精品解析：辽宁朝阳市2025-2026学年高二下学期5月期中物理试题

2025~2026学年度下学期期中高二物理试题 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、选择题（本题共10小题，其中1～7题每小题只有一个选项符合要求，每小题4分；8～10题为多选题，每小题有多个选项符合要求，每题6分，少选得3分，多选错选不得分） 1. 下列说法不正确的是（ ） A. 图甲为布朗运动实验中的某次观察记录，图中的折线虽不是固体颗粒的运动轨迹，但它间接反映液体（或气体）分子的无规则运动 B. 图乙，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大 C. 图丙，分子间距离由逐渐增大的过程中，分子间的作用力先增大后减小 D. 图丁，在r由逐渐增大的过程中分子势能的变化先变快后变慢 【答案】B 【解析】 【详解】A．如图甲为布朗运动实验中的某次观察记录，图中的折线虽不是固体颗粒的运动轨迹，但是它能间接反映液体（或气体）分子的无规则运动，故A正确，不符合题意； B．一定质量的理想气体由状态A变化到B的过程中，由题图乙知状态A与状态B的pV相等，则状态A与状态B的温度相同，由图像可知，气体由状态A到状态B温度先升高再降低到原来温度，所以气体分子平均动能先增大后减小，故B错误，符合题意； C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小，故C正确，不符合题意； D．图丁是分子势能与分子间距的关系图，在r从逐渐增大的过程中，分子势能曲线的斜率先增大后减小，即分子力的大小先增大后减小，说明分子势能的变化先变快后变慢，故D正确，不符合题意。 本题选错误的，故选B。 2. 关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　） A. 图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B. 图乙中合格的一次性医用外科口罩内侧水滴成扁球状，说明照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏 C. 图丙中插入水中的上端开口的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D. 图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来 【答案】B 【解析】 【详解】A．水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，故A错误； B．图乙中合格的一次性医用外科口罩内侧水滴成扁球状，说明照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，同时水滴和口罩之间的相互作用力也比较小，这就导致了水滴在接触口罩时，会尽可能地减少表面积，从而形成扁球状，故B正确； C．当一根内径很细的管垂直插入液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，故C错误； D．拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象减小水分蒸发，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为坐标原点，建立Ox轴，规定向右为正方向，其简谐运动的周期T=0.8s，OM=ON=10cm。当t=0时刻，将小球由N点静止释放。关于小球的运动，下列说法正确的是（ ） A. 每次通过同一位置时，速度一定相同 B. 简谐运动的表达式为 C. 从M经O的过程中，弹簧振子系统的机械能先增加再减小 D. 从N到O的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．每次通过同一位置时，速度大小相同，但是方向不一定相同，故A错误； B．设简谐运动的表达式为 由题可知A=0.1m，T=0.8s，角速度为 则有 又当t=0时刻，将小球由N点静止释放，则有 解得 所以简谐运动的表达式为，故B错误； C．从M经O到N的过程中，弹簧振子系统的机械能不变，故C错误； D．从N到O的过程中，弹簧的弹性势能减小，转化为小球的动能，故D正确。 故选D。 4. 如图所示为两个单摆受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（ ） A. 若摆长均约为1m，则图线Ⅰ是在地球上完成的 B. 若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行（），且摆长相等，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线 C. 若两个单摆在同一地点均发生共振，图线Ⅱ表示的单摆的能量一定大于图线Ⅰ表示的单摆的能量 D. 若两个单摆的受迫振动是在地球上同一地点进行的，则两个单摆的摆长之比 【答案】B 【解析】 【详解】A．图像中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图像可以看出，图线I对应的单摆固有频率为，又摆长为，根据 解得 而地球表面的重力加速度一般取，故A错误； B．图像中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图像可以看出，两单摆的固有频率分别为，，当两单摆分别在月球和地球上做受迫振动且摆长相等时，根据单摆的周期公式有 又频率 联立可得 可知， 越大，越大，故，由此可知图线I表示月球上单摆的共振曲线，故B正确； C．单摆的能量除与振幅有关外，还与摆球的质量有关，故C错误； D．若两个单摆的受迫振动是在地球上同一地点进行的，则 相同，根据 可得 故两个单摆的摆长之比，故D错误。 故选B。 5. 一列简谐横波沿轴正方向传播，波速为。时刻波形如图所示，且波刚传到点。下列说法正确的是（　　） A. 波源振动的频率 B. 质点起振方向沿轴负方向 C. 在内，质点运动通过的路程为 D. 时，平衡位置在处的质点将运动到处 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图像可知，波的波长 ，根据 解得 周期 A错误； B．根据同侧法，可知波沿轴正方向传播，则质点c的振动方向是沿轴正方向，则质点起振方向沿轴正方向，B错误； C．根据 质点的振动方程为 在内，质点为位移5cm，通过的路程为5cm，C正确； D．平衡位置在处的质点只能在平衡位置振动不能移动，D错误。 故选C。 6. 如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（　　） A. 玻璃砖的折射率为1.5 B. 之间的距离为 C. 光在玻璃砖内的传播速度为 D. 光从玻璃到空气的临界角为30° 【答案】C 【解析】 【详解】AB．作出两种情况下的光路图，如图所示 设，在A处发生全反射故有 由于出射光平行可知，在B处射出，故 由于 联立可得，，故AB错误； C．由 可得，故C正确； D．由于 所以临界角不为30°，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】CD．根据题设条件可知，汽缸和活塞是由导热材料制成的，汽缸内气体的温度由于热交换与环境温度保持相等，外界的温度保持不变，则封闭气体的温度不变，故CD错误； AB．根据玻意耳定律得，得，即p与成正比，图像是过原点的倾斜的直线，故B错误，A正确。 故选A。 8. 一列简谐横波在时刻的波形图如图1所示，图2为平衡位置在处质点的振动图像，、两点的平衡位置分别为和（图中未画出），下列说法正确的是（ ） A. 该简谐横波的传播方向为轴负方向 B. 波传播的速度大小为 C. 质点的振动方程为 D. 从时刻到质点第一次到达波谷过程中，质点通过的路程为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图2，可知平衡位置在处质点在t=0时刻沿y轴负向运动，根据上下坡法，可知该简谐横波的传播方向为轴负方向，故A正确； B．由图1可知 解得 由图2可知周期为，则波传播的速度大小为，故B错误； C．由波形图可知平衡位置在x=4m处的质点，在t=0时刻位移为y=5m，振动方向沿y轴负向，设该点的振动方程为 当时，代入上式可得 解得 可得 故质点的振动方程为，故C错误； D．在时刻，平衡位置在x=8m处的质点Q恰好位移波谷，当质点P第一次到达波谷过程中，波沿x轴负向传播4m，该过程中质点Q从波谷到x轴上方距离平衡位置为 可知质点Q在该过程中通过的路程为，故D正确。 故选AD。 9. 利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（近似认为金属丝所在位置处的空气薄膜厚度就是金属丝直径），实验装置如图甲所示。和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为；两者与玻璃平晶接触点间距为。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹的间距为。则以下说法正确的是（ ） A. 与直径相差越大，越小 B. 换用波长更长的单色光实验，则变小 C. D. 若在两玻璃平晶间滴入透明液体，液体在毛细作用下均匀填充空气膜，则变小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．设标准平面的玻璃平晶之间的夹角为，由空气薄膜的干涉条件可知 与直径相差越大，越大，即越大， 越小，故A正确； B．换用波长更长的单色光，根据 可知 变大，故B错误； C．由题可得 又 联立解得，故C正确； D．若在两玻璃平晶间滴入透明液体，频率不变，则有 根据，联立可得光在液体中的波长为 则相邻条纹间距，故D正确。 故选ACD。 【点睛】光线在空气薄膜的上、下表面处反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气薄膜顶角为，为两相邻亮条纹的间距，如图所示 两处光的路程差分别为， 因为，所以 由几何关系可得 联立可得 10. 呼吸机需启动容量控制模式向危重患者肺部持续稳定压入定量空气以维持患者的平静呼吸。医学上把每次呼吸循环中空气进入肺部的气体体积称为潮气量。某呼吸机在容量控制模式下工作，设定潮气量为。已知患者初始肺顺应性为（即每增加1厘米水柱压力，肺容积增加50毫升），呼吸机初始吸气压力设为。若患者病情恶化导致肺顺应性降低至，假设整个吸气过程中气体温度保持不变，且将气体视为理想气体。则关于患者病情恶化前后说法正确的是（ ） A. 肺内每次吸入的气体压强增加，体积减小，符合玻意耳定律 B. 呼吸机吸气压力设置应提高到以维持潮气量 C. 吸气过程中，因为吸气压力升高导致空气分子平均动能增加 D. 患者每次吸入空气分子个数的比为4∶5 【答案】BD 【解析】 【详解】A．患者病情恶化前后吸入的气体质量不同，不满足玻意耳定律的适用前提，故A错误； B． 维持潮气量V=600mL不变，新压力满足：， ，故B正确； C．吸气过程中，因为吸气压力升高导致空气分子平均动能增加，气体分子平均动能只与温度有关，题目明确“气体温度保持不变”，因此分子平均动能不变，吸气压力升高是由于肺顺应性降低后，为维持相同潮气量而人为调高的，并非由温度变化引起,故C错误 D．每次吸入的气体体积相同（均为600mL），温度相同，根据理想气体状态方程pV=nRT，分子个数比等于物质的量比，即​​ 表压分别为和 故，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（主观题，共54分） 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且计数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将___________。（选填“偏大”“偏小”或“不变”） （2）第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式g=___________。 （3）在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）偏大 （2） （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 实验中，单摆的周期为 该小组的一位同学认为单摆周期为 可知周期的测量值偏小，根据 可得 可知由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将偏大。 【小问2详解】 根据单摆周期公式 可得 结合图像，则有 解得 【小问3详解】 以表示摆线长，表示摆线与竖直方向的夹角，表示摆球的质量，表示摆线对摆球的拉力，表示摆球圆锥摆运动的周期，摆球受力分析，如图所示 在水平方向，根据牛顿第二定律有 联立解得 根据单摆周期公式 可知单摆运动的等效摆长小于单摆摆长，则单摆周期的测量值偏小，根据单摆周期公式求出的重力加速度 可知重力加速度的测量值大于真实值。 12. 某同学做“用油膜法估测油酸分子的直径”的实验。 （1）请选出需要的操作，并按正确操作的先后顺序排列起来：C___________（用字母符号表示，第一步已经给出）。 （2）本实验的理想化模型是将油酸分子视为球形，且认为油酸在水面上形成了单分子油膜。关于实验操作，下列说法正确的是（ ） A. 为了使油膜边界清晰，应在水面上撒尽可能多的爽身粉 B. 滴入油酸酒精溶液后，应立即描绘油膜轮廓，防止酒精挥发 C. 酒精的作用是稀释油酸，利用酒精溶于水且易挥发的特性，帮助油酸在水面展开 D. 若注射器针头内残留有少量溶液（死体积），会导致测得的分子直径偏小 （3）根据（1）的实验步骤取1.0 mL纯油酸注入量筒，加入酒精至总体积为500 mL摇匀。用注射器吸取配制好的溶液，缓慢滴入量筒。当滴入100滴时，量筒读数为1.5 mL。用注射器向水面中央滴入1滴油酸酒精溶液。统计出轮廓内包含的小方格数约为150个（方格边长：2 cm）。由此估算出油酸分子的直径是___________m（保留1位有效数字）。 （4）若已知油酸的摩尔质量、密度和阿伏加德罗常数，若把油酸分子视为紧密排列的球体，则油酸分子直径的理论表达式为___________。通常情况下，实验测得的与理论值的数量级是___________（选填“相同”或“不同”）的。 （5）纳米技术是现代科技的前沿。如图乙所示，科学家在铜的表面构建了一个由60个铁原子组成的“量子围栏”。假设这些铁原子紧密精准排列，首尾相连形成一个完美的圆形。其直径为4.6 nm，基于此模型，估算单个铁原子的直径约为___________m。（取3，结果保留2位有效数字） 【答案】（1）AEBD （2）C （3） （4） ①. ②. 相同 （5） 【解析】 【小问1详解】 “用油膜法估测油酸分子的直径”的实验步骤为：配制溶液（C）→向浅水盘倒入适量的水（A）→在浅水盘的水面上撒爽身粉（E）→在浅水盘的水面上滴入油酸酒精溶液（B）→形成油膜，并描绘油膜边缘（D），故正确操作的先后顺序为CAEBD。 【小问2详解】 A．在水面上撒过多的爽身粉，会阻碍油酸在水面的扩散，反而让油膜边界不清晰，故A错误； B．滴入油酸酒精溶液后，需要等待酒精完全挥发、油膜稳定后再描绘轮廓，立即描绘会导致测量的油膜面积不准确，故B错误； C．酒精的作用是稀释油酸，同时酒精易溶于水且易挥发，能帮助油酸在水面均匀展开，故C正确； D．若注射器针头内残留少量溶液（死体积），会导致实际滴入的油酸体积偏小，但实际计算时，这部分体积会忽略，即体积偏大，导致测出的分子直径偏大，故D错误。 故选C。 【小问3详解】 一滴油酸的体积为 油膜的总面积为 根据 解得 【小问4详解】 [1]油酸的摩尔体积 单个油酸分子的体积 认为油酸分子为球体，根据体积公式 联立可得 [2]实验中用 “油膜法” 测分子直径，得到的结果和理论推导的结果数量级相同，都是。 【小问5详解】 已知圆形围栏的直径，则圆形围栏的周长为 因为60个铁原子紧密排列成圆形，所以围栏的周长等于60个铁原子的直径之和，设单个铁原子的直径为，则有 解得 三、计算题（本题3小题，共38分） 13. 在疫情过程中需要大量的氧气。医用氧气钢瓶储存在温度为的冷库中，体积为，压强为，现将其分装成体积为、压强为的小钢瓶，分装前小钢瓶内部可视为真空，要求大钢瓶内氧气的压强降为时停止分装，分装过程氧气温度可视为不变，已知为大气压强，求： （1）一共能分装出多少瓶小钢瓶； （2）分装后将一个小钢瓶移动到温度为的病房供病人使用，当小钢瓶内压强降到时，瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的之比（结果可以用分数表示）。 【答案】（1）5瓶；（2） 【解析】 【详解】（1）设能分装出n瓶小钢瓶，则有玻意耳等温定律 代入即得 解得 （2）由 可得小钢瓶内的氧气在下，压强为时的体积为 当剩余气体只有10L时，瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的之比为 14. 利用地震波探测地下岩层结构：地质勘探队为了探测某区域地下的岩层性质，在地表岩层内的S点（震源）进行人工爆破，产生一列沿地表岩层传播的地震波。在距离震源岩层内的A点放置了一个检波器用来接收信号。检波器将接收到的振动信号转换为电信号，并传输到示波器上进行显示。如图甲所示，屏幕上同时显示了震源的激发信号（如图）和检波器接收到的信号（下图）。已知显示屏上横向每大格代表相同的时间间隔，每个大格又被等分为5个小格，激发信号是频率的简谐波。 （1）求该地震波的周期； （2）考虑到地震波传播的距离较远，请写出地震波由震源传播到检波器的时间的表达式（用周期、整数和表示）； （3）若已知该区域地下岩层的波速范围在2000m/s到4000m/s之间，请通过计算讨论的可能取值，并求出对应的波速。 【答案】（1） （2）（） （3）， 【解析】 【小问1详解】 由频率 可得周期 【小问2详解】 由于波的周期性，地震波从S传到A的实际时间如图所示，收到信号的时间比震源的激发信号滞后整数个周期加上不足一个周期的延迟时间，即（） 【小问3详解】 建立速度不等式：根据速度公式 代入 题目给定波速范围为，因此： 综上所述：n的取值范围是：，因为n必须为整数，所以n只能取1。 当时： 15. 动态微腔中的光子逃逸机制：在光子芯片的设计中，研究人员利用一个折射率的透明均匀介质球（半径为）作为微腔。为了检测微腔内部的光场分布，一个微型探针（视为点光源）沿着微腔的一条直径从球心向端点缓慢移动（球型微腔过球心的纵截面如图甲，是一个过、、、四点的圆）。当光源到球心距离为某值时，球面上会出现“透光区”（光线能射出）和“全反射区”（光线被囚禁）。已知光源发射的单色光向四周均匀辐射。 （1）求：当时从光源射向外部真空的光线入射角的最大值； （2）试推导：为了保证球面上所有位置都能有光线射出（即不存在全反射区），光源到球心的距离必须满足什么条件； （3）当光源移动到距离球心处时，求弧长上无光线射出区域的长度。（） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当S点发出的光线水平射向介质球表面P时，入射角最大。如图所示 根据几何关系有 解得 【小问2详解】 根据全反射条件有 当时，光发生全反射，根据几何关系有 解得 光源到球心的距离必须满足 【小问3详解】 如图 在中，当时，光线发生全反射，根据正弦定理有 解得 解得 又因为 解得 在中，当时，光线发生全反射，根据正弦定理有 解得 解得 又因为 解得 入射点由移动到的过程中入射角都大于45°，光线都能发生全反射。 所以无光线射出的弧长就是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025~2026学年度下学期期中高二物理试题 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、选择题（本题共10小题，其中1～7题每小题只有一个选项符合要求，每小题4分；8～10题为多选题，每小题有多个选项符合要求，每题6分，少选得3分，多选错选不得分） 1. 下列说法不正确的是（ ） A. 图甲为布朗运动实验中的某次观察记录，图中的折线虽不是固体颗粒的运动轨迹，但它间接反映液体（或气体）分子的无规则运动 B. 图乙，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大 C. 图丙，分子间距离由逐渐增大的过程中，分子间的作用力先增大后减小 D. 图丁，在r由逐渐增大的过程中分子势能的变化先变快后变慢 2. 关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　） A. 图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B. 图乙中合格的一次性医用外科口罩内侧水滴成扁球状，说明照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏 C. 图丙中插入水中的上端开口的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D. 图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来 3. 如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为坐标原点，建立Ox轴，规定向右为正方向，其简谐运动的周期T=0.8s，OM=ON=10cm。当t=0时刻，将小球由N点静止释放。关于小球的运动，下列说法正确的是（ ） A. 每次通过同一位置时，速度一定相同 B. 简谐运动的表达式为 C. 从M经O的过程中，弹簧振子系统的机械能先增加再减小 D. 从N到O的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能 4. 如图所示为两个单摆受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（ ） A. 若摆长均约为1m，则图线Ⅰ是在地球上完成的 B. 若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行（），且摆长相等，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线 C. 若两个单摆在同一地点均发生共振，图线Ⅱ表示的单摆的能量一定大于图线Ⅰ表示的单摆的能量 D. 若两个单摆的受迫振动是在地球上同一地点进行的，则两个单摆的摆长之比 5. 一列简谐横波沿轴正方向传播，波速为。时刻波形如图所示，且波刚传到点。下列说法正确的是（　　） A. 波源振动的频率 B. 质点起振方向沿轴负方向 C. 在内，质点运动通过的路程为 D. 时，平衡位置在处的质点将运动到处 6. 如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（　　） A. 玻璃砖的折射率为1.5 B. 之间的距离为 C. 光在玻璃砖内的传播速度为 D. 光从玻璃到空气的临界角为30° 7. 如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是（ ） A. B. C. D. 8. 一列简谐横波在时刻的波形图如图1所示，图2为平衡位置在处质点的振动图像，、两点的平衡位置分别为和（图中未画出），下列说法正确的是（ ） A. 该简谐横波的传播方向为轴负方向 B. 波传播的速度大小为 C. 质点的振动方程为 D. 从时刻到质点第一次到达波谷过程中，质点通过的路程为 9. 利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（近似认为金属丝所在位置处的空气薄膜厚度就是金属丝直径），实验装置如图甲所示。和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为；两者与玻璃平晶接触点间距为。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹的间距为。则以下说法正确的是（ ） A. 与直径相差越大，越小 B. 换用波长更长的单色光实验，则变小 C. D. 若在两玻璃平晶间滴入透明液体，液体在毛细作用下均匀填充空气膜，则变小 10. 呼吸机需启动容量控制模式向危重患者肺部持续稳定压入定量空气以维持患者的平静呼吸。医学上把每次呼吸循环中空气进入肺部的气体体积称为潮气量。某呼吸机在容量控制模式下工作，设定潮气量为。已知患者初始肺顺应性为（即每增加1厘米水柱压力，肺容积增加50毫升），呼吸机初始吸气压力设为。若患者病情恶化导致肺顺应性降低至，假设整个吸气过程中气体温度保持不变，且将气体视为理想气体。则关于患者病情恶化前后说法正确的是（ ） A. 肺内每次吸入的气体压强增加，体积减小，符合玻意耳定律 B. 呼吸机吸气压力设置应提高到以维持潮气量 C. 吸气过程中，因为吸气压力升高导致空气分子平均动能增加 D. 患者每次吸入空气分子个数的比为4∶5 第Ⅱ卷（主观题，共54分） 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且计数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将___________。（选填“偏大”“偏小”或“不变”） （2）第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式g=___________。 （3）在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 某同学做“用油膜法估测油酸分子的直径”的实验。 （1）请选出需要的操作，并按正确操作的先后顺序排列起来：C___________（用字母符号表示，第一步已经给出）。 （2）本实验的理想化模型是将油酸分子视为球形，且认为油酸在水面上形成了单分子油膜。关于实验操作，下列说法正确的是（ ） A. 为了使油膜边界清晰，应在水面上撒尽可能多的爽身粉 B. 滴入油酸酒精溶液后，应立即描绘油膜轮廓，防止酒精挥发 C. 酒精的作用是稀释油酸，利用酒精溶于水且易挥发的特性，帮助油酸在水面展开 D. 若注射器针头内残留有少量溶液（死体积），会导致测得的分子直径偏小 （3）根据（1）的实验步骤取1.0 mL纯油酸注入量筒，加入酒精至总体积为500 mL摇匀。用注射器吸取配制好的溶液，缓慢滴入量筒。当滴入100滴时，量筒读数为1.5 mL。用注射器向水面中央滴入1滴油酸酒精溶液。统计出轮廓内包含的小方格数约为150个（方格边长：2 cm）。由此估算出油酸分子的直径是___________m（保留1位有效数字）。 （4）若已知油酸的摩尔质量、密度和阿伏加德罗常数，若把油酸分子视为紧密排列的球体，则油酸分子直径的理论表达式为___________。通常情况下，实验测得的与理论值的数量级是___________（选填“相同”或“不同”）的。 （5）纳米技术是现代科技的前沿。如图乙所示，科学家在铜的表面构建了一个由60个铁原子组成的“量子围栏”。假设这些铁原子紧密精准排列，首尾相连形成一个完美的圆形。其直径为4.6 nm，基于此模型，估算单个铁原子的直径约为___________m。（ 取3，结果保留2位有效数字） 三、计算题（本题3小题，共38分） 13. 在疫情过程中需要大量的氧气。医用氧气钢瓶储存在温度为的冷库中，体积为，压强为，现将其分装成体积为、压强为的小钢瓶，分装前小钢瓶内部可视为真空，要求大钢瓶内氧气的压强降为时停止分装，分装过程氧气温度可视为不变，已知为大气压强，求： （1）一共能分装出多少瓶小钢瓶； （2）分装后将一个小钢瓶移动到温度为的病房供病人使用，当小钢瓶内压强降到时，瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的之比（结果可以用分数表示）。 14. 利用地震波探测地下岩层结构：地质勘探队为了探测某区域地下的岩层性质，在地表岩层内的S点（震源）进行人工爆破，产生一列沿地表岩层传播的地震波。在距离震源岩层内的A点放置了一个检波器用来接收信号。检波器将接收到的振动信号转换为电信号，并传输到示波器上进行显示。如图甲所示，屏幕上同时显示了震源的激发信号（如图）和检波器接收到的信号（下图）。已知显示屏上横向每大格代表相同的时间间隔，每个大格又被等分为5个小格，激发信号是频率的简谐波。 （1）求该地震波的周期； （2）考虑到地震波传播的距离较远，请写出地震波由震源传播到检波器的时间的表达式（用周期、整数和表示）； （3）若已知该区域地下岩层的波速范围在2000m/s到4000m/s之间，请通过计算讨论的可能取值，并求出对应的波速。 15. 动态微腔中的光子逃逸机制：在光子芯片的设计中，研究人员利用一个折射率的透明均匀介质球（半径为）作为微腔。为了检测微腔内部的光场分布，一个微型探针（视为点光源）沿着微腔的一条直径从球心向端点缓慢移动（球型微腔过球心的纵截面如图甲，是一个过、、、四点的圆）。当光源到球心距离为某值时，球面上会出现“透光区”（光线能射出）和“全反射区”（光线被囚禁）。已知光源发射的单色光向四周均匀辐射。 （1）求：当时从光源射向外部真空的光线入射角的最大值； （2）试推导：为了保证球面上所有位置都能有光线射出（即不存在全反射区），光源到球心的距离必须满足什么条件； （3）当光源移动到距离球心处时，求弧长上无光线射出区域的长度。（） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $