最小值，代入得 解得 （3）光在光纤中的传播速度 由几何关系，激光传播总路程满足，因此 传播时间 代入和得 解得 15．（12分） 如图所示，固定点O处悬挂长为的轻质细绳，细绳的末端拴接一个质量为的小球A。一质量为m的凹槽B静止在光滑水平面上，凹槽的左侧挡板位于O点正下方，凹槽的左右挡板内侧间的距离，在凹槽右侧靠近挡板处静止有一质量为m的小物块C，凹槽上表面与物块间的动摩擦因数。将细线水平拉直，以竖直向下的初速度释放小球A，当小球A摆到最低点时刚好与凹槽B左侧发生碰撞，小球A与凹槽B不会发生二次碰撞，所有碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，重力加速度g取。求： (1)小球A与凹槽B碰撞后瞬间的速度大小之比； (2)整个过程中物块C与凹槽B的碰撞次数； (3)从小球A与凹槽B碰撞开始到凹槽B在水平面上运动20m所经历的时间。 【答案】(1)3：2 (2)14次 (3)8.3s 【详解】（1）小球A从水平位置下摆到最低点过程，由机械能守恒定律得 代入数据解得碰撞前A的速度 A与B发生弹性碰撞，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得， 联立解得：， 故碰撞后瞬间A与B的速度大小之比为 （2）A与B碰撞后，B以向右运动，C静止。B、C系统所受合外力为零，动量守恒。设最终共同速度为，则 得 由能量守恒定律，系统动能损失等于摩擦力产生的热量 代入数据解得相对路程 C在B内每滑动距离发生一次碰撞。 这说明C在B内滑动了14个全程。故碰撞次数为14次。 （3）在B、C相互作用过程中，C受摩擦力加速度大小 B受摩擦力加速度大小 因为两者加速度方向相反，所以相对加速度大小 相对初速度 末相对速度为0。相互作用时间 在此过程中，根据动量守恒 两边乘上时间 其中 解得得 根据（2）可知，相对位移：奇数次滑动C相对B向左，偶数次滑动C相对B向右。前14次滑动总相对位移为0。第15次滑动C相对B向左 即 联立解得 即 此时B运动距离小于20m，还需匀速运动。剩余距离 匀速时间 总时间 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $