精品解析：湖南长沙市金海谷郡高级中学2025-2026学年高二下学期期末测试物理试题

2026年上学期高二期末测试 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 如图所示，开口向上的竖直玻璃管内用一段水银柱封闭着一定质量的理想气体。现将玻璃管保持开口竖直向上拿到室外，并停留较长一段时间，此为过程一；然后再把玻璃管缓慢转动至水平，此为过程二；接着再将玻璃管保持水平拿回室内，并停留较长一段时间，此为过程三；最后把玻璃管缓慢转动至竖直开口向上，水银柱回到初始位置，此为过程四。已知室外温度高于室内温度，室外大气压强等于室内大气压强，水银无漏出。关于此次操作，下列说法正确的是（　　） A. 过程四气体从外界吸热 B. 过程二气体分子密集程度减小 C. 过程二气体从外界吸收热量，使之完全变成功，而没产生其他影响 D. 气体经历上述四个过程回到原状态，气体对外界做的功为0 2. 某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示。一由红光、紫光组成的细束复色光从AB中点P垂直AB入射，依次经过CD、DE和EA的反射后，最后一束光从BC射出。已知红光照到CD上恰好发生全反射，光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（　　） A. 五棱镜对紫光的折射率为2 B. 紫光在CD上不会发生全反射 C. 紫光在DE上不会发生全反射 D. 红光从P点开始在五棱镜中传播到BC用时比紫光的短 3. 如图所示是研究光电效应的实验装置。大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子能量为12.09eV，用此光束照射到光电管电极K上。移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置。则（　　） A. 要使微安表的示数恰好为零，滑片P应由图示位置向b端移动 B. 不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，遏止电压是相同的 C. 电极K处金属的逸出功是7eV D. 从图示位置滑动滑片P，微安表的读数可能先增加后不变 4. 如图所示，在气垫导轨上安装有两个光电计时装置A、B，A、B间距离为L＝30cm，为了测量滑块的加速度，在滑块上安装了一个宽度为d＝1cm的遮光条，现让滑块以某一加速度通过A、B，记录遮光条通过A、B的时间分别为0.010s、0.005s，滑块从A到B所用时间为0.200s。则下列说法正确的是（　　） A. 滑块通过A的速度为1cm/s B. 滑块通过B的速度为2cm/s C. 滑块在A、B间运动的平均速度大小为3m/s D. 滑块在A、B间运动的加速度大小为5m/s2 5. 如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A和B的质量均为2m，C的质量是m，A、B间的动摩擦因数为μ，B、C间的动摩擦因数为，B和地面间的动摩擦因数为。设B足够长，A、C均不会从B上掉落，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是（ ） A. 当力F大于时，A、B、C三个物体互相不再相对静止 B. 当力F逐渐增大时，A、B之间先发生相对滑动 C. 当力F逐渐增大到时，B与A相对滑动 D. 无论力F为何值，B的加速度不会超过 6. 两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线的中垂线（在水平面内）上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2×10-5C、质量为1g的小物块从C点静止释放，其运动的v-t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线的切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（　　） A. 小物块带负电 B. A、B两点间的电势差UAB=500V C. 小物体由C点到A点电势能先减小再增大 D. B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=100V/m 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7. 一定质量的理想气体的压强p与温度T的关系图像如图所示。气体先经过等压变化由状态A变为状态B，再经过等容变化由状态B变为状态C，已知气体在状态C的体积为6L。下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态B的温度为300K B. 气体在状态B的温度为400K C. 气体在状态A的体积为4L D. 气体在状态A的体积为3L 8. 如图所示，红绿两束单色光，同时沿同一路径从面射入某长方体透明均匀介质，入射角为，折射光束在面发生全反射，反射光射向面，若逐渐增大，两束光在面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，下列说法正确的是（　　） A. 在面上，红光比绿光更靠近点 B. 在面上，出射光线与界面的夹角红光比绿光的小 C. 逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 D. 无论增大到多大，入射光一定不可能在面发生全反射 9. 某一平直的公路上甲、乙两辆小车分别在各自的平行车道上匀速行驶，甲在乙的前方。突然甲车发现前方出现事故，立马踩下刹车，记此刻为时刻，2s后乙车也开始刹车，两车的速度-时间图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 甲车的加速度大小为1m/s2 B. 在时甲乙一定相遇 C. 如果时甲乙相距15.5m，则甲乙在时相遇 D. 如果时甲乙间的距离小于28m，则甲乙在此过程中一定会相遇 10. 如图所示，连接在恒压电源两端的电容器的水平a，b极板中间开有一小孔（不影响极板电荷分布），闭合开关S，将一带电液滴（可视为点电荷）由b极板小孔的正上方的P点由静止释放，液滴恰好在到达a极板小孔处沿原路返回。已知带电液滴的比荷为k，a，b极板间的距离为d，P点到b极板的距离为h，重力加速度大小为g，两极板间的电场可视为匀强电场。若经过如下调整后，仍将液滴从P点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 仅将恒压电源的电压调整为，液滴将穿过a极板 B. 保持开关闭合，仅将b极板同下移动，液滴仍会在到达a极板小孔处沿原路返回 C. 断开开关，仅将a极板向下移动，液滴将穿过a极板 D. 断开开关，仅将b极板向上移动，液滴在距离b极板处沿原路返回 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 11. 小明同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由和两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径为两半圆屏的分界线，其中光屏可绕直径在水平方向前后折转。 (1)实验时，先让光屏、位于同一平面内，一束激光贴着光屏从空气斜射入水中，在光屏上______（选填“能”或“不能”）看到折射后的光束；小明将光屏向后折转一定角度后，则在光屏上______（选填“能”或“不能”）看到折射光线，这说明折射光线和入射光线______（选填“在”或“不在”）同一平面内； (2)小明探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如下表所示．由表中数据可知，光从水斜射入空气中时，折射角______（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角。 入射角 折射角 12. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）该实验采用的方法是_________；（填正确选项前的字母） A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 （2）实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而_________；（填“增大”、“减小”或“不变”） （3）若物体A的电荷量用表示，小球的电荷量用表示，质量用表示，物体与小球间的距离用表示，静电力常量为，重力加速度为，可认为物体A与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正切值为________。 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像，气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态，然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态到过程中外界对气体做功为．已知和．求： （1）的表达式； （2）的表达式； （3）到过程，气泡内气体的内能变化了多少？ 14. 如图所示，物块A的质量，一根轻绳跨过物块上方的定滑轮，一端与物块相连，另一端与质量为的小环B相连，小环B穿在竖直固定的均匀细杆上。将小环B置于杆的点时，物块A、小环B均处于静止状态，此时连接小环B的轻绳与水平面的夹角。当小环B在杆上的点时，小环B和定滑轮之间的轻绳处于水平。定滑轮到杆的水平距离为，不计一切摩擦和定滑轮的大小，现将小环B由P点静止释放，P、关于点对称。重力加速度取 求： （1）小环B的质量 （2）小环B运动到点时速度的大小。 （3）题中小环B从点运动到点过程中，轻绳对小环B做的功是多少根据题给条件能否求出小环B下降到最低点时到点的高度只要求分析，不需要求解 15. 研究小组设计了一种通过观察粒子在荧光屏上打出的亮点位置来测量粒子速度大小的装置，如题图所示，水平放置的荧光屏上方有沿竖直方向强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。O、N、M均为荧光屏上的点，且在纸面内的同一直线上。发射管K（不计长度）位于O点正上方，仅可沿管的方向发射粒子，一端发射带正电粒子，另一端发射带负电粒子，同时发射的正、负粒子速度大小相同，方向相反，比荷均为。已知，，不计粒子所受重力及粒子间相互作用。 （1）若K水平发射的粒子在O点产生光点，求粒子的速度大小。 （2）若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，求粒子的速度大小。 （3）要使（2）问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点，可在粒子发射t时间后关闭磁场，忽略磁场变化的影响，求t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年上学期高二期末测试 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 如图所示，开口向上的竖直玻璃管内用一段水银柱封闭着一定质量的理想气体。现将玻璃管保持开口竖直向上拿到室外，并停留较长一段时间，此为过程一；然后再把玻璃管缓慢转动至水平，此为过程二；接着再将玻璃管保持水平拿回室内，并停留较长一段时间，此为过程三；最后把玻璃管缓慢转动至竖直开口向上，水银柱回到初始位置，此为过程四。已知室外温度高于室内温度，室外大气压强等于室内大气压强，水银无漏出。关于此次操作，下列说法正确的是（　　） A. 过程四气体从外界吸热 B. 过程二气体分子密集程度减小 C. 过程二气体从外界吸收热量，使之完全变成功，而没产生其他影响 D. 气体经历上述四个过程回到原状态，气体对外界做的功为0 【答案】B 【解析】 【详解】A．过程四气体温度不变，压强增大，体积减小，气体内能不变，外界对气体做功，由热力学第一定律，可知气体对外放热，故A错误； B．过程二气体温度不变，压强减小，体积增大，分子密集程度减小，故B正确； C．根据热力学第二定律内容可知，过程二气体从外界吸收热量，使之完全变成功，而没产生其他影响是不可能发生的，故C错误； D．气体经历题中所述的四个过程回到原状态，气体对外界做功不为0，故D错误。 故选B。 2. 某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示。一由红光、紫光组成的细束复色光从AB中点P垂直AB入射，依次经过CD、DE和EA的反射后，最后一束光从BC射出。已知红光照到CD上恰好发生全反射，光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（　　） A. 五棱镜对紫光的折射率为2 B. 紫光在CD上不会发生全反射 C. 紫光在DE上不会发生全反射 D. 红光从P点开始在五棱镜中传播到BC用时比紫光的短 【答案】D 【解析】 【详解】A．设五棱镜对红光的折射率为，作出光路图，如图所示 红光照到CD上时恰好发生全反射，由几何关系可知 由于五棱镜对紫光的折射率大于五棱镜对红光的折射率，所以五棱镜对紫光的折射率大于2，故A错误； BC．由光路图可知，复色光经CD、DE和EA时的入射角分别为、、，故都会发生全反射，故BC错误； D．红光、紫光在五棱镜中传播的路程x相等，在五棱镜中传播的时间 由于五棱镜对红光的折射率小于五棱镜对紫光的折射率，所以红光从P点开始在五棱镜中传播到BC用时比紫光的短，故D正确。 故选D。 3. 如图所示是研究光电效应的实验装置。大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子能量为12.09eV，用此光束照射到光电管电极K上。移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置。则（　　） A. 要使微安表的示数恰好为零，滑片P应由图示位置向b端移动 B. 不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，遏止电压是相同的 C. 电极K处金属的逸出功是7eV D. 从图示位置滑动滑片P，微安表的读数可能先增加后不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．要使微安表的示数恰好为零，光电管应接入反向电压，即K板电势高于A板电势，则滑片P应由图示位置向a端移动，故A错误； B．根据 可知不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，遏止电压是不同的，故B错误； C．用光子能量为12.09eV照射到光电管电极K上，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零，可知遏止电压为7V，根据 可得逸出功为 故C错误； D．图示电压趋近于零，未能达到饱和电流，若从图示位置向b端滑动滑片P，正向电压增大，则微安表的读数会先增加后不变，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，在气垫导轨上安装有两个光电计时装置A、B，A、B间距离为L＝30cm，为了测量滑块的加速度，在滑块上安装了一个宽度为d＝1cm的遮光条，现让滑块以某一加速度通过A、B，记录遮光条通过A、B的时间分别为0.010s、0.005s，滑块从A到B所用时间为0.200s。则下列说法正确的是（　　） A. 滑块通过A的速度为1cm/s B. 滑块通过B的速度为2cm/s C. 滑块在A、B间运动的平均速度大小为3m/s D. 滑块在A、B间运动的加速度大小为5m/s2 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块通过A的速度为，故A错误； B．滑块通过B的速度为，故B错误； C．滑块在A、B间的平均速度为，故C错误； D．滑块在A、B间运动的加速度大小为，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A和B的质量均为2m，C的质量是m，A、B间的动摩擦因数为μ，B、C间的动摩擦因数为，B和地面间的动摩擦因数为。设B足够长，A、C均不会从B上掉落，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是（ ） A. 当力F大于时，A、B、C三个物体互相不再相对静止 B. 当力F逐渐增大时，A、B之间先发生相对滑动 C. 当力F逐渐增大到时，B与A相对滑动 D. 无论力F为何值，B的加速度不会超过 【答案】D 【解析】 【详解】AB．物体A、B间的最大静摩擦力为 B、C间的最大静摩擦力为 B与地面的最大静摩擦力为 当时，A、B、C都静止不动。当时若A、B、C三个物体始终相对静止，则三者一起向右加速，对整体，根据牛顿第二定律得 假设C恰好与B相对不滑动，对C，由牛顿第二定律得 解得， 设此时A与B间的摩擦力为f，对A，由牛顿第二定律得 解得 表明C达到临界时A还没有到达临界值，则当力F逐渐增大时，B、C之间先发生打滑现象，要使三者始终相对静止，则F不能超过。 故AB错误； C．物体A相对B滑动时，C早已相对B发生相对滑动，对AB整体，由牛顿第二定律得 对A，由牛顿第二定律得 解得 故当拉力大于时，A相对B滑动，故C错误； D．当F较大时，A与C会相对B滑动，B的加速度达到最大，当A与B相对滑动时，C早已相对B发生相对滑动，则B受到A的摩擦力向前，B受到C的摩擦力向后，B受到地面的摩擦力向后，对B，由牛顿第二定律得 解得，故D正确。 故选D。 6. 两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线的中垂线（在水平面内）上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2×10-5C、质量为1g的小物块从C点静止释放，其运动的v-t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线的切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（　　） A. 小物块带负电 B. A、B两点间的电势差UAB=500V C. 小物体由C点到A点电势能先减小再增大 D. B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=100V/m 【答案】D 【解析】 【详解】A．小物块受到向外的力，带正电，选项A错误； B．根据动能定理得 选项B错误； C．由图知，由到的过程中，物块的速度不断增大，动能不断增大，根据能量守恒知，物块的电势能不断减小，故C错误； D．图象的斜率等于加速度，点处为整条图线切线斜率最大的位置，说明为中垂线上加速度最大的点，由图可知切线的斜率为，根据牛顿第二定律得 所以B为中垂线上电场强度最大的点，故D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7. 一定质量的理想气体的压强p与温度T的关系图像如图所示。气体先经过等压变化由状态A变为状态B，再经过等容变化由状态B变为状态C，已知气体在状态C的体积为6L。下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态B的温度为300K B. 气体在状态B的温度为400K C. 气体在状态A的体积为4L D. 气体在状态A的体积为3L 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．气体由状态B变为状态C，气体的体积不变，则有 可得气体在状态B的温度为 故A正确，B错误； CD．气体由状态A变为状态B，气体的压强不变，则有 可得气体在状态A的体积为 故C正确，D错误。 故选AC。 8. 如图所示，红绿两束单色光，同时沿同一路径从面射入某长方体透明均匀介质，入射角为，折射光束在面发生全反射，反射光射向面，若逐渐增大，两束光在面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，下列说法正确的是（　　） A. 在面上，红光比绿光更靠近点 B. 在面上，出射光线与界面的夹角红光比绿光的小 C. 逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 D. 无论增大到多大，入射光一定不可能在面发生全反射 【答案】CD 【解析】 【详解】A．红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在面，入射角相同，根据折射定律 可知绿光在PQ面的折射角较小，结合图示，根据几何关系可知绿光比红光更靠近N点，故A错误； B．在面上，根据对称性和光路可逆原理可知，出射光线与法线间的夹角均为，故出射光线与界面的夹角相等，故B错误； C．根据全反射临界角与折射率的关系有 由于红光的折射率小于绿光的折射率，可知红光发生全反射的临界角较大，逐渐增大时，折射光线与面的交点右移过程中，在面的入射角先小于红光发生全反射的临界角，所以红光的全反射现象先消失，故C正确； D．在面，光是从光疏介质到光密介质，无论多大，在面都不可能发生全反射，故D正确。 故选CD。 9. 某一平直的公路上甲、乙两辆小车分别在各自的平行车道上匀速行驶，甲在乙的前方。突然甲车发现前方出现事故，立马踩下刹车，记此刻为时刻，2s后乙车也开始刹车，两车的速度-时间图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 甲车的加速度大小为1m/s2 B. 在时甲乙一定相遇 C. 如果时甲乙相距15.5m，则甲乙在时相遇 D. 如果时甲乙间的距离小于28m，则甲乙在此过程中一定会相遇 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．速度-时间图像的斜率表示加速度，可知甲车的加速度大小为，故A正确； B．由于不知道开始甲乙的距离，故不知道8秒时刻是否相遇，在时甲乙速度相等，故B错误； C．甲车的加速度大小为 乙车秒的加速度大小为 乙车3秒内的位移为 甲车3秒内的位移为 若甲乙在相遇，时刻，甲乙相距，故C正确； D．两车速度相等时有 解得 此时两车的速度大小为 此时乙比甲多运动的距离为 故甲乙时刻的距离小于28米，则甲乙此过程中一定会相遇，故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，连接在恒压电源两端的电容器的水平a，b极板中间开有一小孔（不影响极板电荷分布），闭合开关S，将一带电液滴（可视为点电荷）由b极板小孔的正上方的P点由静止释放，液滴恰好在到达a极板小孔处沿原路返回。已知带电液滴的比荷为k，a，b极板间的距离为d，P点到b极板的距离为h，重力加速度大小为g，两极板间的电场可视为匀强电场。若经过如下调整后，仍将液滴从P点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 仅将恒压电源的电压调整为，液滴将穿过a极板 B. 保持开关闭合，仅将b极板同下移动，液滴仍会在到达a极板小孔处沿原路返回 C. 断开开关，仅将a极板向下移动，液滴将穿过a极板 D. 断开开关，仅将b极板向上移动，液滴在距离b极板处沿原路返回 【答案】BD 【解析】 【详解】A．液滴由b极板小孔的正上方的P点由静止释放，到达a极板小孔处沿原路返回，设此时电容器两板间的电压为U，由题意可知，从P点到a极板小孔处，液滴的重力做正功，电场力做负功，由动能定理可得 解得 可知仅将恒压电源的电压调整为，液滴不能穿过a极板，A错误； B．保持开关闭合，仅将b极板向下移动，由动能定理可得 整理可得 可知 解得 可知液滴仍会在到达a极板小孔处沿原路返回，B正确； C．断开开关，仅将a极板向下移动，由平行板电容器电容的决定式，可知电容C减小，可有，由电容的定义式，可知电荷量Q不变，电容C减小，电压U增大，可有，若液滴能从P点到a极板小孔处，由动能定理可得 由于 可知 可知液滴不会到达a极板小孔处，C错误； D．断开开关，电容器所带的电荷量不变，仅将b极板向上移动，由推论可知，电容器板间的电场强度不变，为 假设仅将b极板向上移动，液滴在距离b极板处沿原路返回成立，由动能定理可得 可得 假设成立，因此断开开关，仅将b极板向上移动，液滴在距离b极板处沿原路返回，D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 11. 小明同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由和两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径为两半圆屏的分界线，其中光屏可绕直径在水平方向前后折转。 (1)实验时，先让光屏、位于同一平面内，一束激光贴着光屏从空气斜射入水中，在光屏上______（选填“能”或“不能”）看到折射后的光束；小明将光屏向后折转一定角度后，则在光屏上______（选填“能”或“不能”）看到折射光线，这说明折射光线和入射光线______（选填“在”或“不在”）同一平面内； (2)小明探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如下表所示．由表中数据可知，光从水斜射入空气中时，折射角______（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角。 入射角 折射角 【答案】 ①. 能 ②. 不能 ③. 在 ④. 大于 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2][3]先让光屏、位于同一平面内，一束激光贴着光屏从空气斜射入水中，在光屏上能看到折射后的光束；当板向后折转一定的角度后，则呈现折射光线的板和呈现入射光线的板不在同一平面内，所以在板上不能看到折射光线；这说明折射光线和入射光线在同一平面内； (2)[4]分析表格数据可知，光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，且入射角增大时，折射角也增大。 12. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）该实验采用的方法是_________；（填正确选项前的字母） A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 （2）实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而_________；（填“增大”、“减小”或“不变”） （3）若物体A的电荷量用表示，小球的电荷量用表示，质量用表示，物体与小球间的距离用表示，静电力常量为，重力加速度为，可认为物体A与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正切值为________。 【答案】（1）B （2）减小 （3） 【解析】 【小问1详解】 此实验中比较小球在不同位置所受静电力的大小，再使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小，故该实验采用的方法是控制变量法，故选B。 【小问2详解】 本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力的大小，由图可知，电荷量一定时，距离越大，细线偏离竖直方向的角度越小，电荷之间的静电力越小，故电荷之间的静电力随着距离的增大而减小。 【小问3详解】 小球受到重力、绳子的拉力以及库仑力的作用，其中物体A与小球之间的库仑力 如图所示 由平衡条件可得 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像，气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态，然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态到过程中外界对气体做功为．已知和．求： （1）的表达式； （2）的表达式； （3）到过程，气泡内气体的内能变化了多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题可知，根据玻意耳定律可得 解得 （2）根据理想气体状态方程可知 解得 （3）根据热力学第一定律可知 其中，故气体内能增加 14. 如图所示，物块A的质量，一根轻绳跨过物块上方的定滑轮，一端与物块相连，另一端与质量为的小环B相连，小环B穿在竖直固定的均匀细杆上。将小环B置于杆的点时，物块A、小环B均处于静止状态，此时连接小环B的轻绳与水平面的夹角。当小环B在杆上的点时，小环B和定滑轮之间的轻绳处于水平。定滑轮到杆的水平距离为，不计一切摩擦和定滑轮的大小，现将小环B由P点静止释放，P、关于点对称。重力加速度取 求： （1）小环B的质量 （2）小环B运动到点时速度的大小。 （3）题中小环B从点运动到点过程中，轻绳对小环B做的功是多少根据题给条件能否求出小环B下降到最低点时到点的高度只要求分析，不需要求解 【答案】（1） （2） （3），对小环B从点到最低点的过程，由机械能守恒定律得 ，因为式子中只有一个未知数，因此可以求出小环下落的最低点到点的高度 【解析】 【小问1详解】 小环B静止在点时，轻绳的拉力 对小环B进行受力分析，由正交分解可得 小环B的质量 。 【小问2详解】 小环B从点运动到点，物体A的位置不变，根据机械能守恒定律有 小环B运动到点时，小环B与物体A的速度关系为 P、两点之间的高度 则小环运动到点的速度大小 【小问3详解】 小环B从点运动到点，物块A下降的高度 小环B下降高度 小环B下降到点时，物块A的速度为零，由机械能守恒定律得 对小环B，由动能定理得 解得 对小环B从点到最低点的过程，由机械能守恒定律得 ，因为式子中只有一个未知数，因此可以求出小环下落的最低点到点的高度。 15. 研究小组设计了一种通过观察粒子在荧光屏上打出的亮点位置来测量粒子速度大小的装置，如题图所示，水平放置的荧光屏上方有沿竖直方向强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。O、N、M均为荧光屏上的点，且在纸面内的同一直线上。发射管K（不计长度）位于O点正上方，仅可沿管的方向发射粒子，一端发射带正电粒子，另一端发射带负电粒子，同时发射的正、负粒子速度大小相同，方向相反，比荷均为。已知，，不计粒子所受重力及粒子间相互作用。 （1）若K水平发射的粒子在O点产生光点，求粒子的速度大小。 （2）若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，求粒子的速度大小。 （3）要使（2）问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点，可在粒子发射t时间后关闭磁场，忽略磁场变化的影响，求t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意粒子水平发射后做匀速圆周运动，要在O点产生光点，其运动半径 运动过程中由洛伦兹力提供向心力有 联立解得 【小问2详解】 若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，则两端粒子的轨迹正好构成一个完整的圆，且在N点相切，如图 由于K从水平方向逆时针旋转60°，则，根据和和关系可知此时粒子做匀速圆周运动的半径为 根据洛伦兹力提供向心力可知 解得 【小问3详解】 由题意带正电粒子恰好在M点产生光点，则关闭磁场时粒子速度恰好指向M，过M点做正电粒子轨迹的切线，切点为P，如图 根据前面解析可知，所以 由于，且 根据几何关系可知，而 所以 粒子在磁场中运动的周期，对应的圆心角 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $