北京市2025-2026学年高二下学期期末模拟物理试卷（一）

**基本信息** 覆盖热学、光学、近代物理等模块，以汽车碰撞安全、核反应等真实情境为载体，通过实验探究与综合计算考查物理观念、科学思维及科学态度。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|分子动理论、气体状态方程、光现象等|基础概念辨析，强化物理观念| |多选题|4|弹簧振子、动量守恒、电路分析等|情境关联（如汽车安全），体现科学态度| |实验题|4|折射率测量、油膜法、动量守恒验证|注重操作与数据处理，培养科学探究| |解答题|4|电磁感应、动量能量综合、气体压强微观解释、核反应|多模块综合，考查模型建构与科学推理|

北京市2025-2026学年度高二物理下学期期末模拟卷（一） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列说法正确的是（    ） A．气体压强仅与温度有关 B．水和酒精混合后总体积变小说明液体分子间存在分子引力 C．当分子之间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大 D．布朗运动就是液体分子的运动 2．如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是（　　） A．TA<TB，TB>TC B．TA>TB，TB=TC C．TA=TC，TB=TC D．TA<TC，TB<TC 3．有关光的现象，下列说法正确的是（　　） A．干涉现象说明光是横波 B．偏振现象说明光具有粒子性 C．发生折射现象时，光的波长发生变化 D．雨后出现的彩虹是光的干涉现象 4．如图所示，用绿光照射单缝S，光通过有两条狭缝和的双缝后，在光屏P上观察到明暗相间的条纹。若要增大相邻条纹间距，可以（　　） A．仅增大与的间距 B．仅增大单缝与双缝的距离 C．仅增大双缝与光屏的距离 D．仅将绿光换为紫光 5．下列核反应方程中，括号内的粒子为中子的是（　　） A． B． C． D． 6．如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P小于Q C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 7．下列说法中正确的是（　　） A．核反应方程： 中，X 表示 B．核反应是α衰变 C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态无关 D．β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 8．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，关于介质中的三个质点a、b、c。下列说法正确的是（　　） A．该时刻a的加速度最小 B．该时刻a与c的加速度方向相同 C．若a比c先回到平衡位置，波沿x轴正方向传播 D．若波沿x轴正方向传播，一段时间后，a将运动到b的位置 9．下图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为2cm。已知t=0时，质点1开始向上运动；t=0.4s时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　） A．这列波的波长为8cm B．这列波传播的速度为0.25m/s C．t=0.8s时，质点1到达下方最大位移处 D．t=1.2s时，质点13开始向上运动 10．图甲中理想变压器的原、副线圈的匝数比为10：1，为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．变压器输入、输出功率之比为10：1 B．电压表的示数为311V C．变压器原线圈两端的电压u随时间t变化的规律为 D．若热敏电阻的温度升高，则电流表的示数变大 二、多选题 11．将一轻弹簧与小球组成弹簧振子竖直悬挂，上端装有记录弹力的拉力传感器，当振子上下振动时，弹力随时间的变化规律如图所示。已知重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）    A．小球的质量为2kg，振动的周期为4s B．0 ~ 2s内，小球受弹力的冲量大小为20Nꞏs C．0 ~ 2s内和2 ~ 4s内，小球受弹力的冲量方向相反 D．0 ~ 4s内，小球受回复力的冲量大小为0 12．汽车安全性能是当今衡量汽车品质的重要指标，也是未来汽车发展的三大主题（安全、节能、环保）之一，实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法，也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一．试验时让汽车载着模拟乘员以48.3km/h的国际标准碰撞速度驶向质量为80t的国际标准碰撞试验台．由于障碍物是固定的，所以撞击使汽车的动量一下子变到0，其冲击力相当于以100km/h左右的速度撞向非固定物体，对该试验的下列分析，正确的是（    ） A．汽车前面的发动机舱用料越坚硬、发动机舱越坚固，进行碰撞试验时模拟乘员受到的伤害就越小 B．汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可增加模拟乘员与车接触的时间从而起到缓冲作用，减小模拟乘员受到的撞击力 C．相对汽车撞击固定的物体（如墙体）而言，汽车撞击非固定的物体较安全一些 D．如果不系安全带，快速膨开的气囊可能会对模拟乘员造成巨大伤害 13．如图甲所示，长木板A静置在光滑的水平面上，物块B可视为质点以水平速度滑上长木板A的上表面的最左端，之后它们的速度随时间变化情况如图乙所示，在两者相对运动过程中，因摩擦产生的热量为4J，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．长木板A的质量为4kg B．摩擦力对物块B做功为6J C．长木板A的长度不小于1.5m D．长木板A与物块B间的动摩擦因数为0.1 14．如图所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计，在某段时间内理想变压器原线圈电压u=Umsin100ωt变化，三个电流表读数相同，下列说法正确的是（　　） A．只增大Um，三个电流表读数都增大 B．只增大ω，三个电流表读数都增大 C．u变化规律不变，增加原线圈匝数，三个电流表的示数都增大 D．u变化规律不变，增加副线圈匝数，三个电流表的示数都增大 三、实验题 15．物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 某同学测量玻璃的折射率，作出了如图1所示的光路图，测出了入射角i和折射角r，则此玻璃的折射率n=___________。 16．某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 关于该实验的操作，下列叙述正确的是________。 A．实验过程应该用手握注射器 B．应该以较快的速度推拉活塞来改变气体体积 C．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证气体的质量一定 17．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。为了测量出1滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，下列步骤的合理顺序是______。 A．将注射器吸取的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数 B．用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积 C．结合浓度计算1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积 D．用注射器吸取的油酸酒精溶液的总体积除以滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积 18．如图1所示，用半径相同的两个小球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置C由静止释放，A球从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹的平均落点P，再把B球放在水平轨道末端，将A球仍从位置C由静止释放，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N为碰后两个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。 (1)下列说法中正确的有___________（选填选项前的字母）。 A．安装的轨道必须光滑，末端必须水平 B．实验前应该测出斜槽末端距地面的高度 C．实验中A球的质量大于B球的质量 D．除图中器材外，本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺和秒表 (2)实验中，测出A、B两球的质量为m1、m2，测出三个落点的平均位置与O点距离OM、OP、ON的长度分别为x1、x2、x3。在实验误差允许范围内，若满足关系式___________（用所测物理量的字母表示），可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。 四、解答题 19．如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈面积、匝数（图中只画出1匝）、总电阻，线圈可绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴OO′以角速度匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不计。求： (1)线圈中感应电动势的最大值Em； (2)线圈中电流的有效值I； (3)电阻R上的发热功率P。 20．如图所示，粗糙水平面AB长为4R，与竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道在B点相接。质量为m的物体甲（可视为质点）将弹簧压缩到A点后由静止释放，甲脱离弹簧后，在水平面滑行一段距离后滑上竖直轨道，并恰好能通过C点。已知甲与水平面间的动摩擦因数，重力加速度为g。 （1）求甲通过C点时的速度大小； （2）求弹簧被压缩到A点时的弹性势能； （3）若在B点放置另一个质量为3m的物体乙（可视为质点，图中未画出），使甲把弹簧仍然压缩到A点，由静止释放甲，甲、乙发生弹性正碰后，求乙上升的最大高度。 21．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。正方体密闭容器中有大量气体分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；其速率均为v，且与容器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 （1）求一个气体分子与器壁碰撞一次，受到的器壁的冲量大小； （2）大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。利用所学力学知识，导出气体压强p与m、n和v的关系。 （3）对于一定的气体来说，我们通常用气体所占的体积、压强、温度等物理量作为气体的状态参量。 若一定质量的某种理想气体在初态时的压强、体积和温度分别为、和，先后经过等温和等容变化过程到末状态时，压强、体积和温度分别为、和。试根据一定质量的理想气体等温变化的玻意耳定律（）和等容变化的查理定律（），证明：。（式中、或均表示常量） 22．动量守恒定律的适用范围非常广泛，不仅适用于低速、宏观的问题，也适用于近代物理研究的高速（接近光速）、微观（小到分子、原子的尺度）领域。 (1)静止的铀核（）放出1个动能为的未知粒子后，衰变为1个钍核（）。 a．请写出上述衰变过程的核反应方程； b．求反冲的钍核的动能。（可忽略质子和中子质量的差异，不考虑相对论效应） (2)核反应堆里的中子速度不能太快，否则不易被铀核“捕获”，因此，在反应堆内要放“慢化剂”，让中子与慢化剂中的原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。若认为碰撞前慢化剂中的原子核都是静止的，且将中子与原子核的碰撞看作弹性正碰，慢化剂应该选用碳核（碳核的质量是中子的12倍）还是氘核（氘核的质量是中子的2倍）？请计算分析并说明理由。 (3)光子不仅具有能量，而且具有动量。科学家在实验中观察到，一个电子和一个正电子以相同的动能对心碰撞发生湮灭，转化为光子。有人认为这个过程可能只生成一个光子，也有人认为这个过程至少生成两个光子。你赞同哪个观点？请分析说明理由。 试卷第4页，共9页 试卷第5页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市2025-2026学年度高二物理下学期期末模拟卷（一） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列说法正确的是（    ） A．气体压强仅与温度有关 B．水和酒精混合后总体积变小说明液体分子间存在分子引力 C．当分子之间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大 D．布朗运动就是液体分子的运动 【答案】C 【详解】A．气体压强微观上由分子平均动能和分子数密度共同决定，宏观上满足理想气体状态方程，与温度、体积、物质的量均有关，并非仅与温度有关，故A错误； B．水和酒精混合后总体积变小，说明分子间存在间隙，与分子引力无关，故B错误； C．当分子间作用力表现为斥力时，减小分子间距离，斥力做负功，分子势能随分子间距离减小而增大，故C正确； D．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的宏观反映，不是液体分子本身的运动，故D错误。 故选C。 2．如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是（　　） A．TA<TB，TB>TC B．TA>TB，TB=TC C．TA=TC，TB=TC D．TA<TC，TB<TC 【答案】A 【详解】过程，压强不变，体积增大，根据盖—萨克定律有 解得 过程，体积不变，根据查理定律有 解得 则有 故选A。 3．有关光的现象，下列说法正确的是（　　） A．干涉现象说明光是横波 B．偏振现象说明光具有粒子性 C．发生折射现象时，光的波长发生变化 D．雨后出现的彩虹是光的干涉现象 【答案】C 【详解】A．干涉是波的共性，横波和纵波均可发生，无法说明光是横波，故A错误； B．偏振现象说明光是横波，与粒子性无关，故B错误； C．发生折射现象时，光的频率不变，但波速和波长会随介质变化，故C正确； D．彩虹是光的折射和色散现象，而非干涉，故D错误。 故选C。 4．如图所示，用绿光照射单缝S，光通过有两条狭缝和的双缝后，在光屏P上观察到明暗相间的条纹。若要增大相邻条纹间距，可以（　　） A．仅增大与的间距 B．仅增大单缝与双缝的距离 C．仅增大双缝与光屏的距离 D．仅将绿光换为紫光 【答案】C 【详解】A．根据双缝干涉相邻条纹间距 可知，仅增大双缝间的距离d，相邻条纹间距减小，A错误； B．仅增大单缝与双缝的距离，对相邻条纹间距没有影响，B错误； C．仅增大双缝与光屏的距离，根据 可知，双缝与光屏的距离l增大时，相邻条纹间距变大，C正确； D．由于紫光的波长小于绿光的波长，根据 可知，仅将绿光换为紫光，干涉光源的波长减小，相邻条纹间距变小，D错误。 故选C。 5．下列核反应方程中，括号内的粒子为中子的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A． ，括号内的粒子是质子，不是中子，A不符合题意； B． ，括号内的粒子是中子，B符合题意； C． ，括号内的粒子是α粒子，C不符合题意； D． ，括号内的粒子是电子，D不符合题意。 故选B。 6．如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P小于Q C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 【答案】C 【详解】A．根据 因Q的截止电压大于R，可知Q的频率大于R的频率，Q的波长小于R的波长，则分别射入同一单缝衍射装置时，R的衍射现象比Q更明显，则Q的中央亮纹比R窄，选项A错误； B．同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P较大，根据 可知最小德布罗意波长，P大于Q，选项B错误； C．因Q对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据 可知三束光中Q对应的能级最高，选项C正确； D．对应于图2中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，选项D错误。 故选C。 7．下列说法中正确的是（　　） A．核反应方程： 中，X 表示 B．核反应是α衰变 C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态无关 D．β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 【答案】C 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒有 4+14-16=2，2+7-8=1 可知，X为氘核，故A错误； B．核反应是氢核聚变，故B错误； C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态与物理状态均无关，由原子自身决定，故C正确； D．β衰变中放出的β射线是核内一个中子转变为一个质子和一个电子，电子从核内跃出形成，故D错误。 故选C。 8．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，关于介质中的三个质点a、b、c。下列说法正确的是（　　） A．该时刻a的加速度最小 B．该时刻a与c的加速度方向相同 C．若a比c先回到平衡位置，波沿x轴正方向传播 D．若波沿x轴正方向传播，一段时间后，a将运动到b的位置 【答案】C 【详解】A．该时刻a位于正向最大位移处，加速度最大，故A错误； B．该时刻a与c位于平衡位置两侧，加速度由质点所在位置指向平衡位置，故a与c的加速度方向相反，故B错误； C．若a比c先回到平衡位置，则该时刻c的速度方向沿方向，根据同侧法可知，波沿x轴正方向传播，故C正确； D．波在传播过程中，质点不会随波迁移，故D错误。 故选C。 9．下图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为2cm。已知t=0时，质点1开始向上运动；t=0.4s时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　） A．这列波的波长为8cm B．这列波传播的速度为0.25m/s C．t=0.8s时，质点1到达下方最大位移处 D．t=1.2s时，质点13开始向上运动 【答案】D 【详解】AB．质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，这列波在传播时间为时，向右传播了个波长，则周期为 相邻编号的质点间距离为2cm，则传播距离为 这列波的波长为 这列波传播的速度为，故AB错误； C．时，则有 质点1回到平衡位置，故C错误； D．时，波的传播距离为 与质点1相距的质点编号是 则振动刚好传播到质点13，质点13开始向上运动，故D正确。 故选D。 10．图甲中理想变压器的原、副线圈的匝数比为10：1，为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．变压器输入、输出功率之比为10：1 B．电压表的示数为311V C．变压器原线圈两端的电压u随时间t变化的规律为 D．若热敏电阻的温度升高，则电流表的示数变大 【答案】D 【详解】A．理想变压器的输入、输出功率相等，A错误； B．电压表的示数等于输入电压的有效值，则为，B错误； C．因，可得变压器原线圈两端的电压u随时间t变化的规律为，C错误； D．变压器次级电压不变，若热敏电阻的温度升高，则阻值减小，次级电阻减小，则次级电流变大，即电流表的示数变大，D正确。 故选D。 二、多选题 11．将一轻弹簧与小球组成弹簧振子竖直悬挂，上端装有记录弹力的拉力传感器，当振子上下振动时，弹力随时间的变化规律如图所示。已知重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）    A．小球的质量为2kg，振动的周期为4s B．0 ~ 2s内，小球受弹力的冲量大小为20Nꞏs C．0 ~ 2s内和2 ~ 4s内，小球受弹力的冲量方向相反 D．0 ~ 4s内，小球受回复力的冲量大小为0 【答案】BD 【详解】A．根据图像可知，零时刻弹力最大小球在最低点，2s时弹力最小（为零）在最高点，由对称性可知，在平衡位置时，弹力为10N，可得 解得小球的质量为1kg，振动的周期为4s，故A错误； BC．0～2s内，小球初末速度均为零，根据动量定理可得 解得 即小球受弹力的冲量大小为20Nꞏs，方向竖直向上，同理可知，2~4s内，小球受弹力的冲量大小为20Nꞏs，方向竖直向上，故0~2s内和2~4s内，小球受弹力的冲量方向相同，故B正确，C错误； D．小球受到的合力作为回复力，0~4s的初末状态速度均为零，即动量变化为零，可知小球受回复力的冲量大小为0，故D正确。 故选BD。 12．汽车安全性能是当今衡量汽车品质的重要指标，也是未来汽车发展的三大主题（安全、节能、环保）之一，实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法，也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一．试验时让汽车载着模拟乘员以48.3km/h的国际标准碰撞速度驶向质量为80t的国际标准碰撞试验台．由于障碍物是固定的，所以撞击使汽车的动量一下子变到0，其冲击力相当于以100km/h左右的速度撞向非固定物体，对该试验的下列分析，正确的是（    ） A．汽车前面的发动机舱用料越坚硬、发动机舱越坚固，进行碰撞试验时模拟乘员受到的伤害就越小 B．汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可增加模拟乘员与车接触的时间从而起到缓冲作用，减小模拟乘员受到的撞击力 C．相对汽车撞击固定的物体（如墙体）而言，汽车撞击非固定的物体较安全一些 D．如果不系安全带，快速膨开的气囊可能会对模拟乘员造成巨大伤害 【答案】BCD 【详解】A. 汽车前面的发动机舱用料越坚硬、发动机舱越坚固，进行碰撞试验时与障碍物碰撞的时间越短，根据动量定理可知F∆t=m∆v，则F越大，即模拟乘员受到的伤害就越大，选项A错误； B. 汽车发生碰撞时，在人动量变化相同的情况下，弹出的安全气囊可增加模拟乘员与车接触的时间，根据动量定理F∆t=m∆v可知，从而起到缓冲作用，减小模拟乘员受到的撞击力，选项B正确. C. 相对汽车撞击固定的物体（如墙体）而言，汽车撞击非固定的物体时，作用的时间较长，则作用力较小，驾驶员就较安全一些，选项C正确； D. 如果不系安全带，快速膨开的气囊可能会对模拟乘员造成巨大伤害，选项D正确. 13．如图甲所示，长木板A静置在光滑的水平面上，物块B可视为质点以水平速度滑上长木板A的上表面的最左端，之后它们的速度随时间变化情况如图乙所示，在两者相对运动过程中，因摩擦产生的热量为4J，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．长木板A的质量为4kg B．摩擦力对物块B做功为6J C．长木板A的长度不小于1.5m D．长木板A与物块B间的动摩擦因数为0.1 【答案】AD 【详解】AD．由图可知，长木板A和物块B的加速度大小相等有 可得 有动量守恒定律有 联立得 在两者相对过程中系统损失的机械能转化成摩擦热有 代入数据联立解得 故AD正确； B．由动能定理得 代入数据解得 故B错误； C．由图可得，内B的位移为 A的位移为 则木板A的最小长度为 故C错误。 故选AD。 14．如图所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计，在某段时间内理想变压器原线圈电压u=Umsin100ωt变化，三个电流表读数相同，下列说法正确的是（　　） A．只增大Um，三个电流表读数都增大 B．只增大ω，三个电流表读数都增大 C．u变化规律不变，增加原线圈匝数，三个电流表的示数都增大 D．u变化规律不变，增加副线圈匝数，三个电流表的示数都增大 【答案】AD 【详解】A．只增大Um，则原线圈两端的电压U1增大，根据 则次级电压变大，三个电流表读数都增大，A正确； B．只增大ω，根据 可知，交流电的频率变大，线圈的感抗变大，电容器的容抗减小，可知A1示数不变，A2示数减小，A3示数变大，B错误； C．u变化规律不变，增加原线圈匝数，根据 则副线圈电压减小，三个电流表的示数都减小，C错误； D．u变化规律不变，增加副线圈匝数，根据 则次级电压变大，则三个电流表的示数都增大，D正确。 故选AD。 三、实验题 15．物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 某同学测量玻璃的折射率，作出了如图1所示的光路图，测出了入射角i和折射角r，则此玻璃的折射率n=___________。 【答案】 【详解】根据折射定律，光从空气射入玻璃，折射率 16．某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 关于该实验的操作，下列叙述正确的是________。 A．实验过程应该用手握注射器 B．应该以较快的速度推拉活塞来改变气体体积 C．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证气体的质量一定 【答案】C 17．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。为了测量出1滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，下列步骤的合理顺序是______。 A．将注射器吸取的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数 B．用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积 C．结合浓度计算1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积 D．用注射器吸取的油酸酒精溶液的总体积除以滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积 【答案】BADC 【详解】为了测量出1滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，实验中，应先用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再将注射器吸取的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数，然后用注射器吸取的油酸酒精溶液的总体积除以滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积，最后结合浓度计算1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积，可知，为了测量出1滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，操作步骤的合理顺序是BADC。 18．如图1所示，用半径相同的两个小球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置C由静止释放，A球从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹的平均落点P，再把B球放在水平轨道末端，将A球仍从位置C由静止释放，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N为碰后两个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。 (1)下列说法中正确的有___________（选填选项前的字母）。 A．安装的轨道必须光滑，末端必须水平 B．实验前应该测出斜槽末端距地面的高度 C．实验中A球的质量大于B球的质量 D．除图中器材外，本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺和秒表 (2)实验中，测出A、B两球的质量为m1、m2，测出三个落点的平均位置与O点距离OM、OP、ON的长度分别为x1、x2、x3。在实验误差允许范围内，若满足关系式___________（用所测物理量的字母表示），可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。 【答案】(1)C (2) 【详解】（1）A．安装的轨道不必光滑，因为A球每次与轨道的摩擦力均相同，为了让小球做平抛运动，末端必须水平，A错误； B．实验前不必测出斜槽末端距地面的高度，保持高度不变即可，B错误； C．为了防止A球反弹回去，实验中两个小球的质量应满足A球的质量大于B球的质量，C正确； D．除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺，不需要秒表，D错误。 故选C。 （2）根据动量守恒定律得 解得满足关系式 四、解答题 19．如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈面积、匝数（图中只画出1匝）、总电阻，线圈可绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴OO′以角速度匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不计。求： (1)线圈中感应电动势的最大值Em； (2)线圈中电流的有效值I； (3)电阻R上的发热功率P。 【答案】(1)120V (2) (3) 【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值 解得 （2）根据闭合电路欧姆定律可知线圈中电流的最大值 则线圈中电流的有效值 联立，解得 （3）电阻R上的发热功率 解得 20．如图所示，粗糙水平面AB长为4R，与竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道在B点相接。质量为m的物体甲（可视为质点）将弹簧压缩到A点后由静止释放，甲脱离弹簧后，在水平面滑行一段距离后滑上竖直轨道，并恰好能通过C点。已知甲与水平面间的动摩擦因数，重力加速度为g。 （1）求甲通过C点时的速度大小； （2）求弹簧被压缩到A点时的弹性势能； （3）若在B点放置另一个质量为3m的物体乙（可视为质点，图中未画出），使甲把弹簧仍然压缩到A点，由静止释放甲，甲、乙发生弹性正碰后，求乙上升的最大高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）甲恰好能通过C点，由重力提供向心力可得 解得甲通过C点时的速度大小为 （2）甲从A点到C点过程，根据功能关系可得 解得弹簧被压缩到A点时的弹性势能为 （3）若在B点放置另一个质量为3m的物体乙，甲从A点到B点过程，根据功能关系可得 解得甲与乙碰撞前瞬间的速度大小为 甲、乙碰撞过程，根据动量守恒和机械能守恒可得 解得碰后瞬间乙的速度为 设乙上升的最高点低于圆心高度，则有 解得 则乙上升的最大高度为。 21．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。正方体密闭容器中有大量气体分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；其速率均为v，且与容器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 （1）求一个气体分子与器壁碰撞一次，受到的器壁的冲量大小； （2）大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。利用所学力学知识，导出气体压强p与m、n和v的关系。 （3）对于一定的气体来说，我们通常用气体所占的体积、压强、温度等物理量作为气体的状态参量。 若一定质量的某种理想气体在初态时的压强、体积和温度分别为、和，先后经过等温和等容变化过程到末状态时，压强、体积和温度分别为、和。试根据一定质量的理想气体等温变化的玻意耳定律（）和等容变化的查理定律（），证明：。（式中、或均表示常量） 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【详解】（1）以气体分子为研究对象，以分子碰撞器壁时的速度方向为正方向，根据动量定理，有 所以一个分子与器壁碰撞一次器壁给分子的冲量的大小为 （2）如图所示，以器壁的面积S为底，以vΔt为高构成柱体 由题设条件可知，柱体内的分子在Δt时间内有与器壁S发生碰撞，碰撞分子总数为 在Δt时间内， N个分子对面积为S的器壁产生的作用力为F，N个分子对器壁产生的冲量有 根据压强的定义 解得气体分子对器壁的压强 （3）让气体保持温度不变，体积从变到，压强从变为，由玻意耳定律可得 再让气体保持体积不变，温度从变为，压强从变为，由查理定理可得 联立解得 22．动量守恒定律的适用范围非常广泛，不仅适用于低速、宏观的问题，也适用于近代物理研究的高速（接近光速）、微观（小到分子、原子的尺度）领域。 (1)静止的铀核（）放出1个动能为的未知粒子后，衰变为1个钍核（）。 a．请写出上述衰变过程的核反应方程； b．求反冲的钍核的动能。（可忽略质子和中子质量的差异，不考虑相对论效应） (2)核反应堆里的中子速度不能太快，否则不易被铀核“捕获”，因此，在反应堆内要放“慢化剂”，让中子与慢化剂中的原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。若认为碰撞前慢化剂中的原子核都是静止的，且将中子与原子核的碰撞看作弹性正碰，慢化剂应该选用碳核（碳核的质量是中子的12倍）还是氘核（氘核的质量是中子的2倍）？请计算分析并说明理由。 (3)光子不仅具有能量，而且具有动量。科学家在实验中观察到，一个电子和一个正电子以相同的动能对心碰撞发生湮灭，转化为光子。有人认为这个过程可能只生成一个光子，也有人认为这个过程至少生成两个光子。你赞同哪个观点？请分析说明理由。 【答案】(1) a． b． (2)应选用氘核作为慢化剂，理由见解析。 (3)赞成至少生成两个光子的观点，理由见解析。 【详解】（1）a．根据衰变前后质量数守恒，可知未知粒子质量数 根据衰变前后电荷数守恒，可知未知粒子电荷数 可知未知粒子为氦核，则核反应方程 b．设、质量分别为，衰变后速度大小分别为，则动量守恒有 根据题意有 因为 联立解得 （2）设中子质量为m，碰前速度为，碰后速度为，原子核质量为M，碰后速度为，规定方向为正方向，中子与原子核发生弹性正碰，则 解得 可见，原子核质量M越接近m，碰后中子速度越小，因此，慢化剂应该选用质量较小的氘核； （3）我赞成“这个过程至少生成两个光子”的观点，正负电子对撞过程遵循动量守恒定律．对撞前正负电子组成的系统总动量为0，若只生成一个光子，则对撞后动量不可能为0，只有生成两个及两个以上的光子时系统总动量才有可能为0，因此“这个过程至少生成两个光子”的观点正确。 试卷第8页，共17页 试卷第7页，共17页 学科网（北京）股份有限公司 $