北京市陈经纶中学2025-2026学年高二下学期期末物理试卷

**基本信息** 立足高二物理核心内容，融合光刻机、吸盘挂钩等科技与生活情境，通过基础概念辨析、实验探究及综合问题设计，考查物理观念、科学思维与探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|12/36|光的折射、康普顿效应、布朗运动、波的传播等|第12题结合光刻机技术，用瑞利判据分析分辨率，体现科技前沿| |实验题|2/18|单摆测重力加速度、油膜法估测分子直径、气体实验定律|第14题设计误差分析选项，考查科学探究中的证据评估| |简答题|1/9|交变电流产生及计算|从瞬时值表达式到热量、电荷量计算，层次递进| |计算题|3/31|光导纤维全反射、分子力模拟、圆周运动与电磁感应综合|第18题关联圆周运动、简谐运动与交变电流，体现运动规律内在联系|

2025-2026学年北京市陈经纶中学高二（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共12小题，共36分。 1.如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是(    ) A. 光束b的频率小于光束c的频率 B. 玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率 C. 在真空中光束b的波长大于光束c的波长 D. 在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度 2.康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，有波长与入射波长不同的成分，这个现象称为康普顿效应。康普顿用光子与静止或低速电子的弹性碰撞模型成功解释了这种效应，我国物理学家吴有训进一步证实了该效应的普遍性。在康普顿效应中，散射后的光子跟入射光子相比(    ) A. 能量增大 B. 波长增大 C. 速率增大 D. 动量增大 3.把墨汁用水稀释后取一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮在水中的小炭粒的无规则运动，追踪3个小炭粒的运动，每隔30s把炭粒位置记录下来，然后用直线把这些位置按时间顺序连接，如图所示。以下说法正确的是(    ) A. 图中折线为小炭粒运动的轨迹 B. 小炭粒的颗粒越大，其无规则运动越剧烈 C. 小炭粒的运动是无规则的，说明炭分子的运动是无规则的 D. 小炭粒的运动是无规则的，说明水分子的运动是无规则的 4.一种超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示，图乙、图丙是其工作原理示意图。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上如图乙，然后把锁扣扳下如图丙，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上，若吸盘内气体可视为理想气体，且温度始终保持不变。则在把锁扣扳下的过程中(    ) A. 吸盘内气体要吸收热量 B. 吸盘内气体的密度增大 C. 吸盘内气体内能增大 D. 吸盘内气体压强增大 5.一列横波沿x轴传播，甲图为这列横波在时刻的波形图，乙图是波上某一质点P的振动图线。由此可以判断该波的传播速度和传播方向是(    ) A. ，沿x轴正方向传播 B. ，沿x轴负方向传播 C. ，沿x轴正方向传播 D. ，沿x轴负方向传播 6.如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状是半个波长的正弦曲线，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。则(    ) A. 此时质点b向左运动 B. 相遇过程中c点振动速度始终为0 C. 此后质点a、b振动速度相同 D. 此后质点a比b先停止振动 7.A、B是两个完全相同的电热器，A通以甲图所示的方波交变电流，B通以乙图所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比：等于(    ) A. 5：4 B. 5：2 C. D. 2：1 8.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 9.如图所示，将两块相同的平板玻璃叠放在水平桌面上，在右端夹入两张纸片，形成楔形空气薄膜。用一单色光垂直照射玻璃上表面，从上往下观察，可以看到明暗相间的平行干涉条纹。若保持入射光不变，抽去其中一张纸片，则干涉条纹的间距将(    ) A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变小后变大 10.如图所示，一定质量的理想气体可经2个不同的过程从状态A变化到状态C，其中BC和AD为两条等温线，AB和DC为两条绝热线。则(    ) A. ABC和ADC过程，外界对气体做功相同 B. ABC和ADC过程，气体放出的热量相同 C. AB和DC过程，外界对气体做功相同 D. 在状态A时和在状态C时，气体分子热运动的平均动能相同 11.如图甲所示，粗细均匀的一根木棒，下端绕几圈铁丝，竖直浮在河面上。木棒在重力和浮力作用下，沿竖直方向做简谐运动，并在水平方向上随河水做匀速直线运动。浮力F随水平位移x的变化如图乙所示。已知河水密度为，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是(    ) A. 和时，木棒的速度相同 B. 和时，木棒的加速度相同 C. 木棒做简谐运动的振幅为 D. 木棒做简谐运动的振幅为 12.光刻机是一种将目标结构图样印刷到硅片等基底上的机器，其机理类似照片冲印过程。如图甲所示，在诸如硅片的基底表面覆盖一层具有高度光敏感性的光刻胶，再用紫外光按波长由长到短分为紫外光、深紫外光和极紫外光透过包含目标图案信息的掩膜版照射在基底表面，被光线照射到的光刻胶会发生反应，显影后留下影像。分辨率是光刻机能够清晰成像的最小特征尺寸线宽或间距，是芯片制造的核心指标。根据瑞利判据，光刻分辨率，其中k为工艺系数，为光源波长，数值孔径。浸没式光刻技术通过在光刻胶和投影物镜之间填充液体提升分辨性能。传统光刻与浸没式光刻的对比如图乙所示，浸没液体的折射率为n。以下判断正确的是(    ) A. 紫外光进入液体后波长变短，光子能量变大 B. 分辨率R数值越大，光刻机分辨性能越好 C. 浸没液体的折射率n越大，光刻机分辨性能越差 D. 同等条件下，极紫外光刻机的分辨性能更好 二、实验题：本大题共2小题，共18分。 13.用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示 组装单摆时，应该选用______。用器材前的字母表示 A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径约为2cm的塑料球 D. 直径约为2cm的钢球 实验中用游标卡尺测量金属球的直径，测量结果如图2所示，读出小球直径        cm； 实验中测得摆线长为l、小球直径为d、记录摆球做n次全振动的时间为t，可以测得重力加速度        用l、d、n、t表示 14. 在做“用油膜法估测油酸分子直径”的实验时，某同学的操作步骤如下： A.取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液； B.在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积； C.在浅盘内盛一定量的水，将爽身粉均匀撒在水面上，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开并稳定； D.在浅盘上覆盖透明玻璃，用彩笔在玻璃上描出油膜的轮廓，用透明坐标纸测量油膜的面积。 上述步骤中有错误的一项是        填写实验步骤前的字母序号。 已知油酸酒精溶液的体积比浓度为，用注射器吸取1mL油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入量筒，总共可以滴100滴，则每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为        mL。 在该实验中，若测出的油酸分子直径结果偏小，则可能的原因是        。 A.将油酸酒精溶液的体积直接当纯油酸体积计算 B.油酸酒精溶液配制后放置的时间较长，酒精挥发较多 C.计算油膜面积时，将不足半格的方格也计为一格 D.求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少数了5滴 “探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验中，实验装置如图甲所示。 关于该实验的操作过程，下列说法正确的是        A.为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B.向下压或向上拉柱塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 C.向下压或向上拉柱塞时，应用手握住注射器 D.注射器旁的刻度可以不标注单位 某同学多次缓慢推动柱塞，注射器内空气体积逐渐减小，根据测量结果描绘出的图像如图乙中虚线所示，图中实线为双曲线的一支，a为实线与虚线的交点，b为虚线上的一点。虚线与等温变化不吻合，若是由温度改变引起的，则可以判断        选填“>”“<”。 如橡胶套内的气体不可忽略，移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压力表读数p，绘出的图像可能为        三、简答题：本大题共1小题，共9分。 15.如图所示，某小型交流发电机内的矩形金属线圈ABCD的面积，匝数，线圈的总电阻，线圈所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小。线圈通过滑环和电刷与阻值的定值电阻连接。现使线圈绕轴匀速转动，角速度为。 从中性面开始计时，写出线圈中电流瞬时值的表达式； 求线圈转动过程中电阻R上产生的热量Q； 求线圈从中性面位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量q。 四、计算题：本大题共3小题，共31分。 16.如图为生活中所用的光导纤维示意图，总长。内芯用折射率为的材料制成。一细束激光由输入端的中心点以的入射角从空气射入光导纤维内，经过一系列全反射后从输出端射出。空气中的光速可近似为，求： 该激光在光导纤维中的速度大小v 该激光由光导纤维输入端射入时的折射角大小 该激光在光导纤维中传输所经历的时间t 17.在学习分子力和分子势能的过程中，教师用仿真软件对分子在分子力作用下的运动规律进行模拟。两个质量均为m的小球A和可视为质点且不计重力可以在x轴上运动。给两小球设置不同的约束条件和初始条件，可模拟不同情形下两小球在“分子力”作用下的运动情况。 如图甲所示，若小球A锁定在处，二者间作用力F随两小球间距离即小球B的坐标的变化规律与分子间作用力的变化规律相似关系如图乙所示，图中F为“正”表示作用力为斥力，F为“负”表示作用力为引力，图中的和为已知 将小球A锁定在处，小球B在处由静止释放，则小球B会在“分子力”作用下沿坐标轴方向向小球A运动。 请定性描述小球B的运动情况；并结合图线估算两小球的最小距离； 规定分子间距为时分子势能为零，请定性画出“分子势能”与两小球间距x的关系图线；若某固体由大量这种“分子”组成，将分子平均动能简化成小球B在运动过程中的最大动能，请结合绘制的图线分析温度升高时固体体积膨胀的原因 若小球A不锁定，将小球A和B的初始位置分别设置在坐标和处，两小球同时开始运动，小球A的初速度为零，小球B的初速度，沿x轴正方向。求由初始状态至两小球相距最远的过程中，“分子力”对两小球所做的总功W 18.通过以下装置可以探究匀速圆周运动、简谐运动及正弦式交变电流的内在联系。 如图甲所示，一个水平放置的固定圆盘绕竖直轴O以恒定角速度匀速转动，固定在圆盘边缘上的小圆柱带动绝缘T形支架沿x轴运动。T形支架与一长为L的金属杆ab连接，金属杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。磁场方向竖直向下，与金属杆ab垂直。金属杆ab、阻值为R的电阻与光滑金属轨道构成闭合回路。除电阻R外，其他电阻忽略不计。圆盘半径为r，其中心位于处，时刻小圆柱和圆盘中心的连线与y轴负方向的夹角为。 求小圆柱和金属杆ab运动的周期、 推导金属杆ab的速度v与时间t的关系式，并在图乙坐标系中画出图像。作图时，取，至少画出一个周期，并标出关键位置的坐标 当金属杆ab运动时 求电阻R的电功率P； 圆盘转动任意半周的过程中，安培力对金属杆的冲量大小为，求的最大值 答案和解析 1.【答案】B  【解析】解：从光路图中能够观察到，光束b的折射角小于光束c的折射角，两束光入射角相等，根据折射定律可知玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率，故B正确。 已经推出玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率，光的频率与介质的折射率正相关，所以光束b的频率大于光束c的频率；根据可知在真空中光束b的波长小于光束c的波长；根据可知在玻璃砖中光束b的传播速度小于光束c的传播速度，故ACD错误。 故选：B。 根据光路图判断两束光入射角相同、b光折射角更小，结合折射定律推出玻璃砖对b光折射率更大；由折射率与光频率的对应关系，得出b光频率更高，分别利用真空波长公式、介质光速公式，推出b光真空波长更短、在玻璃中传播速度更小。 本题考查光的折射定律，折射率与光的频率、真空波长、介质中传播速度的关联规律，对比两种单色光通过同一介质时各光学物理量的大小关系。 2.【答案】B  【解析】解：A、碰撞过程光子损失部分能量，散射光子能量减小，故A错误； B、光子能量减小，由可知波长增大，故B正确； C、光子始终在真空中运动，速率恒等于光速c，速率不变，故C错误； D、波长增大，根据，光子动量减小，故D错误。 故选：B。 光子与静止电子发生弹性碰撞，光子将一部分能量传递给电子；光子能量；光子在真空中传播速度恒为光速c；光子动量。 本题考查康普顿效应，明确光子与电子弹性碰撞时能量、动量发生转移，牢记光子速度恒为光速，熟练掌握光子能量、动量与波长的关系式。 3.【答案】D  【解析】解：图中的折线是每隔30s记录的小炭粒位置的连线，在30s的时间间隔内，小炭粒做的是复杂的无规则运动，折线不是小炭粒运动的轨迹，故A错误； B.小炭粒的颗粒越小，表面积越小，同一时刻撞击颗粒的水分子数越少，撞击作用的不平衡性越明显，布朗运动越剧烈，故B错误； 小炭粒是由大量炭分子组成的固体微粒，小炭粒的运动是布朗运动，不是炭分子的热运动，小炭粒的无规则运动间接反映了水分子运动的无规则性，故C错误，D正确。 故选：D。 根据碳粒子的无规则运动特点分析解答；根据布朗运动的决定因素分析解答；根据布朗运动的结论分析判断。 考查布朗运动的相关问题，理解布朗运动的特点和得出的结论，属于基础题。 4.【答案】A  【解析】解：A、扳下锁扣的过程中，吸盘内封闭气体质量不变，体积增大，温度保持不变。理想气体的内能仅由温度决定，温度不变，因此内能变化 气体体积增大，气体对外做功 根据热力学第一定律，可得，因此吸盘内气体吸收热量，故A正确； C、理想气体内能只与温度有关，温度不变，因此内能不变，故C错误； B、气体质量不变，体积增大，由密度公式可知，气体密度减小，故B错误； D、根据玻意耳定律，等温过程满足，体积V增大，因此气体压强减小，故D错误。 故选：A。 扳下锁扣过程吸盘内部封闭气体体积变大，气体质量不变，密度减小；温度不变，理想气体内能不变，依据玻意耳定律可知气体压强减小；气体膨胀对外做功，结合热力学第一定律，判断气体吸放热情况。 本题依托吸盘挂钩生活化情景，考查等温变化、理想气体内能特点与热力学第一定律，情景新颖，需要准确识别封闭气体体积变化，容易出现压强变化方向判断错误，能够检验学生把生活模型转化为热学模型的能力。 5.【答案】C  【解析】解：由甲图可得到波长为，由乙图可得到周期为，联立可得到波速； 根据乙图，可得到P在时沿y轴正方向振动，由同侧法结合甲图，可得到波沿x轴正方向传播，故ABD错误，C正确。 故选：C。 由甲图可得到波长，由乙图可得到周期，联立可得到波速；根据乙图，可得到P在时的振动方向，结合甲图，可得到波的传播方向。 本题考查机械波的相关计算，注意波形图不一定是0时刻的波形图，需结合题意分析。 6.【答案】B  【解析】解：由图看出，两列波的波峰与波谷叠加，两波的振幅相等，位移的矢量和为零，所以如图乙所示的时刻两列波“消失“；由质点带动法判断可知，向右传播的波单独引起a质点的振动方向向下，向左传播的波单独引起a质点的振动方向向下，根据叠加原理可知，此时a质点的振动方向是向下的，同理可知b质点的振动方向是向上的，故A错误； B.相遇过程中，两列波引起的c点的振动方向是一直相反的，且引起的位移大小是一直相等的，所以c点的位移一直为0，则相遇过程中c点振动速度始终为0，故B正确； C.根据以上分析可知，a、b振动速度大小相同，方向不同，故C错误； D.因为两列波的波长相等，波速相同，根据可知周期相等，所以此后质点a、b振动时间相同，两质点是同时停止振动的，故D错误。 故选：B。 根据质点带动法判断；相遇过程中，两列波引起的c点的振动方向是一直相反的，据此分析；a、b振动速度大小相同，方向不同；此后质点a、b振动时间相同。 本题考查了对波的叠加的理解，知道波的传播方向和质点振动方向之间的关系，知道在同种介质中，两列波的传播速度是相等的。 7.【答案】A  【解析】解：设电热器的电阻为R，交变电流的周期为T。对于甲图所示的方波交变电流，根据有效值的定义，交变电流在一个周期内产生的热量等于直流电在同样时间内产生的热量。 设其有效电流为，有，可得 通入该电流的电热器A的电功率。 对于乙图所示的正弦交变电流，其峰值为，有效值 可得电热器B的电功率。 两电热器的电功率之比，故A正确，BCD错误。 故选：A。 根据交变电流有效值的热效应定义，对甲图方波电流列一个周期内热量等效方程，求解出方波电流的有效值，结合电功率公式算出电热器A的功率；利用正弦交变电流有效值与峰值的关系得到乙图电流有效值，算出电热器B的功率；作比得到两者功率比值。 本题考查交变电流有效值的定义、方波交变电流有效值推导、正弦式交变电流有效值与峰值的关系以及纯电阻电路电功率计算与功率比值求解。 8.【答案】A  【解析】【分析】 首先计算出通过副线圈的电流，由变比关系可知原线圈的电流，继而可表示出与原线圈串联的电阻的分压，结合题意即可在原线圈上列出电压的等式，可求出副线圈上的电压。利用焦耳定律可表示出两个电阻的功率，继而可解的比值k。 该题的突破口是表示出原线圈中的电流和原线圈回路中的电阻的分压，找出原线圈的电压和原线圈回路中的电阻的分压的数值关系。该题类似于远距离输电的情况。 【解答】 由题意知：副线圈的电流为：，则原线圈的电流为： 与原线圈串联的电阻的电压为： 由变压器的变比可知，原线圈的电压为3U，所以有： 解得： 原线圈回路中的电阻的功率为： 副线圈回路中的电阻的功率为： 所以 选项A正确，BCD错误 故选：A。 9.【答案】A  【解析】解：这是空气劈尖干涉问题，相邻明暗干涉条纹对应的空气膜厚度差为为入射光波长，设劈尖的倾角为，由几何关系可得干涉条纹间距满足 抽去一张纸片后，楔形空气膜的倾角变小，入射光波长不变，因此条纹间距变大，即干涉条纹间距变大，故A正确，BCD错误。 故选：A。 根据劈尖干涉条纹间距公式，抽去纸片后劈尖夹角减小，入射光波长不变，故条纹间距变大。 本题考查劈尖干涉的条纹间距变化规律，侧重考查对薄膜干涉原理的理解与应用，属于基础应用型题目。 10.【答案】C  【解析】解：由题意可知，BC和AD为等温线，则状态B与状态C温度相同，状态A与状态D温度相同；AB和DC为绝热线，气体在发生这两个过程的状态变化时与外界无热交换。 A、在图像中，图线与横轴所围成的面积代表做功的大小；从状态A到状态C气体体积减小，外界对气体做正功，由图可知曲线ABC下方的面积大于曲线ADC下方的面积，故过程ABC外界对气体做的功大于过程ADC外界对气体做的功，故A错误； B、气体从状态A变化到状态C，初末状态相同，气体内能变化量相同；根据热力学第一定律，由于过程ABC外界对气体做的正功W更多，可知其吸收的热量Q负得更多，即过程ABC气体放出的热量大于过程ADC气体放出的热量，故B错误； C、由于且，则状态A到状态B与状态D到状态C的温度增加量相同，一定质量的理想气体内能仅由温度决定，故两过程内能增加量相同；因过程AB和过程DC均为绝热过程，即，根据热力学第一定律可知两过程中外界对气体做的功W相同，故C正确； D、过程AB气体体积减小，为绝热压缩过程，外界对气体做正功，气体内能增加，温度升高，即，又因为，所以，温度是气体分子热运动平均动能的标志，可知状态C时气体分子热运动的平均动能大于状态A时的平均动能，故D错误。 故选：C。 理想气体从状态A到状态C的两条不同路径，涉及图像中的等温线和绝热线。分析需要围绕热力学第一定律和内能变化展开。已知两条路径的初末状态相同，因此内能变化量相同。在图中，过程曲线与横轴围成的面积代表外界对气体做的功，比较两条路径围成的面积可知做功不同；根据热力学第一定律，内能变化相同而功不同，则热量交换也不同。对于AB和DC两个绝热过程，热量为零，外界做功等于内能增量，由于初末温度分别对应等温线，温度变化相同导致内能变化相同，因此做功相同。温度是分子平均动能的标志，比较A和C状态对应的等温线位置，可判断平均动能不同。 本题是一道综合性较强的热力学题目，以图像为载体，考查了理想气体状态变化过程中的功、热量、内能变化以及热力学第一定律的应用。题目涉及等温线、绝热线的性质，以及图像面积与外界对气体做功的对应关系，要求学生具备清晰的图像分析能力和严谨的逻辑推理能力。通过比较两条不同路径ABC与ADC，题目引导学生深入理解内能作为状态函数的特点，以及功和热量作为过程量的差异。具体计算量不大，但对概念的理解要求较高，尤其需要准确把握绝热过程中外界做功与内能变化的直接关系，以及等温线所隐含的温度信息。本题能有效锻炼学生从图像中提取物理信息、运用热力学定律进行过程分析的综合能力。 11.【答案】C  【解析】解：木棒在水平方向做匀速直线运动，水平分速度不变。在竖直方向做简谐运动，时浮力最大，木棒处于最低点，时浮力最小，木棒处于最高点。时木棒从最低点向最高点运动，竖直分速度向上；时木棒从最高点向最低点运动，竖直分速度向下。两位置竖直分速度方向相反，合速度方向不同，故A错误； B.木棒在竖直方向做简谐运动，平衡位置时浮力等于重力。时木棒处于最高点，浮力最小，小于重力，合力向下，加速度向下；时木棒处于最低点，浮力最大，大于重力，合力向上，加速度向上。两位置加速度方向相反，故B错误； 木棒受到的浮力的变化量由排开水的体积变化量引起，从最高点到最低点，浮力变化量为，对应的竖直位移为为振幅。根据阿基米德原理有 解得振幅，故C正确，D错误。 故选：C。 木棒在竖直方向做简谐运动，首先确定木棒做简谐运动的平衡位置，根据位移位置结合其运动的情况分析。 考查对简谐运动的理解，要清楚振子在简谐运动各个位置的运动情况。 12.【答案】D  【解析】解：光的频率f由光源本身决定，光线进入介质后频率保持不变；由普朗克方程，可知光子能量仅与频率相关，所以光子能量不变。光进入液体后传播速度，液体折射率大于1，所以光进入液体后传播速度减小，由可知波长会变短，故A错误。 B.分辨率R是光刻机能够清晰成像的最小特征尺寸，R数值越小，表示设备可分辨的线宽、间距尺寸越小，光刻机分辨性能越好，故B错误。 C.数值孔径，可知浸没液体的折射率n越大，数值孔径NA越大；由瑞利判据公式 可知分母越大，分辨率R越小，对应光刻机分辨性能越好，故C错误。 D.题干说明紫外光按波长由长到短分为紫外光、深紫外光、极紫外光，极紫外光波长最短；在工艺系数k和数值孔径NA相同的情况下，波长越小，分辨率R越小，光刻机分辨性能越好，所以同等条件下极紫外光光刻机分辨性能更好，故D正确。 故选：D。 依据光子频率由光源决定、光子能量公式、介质中光速与波长公式，判定光进入液体后光子能量不变、波速减小、波长变短；明确分辨率R代表最小可分辨尺寸，R越小光刻分辨性能越好；结合数值孔径与瑞利判据，液体折射率n越大NA越大，分辨率R越小、性能越好；按紫外光波长排序，极紫外光波长最短，同等条件下波长越短分辨率越小、分辨性能更优。 本题考查光子能量、光在介质中传播速度与波长变化规律，光刻机数值孔径、瑞利判据，波长对光刻分辨率的影响，结合不同波段紫外光对比分辨性能。 13.【答案】【小题1】 AD 【小题2】 【小题3】   【解析】解：为减小实验误差，摆线长度应远大于摆球直径，选择1m左右的细线，故A正确，B错误； 为减小空气阻力对实验影响，摆球应选质量大而体积小的钢球，故C错误，D正确。 故选：AD。 由图可知游标卡尺为10分度，精度为，则小球直径 单摆完成n次全振动所用的时间t，则单摆周期为 根据 联立解得 故答案为：；；。 根据减小实验误差判断；根据减小空气阻力对实验影响判断； 先确定游标卡尺的最小分度值再读数； 根据题意和单摆周期公式推导重力加速度表达式。 本题考查利用单摆测定重力加速度的实验，关键掌握实验原理、数据处理方法和游标卡尺的读数方法。 14.【答案】【小题1】 B BC 【小题2】 AD > C   【解析】解：步骤B中直接测量一滴溶液的体积是错误的。因为一滴液体体积太小，无法在量筒中准确读数，应采用累积法测出多滴溶液的总体积再求平均值。 溶液共100滴，则每滴溶液体积为，纯油酸体积为 若将溶液体积当纯油酸体积，V偏大，导致d偏大，故A错误； B.由可知，若酒精挥发较多，实际纯油酸体积大于计算值，代入计算的纯油酸体积偏小，导致d偏小，故B正确； C.若不足半格计为一格；面积S偏大，导致d偏小，故C正确； D.若滴数少数，每滴体积计算值偏大，导致d偏大，故D错误。 故选：BC。 涂润滑油主要是密封气体防止漏气，保证一定质量的气体，同时又能减小活塞摩擦，故A正确； B.推拉活塞动作要缓慢，保证气体充分热交换维持等温，动作快会改变气体温度，故B错误； C.不能用手握住，因为手握住注射器会传递热量，改变封闭气体温度，故C错误； D.根据可知，注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀，就能够用相邻刻度之间的体积作为体积单位，间接表示气体在不同状态时的体积，可以不标注单位，故D正确。 故选：AD。 根据理想气体状态方程可知，pV乘积越大，温度越高，由图乙可知，同一压强下，虚线pV乘积比实线pV乘积大，故； 设橡胶套内的气体体积为，把橡胶套内的气体和注射器内的气体作为研究对象，由等温变化，根据玻意耳定律有 整理得 可知当V减小即增大时p增大，当v趋于无穷小时，即趋于无穷大，p趋于定值，综上可知C选项符合题意。故AB错误，C正确。 故选：C。 故答案为：；；。 ；；。 油酸不加稀释时形成的油膜面积很大，不便于测量，酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用； 根据油酸酒精溶液求出一滴该油酸酒精溶液滴中纯油酸的体积，再除以油膜的面积，即得到油酸分子的直径； 根据实验原理分析产生误差的原因。 由实验原理及注意事项确定； 由理想气体状态方程确定； 根据玻意耳定律结合图像分析确定。 本题考查“用单分子油膜估测分子大小”、“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验的实验步骤和数据处理，熟练掌握基础知识即可正确解题。 15.【答案】解：感应电动势最大值 解得 从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值的表达式 电流有效值 线圈转动过程中电阻R上产生的热量 线圈从中性面位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量 答：从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值的表达式； 线圈转动过程中电阻R上产生的热量24300J； 线圈从中性面位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量。  【解析】根据求解电动势的峰值，根据闭合电路欧姆定律写出线圈中电流瞬时值的表达式； 根据正弦式交变电流规律求解电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律求解电流的大有效值，根据焦耳定律求电阻R上产生的热量Q； 根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和求解电荷量。 本题考查正弦式交变电流，解题关键是掌握正弦式交变电流规律，会求解正弦式交变电流的瞬时值、峰值、平均值和有效值，知道求解电荷量时用平均值，求解功率时用有效值。 16.【答案】【小题1】该激光在光导纤维中的速度大小为 【小题2】该激光由光导纤维输入端射入时的折射角大小为 【小题3】该激光在光导纤维中传输所经历的时间为   【解析】解：由折射定律可知，激光在光导纤维中的速度，代入数据可得； 由折射定律可知，，代入数据可得； 光路图如图所示： 由几何关系可知光在纤维中的传播距离，传播时间，代入数据可得。 答：该激光在光导纤维中的速度大小为； 该激光由光导纤维输入端射入时的折射角大小为； 该激光在光导纤维中传输所经历的时间为。 根据折射定律分析； 根据折射定律分析； 根据几何关系分析传播距离，再计算传播时间。 考查了光的折射现象的分析方法，熟练掌握常用表达式，分析光路图几何关系是解题关键。 17.【答案】【小题1】小球B从向运动过程中，受引力作用，加速度先增大后减小，速度一直增大，到达时加速度为0，速度最大；越过后继续向左运动，受斥力作用，加速度逐渐增大，方向与速度方向相反，速度逐渐减小，直到速度减为0，此时两小球达到最小距离；之后小球B在与之间做往复运动；最小距离约为或 当温度升高时，分子平均动能增大，根据题意，即分子的最大动能增大，则分子总能量增大；在图线上，对应的总能量水平线向上平移；图线是不对称曲线，在右侧更平缓，分子做往复运动向右偏移更多，导致分子平均间距增大，宏观上表现为体积膨胀 【小题2】“分子力”对两小球所做的总功W为   【解析】解：小球B从向运动过程中，受引力作用，加速度先增大后减小，速度一直增大，到达时加速度为0，速度最大；越过后继续向左运动，受斥力作用，加速度逐渐增大，方向与速度方向相反，速度逐渐减小，直到速度减为0，此时两小球达到最小距离。之后小球B在与之间做往复运动。 由上面的描述可知，小球B的初末动能均为0，故从到最小距离分子力所做总功为0，则间引力做功大小等于间斥力做功大小，即图线在间与x轴所围面积与间与x轴所围面积大小相等。由图可得，在间约有55个小方格，在间约有40个小方格，在间约有50个小方格，因此最小距离 所以两小球的最小距离约为。 在“分子势能”与两小球间距x的关系图线中，图线斜率的大小表示“分子力”的大小。 当温度升高时，分子平均动能增大，根据题意，即分子的最大动能增大，则分子总能量增大。在图线上，对应的总能量水平线向上平移。图线是不对称曲线，在右侧更平缓，分子做往复运动向右偏移更多，导致分子平均间距增大，宏观上表现为体积膨胀。 两小球组成的系统不受外力，动量守恒，当两小球速度相等时相距最远。设共同速度为v，由动量守恒得 解得 由动能定理，分子力做的总功等于系统动能变化 代入，解得 答：小球B从向运动过程中，受引力作用，加速度先增大后减小，速度一直增大，到达时加速度为0，速度最大；越过后继续向左运动，受斥力作用，加速度逐渐增大，方向与速度方向相反，速度逐渐减小，直到速度减为0，此时两小球达到最小距离。之后小球B在与之间做往复运动； 最小距离约为或。 当温度升高时，分子平均动能增大，根据题意，即分子的最大动能增大，则分子总能量增大。在图线上，对应的总能量水平线向上平移。图线是不对称曲线，在右侧更平缓，分子做往复运动向右偏移更多，导致分子平均间距增大，宏观上表现为体积膨胀。 “分子力”对两小球所做的总功W为。 根据图像分析即可；根据图线在间与x轴所围面积与间与x轴所围面积大小相等分析计算； 根据动量守恒和动能定理计算。 本题考查了动量守恒在分子运动中的应用，知道温度升高，分子的平均动能增大，关系图线中，图线斜率的大小表示“分子力”的大小等是解题的基础。 18.【答案】【小题1】小圆柱和金属杆ab运动的周期 【小题2】金属杆ab的速度v与时间t的关系式为，时速度大小为，周期内图为余弦曲线； 【小题3】电阻R的电功率；安培力对金属杆的冲量最大值   【解析】解：小圆柱随圆盘匀速转动，则 金属杆由小圆柱带动做简谐运动，振动周期等于圆盘转动周期，即 小圆柱线速度 将小圆柱线速度沿x方向和y方向分解，则沿x方向的分速度为金属杆ab的速度，则 可知时，金属杆ab的速度大小为，规定向右为正方向，则一个周期内图如下 金属杆ab产生的电动势 则电动势有效值为 因此电阻R的电功率 金属杆的冲量大小为 可知半个周期内金属杆位移最大时，冲量有最大值，分析可知半个周期内金属杆位移最大为2r，则 答：小圆柱和金属杆ab运动的周期。 金属杆ab的速度v与时间t的关系式为，时速度大小为，周期内图为余弦曲线。 电阻R的电功率。 安培力对金属杆的冲量最大值。 小圆柱固定在圆盘上，随圆盘做角速度为的匀速圆周运动，其运动周期由圆周运动规律直接得出。金属杆由小圆柱带动，在水平方向往复运动，其运动规律取决于小圆柱在x方向投影的运动，该投影为简谐运动，其振动周期与小圆柱的圆周运动周期相同。 小圆柱的线速度大小恒定，其方向沿圆盘切线方向。将小圆柱的线速度沿x轴和y轴分解，其中沿x轴方向的分速度即为金属杆ab在水平方向的速度。根据小圆柱在圆周上的位置由初始相位和角速度决定与速度分解的几何关系，即可建立速度与时间的函数关系。该关系式表明金属杆的速度随时间按余弦规律变化，其图像应为余弦曲线。 金属杆在磁场中做切割磁感线运动，根据电磁感应定律，其产生的感应电动势与杆的切割速度成正比。由于速度随时间按余弦规律变化，感应电动势也随时间按余弦规律变化，为交变电动势。电阻R的电功率是热功率，需要利用交变电流的有效值进行计算，电动势的有效值等于其最大值除以根号二，再代入电功率公式求解。 安培力的大小与金属杆的瞬时速度成正比，方向与速度方向相反。在半周内，安培力的冲量等于安培力对时间的积分。根据动量定理，该冲量也等于安培力在半周内的平均力乘以时间。而平均力与金属杆在半周内的平均速度成正比，进而与半周内的位移相关。当半周内金属杆的位移达到最大时，对应的平均速度最大，从而安培力的冲量取得最大值。金属杆的最大位移受圆盘半径限制。 本题巧妙地将匀速圆周运动、简谐运动与电磁感应现象有机结合，是一道综合性极强的创新好题。它全面考查学生对运动的合成与分解、简谐运动规律、正弦式交变电流的产生与有效值计算以及安培力冲量等多个核心物理概念的理解深度。题目计算量适中，但思维层次要求很高，能有效锻炼学生的物理建模能力、图像分析能力和综合运用力学与电磁学知识解决问题的能力。其亮点在于通过一个精巧的装置模型，将不同运动形式的内在联系直观展现，并引导学生从运动学推导出电学量，再结合动量定理分析力的时间累积效应，逻辑链条完整且环环相扣。第问中求解安培力冲量最大值的过程，需要学生深刻理解冲量定义与安培力瞬时表达式的内在联系，并准确把握半个周期内位移的极值，这是本题的思维难点和关键所在。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $