精品解析：广西壮族自治区北海市2025-2026学年高二下学期期末质量检测物理试题

北海市2026年春季学期期末教学质量检测 高二物理卷 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 注意事项： 1、答题前，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。 2、答选择题时，必须使用2B铅笔将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，再选涂其它答案标号。 3、答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4、所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题（本大题共10小题，共46分。第1-7题，只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 关于光学相关知识，下列说法正确的是（ ） 利用光导纤维传信息 3D电影 检查光学平面 泊松亮斑 A. 用光导纤维束传送图像等信息利用了光的全反射 B. 观看立体电影（3D电影）时，观众戴的眼镜主要是利用了光的衍射 C. 用标准平面检查光学平面的平整度利用了光的偏振 D. 泊松亮斑是光通过圆孔衍射形成的 2. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线振幅A与驱动力频率f的关系如图所示，则下列说法不正确的是（　　） A. 此单摆的固有周期为2s B. 当驱动力的频率为0.25Hz时，单摆的振动频率也为0.25Hz C. 若摆长增大，单摆的固有频率不变 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动 3. 关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是（ ） A. 当分子间表现为引力时，分子距离越大，分子势能越大 B. 沸水中的孜然粉不断翻滚，说明温度越高布朗运动越激烈 C. 时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 D. 水难被压缩，因为压缩时分子间距离变小，相邻分子间只有斥力没有引力 4. 如图所示，光滑水平面上两玩具小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ） A. 两手同时放开后，系统总动量始终不为零 B. 先放开左手、再放开右手，全放手之后系统动量守恒 C. 先放开左手，再放开右手，总动量向右 D. 无论何时放手，只要两手放开后在弹簧恢复原长的过程中系统总动量都保持不变，但系统的总动量一定为零 5. 如图甲所示，当两股能量相当的波纹潮以一定夹角相遇时，在其重叠区域形成鱼鳞潮，潮头涌向前方，鱼鳞区域却形似一张渔网浮于水面不动（形成稳定干涉图样），大约可以持续十分钟。其模型可以简化为如图乙所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，为的中点，下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波长可能不相等 B. 点为振动加强点，点为振动减弱点 C. 此时点在平衡位置向下振动 D. 点振幅相同 6. 学校的光学兴趣社团开展了一项关于光的性质的探究活动。如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，用一束由红光和紫光组成的复色光照射玻璃砖，复色光沿方向从空气中射向玻璃砖中心（是圆心），分别从、两位置射出红光和紫光，其中入射光线与法线的夹角为，红光和紫光与法线的夹角分别为、。已知光在空气中的传播速度为，下列说法正确的是（ ） A. 紫光在玻璃砖中的折射率为 B. 红光在玻璃砖中的折射率比紫光的小 C. 红光在玻璃砖中的传播速度为 D. 若光从玻璃砖的弧面沿半径方向入射，则在半圆圆心处红光更容易发生全反射 7. 图1为某简谐波时的波形图，处质点处于平衡位置，处质点处于波谷，、非波源。图2为质点的振动图像，时开始起振，则（ ） A. 波源在点左侧 B. 第一次、振动速度大小相同，方向相反的时刻为 C. 该波传播速度为 D. 从到，运动的总路程为6.6 m 8. 下列说法正确的是（ ） A. 甲图为氧气分子的速率分布图像，状态①的温度比状态②的温度高 B. 乙图为一定质量的理想气体状态变化的图像，气体由状态变化到的过程中，气体分子平均动能一直不变 C. 丙图为用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形的图样，则该固体可能为多晶体 D. 丁图为两分子系统的势能与两分子间距离的关系图像，在由变到的过程中分子力做负功 9. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压为的正弦交流电，则（ ） A. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变小 B. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变大 C. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变小 D. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变大 10. 为实现自动计费功能，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。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，线圈的磁场能最大 B. 时刻，电容器带电量最大 C. 过程，电容器带电量逐渐增大 D. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位 第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题（本题共2小题，共14分，第11题6分，第12题8分。） 11. 在“测玻璃的折射率”实验中 （1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，在A、B、C、D四点分别插上P1、P2 、 P3和P4四枚大头针，下列说法中正确的是（　　） A. 若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 B. 为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN/的夹角应尽量小些 C. 为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 D. 若 P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时有可能在bb'面发生全反射，所以在a'一侧就看不到P1、P2的像 （2）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN＇的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，测得所需数据分别为AC=1.68cm 和 BD=1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为___ （3）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，某同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系如图所示，其它操作均正确，且以aa'、bb'为界面画光路图，则该同学测得的折射率与真实值相比____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 12. 某实验小组想用多种方式验证动量守恒定律： （1）如图所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。图中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置释放。然后，把半径相同的B球静置于轨道末端，再将A球从斜轨上释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，找到碰后落点的平均位置分别为和。用刻度尺测量出水平射程、、。测得A球的质量为，B球的质量为。 ①实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度。必须满足的条件有_______； A.两球的质量必须相等 B.轨道末端必须水平 C.同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 D.轨道倾斜部分必须光滑 ②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），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；若满足关系式_____________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球发生的是弹性碰撞。 （2）如图所示，小李同学利用另一套装置做了一个新实验，选取两个体积相同、质量不等的小球（大于），先让质量为的小球从轨道顶部由静止释放，由轨道末端的点飞出并落在斜面上。再把质量为的小球放在点，让小球仍从原位置由静止释放，与小球碰后两小球均落在斜面上，记录、、三个落点的位置距离点的长度分别为、、。在实验误差允许的范围内，若满足关系式____________，则可认为两球碰撞过程中动量守恒（用题目中的物理量表示）。 三、计算题（本题共3小题，共40分，第13题11分，第14题13分，第15题16分。解答过程要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有最后答案而无演算过程的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示为交流发电机示意图，匝数匝的矩形线圈，边长分别为和，内阻为，在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动，线圈和外部的电阻相连接，已知线圈绕轴转动，时刻为图示位置，电压电流表均视为理想电表，求： （1）交变电流感应电动势的最大值和有效值； （2）交变电流的感应电动势瞬时值表达式； （3）电压表和电流表示数。 14. 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，管内有一段长的水银柱，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27℃时，水银柱下端与玻璃管下端齐平。取0℃时的热力学温度为273K，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）试求封闭的理想气体的压强及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75 cmHg，仍然使环境温度为27℃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。 15. 如图，为一段光滑轨道，其中段是半径为的圆弧形轨道，与圆心的连线与竖直方向夹角为。是水平足够长直轨道，与段在点平滑连接。滑块从距点高度处水平抛出，恰好能从点切入轨道。在水平轨道某位置静止放置一长的木板，木板左右两侧各有一固定挡板。木板紧靠右挡板放置一滑块。滑块在轨道上与木板发生碰撞，碰撞后立即从轨道移去滑块。若，且，滑块、均可视为质点，与之间、与挡板之间的碰撞均为弹性碰撞。、之间的动摩擦因数为，求： （1）滑块到达点时的速度； （2）滑块与木板碰后木板的速度； （3）滑块与左右两侧挡板碰撞的总次数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北海市2026年春季学期期末教学质量检测 高二物理卷 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 注意事项： 1、答题前，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。 2、答选择题时，必须使用2B铅笔将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，再选涂其它答案标号。 3、答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4、所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题（本大题共10小题，共46分。第1-7题，只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 关于光学相关知识，下列说法正确的是（ ） 利用光导纤维传信息 3D电影 检查光学平面 泊松亮斑 A. 用光导纤维束传送图像等信息利用了光的全反射 B. 观看立体电影（3D电影）时，观众戴的眼镜主要是利用了光的衍射 C. 用标准平面检查光学平面的平整度利用了光的偏振 D. 泊松亮斑是光通过圆孔衍射形成的 【答案】A 【解析】 【详解】A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象，故A正确； B．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，在两只眼睛中产生的视觉差，故B错误； C．用标准平面检查光学平面的平整度利用了光的干涉原理，通过干涉条纹判断平整度，与偏振无关，故C错误； D．泊松亮斑是光通过不透明圆盘衍射时形成的中心亮斑，属于菲涅尔衍射现象，不是圆孔衍射，故D错误。 故选A。 2. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线振幅A与驱动力频率f的关系如图所示，则下列说法不正确的是（　　） A. 此单摆的固有周期为2s B. 当驱动力的频率为0.25Hz时，单摆的振动频率也为0.25Hz C. 若摆长增大，单摆的固有频率不变 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知共振发生在时，则此单摆对应的固有周期，故A正确； B．受迫振动频率与驱动力频率相同，故在频率为 0.25Hz的驱动力作用下，单摆频率也为0.25Hz，故B正确； C．单摆的固有频率，当摆长L增大时，f 变小，故C错误； D．摆长增大会导致单摆固有频率下降，则共振曲线峰值对应频率向左（低频方向）移动，故D正确。 本题选择错误的，故选C。 3. 关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是（ ） A. 当分子间表现为引力时，分子距离越大，分子势能越大 B. 沸水中的孜然粉不断翻滚，说明温度越高布朗运动越激烈 C. 时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 D. 水难被压缩，因为压缩时分子间距离变小，相邻分子间只有斥力没有引力 【答案】A 【解析】 【详解】A．当分子间表现为引力时，分子间距（为分子间平衡距离），此时增大分子间距，分子引力做负功，分子势能随分子间距增大而增大，故A正确； B．沸水中孜然粉的翻滚是水的对流带动的宏观机械运动，布朗运动是液体分子无规则撞击悬浮微粒导致的微粒无规则运动，该现象不属于布朗运动，不能说明温度越高布朗运动越剧烈，故B错误； C．分子永不停息做无规则热运动，即使水结冰后水分子的热运动也不会停止，仅热运动剧烈程度降低，故C错误； D．分子间同时存在引力和斥力，水很难被压缩是因为压缩时分子间距减小，斥力比引力增长更快，宏观表现为斥力，并非只有斥力没有引力，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，光滑水平面上两玩具小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ） A. 两手同时放开后，系统总动量始终不为零 B. 先放开左手、再放开右手，全放手之后系统动量守恒 C. 先放开左手，再放开右手，总动量向右 D. 无论何时放手，只要两手放开后在弹簧恢复原长的过程中系统总动量都保持不变，但系统的总动量一定为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．当两手同时放开时，系统所受合外力为零，动量守恒。由于初始时系统总动量为零，故系统总动量始终为零，故A错误； B．先放开左手，再放开右手，在两手完全放开后，系统所受合外力为零，动量守恒，故B正确； C．先放开左手，左边小车向左运动，此时系统总动量方向向左；再放开右手后，系统动量守恒，总动量方向仍向左，故C错误； D．无论何时放手，只要两手放开后，系统所受合外力为零，动量守恒，总动量保持不变。但初始总动量是否为零取决于放手情况：若同时放手，初始总动量为零，总动量始终为零；若不同时放手，初始总动量不为零，总动量不为零，故系统总动量不一定为零，故D错误。 故选B。 5. 如图甲所示，当两股能量相当的波纹潮以一定夹角相遇时，在其重叠区域形成鱼鳞潮，潮头涌向前方，鱼鳞区域却形似一张渔网浮于水面不动（形成稳定干涉图样），大约可以持续十分钟。其模型可以简化为如图乙所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，为的中点，下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波长可能不相等 B. 点为振动加强点，点为振动减弱点 C. 此时点在平衡位置向下振动 D. 点振幅相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．两列波发生干涉，频率相同，周期相同，又因为波速相同（同种介质），由可知，两列波的波长一定相等，故A错误； B．P点是两列波的波峰与波峰相遇，属于振动加强点，O点是两列波的波谷与波谷相遇，也属于振动加强点，故B错误； C．P点是波峰，O点是波谷，Q点为波峰和波谷的中点，则Q点正在平衡位置向下振动，故C正确； D．图乙可知M点是振动加强点，振幅为两列波振幅之和，N点是振动减弱点，振幅为两列波振幅之差，故M点振幅大于N点振幅，故D错误。 故选C。 6. 学校的光学兴趣社团开展了一项关于光的性质的探究活动。如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，用一束由红光和紫光组成的复色光照射玻璃砖，复色光沿方向从空气中射向玻璃砖中心（是圆心），分别从、两位置射出红光和紫光，其中入射光线与法线的夹角为，红光和紫光与法线的夹角分别为、。已知光在空气中的传播速度为，下列说法正确的是（ ） A. 紫光在玻璃砖中的折射率为 B. 红光在玻璃砖中的折射率比紫光的小 C. 红光在玻璃砖中的传播速度为 D. 若光从玻璃砖的弧面沿半径方向入射，则在半圆圆心处红光更容易发生全反射 【答案】B 【解析】 【详解】A．由折射定律，紫光对应、，有 不是，故A错误； B．红光对应，有 紫光的折射率，所以，故B正确； C．光在介质中的传播速度，红光的折射率，所以 不是，故C错误； D．光从玻璃砖射向空气时，发生全反射的临界角满足，折射率越大临界角越小。红光的折射率小于紫光的折射率，所以紫光更容易发生全反射，故D错误。 故选B。 7. 图1为某简谐波时的波形图，处质点处于平衡位置，处质点处于波谷，、非波源。图2为质点的振动图像，时开始起振，则（ ） A. 波源在点左侧 B. 第一次、振动速度大小相同，方向相反的时刻为 C. 该波传播速度为 D. 从到，运动的总路程为6.6 m 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图2，时点向下振动，根据同侧法可知波沿轴负方向传播，因此波源在点右侧，故A错误； B．时开始起振，此时处于波谷，根据振动情况可知第一次、振动速度大小相同，方向相反的时刻为 故B错误； C．该波传播速度为 故C错误； D．从到，时间间隔为，由以上分析可知，波源在、右侧，波先传播到再传播到，所以从起振开始计时，那么到这段时间内一直在运动，其总路程为 故D正确。 故选D。 8. 下列说法正确的是（ ） A. 甲图为氧气分子的速率分布图像，状态①的温度比状态②的温度高 B. 乙图为一定质量的理想气体状态变化的图像，气体由状态变化到的过程中，气体分子平均动能一直不变 C. 丙图为用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形的图样，则该固体可能为多晶体 D. 丁图为两分子系统的势能与两分子间距离的关系图像，在由变到的过程中分子力做负功 【答案】AC 【解析】 【详解】A．温度越高，分子速率分布曲线的峰值向大速率方向移动，曲线更平缓。甲图中状态①的峰值在更大速率处，因此状态①温度更高，故A正确； B．一定质量理想气体满足，A状态，B状态 因此A、B温度相等，由图线得关系，因此 可知从A到B过程先增大后减小，则温度先升高后降低，分子平均动能先增大后减小，故B错误； C．熔化区域呈圆形，说明固体导热表现为各向同性。单晶体是各向异性，多晶体由许多杂乱无章的小单晶体组成，整体表现为各向同性，因此该固体可能为多晶体，故C正确； D．分子势能曲线中，​是分子势能最小的位置，即平衡位置 在由变到的过程中分子力为斥力，分子间距变大，则分子力做正功，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压为的正弦交流电，则（ ） A. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变小 B. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变大 C. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变小 D. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据 保持Q的位置不动，则不变，将P向上滑动时，R接入电路的电阻变大 根据 可知变小，根据 可得也变小，即电流表读数变小，A正确，B错误； CD．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变大，则根据 可知副线圈输出功率变大，则变压器原线圈输入功率变大 根据，而输入电压一定，变大，即电流表读数变大，C错误，D正确。 故选AD。 10. 为实现自动计费功能，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。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，线圈的磁场能最大 B. 时刻，电容器带电量最大 C. 过程，电容器带电量逐渐增大 D. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位 【答案】AB 【解析】 【详解】A．时刻，由图乙可知电路中电流达到最大值，线圈中磁场最强，磁场能最大，此时电容器带电量为零，故A正确； B．时刻，电路中电流，此时电容器充电完毕，极板上带电量最大，电场能最大，磁场能为零，故B正确； C．过程，电流的大小从0增大到最大值，这是电容器放电过程，电场能转化为磁场能，电容器带电量逐渐减小，故C错误； D．由图乙可知，振荡电流的周期逐渐减小，根据可知频率逐渐增大，又由振荡电路频率公式可知，在不变的情况下，自感系数逐渐减小；车辆驶入时相当于插入铁芯使变大，现在变小，说明铁芯正在拔出，即汽车正驶出智能停车位，故D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题（本题共2小题，共14分，第11题6分，第12题8分。） 11. 在“测玻璃的折射率”实验中 （1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，在A、B、C、D四点分别插上P1、P2 、 P3和P4四枚大头针，下列说法中正确的是（　　） A. 若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 B. 为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN/的夹角应尽量小些 C. 为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 D. 若 P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时有可能在bb'面发生全反射，所以在a'一侧就看不到P1、P2的像 （2）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN＇的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，测得所需数据分别为AC=1.68cm 和 BD=1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为___ （3）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，某同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系如图所示，其它操作均正确，且以aa'、bb'为界面画光路图，则该同学测得的折射率与真实值相比____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）C （2）1.5 （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 A．若P1、P2的距离较大时，只要操作无误，通过玻璃砖也会看到P1、P2的像，A错误； B．为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN＇的夹角大小要适当，不能过大过小，B错误； C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，这样可更准确的确定光线的方向，C正确； D．因光线在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角，则光线不可能在下表面发生全反射，即若 P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时也不可能在bb'面发生全反射，D错误。 故选C。 【小问2详解】 折射率 【小问3详解】 某同学测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示 实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小。 12. 某实验小组想用多种方式验证动量守恒定律： （1）如图所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。图中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置释放。然后，把半径相同的B球静置于轨道末端，再将A球从斜轨上释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，找到碰后落点的平均位置分别为和。用刻度尺测量出水平射程、、。测得A球的质量为，B球的质量为。 ①实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度。必须满足的条件有_______； A.两球的质量必须相等 B.轨道末端必须水平 C.同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 D.轨道倾斜部分必须光滑 ②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），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；若满足关系式_____________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球发生的是弹性碰撞。 （2）如图所示，小李同学利用另一套装置做了一个新实验，选取两个体积相同、质量不等的小球（大于），先让质量为的小球从轨道顶部由静止释放，由轨道末端的点飞出并落在斜面上。再把质量为的小球放在点，让小球仍从原位置由静止释放，与小球碰后两小球均落在斜面上，记录、、三个落点的位置距离点的长度分别为、、。在实验误差允许的范围内，若满足关系式____________，则可认为两球碰撞过程中动量守恒（用题目中的物理量表示）。 【答案】（1） ①. BC ②. ③. 或者 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]A．为了防止碰撞后入射小球反弹，两球的质量必须满足，并不要求质量相等，故A错误； B．为了使小球离开轨道后做平抛运动，轨道的末端必须保持水平，故B正确； C．为了保证每次碰撞前入射小球的初速度大小相同，在同一组实验中，入射小球必须每次都从轨道的同一位置由静止释放，故C正确； D．轨道倾斜部分不需要绝对光滑，只要克服摩擦力做功保持一致（即从同一高度静止释放），就能保证到达底端的速度相同，故D错误。 故选BC。 [2]小球离开轨道末端后做平抛运动，由于下落高度相同，因此在空中的飞行时间也是相同的。碰撞前A球的速度，碰撞后A球的速度，碰撞后B球的速度 根据动量守恒定律有 将速度表达式代入上式，并在等式两边同乘时间，即可得到验证动量守恒的关系式 [3]若两球发生的是弹性碰撞，则碰撞前后的系统总动能也应当守恒，需满足 同样将速度用水平位移和时间表示，代入并化简后可得 （将该式与动量守恒关系式联立化简，也可得到等价的表达式） 【小问2详解】 设斜面的倾角为，当小球做平抛运动落到斜面上时，水平位移为，竖直位移为 由斜面的几何关系可知 解得平抛运动的时间为 小球落点与点的距离（即沿着斜面方向的位移）为 由此可知，小球的初速度 即平抛初速度与斜面位移的平方根成正比。在实验中，碰前的初速度 碰后和的速度分别为、 根据动量守恒定律 将比例关系代入可得 三、计算题（本题共3小题，共40分，第13题11分，第14题13分，第15题16分。解答过程要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有最后答案而无演算过程的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示为交流发电机示意图，匝数匝的矩形线圈，边长分别为和，内阻为，在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动，线圈和外部的电阻相连接，已知线圈绕轴转动，时刻为图示位置，电压电流表均视为理想电表，求： （1）交变电流感应电动势的最大值和有效值； （2）交变电流的感应电动势瞬时值表达式； （3）电压表和电流表示数。 【答案】（1），100 V （2） （3）80 V，4 A 【解析】 【小问1详解】 感应电动势的最大值公式为 其中线圈面积 代入数据得 正弦交流电的有效值 【小问2详解】 时刻线圈处于图示位置，线圈平面与磁感线平行，此时垂直切割磁感线，感应电动势达到最大值，故瞬时值表达式应采用余弦函数形式 代入数值可得 【小问3详解】 交流电表测量的是有效值。根据闭合电路欧姆定律，电路中电流的有效值 即电流表示数为4 A。电压表测量路端电压，其示数为 14. 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，管内有一段长的水银柱，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27℃时，水银柱下端与玻璃管下端齐平。取0℃时的热力学温度为273K，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）试求封闭的理想气体的压强及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75 cmHg，仍然使环境温度为27℃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）；300K~320K （2）均匀 （3）不变。上述运算中，并不需要已知的具体值，只要初始时相同，与的关系式不变，测温范围以及刻度情况都不变 【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 其中表示玻璃管在球外部分的长度，表示水银柱的长度，表示玻璃管的内部横截面积，解得 环境温度为时，水银柱下端与玻璃管下端齐平，此时热力学温度为 故测温范围为。 【小问2详解】 设水银柱下方玻璃管中气柱长度为，则气体体积为 由盖-吕萨克定律 解得 随线性变化，因此温度计读数均匀。 【小问3详解】 在上述测温范围的计算中，并不需要已知的具体值，只要初始时相同，与的关系式不变，测温范围以及刻度情况都不变。 15. 如图，为一段光滑轨道，其中段是半径为的圆弧形轨道，与圆心的连线与竖直方向夹角为。是水平足够长直轨道，与段在点平滑连接。滑块从距点高度处水平抛出，恰好能从点切入轨道。在水平轨道某位置静止放置一长的木板，木板左右两侧各有一固定挡板。木板紧靠右挡板放置一滑块。滑块在轨道上与木板发生碰撞，碰撞后立即从轨道移去滑块。若，且，滑块、均可视为质点，与之间、与挡板之间的碰撞均为弹性碰撞。、之间的动摩擦因数为，求： （1）滑块到达点时的速度； （2）滑块与木板碰后木板的速度； （3）滑块与左右两侧挡板碰撞的总次数。 【答案】（1），和水平方向夹角沿轨道切线方向 （2），方向向右 （3）6次 【解析】 【小问1详解】 滑块A从距M点高度处水平抛出，根据动能定理 恰好能从点切入轨道可得 联立解得滑块A到达M点时的速度 水平方向夹角沿轨道切线方向。 【小问2详解】 从M点到与木板B碰撞，有 解得 A与B发生弹性碰撞，有 解得 滑块与木板碰后木板的速度，方向向右。 【小问3详解】 因C与挡板间的碰撞为弹性碰撞，B和C系统动量守恒，最终B与C共速做匀速直线运动。 故有 系统机械能损失为 系统损失的机械能转化为摩擦生热，有 解得 滑块C相对木板B上来回滑动的距离为，故C与左右两挡板碰撞的次数为 故滑块C与两侧挡板共碰撞6次。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $