精品解析：山东济南市2025-2026学年高二下学期期末学情检测物理试题

2026年春季学期高二期末学情检测 物理试题 本试卷满分为100分。考试用时90分钟。 注意事项： 1．答题前，考生将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 水力探测中常用的衰变，其衰变方程为。一瓶含有化合物的水溶液，8天后追踪发现只剩下没有衰变，下列说法正确的是（　　） A. 发生了衰变 B. 的半衰期为2天 C. 将制作为碘化钾（KI）可使其半衰期变长 D. 将放置于铅盒中存放可使其半衰期变长 2. 两束细平行光a、b从空气中斜射到长方体玻璃砖的上表面，下表面的出射光线分别为、，已知玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，下列描绘出射光线与入射光线位置关系的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 水蒸气在液化过程中，水分子间距离减小，下列说法正确的是（　　） A. 水分子间的引力一直减小 B. 水分子间的斥力先增大再减小 C. 水分子间的引力变化比斥力变化快 D. 水分子间的引力变化比斥力变化慢 4. 如图所示为与光现象有关的四幅示意图，其中图甲为彩虹产生的示意图，图乙为泊松亮斑，图丙为检查平面平整程度示意图，图丁为起偏和检偏示意图。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中光线a的波长大于光线b的波长 B. 图乙是光通过圆形小孔形成的衍射图样 C. 图丙中右侧薄片厚度越小，观察到的条纹间距越大 D. 图丁中保持起偏器不动，将检偏器从图示位置绕水平轴在竖直面内转动180°，光屏上亮度逐渐增加 5. 一定质量的理想气体由状态a经ab、bc两个过程到达状态c，该过程中气体的压强p与热力学温度T的关系如图所示，图中ab延长线过原点，bc平行于T轴。下列说法正确的是（　　） A. a→b过程中气体向外界放出热量 B. b→c过程中气体向外界放出热量 C. a→b过程中气体与外界传递的热量大于气体内能变化的大小 D. b→c过程中气体与外界传递的热量大于气体内能变化的大小 6. 一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路匀速行驶，突然驾驶员发现前方有障碍物并立即刹车，汽车随后做匀减速直线运动直到停止。以开始刹车瞬间为t=0时刻，汽车第2s内的位移为14m。忽略驾驶员的反应时间，则0~2s内与0~6s内汽车通过的位移之比为（　　） A. 16∶25 B. 24∶75 C. 3∶4 D. 2∶3 7. 某质点做简谐运动的振幅为A，周期为T，则该质点在时间内的最短路程为（　　） A. 0.5A B. A C. A D. 2A 8. 如图所示，重力为G的小球由轻绳OA、OB悬挂于O点保持静止状态，OA水平，OB与水平方向夹角为53°。对小球施加大小始终为2G的拉力F，并使F由水平向右沿顺时针方向缓慢转至竖直向下，该过程中小球始终保持静止。已知sin53°=0.8，该过程中轻绳OA拉力的最大值为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分。 9. 如图所示，水平地面上有一小车，车内固定有粗糙斜面，车顶通过轻弹簧竖直悬挂一小物块与斜面接触。当小车水平向右做匀速直线运动时，小物块和小车保持相对静止，则小物块可能的受力个数为（　　） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 10. 大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时发出频率不同的光子，照射图甲电路中的阴极K，记录电流表的示数I与电压表示数U，并做出它们之间的关系图像，其中遏止电压最大的图像如图乙所示。已知氢原子的能级结构示意图如图丙所示，下列说法正确的是（　　） A. 光电子的最大初动能 B. 制作阴极K的金属材料逸出功 C. 有3种不同频率的光子可使图甲电路中的阴极K发生光电效应 D. 向右移动图甲中滑动变阻器的触头可增大实验中的饱和电流 11. 甲、乙两质点沿x轴正方向运动，t=0时刻甲位于坐标原点，乙位于x=12m处，两者的v-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 乙停止时，甲位于乙的前方 B. 两质点相遇时刻一定大于4s C. 两质点可能相遇两次 D. 0~4s内，两者间距先增大后减小 12. 一简谐横波沿x轴方向传播，图甲为t=1.0s时刻的波形图，图乙为波上某一质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为4m/s B. 若该波沿x轴正向传播，则图乙所示图像对应质点平衡位置的坐标可能为6+4n（m）（n=0、1、2、3……） C. 若图乙为平衡位置x=4m处质点的振动图像，t=1.25+2n（s）时该质点位于波谷（n=0、1、2、3……） D. 若图乙为平衡位置x=4m处质点的振动图像，t=1.25+2n（s）时该质点位于波峰（n=0、1、2、3……） 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 实验小组利用光强分布传感器进行“用双缝干涉实验测量光的波长”实验，实验器材和装置如图甲所示，回答以下问题。 （1）实验时发现条纹间距太小，若要增大条纹间距，可以采取的操作是（　　） A. 增大激光光源和双缝之间的距离 B. 增大双缝和光强分布传感器之间的距离 C. 更换间距更小的双缝 D. 更换波长更短的光源 （2）某次实验中测得双缝距离d=0.25mm，双缝到光强分布传感器的距离L=0.40m，在计算机上获得的光强与干涉条纹位置图像如图乙所示。根据图中所标出的条纹m到条纹n的数据计算得出条纹间距=___________mm，根据以上数据可计算得出实验所用激光波长=___________m。（均保留2位有效数字） 14. 某实验小组同学按照如图所示的装置设计了一个温度计：A为开口向下的玻璃瓶，B为一极细较长的透明玻璃管，玻璃管上端通过密封良好的橡皮塞与A相连，下端竖直插在大水槽中。改变装置所处的环境温度，管内外水面的高度差h会发生改变，将相应的温度标记在玻璃管上。该小组实验时环境大气压相当于10m水柱产生的压强且保持不变，回答以下问题。 （1）关于该温度计的制作原理，下列说法正确的是（　　） A. 环境温度改变时，水的温度随之改变，水的热胀冷缩导致液面高度改变 B. 环境温度改变时，液面升降导致玻璃瓶中气体压强的变化可以忽略不计，气体发生的是等压变化 C. 环境温度改变时，液面升降导致玻璃瓶中气体体积的变化可以忽略不计，气体发生的是等容变化 （2）该温度计玻璃管上方标记的温度值___________（选填“大于”、“小于”）下方的温度值； （3）若使该温度计可测量温度范围为，则所需要的玻璃管长度至少为___________m； （4）若使用该温度计测温时环境的大气压强降低，则测量的温度___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）环境实际的温度。 15. 如图甲所示，质量m=2kg的物体置于倾角的固定斜面上，用平行于斜面的推力F1=20N使物体沿斜面匀速向上滑动。已知重力加速度g=10m/s2，，物体与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）求物体与斜面之间的动摩擦因数； （2）若改用图乙所示的水平推力F2作用于物体上，使物体保持静止状态，求F2的取值范围。 16. 如图所示为一半圆柱形光学元件的半圆截面，该元件的折射率，截面半径为R。平行光束从半圆柱体的上表面入射，入射角为i，其中部分光束能够从元件的弧面射出，这部分光束分布在沿直径方向宽度为 d 的范围内，已知真空中光速为c。 （1）若，求从半圆截面最左端入射的光线在元件内传播所需的时间 t； （2）若，不考虑光线在元件内多次反射的情形，求d的大小范围。 17. 如图甲所示，开口向上的圆柱形导热汽缸静置于水平桌面上，底面积为S，容积为V，汽缸中有一光滑导热活塞，顶端放置一带有充气口的盖板，质量为活塞质量的6倍。活塞下方密闭一定量的理想气体I，体积为，上方与盖板之间密封有压强为p0的理想气体Ⅱ。打开充气口，向汽缸内缓慢充入压强为p0、体积为的理想气体后，气体I的体积变为。关闭阀门，缓慢升高环境温度，直到气体I体积重新变为。已知大气压强为p0，初始时刻环境温度为T0，重力加速度为g，活塞厚度不计。求 （1）活塞的质量m； （2）气体I的体积重新变为时环境温度T。 18. 如图甲所示，足够长的粗糙水平面上，水平轻弹簧左端固定，右端与质量为2m的小物块A相连，质量为m的小物块B紧靠A的右侧放置，A的下表面光滑，B的下表面粗糙，B与水平地面间的动摩擦因数为。对物块B施加外力使弹簧向左压缩距离d，然后由静止释放，刚释放时两物块间的弹力大小为，两物块恰好在O点分离。以O点为坐标原点，建立水平向右为正方向的一维坐标系。物块B在x≥0的区域内受到水平向右的外力F作用，F随x变化的图像如图乙所示。已知重力加速度为g，弹簧弹性势能（式中k0为弹簧的劲度系数，x0为弹簧的形变量），简谐运动的周期公式为（式中k为简谐运动的回复力系数，m为振子的质量）。物块A、B均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。求 （1）弹簧的劲度系数k0； （2）两物块分离前最大速度v的大小； （3）物块B停止运动瞬间，AB间的距离（结果用三角函数表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年春季学期高二期末学情检测 物理试题 本试卷满分为100分。考试用时90分钟。 注意事项： 1．答题前，考生将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 水力探测中常用的衰变，其衰变方程为。一瓶含有化合物的水溶液，8天后追踪发现只剩下没有衰变，下列说法正确的是（　　） A. 发生了衰变 B. 的半衰期为2天 C. 将制作为碘化钾（KI）可使其半衰期变长 D. 将放置于铅盒中存放可使其半衰期变长 【答案】B 【解析】 【详解】A．由衰变方程 可知，反应前后质量数不变，电荷数增加，故为，该衰变属于衰变，故A错误； B．根据半衰期公式 代入、 得 解得，故B正确； CD．半衰期由原子核自身性质决定，与元素所处的化学状态和外界物理环境无关，制成或放置在铅盒中都不会使半衰期变长，故C错误，D错误。 故选B。 2. 两束细平行光a、b从空气中斜射到长方体玻璃砖的上表面，下表面的出射光线分别为、，已知玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，下列描绘出射光线与入射光线位置关系的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】作出a光线在平行玻璃砖的光路图如下（b光线同理可得） 根据折射率公式有， 由题意知na>nb 则ra<rb 由几何关系得从下表面出射时两光线间距小于从上表面入射时两光线间距，光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变，折射光线平行，故可能的是A图所示光路图 故选A。 3. 水蒸气在液化过程中，水分子间距离减小，下列说法正确的是（　　） A. 水分子间的引力一直减小 B. 水分子间的斥力先增大再减小 C. 水分子间的引力变化比斥力变化快 D. 水分子间的引力变化比斥力变化慢 【答案】D 【解析】 【详解】分子间的引力和斥力均随分子间距离的减小而增大，且斥力随距离的变化速率始终大于引力的变化速率。 A．水蒸气液化过程中分子间距不断减小，水分子间引力一直增大，故A错误； B．分子间距减小的全过程中，斥力一直增大，不存在先增后减的规律，故B错误； C．分子间斥力随距离的变化比引力更快，即引力变化比斥力变化慢，故C错误； D．由分子力的变化规律可知，水分子间的引力变化比斥力变化慢，故D正确。 故选D。 4. 如图所示为与光现象有关的四幅示意图，其中图甲为彩虹产生的示意图，图乙为泊松亮斑，图丙为检查平面平整程度示意图，图丁为起偏和检偏示意图。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中光线a的波长大于光线b的波长 B. 图乙是光通过圆形小孔形成的衍射图样 C. 图丙中右侧薄片厚度越小，观察到的条纹间距越大 D. 图丁中保持起偏器不动，将检偏器从图示位置绕水平轴在竖直面内转动180°，光屏上亮度逐渐增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图甲可知，光线a的偏折程度比光线b大，说明水滴对a的折射率更大，因此a光的频率更高，波长更短，即a的波长小于b的波长，故A错误； B．图乙为泊松亮斑，是光照射到不透明的圆板上，在圆板阴影中心出现的亮斑，属于圆板衍射，而不是光通过圆形小孔形成的衍射图样，故B错误； C．图丙为劈尖干涉，相邻明（暗）条纹的间距公式为。当右侧薄片厚度越小，劈尖的夹角就越小，因此观察到的条纹间距越大，故C正确； D．图丁中起偏器和检偏器的偏振方向垂直，将检偏器转动180°的过程中，两者偏振方向会从垂直变为平行再变为垂直，光屏上的亮度应该是先逐渐增大再逐渐减小，故D错误。 故选C。 5. 一定质量的理想气体由状态a经ab、bc两个过程到达状态c，该过程中气体的压强p与热力学温度T的关系如图所示，图中ab延长线过原点，bc平行于T轴。下列说法正确的是（　　） A. a→b过程中气体向外界放出热量 B. b→c过程中气体向外界放出热量 C. a→b过程中气体与外界传递的热量大于气体内能变化的大小 D. b→c过程中气体与外界传递的热量大于气体内能变化的大小 【答案】D 【解析】 【详解】根据理想气体状态方程（常数），有： AC．对于过程，图像中对应的图线延长线过原点，说明压强与热力学温度 成正比，即为定值 由此可知气体的体积  保持不变，这是一个等容变化过程 此过程中，温度升高，气体内能增加 体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功 根据热力学第一定律 可知，即气体从外界吸收热量，且吸收的热量等于内能的增加量，故AC错误； BD．对于过程，图像中对应的图线为平行于横轴的直线，说明压强保持不变，这是一个等压膨胀过程 在此过程中，温度升高，气体内能增加 体积增大，气体对外界做功 根据热力学第一定律，可知 因为，所以，即气体从外界吸收的热量大于气体内能的增加量，故B错误，D正确。 故选D。 6. 一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路匀速行驶，突然驾驶员发现前方有障碍物并立即刹车，汽车随后做匀减速直线运动直到停止。以开始刹车瞬间为t=0时刻，汽车第2s内的位移为14m。忽略驾驶员的反应时间，则0~2s内与0~6s内汽车通过的位移之比为（　　） A. 16∶25 B. 24∶75 C. 3∶4 D. 2∶3 【答案】A 【解析】 【详解】设汽车匀减速的加速度大小为，第2s内的位移等于前2s位移减去前1s位移，由匀变速直线运动位移公式 可得 代入数据解得 汽车速度减为0的总时间 说明汽车5s后已静止，因此0~6s内的位移等于0~5s内的总位移。 0~2s内位移 0~6s内位移 则0~2s内与0~6s内汽车通过的位移之比为 故选A。 7. 某质点做简谐运动的振幅为A，周期为T，则该质点在时间内的最短路程为（　　） A. 0.5A B. A C. A D. 2A 【答案】B 【解析】 【详解】简谐运动的角频率 时间对应的相位差为 质点在最大位移处速度最小，相同时间内的路程最短的情况为运动过程关于最大位移处对称。设的中间时刻质点位于最大位移处，前质点从运动到，后从运动回到，根据位移公式 可得 因此总路程 其余初始位置对应的路程均大于，因此最短路程为。 故选B。 8. 如图所示，重力为G的小球由轻绳OA、OB悬挂于O点保持静止状态，OA水平，OB与水平方向夹角为53°。对小球施加大小始终为2G的拉力F，并使F由水平向右沿顺时针方向缓慢转至竖直向下，该过程中小球始终保持静止。已知sin53°=0.8，该过程中轻绳OA拉力的最大值为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】小球保持静止，受力平衡。设OA拉力为​，OB拉力为，拉力与水平向右方向夹角为（），如图所示 根据平衡条件，水平方向有 竖直方向有 联立可得 根据三角函数辅助角公式，的最大值为 因此的最大值为 且此时 可得 角度符合条件。因此​的最大值 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分。 9. 如图所示，水平地面上有一小车，车内固定有粗糙斜面，车顶通过轻弹簧竖直悬挂一小物块与斜面接触。当小车水平向右做匀速直线运动时，小物块和小车保持相对静止，则小物块可能的受力个数为（　　） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．当小车水平向右做匀速直线运动，小物块与小车保持相对静止，小物块处于平衡状态，所受合外力为零，若弹簧处于拉伸状态，且竖直向上的拉力大小刚好等于小物块的重力，此时斜面对小物块没有支持力，自然也没有静摩擦力，小物块只受重力和弹簧的拉力2个力作用，故A正确； B．若弹簧刚好处于原长状态，对小物块没有弹力作用，此时小物块静止在斜面上，必然受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力，共3个力作用而处于平衡状态，故B正确； C．若弹簧处于拉伸状态且拉力小于小物块的重力，或者弹簧处于压缩状态对小物块产生向下的推力，小物块对斜面均有挤压，斜面对小物块有支持力，为了在水平方向上平衡支持力的水平分力，斜面对小物块必然有静摩擦力，此时小物块受重力、弹簧的弹力、斜面的支持力和静摩擦力，共4个力作用，故C正确； D．由于小物块只与弹簧和斜面接触，最多只受重力、弹力、支持力和摩擦力4个力的作用，不可能受5个力，故D错误。 故选ABC。 10. 大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时发出频率不同的光子，照射图甲电路中的阴极K，记录电流表的示数I与电压表示数U，并做出它们之间的关系图像，其中遏止电压最大的图像如图乙所示。已知氢原子的能级结构示意图如图丙所示，下列说法正确的是（　　） A. 光电子的最大初动能 B. 制作阴极K的金属材料逸出功 C. 有3种不同频率的光子可使图甲电路中的阴极K发生光电效应 D. 向右移动图甲中滑动变阻器的触头可增大实验中的饱和电流 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙可知，遏止电压的最大值为，则光电子的最大初动能，故A错误； B．大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出光子的最大能量为 根据爱因斯坦光电效应方程有 解得制作阴极K的金属材料逸出功，故B正确； C．处于激发态的氢原子跃迁时发出的光子中，能量大于逸出功的光子可使图甲电路中的阴极K发生光电效应，这些光子分别为从跃迁到（）、从跃迁到（）、从跃迁到（）这3种，故C正确； D．饱和电流的大小只与入射光的强度有关，与加在两极间的电压大小无关，所以向右移动图甲中滑动变阻器的触头不能增大实验中的饱和电流，故D错误。 故选BC。 11. 甲、乙两质点沿x轴正方向运动，t=0时刻甲位于坐标原点，乙位于x=12m处，两者的v-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 乙停止时，甲位于乙的前方 B. 两质点相遇时刻一定大于4s C. 两质点可能相遇两次 D. 0~4s内，两者间距先增大后减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图像可知，甲做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度 0~4s内，甲的位移 乙在0~2s内做匀速运动，2~4s内做匀减速运动，其位移大小等于图线与时间轴包围的面积，即 乙停止时，甲的位置坐标为 乙的位置坐标为 因为，所以甲仍位于乙的后方，故A错误； B．在时甲还没有追上乙，由于此后乙停止运动处于静止状态，而甲继续向正方向加速运动，所以两质点必定会在4s之后的某时刻相遇，即相遇时刻一定大于4s，故B正确； C．根据图像可知，在时两图线相交，此时甲、乙速度相等，在此之后甲的速度始终大于乙的速度，所以甲追上乙并将其超越后，两者之间的距离会不断增大，不可能再次相遇，即两质点最多相遇一次，故C错误； D．在0~2.4s内，乙的速度大于甲的速度，且乙初始在甲的前方，两者间距逐渐增大；在2.4s~4s内，甲的速度大于乙的速度，两者间距逐渐减小，因此在0~4s内，两者间距先增大后减小，故D正确。 故选BD。 12. 一简谐横波沿x轴方向传播，图甲为t=1.0s时刻的波形图，图乙为波上某一质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为4m/s B. 若该波沿x轴正向传播，则图乙所示图像对应质点平衡位置的坐标可能为6+4n（m）（n=0、1、2、3……） C. 若图乙为平衡位置x=4m处质点的振动图像，t=1.25+2n（s）时该质点位于波谷（n=0、1、2、3……） D. 若图乙为平衡位置x=4m处质点的振动图像，t=1.25+2n（s）时该质点位于波峰（n=0、1、2、3……） 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图甲（波形图）可知，该简谐波的波长；由图乙（振动图像）可知，对应质点在时的位移为且向轴正方向振动，在时的位移为且向轴负方向振动，从到，质点的振动相位刚好经过了（即半个周期），对应时间 解得周期 则该波的波速，故A正确； B．若该波沿轴正向传播，由图乙可知，对应质点在时刻位移为且向下振动，在图甲的时刻波形中，位移为且向下振动（结合波沿传播，由“同侧法”或“上下坡法”可知该质点需处于波形的“上坡”段）的质点横坐标为、，即平衡位置坐标为，故B错误； CD．若图乙为平衡位置处质点的振动图像，由图乙可直接写出该质点的振动方程为 当时，代入方程可得其位移 此时该质点位于最大负向位移处，即波谷，故C正确，D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 实验小组利用光强分布传感器进行“用双缝干涉实验测量光的波长”实验，实验器材和装置如图甲所示，回答以下问题。 （1）实验时发现条纹间距太小，若要增大条纹间距，可以采取的操作是（　　） A. 增大激光光源和双缝之间的距离 B. 增大双缝和光强分布传感器之间的距离 C. 更换间距更小的双缝 D. 更换波长更短的光源 （2）某次实验中测得双缝距离d=0.25mm，双缝到光强分布传感器的距离L=0.40m，在计算机上获得的光强与干涉条纹位置图像如图乙所示。根据图中所标出的条纹m到条纹n的数据计算得出条纹间距=___________mm，根据以上数据可计算得出实验所用激光波长=___________m。（均保留2位有效数字） 【答案】（1）BC （2） ①. ## ②. ## 【解析】 【小问1详解】 根据双缝干涉条纹间距公式可知，若要增大相邻亮条纹的间距，可以采取的操作有：增大双缝到光强分布传感器（光屏）的距离、换用间距更小的双缝，或更换波长更长的光源。 故选BC。 【小问2详解】 由图乙中的光强分布图像可知，中央亮条纹（第级）对应的位置坐标为，条纹到条纹之间共有个条纹间距，根据图像读数可知，条纹的位置坐标，条纹的位置坐标，则条纹间距为 根据双缝干涉条纹间距公式 可计算得出实验所用激光的波长为 14. 某实验小组同学按照如图所示的装置设计了一个温度计：A为开口向下的玻璃瓶，B为一极细较长的透明玻璃管，玻璃管上端通过密封良好的橡皮塞与A相连，下端竖直插在大水槽中。改变装置所处的环境温度，管内外水面的高度差h会发生改变，将相应的温度标记在玻璃管上。该小组实验时环境大气压相当于10m水柱产生的压强且保持不变，回答以下问题。 （1）关于该温度计的制作原理，下列说法正确的是（　　） A. 环境温度改变时，水的温度随之改变，水的热胀冷缩导致液面高度改变 B. 环境温度改变时，液面升降导致玻璃瓶中气体压强的变化可以忽略不计，气体发生的是等压变化 C. 环境温度改变时，液面升降导致玻璃瓶中气体体积的变化可以忽略不计，气体发生的是等容变化 （2）该温度计玻璃管上方标记的温度值___________（选填“大于”、“小于”）下方的温度值； （3）若使该温度计可测量温度范围为，则所需要的玻璃管长度至少为___________m； （4）若使用该温度计测温时环境的大气压强降低，则测量的温度___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）环境实际的温度。 【答案】（1）C （2）小于 （3）1.25 （4）大于 【解析】 【小问1详解】 A．环境温度改变时，导致液面高度改变的主要原因是玻璃瓶中气体的热胀冷缩，水的体积变化可忽略不计，故A错误； B．环境温度改变时，管内水面高度差改变，根据可知气体压强也随之发生变化，并非等压变化，故B错误； C．由于题干强调“极细较长的透明玻璃管”，说明液面升降引起的气体体积变化相比于玻璃瓶的庞大容积而言极小，可以忽略不计，故气体近似发生等容变化，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 玻璃瓶内的气体做近似等容变化，当环境温度升高时，气体压强增大，由压强关系可知，管内外水面的高度差将减小，即管内液面下降，这说明温度越高，对应的水柱液面越低，因此玻璃管上方标记的温度值小于下方的温度值。 【小问3详解】 根据查理定律有 代入数据得 当末态液面最低时恰好不漏气即时，玻璃管的长度必须能够容纳测温范围内的最高液面有最小值，解得 【小问4详解】 该温度计表面的刻度是在标准环境大气压强下校准标注的，当实际测温时，如果环境的大气压强降低，在相同的实际温度下，瓶内气体的真实压强保持不变，根据平衡等式可知，管内液面高度差减小，又因为越小对应的刻度读数越高，所以此时测量的温度将大于环境实际的温度。 15. 如图甲所示，质量m=2kg的物体置于倾角的固定斜面上，用平行于斜面的推力F1=20N使物体沿斜面匀速向上滑动。已知重力加速度g=10m/s2，，物体与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）求物体与斜面之间的动摩擦因数； （2）若改用图乙所示的水平推力F2作用于物体上，使物体保持静止状态，求F2的取值范围。 【答案】（1）0.5 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律，沿斜面方向有 代值可得 【小问2详解】 当用水平推力F2作用于物体上，使物体保持静止状态时，假设摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律 代值解得 假设摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律有 解得 联立可得 16. 如图所示为一半圆柱形光学元件的半圆截面，该元件的折射率，截面半径为R。平行光束从半圆柱体的上表面入射，入射角为i，其中部分光束能够从元件的弧面射出，这部分光束分布在沿直径方向宽度为 d 的范围内，已知真空中光速为c。 （1）若，求从半圆截面最左端入射的光线在元件内传播所需的时间 t； （2）若，不考虑光线在元件内多次反射的情形，求d的大小范围。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光在元件中的传播速度为 根据光的折射定律有 解得 由于，故折射角，从半圆截面最左端入射的光线，入射点到圆心的距离为，根据几何关系，折射光线与竖直虚线的夹角为，因此其与水平直径的夹角为，该光线与半圆截面的水平直径和圆心构成等边三角形，故光线在元件内传播的距离为 传播所需的时间为 【小问2详解】 光在弧面上发生全反射的临界角满足 解得 设入射光线距离圆心为时，折射光线到达弧面上的入射角恰好等于临界角，根据几何关系可知，此时光线到圆心的垂直距离为，满足 解得能从弧面射出的光束临界位置为 由于，则有 即， 当时，即 可得 此时能够射出的光束沿直径方向的宽度为 解得 当时，即 由上述公式计算出的，由于半圆柱体上表面的最大宽度为，这说明此时所有从上表面入射的光线折射到弧面上都不会发生全反射。因此，能从弧面射出的光束宽度直接受限于元件的物理宽度，即 综上所述，的大小范围是。 17. 如图甲所示，开口向上的圆柱形导热汽缸静置于水平桌面上，底面积为S，容积为V，汽缸中有一光滑导热活塞，顶端放置一带有充气口的盖板，质量为活塞质量的6倍。活塞下方密闭一定量的理想气体I，体积为，上方与盖板之间密封有压强为p0的理想气体Ⅱ。打开充气口，向汽缸内缓慢充入压强为p0、体积为的理想气体后，气体I的体积变为。关闭阀门，缓慢升高环境温度，直到气体I体积重新变为。已知大气压强为p0，初始时刻环境温度为T0，重力加速度为g，活塞厚度不计。求 （1）活塞的质量m； （2）气体I的体积重新变为时环境温度T。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设活塞的横截面积为，初始状态，对活塞进行受力分析，有 解得 打开充气口，缓慢充入气体的过程中，环境温度保持不变，气体Ⅰ和气体Ⅱ均做等温变化，对气体Ⅰ，初态压强，体积；末态压强设为，体积，根据玻意耳定律有 解得 此时，对活塞进行受力分析，设上方气体Ⅱ的压强为，有 解得 对气体Ⅱ（包括充入的气体），初态可等效为压强、体积 末态压强，体积 根据玻意耳定律有 解得活塞的质量 【小问2详解】 气体I充气后体积，温度，压强 气体Ⅱ充气后体积，温度，压强 当缓慢升高环境温度时，两部分气体均膨胀，当盖板刚要被顶起时，气体Ⅱ的压强达到最大值，对盖板受力分析有 解得 假设当气体I的体积重新变为时，盖板已经被顶起，此时气体Ⅱ的压强保持为，对活塞受力分析，此时气体I的压强为 对气体I，根据理想气体状态方程有 解得 对气体Ⅱ，根据理想气体状态方程有 解得 由于 说明此时盖板确实已被顶起脱离汽缸顶端，假设成立，故环境温度为。 18. 如图甲所示，足够长的粗糙水平面上，水平轻弹簧左端固定，右端与质量为2m的小物块A相连，质量为m的小物块B紧靠A的右侧放置，A的下表面光滑，B的下表面粗糙，B与水平地面间的动摩擦因数为。对物块B施加外力使弹簧向左压缩距离d，然后由静止释放，刚释放时两物块间的弹力大小为，两物块恰好在O点分离。以O点为坐标原点，建立水平向右为正方向的一维坐标系。物块B在x≥0的区域内受到水平向右的外力F作用，F随x变化的图像如图乙所示。已知重力加速度为g，弹簧弹性势能（式中k0为弹簧的劲度系数，x0为弹簧的形变量），简谐运动的周期公式为（式中k为简谐运动的回复力系数，m为振子的质量）。物块A、B均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。求 （1）弹簧的劲度系数k0； （2）两物块分离前最大速度v的大小； （3）物块B停止运动瞬间，AB间的距离（结果用三角函数表示）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 刚释放时，设物块、的加速度大小为，对物块，根据牛顿第二定律有 已知此时两物块间的弹力 解得 对、整体，根据牛顿第二定律有 解得弹簧的劲度系数 【小问2详解】 从释放到两物块分离前，当整体加速度为零时速度最大，设此时弹簧的压缩量为由平衡条件有 解得 此过程中，对、整体由动能定理得 解得两物块分离前最大速度 【小问3详解】 两物块恰好在点分离，分离时弹簧处于原长，设分离时的速度为，由动能定理得 解得 物块在区域内受到水平向右的外力 受到的合外力为 令，则物块做平衡位置在处的简谐运动，其振动的角速度 物块振动的振幅满足 解得 物块的位移方程为 当时，且速度，故， 物块停止运动即速度首次为零，此时位移到达正向最大处 设此过程经历的时间为，则 解得 对于物块，分离后在弹力作用下也做简谐运动，其角速度 由此可知 分离后物块的位移方程为 其中 当物块停止时，物块的位置为 故此时、间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $