精品解析：北京市北京师范大学第二附属中学2025-2026学年高二下学期期中测试物理试题

北京师大二附中2025-2026学年高二年级第二学期 物理期中测试题 第Ⅰ卷（选择题42分） 一、单项选择题：本大题共14小题，共42分。每小题选对得3分，选错和不选得零分。 1. 如图所示，、两种单色光沿不同方向由空气射入玻璃三棱镜，经三棱镜折射后沿同一方向射出，下列关于光和光的说法正确的是（ ） A. 玻璃三棱镜对光的折射率小于对光的折射率 B. 在玻璃三棱镜中，光的传播速度比光的传播速度小 C. 光和光从空气射入玻璃时，频率发生变化 D. 空气中光的波长小于光的波长 2. 已知标准状况下某气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可以估算的物理量是（　　） A. 气体分子的质量 B. 气体分子的体积 C. 气体分子间的平均距离 D. 气体的密度 3. 如图所示，是观察布朗运动的实验装置的示意图。用高倍显微镜观察悬浮在液体中的小炭粒的运动情况。选三个小炭粒，每隔30s记录一次它们的位置，然后用线段把这些位置按时间顺序连接起来得到它们的位置连线图。下列说法正确的是（　　） A. 该实验用显微镜观察到的是液体分子的无规则运动 B. 该实验用显微镜观察到的是小炭粒分子的无规则运动 C. 这样得到的位置连线图就是该小炭粒实际的运动轨迹 D. 小炭粒越小，观察到的布朗运动就越明显 4. 下表是在20℃时，波长为的光在几种介质中的折射率，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 玻璃 1.5~1.8 氯化钠 1.54 水 1.33 二硫化碳 1.63 水晶 1.55 酒精 1.36 空气 1.00028 A. 该光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B. 水晶对不同颜色的光的折射率都是1.55 C. 这种波长的光从玻璃射入水中可能发生全反射 D. 这种波长的光从水射入空气的全反射临界角比从水晶射入空气的全反射临界角更小 5. 麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波已经与我们的生活紧密相关：机场安检门使用频率为7kHz的电磁波，GPS定位系统使用频率为10.23MHz（1MHz=106Hz）的电磁波，手机工作时使用频率为 MHz的电磁波，无线WiFi使用频率为2.4GHz（1GHz=109Hz）的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息，下列说法正确的是（　　） A. 手机工作时使用的电磁波是纵波 B. 机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播 C. 地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领 D. 无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象 6. 如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图是单色光形成的干涉或衍射图样，根据各图样的特点可知（　　） A. 甲图是光的衍射图样 B. 乙图是光的干涉图样 C. 丙图是光的干涉图样 D. 丁图是光的衍射图样 7. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的点出现亮斑，如图所示。则此时（　　） A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电 C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电 8. 健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，当球内气体被快速挤压时来不及与外界热交换，而缓慢变化时可与外界发生充分的热交换。则下列说法正确的是（　　） A. 人体快速挤压健身球的过程中，球内气体压强减小 B. 人体快速挤压健身球的过程中，球内气体分子热运动的平均动能增大 C. 人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体对外放热 D. 人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体压强不变 9. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为3：1，原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上。下列说法正确的是（ ） A. 副线圈回路中电阻两端的电压为V B. 原、副线圈中交变电流的频率之比为3：1 C. 原、副线圈回路中电阻两端的电压之比为3：1 D. 原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1：9 10. 假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，分子间作用力与分子间距离的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 在由无限远到趋近于的过程中，先做负功后做正功 B. 在由无限远到趋近于的过程中，先做正功后做负功 C. 在由趋近于0的过程中，做负功，先变小再变大 D. 在由趋近于0的过程中，做负功，变大 11. 在用插针法“测量玻璃的折射率”实验中，小明画好玻璃砖边界aa'、bb'后，将玻璃砖放回，在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，②中用的是梯形玻璃砖。其它操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图。下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中测得的玻璃砖折射率n为 B. ①所测得玻璃砖折射率相较准确值偏小 C. ①实验时入射角不能太大，否则光线会在玻璃砖下表面发生全反射 D. 该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率，因此②无法准确测得玻璃砖的折射率 12. 某同学在探究LC振荡电路中电流随时间的变化关系的实验，电路图如图（a）所示。当向线圈中插入或拔出铁芯时，会引起LC电路中电流的变化。在某次实验中，振荡电路中的电流随时间的变化情况如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A. 根据图（b）可知，铁芯正在插入线圈 B. t1~t2过程，线圈中的自感电动势变小 C. t1~t2过程，电容器C极板的电荷量增大 D. t2~t3过程，电场能在逐渐增大 13. 如图甲所示为某自行车车灯发电机装置，其结构如图乙所示。“凵”形铁芯开口处装有可旋转的磁铁，铁芯上缠绕线圈，输出端c、d连接一个“12V，6W”的灯泡。当车轮匀速转动时，摩擦轮因与轮胎接触而旋转，通过传动轴带动磁铁匀速转动，使铁芯内的磁场周期性变化，发电机产生电流可视为正弦式电流。假设灯泡阻值不变，下列说法正确的是（　　） A. 在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流方向由c到d B. 在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流逐渐减小 C. 若发电机线圈电阻为2Ω灯泡正常发光，发电机产生的电动势最大值为13V D. 从图示位置开始计时，磁铁转速为n，灯泡正常发光，灯泡两端电压u随时间变化关系式为 14. 可变差动变压器（LVDT）是一种常用的直线位移传感器，简化模型如图所示。它内部主要结构包括一个初级线圈和一对匝数相等的次级线圈，初级线圈位于中间，次级线圈则沿相反方向串联，对称缠绕在初级线圈的两侧；导磁铁芯可以在空心管（图中未画出）中移动，连接到要测量位移的物体上，初始时铁芯恰好位于空心管的中央，运动中铁芯始终有一端在副线圈中。在ab端输入有效值为的正弦式交变电压，cd端输出电压的有效值记为，则（ ） A. 铁芯从中央位置开始向上移动时，增加 B. 铁芯从中央位置开始的移动量越大，越小 C. 铁芯向上移动一定距离后，若增大，会减小 D. 可变差动变压器无法反映物体的运动方向 第Ⅱ卷（非选择题58分） 二、实验题：本题共2小题，共16分。 15. 如图（a）所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置。 （1）、N、P三个光学元件依次为_______ A. 滤光片、单缝片、双缝片 B. 滤光片、双缝片、单缝片 C. 偏振片、单缝片、双缝片 D. 双缝片、偏振片、单缝片 （2）已知双缝间距为d，转动手轮，分划板的中心刻线与第m条亮条纹的中心对齐，记下手轮上的读数如图（b）所示为，再转动手轮，分划板中心刻线与第n条（）亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数如图（c）所示为________mm，则被测光的波长表达式为________（用m，n，d，，，，或其中的部分表示） 16. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中： （1）需做一些理想化的近似，其中必要的是__________。 A. 将在水面上的油膜视为单分子油膜 B. 将油膜分子视为紧密排列的球形分子 C. 将油酸酒精溶液视为纯油酸 （2）有下列实验步骤： a、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。 b、将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，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。 c、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。 d、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。 上述步骤中，正确的操作顺序是__________（填写步骤前面的字母）。 （3）在做本实验时，所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液为75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描绘出油酸膜的形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形方格的边长为，则： ①油酸膜的面积是__________。 ②按以上实验数据估测出油酸分子的直径为__________。（结果保留一位有效数字） （4）在做本实验时，发现计算结果偏小，可能是由于__________。 A. 油酸未完全散开 B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C. 求每滴体积时，的溶液的滴数多记了10滴 D. 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 三、解答题：本题包括4小题，共42分。解答时，在答题纸上应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17. 如图所示，正方形线圈绕对称轴在匀强磁场中匀速转动，角速度，已知，匝数，磁感应强度，图示位置线圈平面与磁感线平行，闭合回路中线圈的电阻，外电阻，求： （1）线圈转动过程中感应电动势的最大值； （2）从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时表达式； （3）交流电压表的示数。 18. 密闭容器中一定质量的某种理想气体的图像如图所示。图中①、②、③三个小圆圈分别代表气体的三个不同状态，从①到②经历了一个等温过程，从②到③经历了一个等容过程。 （1）定性判断。图中①、②、③三个不同状态，对应的温度分别是、、，用、、分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积上的平均次数。请判断以下物理量之间的大小关系：________；________（选填“>”“<”或“=”）。 （2）定量计算。若状态①的温度是400 K，结合图中信息，计算状态③的温度。 （3）模型建构。从微观角度来看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度。如图所示，我们可以设计一个简易实验，用豆粒做气体分子的模型，将豆粒连续地倒在台秤的秤盘上，演示气体压强产生的微观机理。为了从宏观上模拟从状态①到状态②过程中气体压强减小，请说明实验操作的思路。 19. 风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。 （1）利用总电阻R=10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P0=300kW，输电电压U=10kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值； （2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施； （3）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。 20. 压强产生的原因有多种情况： （1）①正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：（a）粒子大小可以忽略，其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；（b）与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，推导出器壁所受压强p与m、n和v的关系； ②理想气体不考虑分子间的相互作用，故可以忽略分子势能，气体内能可以近似等于所有气体分子动能的总和。“温度是分子平均动能的标志，即（a为物理常量，为分子热运动的平动动能）”，推导气体内能与体积V和压强的关系。已知一定质量的理想气体，其压强与热力学温度T的关系为p=nkT，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。不考虑气体分子的转动。 （2）伯努利原理：对于流动的气体或液体，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。如图所示，一根水平放置的管道，从左往右逐渐变粗，流体从中流过。管内流体稳定流动时具有这样的特点：（a）管内各处液体体积无法压缩且密度均相同；（b）管内各处液体流速不随时间改变。选取横截面C和横截面D之间的液体为研究对象，当C处液体流动很小一段距离，到达处，D处液体正好流动到处。设管道入口处横截面积为，压强为，流体流速为；管道出口处横截面积为，压强为，流体流速为。设流体密度始终为，忽略流体的粘滞阻力和管壁对流的阻力。与外界对气体做功的规律类似，极短时间内，外界对流体做功可以通过求得，其中p为液体压强，是时间内被外力推动的流体体积大小，如图中横截面C与横截面之间的流体体积。请根据守恒思想和功能关系，推导压强与流速的关系满足：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京师大二附中2025-2026学年高二年级第二学期 物理期中测试题 第Ⅰ卷（选择题42分） 一、单项选择题：本大题共14小题，共42分。每小题选对得3分，选错和不选得零分。 1. 如图所示，、两种单色光沿不同方向由空气射入玻璃三棱镜，经三棱镜折射后沿同一方向射出，下列关于光和光的说法正确的是（ ） A. 玻璃三棱镜对光的折射率小于对光的折射率 B. 在玻璃三棱镜中，光的传播速度比光的传播速度小 C. 光和光从空气射入玻璃时，频率发生变化 D. 空气中光的波长小于光的波长 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，玻璃三棱镜对光的偏折程度较小，所以玻璃三棱镜对光的折射率小于对光的折射率，故A正确； B．根据可知，因为玻璃三棱镜对光的折射率小于对光的折射率，所以在玻璃三棱镜中，光的传播速度比光的传播速度大，故B错误； C．光和光从空气射入玻璃时，频率不会发生变化，故C错误； D．因为玻璃三棱镜对光的折射率小于对光的折射率，所以光的频率小于光的频率，根据可得，空气中光的波长大于光的波长，故D错误。 故选A。 2. 已知标准状况下某气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可以估算的物理量是（　　） A. 气体分子的质量 B. 气体分子的体积 C. 气体分子间的平均距离 D. 气体的密度 【答案】C 【解析】 【详解】AD．要估算气体的密度或气体分子的质量，还需要知道该气体的摩尔质量，故A、D错误； BC．用气体摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比可估算一个气体分子所占据的空间的体积，而非一个气体分子的体积，根据 可估算气体分子间的平均距离，故B错误，C正确。 故选C。 3. 如图所示，是观察布朗运动的实验装置的示意图。用高倍显微镜观察悬浮在液体中的小炭粒的运动情况。选三个小炭粒，每隔30s记录一次它们的位置，然后用线段把这些位置按时间顺序连接起来得到它们的位置连线图。下列说法正确的是（　　） A. 该实验用显微镜观察到的是液体分子的无规则运动 B. 该实验用显微镜观察到的是小炭粒分子的无规则运动 C. 这样得到的位置连线图就是该小炭粒实际的运动轨迹 D. 小炭粒越小，观察到的布朗运动就越明显 【答案】D 【解析】 【详解】 A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，显微镜下观察到的是小炭粒的运动，不是液体分子的运动，液体分子太小，显微镜下无法直接观察到，故A错误； B．显微镜下观察到的是小炭粒（固体微粒）的运动，小炭粒是由大量分子组成的，不是小炭粒分子的运动，故B错误； C．图中记录的是每隔30s小炭粒位置的连线，在30s的时间间隔内，小炭粒的运动也是无规则的，并不是沿直线运动，所以该连线图不是小炭粒实际的运动轨迹，故C错误； D．布朗运动的剧烈程度与颗粒大小有关，小炭粒越小，其表面积越小，同一时刻撞击小炭粒的液体分子数越少，液体分子对小炭粒的撞击作用越不平衡，观察到的布朗运动就越明显，故D正确。 故选D。 4. 下表是在20℃时，波长为的光在几种介质中的折射率，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 玻璃 1.5~1.8 氯化钠 1.54 水 1.33 二硫化碳 1.63 水晶 1.55 酒精 1.36 空气 1.00028 A. 该光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B. 水晶对不同颜色的光的折射率都是1.55 C. 这种波长的光从玻璃射入水中可能发生全反射 D. 这种波长的光从水射入空气的全反射临界角比从水晶射入空气的全反射临界角更小 【答案】C 【解析】 【详解】A．玻璃的折射率为，大于水的折射率1.33，根据公式，介质折射率越大，光在其中的传播速度越小，因此该光在玻璃中的速度小于在水中的速度，故A错误； B．同一介质对不同频率（不同颜色）的光折射率不同，表中1.55是水晶对波长589.3nm光的折射率，并非对所有色光的折射率都是1.55，故B错误； C．全反射的条件是：光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角。玻璃折射率大于水的折射率，光从玻璃（光密介质）射入水（光疏介质）时，只要入射角足够大就可发生全反射，因此“可能发生全反射”的表述正确，故C正确； D．根据全反射临界角公式，介质折射率越小，临界角越大。水的折射率1.33小于水晶的折射率1.55，因此光从水射入空气的全反射临界角更大，故D错误。 故选C。 5. 麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波已经与我们的生活紧密相关：机场安检门使用频率为7kHz的电磁波，GPS定位系统使用频率为10.23MHz（1MHz=106Hz）的电磁波，手机工作时使用频率为 MHz的电磁波，无线WiFi使用频率为2.4GHz（1GHz=109Hz）的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息，下列说法正确的是（　　） A. 手机工作时使用的电磁波是纵波 B. 机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播 C. 地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领 D. 无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．电磁波是横波，所以手机工作时使用的电磁波都是横波，故A错误； B．电磁波可以在空气中传播，也可以在介质中传播，故B错误； C．地铁行李安检时使用的电磁波利用了电磁波的穿透本领来检查行李，故C正确； D．由题可知，无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波频率大，波长短，波长越长衍射现象越明显，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图是单色光形成的干涉或衍射图样，根据各图样的特点可知（　　） A. 甲图是光的衍射图样 B. 乙图是光的干涉图样 C. 丙图是光的干涉图样 D. 丁图是光的衍射图样 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中条纹间距相等、宽度相等，符合双缝干涉条纹的特点（），是光的双缝干涉图样，故A错误； B．乙图中中间亮条纹最宽，向外条纹变窄，间距变小，符合单缝衍射条纹的特点，是光的单缝衍射图样，故B错误； C．丙图为明暗相间的同心圆环，且中心为亮斑，是光通过小孔形成的圆孔衍射图样，故C错误； D．丁图中心阴影区有一个亮斑（泊松亮斑），是光射到不透明小圆板后的衍射图样，故D正确。 故选D。 7. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的点出现亮斑，如图所示。则此时（　　） A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电 C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电 【答案】A 【解析】 【详解】电子枪发射出的电子带负电。电子在偏转电场中受到的电场力方向指向电势高的极板（带正电的极板）。根据亮斑的位置可以推断电子在电极Y和Y′之间应受到指向Y的电场力，在电极X和X′之间应受到指向X的电场力，因此电极X和Y应带正电。 故选A。 8. 健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，当球内气体被快速挤压时来不及与外界热交换，而缓慢变化时可与外界发生充分的热交换。则下列说法正确的是（　　） A. 人体快速挤压健身球的过程中，球内气体压强减小 B. 人体快速挤压健身球的过程中，球内气体分子热运动的平均动能增大 C. 人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体对外放热 D. 人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体压强不变 【答案】B 【解析】 【详解】AB．人体快速挤压健身球过程中，来不及与外界热交换，体积减小，外部对气体做功，根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知，球内气体内能变大，球内温度升高，球内气体分子热运动的平均动能增大，由理想气体状态方程可知，球内气体压强变大，故A错误，B正确； C．人体缓慢离开健身球过程中，球内气体与外界发生充分的热交换，则球内气体的温度不变，由热力学第一定律ΔU=W+Q可知，体积增大，气体对外做功，内能不变，则球内气体从外界吸热，故C错误； D．人体缓慢离开健身球过程中，球内气体与外界发生充分的热交换，则球内气体的温度不变，由理想气体状态方程可知，当体积变大时球内气体压强变小，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为3：1，原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上。下列说法正确的是（ ） A. 副线圈回路中电阻两端的电压为V B. 原、副线圈中交变电流的频率之比为3：1 C. 原、副线圈回路中电阻两端的电压之比为3：1 D. 原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1：9 【答案】D 【解析】 【详解】B．变压器不改变交变电流的频率，原、副线圈中交变电流的频率之比为，故B错误； CD．设原线圈电流为，副线圈电流为，根据理想变压器电流与匝数成反比可知 即 原线圈回路中电阻两端电压 副线圈回路中电阻两端电压 则两电阻两端电压之比为，根据 原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比，故C错误D正确； A．设原线圈两端电压为，副线圈两端电压为，则 根据电压与匝数成正比 得 对原线圈回路，由闭合电路欧姆定律得 解得 副线圈回路中电阻两端的电压，故A错误。 故选D。 10. 假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，分子间作用力与分子间距离的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 在由无限远到趋近于的过程中，先做负功后做正功 B. 在由无限远到趋近于的过程中，先做正功后做负功 C. 在由趋近于0的过程中，做负功，先变小再变大 D. 在由趋近于0的过程中，做负功，变大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在由无限远到趋近于的过程中，分子间距离，分子力表现为引力，引力方向与分子运动方向（位移方向）相同，分子力一直做正功，故AB错误； CD．在由趋近于0的过程中，分子间距离，分子力表现为斥力，斥力方向与分子运动方向（位移方向）相反，分子力一直做负功，根据功能关系 ，分子势能 一直变大，故C错误，D正确。 故选D。 11. 在用插针法“测量玻璃的折射率”实验中，小明画好玻璃砖边界aa'、bb'后，将玻璃砖放回，在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，②中用的是梯形玻璃砖。其它操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图。下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中测得的玻璃砖折射率n为 B. ①所测得玻璃砖折射率相较准确值偏小 C. ①实验时入射角不能太大，否则光线会在玻璃砖下表面发生全反射 D. 该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率，因此②无法准确测得玻璃砖的折射率 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中测得的玻璃砖折射率为，故A错误； B．图①测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示 实线表示实际光线，可见折射角测量值偏大，由折射定律可知，所测得玻璃砖折射率相较准确值偏小，故B正确； C．①实验时，由于玻璃砖上下界面平行，则光线在下表面的入射角等于上表面的折射角，无论光线在上表面的入射角多大，光线在玻璃砖下表面一定不会发生全反射，故C错误； D．②中用的是梯形玻璃砖，同样可以测出光线在界面的入射角和折射角，所以②可以准确测得玻璃砖的折射率，故D错误。 故选B。 12. 某同学在探究LC振荡电路中电流随时间的变化关系的实验，电路图如图（a）所示。当向线圈中插入或拔出铁芯时，会引起LC电路中电流的变化。在某次实验中，振荡电路中的电流随时间的变化情况如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A. 根据图（b）可知，铁芯正在插入线圈 B. t1~t2过程，线圈中的自感电动势变小 C. t1~t2过程，电容器C极板的电荷量增大 D. t2~t3过程，电场能在逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据LC振荡电路的周期公式可知，振荡电路中的周期减小，故L减小，该同学是将铁芯拔出线圈，A错误； B．根据图（b）可知，过程，电流与时间的变化图像中，斜率逐渐增大，故电动势增大，B错误； C．过程电流减小，该过程中电容正在充电，电荷量正在增大，C正确； D．过程，电容器正在放电，电场能转化为磁场能，则电场能在逐渐减小，D错误。 故选C。 13. 如图甲所示为某自行车车灯发电机装置，其结构如图乙所示。“凵”形铁芯开口处装有可旋转的磁铁，铁芯上缠绕线圈，输出端c、d连接一个“12V，6W”的灯泡。当车轮匀速转动时，摩擦轮因与轮胎接触而旋转，通过传动轴带动磁铁匀速转动，使铁芯内的磁场周期性变化，发电机产生电流可视为正弦式电流。假设灯泡阻值不变，下列说法正确的是（　　） A. 在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流方向由c到d B. 在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流逐渐减小 C. 若发电机线圈电阻为2Ω灯泡正常发光，发电机产生的电动势最大值为13V D. 从图示位置开始计时，磁铁转速为n，灯泡正常发光，灯泡两端电压u随时间变化关系式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图示位置穿过线圈的磁场方向向左，在磁铁从图示位置转动90°的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，通过灯泡的电流方向由d到c，故A错误； B．发电机产生电流可视为正弦式电流，图示位置通过线圈的磁通量为最大值，图示位置可以近似看为中性面，可知，图示位置的感应电流为0，在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流逐渐增大，故B错误； C．若发电机线圈电阻为2Ω灯泡正常发光，由于额定电压12V为有效值，则有，解得发电机产生的电动势最大值为，故C错误； D．结合上述，图示为位置为中性面，从图示位置开始计时，磁铁转速为n，灯泡正常发光，灯泡两端电压u随时间变化关系式为 其中 结合上述解得，故D正确。 故选D。 14. 可变差动变压器（LVDT）是一种常用的直线位移传感器，简化模型如图所示。它内部主要结构包括一个初级线圈和一对匝数相等的次级线圈，初级线圈位于中间，次级线圈则沿相反方向串联，对称缠绕在初级线圈的两侧；导磁铁芯可以在空心管（图中未画出）中移动，连接到要测量位移的物体上，初始时铁芯恰好位于空心管的中央，运动中铁芯始终有一端在副线圈中。在ab端输入有效值为的正弦式交变电压，cd端输出电压的有效值记为，则（ ） A. 铁芯从中央位置开始向上移动时，增加 B. 铁芯从中央位置开始的移动量越大，越小 C. 铁芯向上移动一定距离后，若增大，会减小 D. 可变差动变压器无法反映物体的运动方向 【答案】A 【解析】 【详解】负线圈反向接，当铁芯在中央时上下方次级线圈的磁通量相同，此时副线圈电压为零。即铁芯移动时会因铁芯的移动导致的磁通量的变化产生感应电动势。 A．当铁芯向上移动时，它会使得上方的次级线圈中的磁通量增加，下方的次级线圈中的磁通量减少。由于次级线圈是沿相反方向串联的，所以上方的次级线圈产生的感应电动势会与下方的次级线圈产生的感应电动势相加，而不是相减。因此，cd端输出电压的有效值U2会增加，故A正确； B．当铁芯从中央位置开始的移动量越大时，它改变穿过次级线圈的磁通量也越多，从而导致次级线圈中产生的感应电动势也越大。因此，U2会越大，而不是越小，故B错误； C．当铁芯向上移动一定距离后，若增大，则初级线圈中产生的交变电流会增大，进而产生的交变磁场也会增强。这个增强的交变磁场会穿过次级线圈，并在次级线圈中产生更大的感应电动势。因此，会增大，而不是减小，故C错误； D．由于可变差动变压器的输出电压与铁芯的移动方向有关，如果此时输入端的磁通量向上增加，磁铁向上移动导致上方的磁通量向上增加而下方的减少，如果此时副线圈的电压为正，而此时向下移动则会导致副线圈电压为负，即可以通过电压的正负反应物体的运动方向。 故选A。 第Ⅱ卷（非选择题58分） 二、实验题：本题共2小题，共16分。 15. 如图（a）所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置。 （1）、N、P三个光学元件依次为_______ A. 滤光片、单缝片、双缝片 B. 滤光片、双缝片、单缝片 C. 偏振片、单缝片、双缝片 D. 双缝片、偏振片、单缝片 （2）已知双缝间距为d，转动手轮，分划板的中心刻线与第m条亮条纹的中心对齐，记下手轮上的读数如图（b）所示为，再转动手轮，分划板中心刻线与第n条（）亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数如图（c）所示为________mm，则被测光的波长表达式为________（用m，n，d，，，，或其中的部分表示） 【答案】（1）A （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 根据“用双缝干涉实验测量光的波长”实验器材摆顺序可知，M是滤光片，让白光变为单色光，N是单缝，目的是获得线光源，P是双缝，目的是获得两个相干光。 故选A。 【小问2详解】 [1][2]根据图可知，该游标卡尺进度为0.05mm，故读数为 根据双缝干涉条纹间距公式有 其中 ， 代入整理得 16. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中： （1）需做一些理想化的近似，其中必要的是__________。 A. 将在水面上的油膜视为单分子油膜 B. 将油膜分子视为紧密排列的球形分子 C. 将油酸酒精溶液视为纯油酸 （2）有下列实验步骤： a、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。 b、将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，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。 c、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。 d、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。 上述步骤中，正确的操作顺序是__________（填写步骤前面的字母）。 （3）在做本实验时，所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液为75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描绘出油酸膜的形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形方格的边长为，则： ①油酸膜的面积是__________。 ②按以上实验数据估测出油酸分子的直径为__________。（结果保留一位有效数字） （4）在做本实验时，发现计算结果偏小，可能是由于__________。 A. 油酸未完全散开 B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C. 求每滴体积时，的溶液的滴数多记了10滴 D. 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 【答案】（1）AB （2）cadb （3） ①. 72 ②. （4）CD 【解析】 【小问1详解】 理想化的近似是：将油膜视为单分子油膜，将油酸分子视为紧密排列的球形分子，计算时我们需要用纯油酸的体积，不能将油酸酒精溶液视为纯油酸。 故选AB。 【小问2详解】 实验的操作顺序是：先准备浅盘装水、撒痱子粉，之后滴入一滴油酸酒精溶液待稳定，然后描下油膜轮廓，最后计算面积和分子直径，故顺序为cadb。 【小问3详解】 [1]超过半格的算一个，小于半格的忽略，估算油酸膜的面积是72个正方形方格的面积，每个方格面积是，总面积是。 [2]1滴溶液中纯油酸体积  分子直径 【小问4详解】 A．分子直径公式为，计算结果偏小说明计算的偏小或偏大，油酸未完全散开，测得偏小，可得偏大，故A错误； B．舍去所有不足一格的方格，测得偏小，可得偏大，故B错误； C．多记了10滴，会导致计算的每滴纯油酸体积偏小，可得偏小，故C正确； D．酒精挥发使溶液浓度变大，实际纯油酸体积大于计算的，计算时仍用偏小的理论体积，故​​偏小，故D正确。 故选CD。 三、解答题：本题包括4小题，共42分。解答时，在答题纸上应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17. 如图所示，正方形线圈绕对称轴在匀强磁场中匀速转动，角速度，已知，匝数，磁感应强度，图示位置线圈平面与磁感线平行，闭合回路中线圈的电阻，外电阻，求： （1）线圈转动过程中感应电动势的最大值； （2）从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时表达式； （3）交流电压表的示数。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律，则有最大值为 解得 【小问2详解】 从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值 由闭合电路欧姆定律 感应电流的瞬时表达式 【小问3详解】 最大值与有效值的关系 电路电流有效值 交流电压表的示数 18. 密闭容器中一定质量的某种理想气体的图像如图所示。图中①、②、③三个小圆圈分别代表气体的三个不同状态，从①到②经历了一个等温过程，从②到③经历了一个等容过程。 （1）定性判断。图中①、②、③三个不同状态，对应的温度分别是、、，用、、分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积上的平均次数。请判断以下物理量之间的大小关系：________；________（选填“>”“<”或“=”）。 （2）定量计算。若状态①的温度是400 K，结合图中信息，计算状态③的温度。 （3）模型建构。从微观角度来看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度。如图所示，我们可以设计一个简易实验，用豆粒做气体分子的模型，将豆粒连续地倒在台秤的秤盘上，演示气体压强产生的微观机理。为了从宏观上模拟从状态①到状态②过程中气体压强减小，请说明实验操作的思路。 【答案】（1） ①. > ②. > （2）200K （3）从同一高度，将大量豆粒连续释放落在台秤的秤盘上，使单位时间内倒出的豆粒数量越来越少，观察台秤的示数变化。 【解析】 【小问1详解】 [1]从②到③气体体积不变，压强减小，则温度降低，可知； [2]状态①②的温度相等，状态①压强较大，体积较小，分子数密度较大，可知分子在单位时间内撞击容器壁单位面积上的平均次数较大，即； 【小问2详解】 状态①→状态②为等温过程，则有 根据玻意耳定律，有 状态②→状态③为等容过程，有 根据查理定律，有 由图可知， 联立上述各式可得 【小问3详解】 从同一高度，将大量豆粒连续释放落在台秤的秤盘上，使单位时间内倒出的豆粒数量越来越少，观察台秤的示数变化。 19. 风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。 （1）利用总电阻R=10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P0=300kW，输电电压U=10kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值； （2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施； （3）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。 【答案】（1）0.03；（2）；（3）8×105kW·h。 【解析】 【详解】（1）导线上损失的功率为 kW 所以损失的功率与输送功率的比值为 （2）风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大，单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为 风能的最大功率可表示为 要提高单位时间内接受的风能，应采取的合理措施有：如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等。 （3）按题意，风力发电机的输出功率为 kW 最小年发电量约为 W=P2t=160×5000 kW·h=8×105kW·h 20. 压强产生的原因有多种情况： （1）①正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：（a）粒子大小可以忽略，其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；（b）与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，推导出器壁所受压强p与m、n和v的关系； ②理想气体不考虑分子间的相互作用，故可以忽略分子势能，气体内能可以近似等于所有气体分子动能的总和。“温度是分子平均动能的标志，即（a为物理常量，为分子热运动的平动动能）”，推导气体内能与体积V和压强的关系。已知一定质量的理想气体，其压强与热力学温度T的关系为p=nkT，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。不考虑气体分子的转动。 （2）伯努利原理：对于流动的气体或液体，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。如图所示，一根水平放置的管道，从左往右逐渐变粗，流体从中流过。管内流体稳定流动时具有这样的特点：（a）管内各处液体体积无法压缩且密度均相同；（b）管内各处液体流速不随时间改变。选取横截面C和横截面D之间的液体为研究对象，当C处液体流动很小一段距离，到达处，D处液体正好流动到处。设管道入口处横截面积为，压强为，流体流速为；管道出口处横截面积为，压强为，流体流速为。设流体密度始终为，忽略流体的粘滞阻力和管壁对流的阻力。与外界对气体做功的规律类似，极短时间内，外界对流体做功可以通过求得，其中p为液体压强，是时间内被外力推动的流体体积大小，如图中横截面C与横截面之间的流体体积。请根据守恒思想和功能关系，推导压强与流速的关系满足：。 【答案】（1）①，②；（2）见解析 【解析】 【详解】（1）①一个粒子每次与器壁碰撞过程对器壁的冲量为 由于粒子与器壁各面碰撞的机会均等，则在时间内有的粒子在器壁面积上发生碰撞，此过程与器壁碰撞的粒子总数为 则时间内粒子给器壁的总冲量为 根据动量定理有 器壁所受压强 解得 ②根据题意气体分子的平均动能为 气体的分子数目 压强与热力学温度T的关系为 p气=nkT 气体的内能 解得 （2）在相同时间内流过截面C的液体体积等于流过截面D的液体体积 令液体从做往右流动，以上述液体为研究对象，截面C左侧液体对该对象做正功为 截面D右侧液体对该对象做负功为 C、D间液体流动至，间，可等效为，D间液体不动，C、间液体流动至D，间，C、间液体质量 由于管道水平放置，液体的重力势能不变，对该部分液体，根据动能定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $