精品解析:广东佛山三水实验中学2025-2026学年下学期高二年级期中考试(物理)
2026-09-15
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内容正文:
佛山三水实验中学2026年下学期高二年级期中考试
物 理
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共8页,总分100分,考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共46分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 具有放射性的元素作为示踪剂,可以用来医学成像与疾病诊断。示踪剂F可以由高速质子轰击得到,核反应方程为 ①。后续F的核反应方程为②,z为质量非常轻、不带电的中微子。下列说法正确的是( )
A. X为中子,Y为负电子
B. 反应②存在质量亏损,的比结合能大于F的比结合能
C. 反应①为人工核转变,反应②为核裂变
D. 反应②中,粒子的动量与F的动量大小相等
2. 如图甲所示,弹簧振子以点为平衡位置,在光滑水平面上的、两点之间做简谐运动。取水平向右为正方向,振子的位移随时间的变化如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该弹簧振子的周期为1.6s,振幅为30cm
B. 该弹簧振子在时和时的速度不同
C. 在时,该弹簧振子的加速度大小为零
D. 在到的时间内,该弹簧振子的加速度和速度都逐渐减小
3. 电荷量相等的两个电荷在空间形成的电场有对称美。如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A和B,A、B连线中点为O,在A、B所形成的电场中,有以O点为几何中心的矩形abcd,矩形eghf为abcd的中垂面,O是ef边的中点,下列说法正确的是( )
A. e、f两点的电势相等
B. 将一电荷由e点沿eghf移到f点,电场力先做正功后做负功
C. 将一电荷由a点分别移到g点和O点,电势能变化量不相等
D. a、b两点的电场强度相同
4. 如图甲所示,理想变压器原线圈连接定值电阻,副线圈连接滑动变阻器,滑动变阻器最大阻值足够大,、端输入正弦式交变电流。将滑动变阻器的滑片从端缓慢向下滑动,记录理想电压表V的示数与理想电流表A的示数,描绘出图像,如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值为时,滑动变阻器消耗的功率达到最大,则下列说法正确的是( )
A. 定值电阻的阻值为
B. 滑动变阻器消耗的最大功率为400W
C. 理想变压器原、副线圈的匝数之比
D. 交变电压的峰值为
5. 目前,霍尔效应已被广泛应用于半导体材料的测试和研究中,例如应用霍尔效应测试半导体是电子型(电子移动)还是空穴型(正电荷移动),研究半导体内载流子浓度(即单位体积内电荷数)的变化等。如图所示,在以下半导体霍尔元件中通以向右的电流,则下列说法正确的是( )
A. 若上表面电势较高,则该元件为电子型
B. 若上表面电势较高,则该元件为空穴型
C. 电流强度一定时,元件内载流子浓度越高,上下表面的电势差越大
D. 电流强度一定时,元件内载流子浓度越低,上下表面的电势差越大
6. 我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站。如图所示,关闭发动机的航天飞机仅在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近,并将在椭圆的近月点处与空间站对接。已知空间站绕月轨道半径为,周期为,引力常量为,月球的半径为,忽略月球自转。下列说法正确的是( )
A. 月球的平均密度为
B. 航天飞机沿椭圆轨道到达处的线速度小于空间站的环绕线速度
C. 航天飞机从处到处运行过程中速度增大,机械能也增加
D. 月球表面的重力加速度为
7. 如图所示,两根足够长、间距为L的光滑竖直平行金属导轨,处在方向垂直于轨道平面向外的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。导轨上端接有开关、电阻、电容器,其中电阻阻值为R,电容器的电容为C(不会被击穿),质量为m的金属棒MN水平放置。闭合其中一个开关,让MN沿导轨由静止开始释放,MN和导轨始终接触良好。不计金属棒和导轨的电阻,重力加速度为g。下列说法错误的是( )
A. 若只闭合开关S1,金属棒MN的加速度逐渐减小直至为零
B. 若只闭合开关S1,金属棒MN运动的最大速度
C. 若只闭合开关S2,通过金属棒MN的电流不断增大
D. 若只闭合开关S2,当电容器带电荷量为q时,金属棒MN运动的时间
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 关于下列四幅图所涉及的光学知识中,说法正确的是( )
A. 图1检查工件的平整度利用光的干涉现象,同时也是光的波动性的证明
B. 图2医用内镜利用光的衍射现象,说明了光可以不沿直线传播
C. 图3在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D. 图4泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的,是光的粒子性的实例证明
9. 一定质量的理想气体从A状态开始,经过A→B→C→D→A,最后回到初始状态A,各状态参量如图所示。下列说法正确的是( )
A. A状态到C状态气体吸收热量
B. B状态到C状态气体分子的平均动能减小
C. B→C过程气体对外做功大于C→D过程外界对气体做功
D. 气体在整个过程中从外界吸收的总热量可以用ABCD的面积来表示
10. 如图所示,竖直平面内的直角坐标系xOy中,电场强度的方向水平向右,磁感应强度的方向垂直纸面向里。一电荷量为质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为的方向进入复合场,正好做直线运动,当微粒运动到时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),微粒继续运动一段时间后,正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力,下列说法正确的是( )
A. 磁感应强度B的大小为 B. 磁感应强度B的大小为
C. 微粒在复合场中的运动时间 D. 微粒在复合场中的运动时间
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)下列实验步骤的正确顺序是__________(填写实验步骤前的序号)。
A. 往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
B. 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定
C. 将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油酸膜的面积,根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小
D. 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积,再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积
E. 将玻璃板放在浅盘上,然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
(2)实验中,体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为,用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为,把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中每个小正方形的边长为,则油酸薄膜的面积__________;可求得油酸分子的直径为__________(用、、、、表示)。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大,可能是因为__________。
A. 计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
B. 水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
12. 利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)实验前打开光源,调节光源的高度和角度,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮;然后光具座上先放置b_____和c双缝,再放置a______,就可以观察到单色光的双缝干涉图样。(均填“双缝”“单缝’’或“滤光片”)
(2)实验中已知双缝间的距离d=0.4 mm,双缝到光屏的距离L=1.6 m,某种单色光照射双缝时,用测量头测量条纹间的宽度:先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图乙所示,读数为______mm;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示,读数为_____ mm,则这种单色光的波长为______m(最后一空结果保留两位有效数字)。
(3)上述实验中,若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则相邻亮条纹中心间距_____(填“增大’’“减小”或“不变”)。
13. 如图是半径为R半球形玻璃砖的剖面图,圆心为O,AB为水平直径,S为剖面的最低点,现有一单色细光束从距离O点的点以与竖直方向成的角度射入,光束折射后恰好能到达S点。
Ⅰ.求玻璃砖的折射率n;
Ⅱ.若用该单色光垂直照射整个AB面,求能从半球面射出的光的横截面积。
14. 如图所示,一导热性能良好的圆柱形金属汽缸竖直放置。用活塞封闭一定量的气体(可视为理想气体)、活塞可无摩擦上下移动且汽缸不漏气。初始时活塞静止,其到汽缸底部距离为h。环境温度保持不变,将一质量为M的物体轻放到活塞上,经过足够长的时间,活塞再次静止。已知活塞质量为m、横截面积为S,大气压强为,重力加速度大小为g,忽略活塞厚度。求:
(1)初始时,缸内气体的压强;
(2)缸内气体最终的压强及活塞下降的高度;
(3)该过程缸内气体内能的变化量及外界对其所做的功。
15. 如图所示,两条相距为的平行倾斜导轨位于同一面内,导轨所在平面与水平面夹角为,导轨上端接一阻值为的电阻,质量均为的金属棒a、b分别置于导轨的、位置,已知,,区域内有一边长为的正方形磁场区域,磁场方向垂直于斜面向上,磁感应强度大小随时间t的变化关系为。为导轨上的分界线,分界线之上的导轨光滑,分界线之下的导轨粗糙,分界线下方的导轨处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面向上。时刻给a棒一瞬时速度,同时b棒由静止开始运动,时刻a棒恰好在分界线位置与b棒发生碰撞(碰撞时间极短)并粘连在一起,之后a、b棒越过后一起做匀速运动,金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,导轨与金属棒电阻均忽略不计。已知:,求:
(1)时间内流过电阻R的电流;
(2)金属棒a的初速度大小;
(3)在分界线下方,金属棒与导轨之间的动摩擦因数(结果保留2位有效数字)
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佛山三水实验中学2026年下学期高二年级期中考试
物 理
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共8页,总分100分,考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共46分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 具有放射性的元素作为示踪剂,可以用来医学成像与疾病诊断。示踪剂F可以由高速质子轰击得到,核反应方程为 ①。后续F的核反应方程为②,z为质量非常轻、不带电的中微子。下列说法正确的是( )
A. X为中子,Y为负电子
B. 反应②存在质量亏损,的比结合能大于F的比结合能
C. 反应①为人工核转变,反应②为核裂变
D. 反应②中,粒子的动量与F的动量大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据核反应过程中质量数与电荷数守恒可知,X质量数为1,电荷数为0,则为中子,Y的质量数为0,电荷数为+1,则为正电子,A错误;
B.核反应②释放能量,存在质量亏损,生成物的比结合能大,即O的比结合能大于F的比结合能,B正确;
C.反应①需要高速质子进行轰击才能进行,是人工核转变,反应②可以自发进行,是核衰变,C错误;
D.反应②中,根据动量守恒定律可知、Y粒子、中微子z的总动量与F的动量相等,D错误。
故选B。
2. 如图甲所示,弹簧振子以点为平衡位置,在光滑水平面上的、两点之间做简谐运动。取水平向右为正方向,振子的位移随时间的变化如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该弹簧振子的周期为1.6s,振幅为30cm
B. 该弹簧振子在时和时的速度不同
C. 在时,该弹簧振子的加速度大小为零
D. 在到的时间内,该弹簧振子的加速度和速度都逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图乙可知,该振动的振幅、周期为
,
故A错误;
B.由振动图像可知,斜率代表速度,弹簧振子在时和时的速度相同,故B错误;
C.因为周期为1.6s,根据简谐运动的周期性可知在时,该弹簧振子处于平衡位置,合力为零,加速度大小为零,故C正确;
D.在到的时间内,该弹簧振子从平衡位置右侧运动到平衡位置左侧,所以加速度先减小后增大,速度先增大后减小,故D错误。
故选C。
3. 电荷量相等的两个电荷在空间形成的电场有对称美。如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A和B,A、B连线中点为O,在A、B所形成的电场中,有以O点为几何中心的矩形abcd,矩形eghf为abcd的中垂面,O是ef边的中点,下列说法正确的是( )
A. e、f两点的电势相等
B. 将一电荷由e点沿eghf移到f点,电场力先做正功后做负功
C. 将一电荷由a点分别移到g点和O点,电势能变化量不相等
D. a、b两点的电场强度相同
【答案】A
【解析】
【详解】由于等量异种电荷电场与电势分布的图像具有对称性,假设A点为正电荷B点为负电荷,根据等量异种电荷与场强的分布图可知,abcd所在平面中电场分布图下图所示
A.根据题目描述,efgh所在平面为通过O点的中垂面,电势都为0,所以e、f两点的电势相等且为0,A正确;
B.将一电荷由e点沿eghf移到f点,由于efgh所在平面为电势为0的等势面,所以在移动电荷过程中电场力始终不做功,B错误;
C.因为g点和O点的电势相等且均为0,所以将一电荷由a点分别移到g点和O点过程中电势变化相同,则电场力做功相同,电势能变化相同,C错误;
D.因为场强是既有大小又有方向的矢量,根据上述图像可知,a、b两点的电场强度方向不同,D错误。
故选A。
4. 如图甲所示,理想变压器原线圈连接定值电阻,副线圈连接滑动变阻器,滑动变阻器最大阻值足够大,、端输入正弦式交变电流。将滑动变阻器的滑片从端缓慢向下滑动,记录理想电压表V的示数与理想电流表A的示数,描绘出图像,如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值为时,滑动变阻器消耗的功率达到最大,则下列说法正确的是( )
A. 定值电阻的阻值为
B. 滑动变阻器消耗的最大功率为400W
C. 理想变压器原、副线圈的匝数之比
D. 交变电压的峰值为
【答案】C
【解析】
【详解】A.设交变电压的有效值为,将定值电阻等效为交流电源的内阻,根据闭合电路欧姆定律有
结合题图乙可知
A错误;
D.根据
解得
D错误;
BC.将理想变压器与滑动变阻器整体等效为一个电阻,等效电阻
滑动变阻器消耗的功率
当时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率
由
解得
:
B错误,C正确。
故选C。
5. 目前,霍尔效应已被广泛应用于半导体材料的测试和研究中,例如应用霍尔效应测试半导体是电子型(电子移动)还是空穴型(正电荷移动),研究半导体内载流子浓度(即单位体积内电荷数)的变化等。如图所示,在以下半导体霍尔元件中通以向右的电流,则下列说法正确的是( )
A. 若上表面电势较高,则该元件为电子型
B. 若上表面电势较高,则该元件为空穴型
C. 电流强度一定时,元件内载流子浓度越高,上下表面的电势差越大
D. 电流强度一定时,元件内载流子浓度越低,上下表面的电势差越大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由左手定则,若载流子为正,则上表面电势较高,则该元件为空穴型,若载流子为电子,则上表面电势较低,则该元件为电子型,故A错误,B正确;
CD.稳定时有
可得
由电流的微观表达式
可得
代入上式得
显然浓度越低,电势差越大,故C错误,D正确。
故选BD。
6. 我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站。如图所示,关闭发动机的航天飞机仅在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近,并将在椭圆的近月点处与空间站对接。已知空间站绕月轨道半径为,周期为,引力常量为,月球的半径为,忽略月球自转。下列说法正确的是( )
A. 月球的平均密度为
B. 航天飞机沿椭圆轨道到达处的线速度小于空间站的环绕线速度
C. 航天飞机从处到处运行过程中速度增大,机械能也增加
D. 月球表面的重力加速度为
【答案】A
【解析】
【详解】A.设空间站质量为,在圆轨道上,由
得
月球的平均密度为
选项A正确;
B.要使航天飞机在椭圆轨道的近月点,处与空间站对接,必须在点时减速,否则航天飞机将继续做椭圆运动,所以航天飞机沿椭圆轨道到达处的线速度大于空间站的环绕速度,选项B错误;
C.航天飞机飞向处过程中,根据开普勒第二定律可知,向近月点靠近做加速运动,由于飞行过程中只有万有引力做功,航天飞机的机械能不变,选项C错误;
D.月球表面物体重力等于月球对物体的引力,则有
可得
选项D错误。
故选A。
7. 如图所示,两根足够长、间距为L的光滑竖直平行金属导轨,处在方向垂直于轨道平面向外的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。导轨上端接有开关、电阻、电容器,其中电阻阻值为R,电容器的电容为C(不会被击穿),质量为m的金属棒MN水平放置。闭合其中一个开关,让MN沿导轨由静止开始释放,MN和导轨始终接触良好。不计金属棒和导轨的电阻,重力加速度为g。下列说法错误的是( )
A. 若只闭合开关S1,金属棒MN的加速度逐渐减小直至为零
B. 若只闭合开关S1,金属棒MN运动的最大速度
C. 若只闭合开关S2,通过金属棒MN的电流不断增大
D. 若只闭合开关S2,当电容器带电荷量为q时,金属棒MN运动的时间
【答案】C
【解析】
【详解】AB.若只闭合开关S1,分析金属棒MN的受力可知
其中
解得
随着金属棒下落速度越来越大,加速度逐渐减小,当加速度减为零时,金属棒具有最大速度,即
解得,故AB正确;
C.若只闭合开关S2,金属棒MN运动过程中取一段时间,且趋近于零,设导体棒加速度为a,则有
对导体棒,根据牛顿第二定律可得
联立解得,可知通过金属棒MN的电流保持不变,故C错误;
D.若只闭合开关S2,当电容器带电荷量为q时,根据,解得金属棒MN运动的时间,故D正确。
此题选择错误的,故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 关于下列四幅图所涉及的光学知识中,说法正确的是( )
A. 图1检查工件的平整度利用光的干涉现象,同时也是光的波动性的证明
B. 图2医用内镜利用光的衍射现象,说明了光可以不沿直线传播
C. 图3在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D. 图4泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的,是光的粒子性的实例证明
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图1检查工件的平整度利用光的干涉现象,是波动性的证明,故A正确;
B.图2医用内窥镜利用光的全反射现象,故B错误;
C.图3在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野,故C正确;
D.图4泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的,是光的波动性的证明,故D错误。
故选AC。
9. 一定质量的理想气体从A状态开始,经过A→B→C→D→A,最后回到初始状态A,各状态参量如图所示。下列说法正确的是( )
A. A状态到C状态气体吸收热量
B. B状态到C状态气体分子的平均动能减小
C. B→C过程气体对外做功大于C→D过程外界对气体做功
D. 气体在整个过程中从外界吸收的总热量可以用ABCD的面积来表示
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.根据理想气体状态方程有
可得
则A状态到C状态的内能增大,又此过程气体膨胀对外做功,由热力学第一定律可知,气体吸热,故A正确;
B.根据理想气体状态方程有
可得
则B状态气体分子平均动能大于C状态气体分子平均动能,故B正确;
C.根据p − V图像与横轴围成的面积表示做功大小,则B→C过程气体对外做功满足
C→D过程外界对气体做功
可知B→C过程气体对外做功小于C→D过程外界对气体做功,故C错误;
D.气体从A状态开始,经过A→B→C→D→A,最后回到初始状态A,由于气体的内能变化为0,根据热力学第一定律可知,气体在整个过程中从外界吸收的总热量等于气体对外界做的功,即可以用ABCD的面积来表示,故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示,竖直平面内的直角坐标系xOy中,电场强度的方向水平向右,磁感应强度的方向垂直纸面向里。一电荷量为质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为的方向进入复合场,正好做直线运动,当微粒运动到时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),微粒继续运动一段时间后,正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力,下列说法正确的是( )
A. 磁感应强度B的大小为 B. 磁感应强度B的大小为
C. 微粒在复合场中的运动时间 D. 微粒在复合场中的运动时间
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.微粒若向沿虚线直线运动,则受到重力、电场力、洛伦兹力,三力平衡,满足
电场方向突变后重力与电场力平衡,微粒仅受洛伦兹力,画出轨迹如图所示
由几何关系可得
洛伦兹力提供向心力
联立解得
A正确,B错误;
CD.微粒直线运动时间
微粒圆周运动时间
总时间
C正确,D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)下列实验步骤的正确顺序是__________(填写实验步骤前的序号)。
A. 往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
B. 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定
C. 将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油酸膜的面积,根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小
D. 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积,再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积
E. 将玻璃板放在浅盘上,然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
(2)实验中,体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为,用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为,把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中每个小正方形的边长为,则油酸薄膜的面积__________;可求得油酸分子的直径为__________(用、、、、表示)。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大,可能是因为__________。
A. 计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
B. 水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
【答案】(1)DABEC
(2) ①. ②. (3)AB
【解析】
【小问1详解】
实验过程应先用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积,再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积,后往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上,再用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定,随后将玻璃板放在浅盘上,然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上,最后将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。即实验步骤的正确顺序是DABEC。
【小问2详解】
根据数格子的办法,多于半格算一格,少于半格舍去,油膜的总格数为71格,则油膜总面积为
由于所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积,则溶液的浓度为
用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有滴,则一滴溶液中纯油酸的体积为
油酸分子直径为
联立解得
【小问3详解】
A.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格,导致油膜面积测量值偏小,根据
可知油酸分子直径测量值偏大,故A正确;
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开,导致油膜面积测量值偏小,根据
可知油酸分子直径测量值偏大,故B正确;
C.用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴,导致油酸体积测量值偏小,根据
可知油酸分子直径测量值偏小,故C错误。
故选AB。
12. 利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)实验前打开光源,调节光源的高度和角度,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮;然后光具座上先放置b_____和c双缝,再放置a______,就可以观察到单色光的双缝干涉图样。(均填“双缝”“单缝’’或“滤光片”)
(2)实验中已知双缝间的距离d=0.4 mm,双缝到光屏的距离L=1.6 m,某种单色光照射双缝时,用测量头测量条纹间的宽度:先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图乙所示,读数为______mm;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示,读数为_____ mm,则这种单色光的波长为______m(最后一空结果保留两位有效数字)。
(3)上述实验中,若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则相邻亮条纹中心间距_____(填“增大’’“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 单缝 ②. 滤光片
(2) ①. 2.332##2.333##2.334 ②. 15.324##15.325##1 5.326 ③.
(3)减小
【解析】
【小问1详解】
[1][2] 观察单色光的双缝干涉图样实验中,通过滤光片获得单色光,通过单缝获得线光源,通过双缝获得相干光,故光具座上先放置b单缝和c双缝,再放置“滤光片,就可以观察到单色光的双缝干涉图样。
【小问2详解】
[1]第1条亮条纹手轮上的示数为2mm+0.01mm×33.3=2.333mm
[2]第6条亮条纹手轮上的示数为15mm+0.01mm×32.5=15.325mm
[3]条纹间距
根据可得
【小问3详解】
上述实验中,若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,因蓝光波长小于红光,根据,则相邻亮条纹中心间距减小。
13. 如图是半径为R半球形玻璃砖的剖面图,圆心为O,AB为水平直径,S为剖面的最低点,现有一单色细光束从距离O点的点以与竖直方向成的角度射入,光束折射后恰好能到达S点。
Ⅰ.求玻璃砖的折射率n;
Ⅱ.若用该单色光垂直照射整个AB面,求能从半球面射出的光的横截面积。
【答案】Ⅰ. ;Ⅱ.
【解析】
【详解】Ⅰ.由几何关系可知,折射角满足
得
根据折射定律可知,该玻璃砖的折射率为
Ⅱ.当某光线在右侧面出现全反射,临界角为,由全反射条件得
如图所示
此光线与的距离为
在此范围内的光线可从右侧射出,则能从玻璃砖射出的入射光的横截面积为
14. 如图所示,一导热性能良好的圆柱形金属汽缸竖直放置。用活塞封闭一定量的气体(可视为理想气体)、活塞可无摩擦上下移动且汽缸不漏气。初始时活塞静止,其到汽缸底部距离为h。环境温度保持不变,将一质量为M的物体轻放到活塞上,经过足够长的时间,活塞再次静止。已知活塞质量为m、横截面积为S,大气压强为,重力加速度大小为g,忽略活塞厚度。求:
(1)初始时,缸内气体的压强;
(2)缸内气体最终的压强及活塞下降的高度;
(3)该过程缸内气体内能的变化量及外界对其所做的功。
【答案】(1)
(2),
(3)0,
【解析】
【小问1详解】
对活塞受力分析,由平衡条件
解得初始时,缸内气体的压强为
【小问2详解】
对物体和活塞整体受力分析,由平衡条件
解得缸内气体最终的压强为
由玻意耳定律可知
活塞下降的高度
联立可得
【小问3详解】
由于过程中温度保持不变,则该过程缸内气体内能的变化量为
根据能量守恒可知整个过程外界对其所做的功等于活塞和物体减少的重力势能,故可得外界对其所做的功
15. 如图所示,两条相距为的平行倾斜导轨位于同一面内,导轨所在平面与水平面夹角为,导轨上端接一阻值为的电阻,质量均为的金属棒a、b分别置于导轨的、位置,已知,,区域内有一边长为的正方形磁场区域,磁场方向垂直于斜面向上,磁感应强度大小随时间t的变化关系为。为导轨上的分界线,分界线之上的导轨光滑,分界线之下的导轨粗糙,分界线下方的导轨处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面向上。时刻给a棒一瞬时速度,同时b棒由静止开始运动,时刻a棒恰好在分界线位置与b棒发生碰撞(碰撞时间极短)并粘连在一起,之后a、b棒越过后一起做匀速运动,金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,导轨与金属棒电阻均忽略不计。已知:,求:
(1)时间内流过电阻R的电流;
(2)金属棒a的初速度大小;
(3)在分界线下方,金属棒与导轨之间的动摩擦因数(结果保留2位有效数字)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律
联立解得
【小问2详解】
设a棒的初速度为,由牛顿第二定律得
对a棒由运动学公式
对b棒由动能定理
由运动学公式
联立解得
【小问3详解】
根据匀变速直线运动的速度时间关系式知a、b棒碰前的速度为
解得
由动量守恒定律得
解得
棒切割磁感线产生电动势
回路中的电动势为
根据闭合电路欧姆定律得
棒受到的安培力
由于棒做匀速运动,所以棒处于平衡态,则
其中
解得金属棒与导轨之间的动摩擦因数为
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