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2025-2026学年北京师范大学第二附属中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共14小题，共42分。
1.如图所示，a、b两种单色光沿不同方向由空气射入玻璃三棱镜，经三棱镜折射后沿同一方向射出，下列关于a光和b光的说法正确的是（　　）
A. 玻璃三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率
B. 在玻璃三棱镜中，a光的传播速度比b光的传播速度小
C. a光和b光从空气射入玻璃时，频率发生变化
D. 空气中a光的波长小于b光的波长
2.已知标准状况下某气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可以估算的物理量是（　　）
A. 气体分子的质量 B. 气体分子的体积
C. 气体分子间的平均距离 D. 气体的密度
3.如图所示，是观察布朗运动的实验装置的示意图。用高倍显微镜观察悬浮在液体中的小炭粒的运动情况。选三个小炭粒，每隔30s记录一次它们的位置，然后用线段把这些位置按时间顺序连接起来得到它们的位置连线图。下列说法正确的是（　　）
A. 该实验用显微镜观察到的是液体分子的无规则运动
B. 该实验用显微镜观察到的是小炭粒分子的无规则运动
C. 这样得到的位置连线图就是该小炭粒实际的运动轨迹
D. 小炭粒越小，观察到的布朗运动就越明显
4.如表是在20℃时，波长为589.3nm的光在几种介质中的折射率，下列判断正确的是（　　）
表：几种介质的折射率（λ=589.3nm,t=20℃）
介质 折射率 介质 折射率
金刚石 2.42 玻璃 1.5～1.8
氯化钠 1.54 水 1.33
二硫化碳 1.63 水晶 1.55
酒精 1.36 空气 1.00028
A. 该光在玻璃中的速度大于在水中的速度
B. 水晶对不同颜色的光的折射率都是1.55
C. 这种波长的光从玻璃射入水中可能发生全反射
D. 这种波长的光从水射入空气的全反射临界角比从水晶射入空气的全反射临界角更小
5.麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场．电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波．从1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波已经与我们的生活紧密相关：机场安检门使用频率为7kHz的电磁波，GPS定位系统使用频率为10.23MHz（1MHz=106Hz）的电磁波，手机工作时使用频率为800-1900MHz的电磁波，无线WiFi使用频率为2.4GHz（1GHz=109Hz）的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波．根据图中给出的电磁波谱和相关信息，下列说法正确的是（　　）
A. 手机工作时使用的电磁波是纵波
B. 机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播
C. 地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领
D. 无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象
6.如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图是单色光形成的干涉或衍射图样，根据各图样的特点可知（　　）
A. 甲图是光的衍射图样 B. 乙图是光的干涉图样
C. 丙图是光的干涉图样 D. 丁图是光的衍射图样
7.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的P点出现亮斑，如图所示。则此时（　　）
A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电
C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电
8.健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，当球内气体被快速挤压时来不及与外界热交换，而缓慢变化时可与外界发生充分的热交换。则下列说法正确的是（　　）
A. 人体快速挤压健身球的过程中，球内气体压强减小
B. 人体快速挤压健身球的过程中，球内气体分子热运动的平均动能增大
C. 人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体对外放热
D. 人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体压强不变
9.如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为3：1，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220V的正弦交流电源上。下列说法正确的是（　　）
A. 副线圈回路中电阻两端的电压为
B. 原、副线圈中交变电流的频率之比为3：1
C. 原、副线圈回路中电阻两端的电压之比为3：1
D. 原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1：9
10.假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A. 在r由无限远到趋近于r0的过程中，F先做负功后做正功
B. 在r由无限远到趋近于r0的过程中，F先做正功后做负功
C. 在r由r0趋近于0的过程中，F做负功，EP先变小再变大
D. 在r由r0趋近于0的过程中，F做负功，EP变大
11.在用插针法“测量玻璃的折射率”实验中，小明画好玻璃砖边界aa′、bb′后，将玻璃砖放回，在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，②中用的是梯形玻璃砖。其它操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。下列说法中正确的是（　　）
A. 图甲中测得的玻璃砖折射率n为
B. ①所测得玻璃砖折射率相较准确值偏小
C. ①实验时入射角不能太大，否则光线会在玻璃砖下表面发生全反射
D. 该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率，因此②无法准确测得玻璃砖的折射率
12.某同学在探究LC振荡电路中电流随时间的变化关系的实验，电路图如图（a）所示。当向线圈中插入或拔出铁芯时，会引起LC电路中电流的变化。在某次实验中，振荡电路中的电流随时间的变化情况如图（b）所示，下列说法正确的是（　　）
A. 根据图（b）可知，铁芯正在插入线圈 B. t1～t2过程，线圈中的自感电动势变小
C. t1～t2过程，电容器C极板的电荷量增大 D. t2～t3过程，电场能在逐渐增大
13.如图甲所示为某自行车车灯发电机装置，其结构如图乙所示。“凵”形铁芯开口处装有可旋转的磁铁，铁芯上缠绕线圈，输出端c、d连接一个“12V，6W”的灯泡。当车轮匀速转动时，摩擦轮因与轮胎接触而旋转，通过传动轴带动磁铁匀速转动，使铁芯内的磁场周期性变化，发电机产生电流可视为正弦式电流。假设灯泡阻值不变，下列说法正确的是（　　）
A. 在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流方向由c到d
B. 在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流逐渐减小
C. 若发电机线圈电阻为2Ω灯泡正常发光，发电机产生的电动势最大值为13V
D. 从图示位置开始计时，磁铁转速为n,灯泡正常发光，灯泡两端电压u随时间变化关系式为u=12sin（2πnt）V
14.可变差动变压器（LVDT）是一种常用的直线位移传感器，简化模型如图所示。它内部主要结构包括一个初级线圈和一对匝数相等的次级线圈，初级线圈位于中间，次级线圈则沿相反方向串联，对称缠绕在初级线圈的两侧；导磁铁芯可以在空心管（图中未画出）中移动，连接到要测量位移的物体上，初始时铁芯恰好位于空心管的中央，运动中铁芯始终有一端在副线圈中。在ab端输入有效值为U1的正弦式交变电压，cd端输出电压的有效值记为U2，则（　　）
A. 铁芯从中央位置开始向上移动时，U2增加
B. 铁芯从中央位置开始的移动量越大，U2越小
C. 铁芯向上移动一定距离后，若增大U1，U2会减小
D. 可变差动变压器无法反映物体的运动方向
二、实验题：本大题共2小题，共16分。
15.如图所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置。
（1）M、N、P三个光学元件依次为 。
A.滤光片、单缝、双缝
B.滤光片、双缝、单缝
C.偏振片、单缝、双缝
D.双缝、偏振片、单缝
（2）已知双缝间距为d,转动手轮，分划板的中心刻线与第m条亮条纹的中心对齐，记下手轮上的读数为x1，再转动手轮，分划板中心刻线与第n条（n＞m）亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数如图所示为x2，则x2= mm,被测光的波长表达式为λ= （用字母m,n,d,x1，x2，L1，L2或其中的部分表示）。
16.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1）需做一些理想化的近似，其中必要的是 。
A.将在水面上的油膜视为单分子油膜
B.将油膜分子视为紧密排列的球形分子
C.将油酸酒精溶液视为纯油酸
（2）有下列实验步骤：
a.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。
b.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
c.往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
d.将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
上述步骤中，正确的操作顺序是 （填写步骤前面的字母）。
（3）在做本实验时，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液为75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描绘出油酸膜的形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标系中正方形方格的边长为1cm,则：
①油酸膜的面积是 cm2。
②按以上实验数据估测出油酸分子的直径为 m。（结果保留一位有效数字）
（4）在做本实验时，发现计算结果偏小，可能是由于 。
A.油酸未完全散开
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
D.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
三、计算题：本大题共4小题，共42分。
17.如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，角速度ω=100rad/s,已知ab=ad=20cm,匝数N=100，磁感应强度B=0.1T，图示位置线圈平面与磁感线平行，闭合回路中线圈的电阻r=2Ω，外电阻R=18Ω，求：
（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值Em；
（2）从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时表达式；
（3）交流电压表的示数。
18.密闭容器中一定质量的某种理想气体的p-V图像如图1所示。图中①、②、③三个小圆圈分别代表气体的三个不同状态，从①到②经历了一个等温过程，从②到③经历了一个等容过程。
（1）定性判断。图1中①、②、③三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3，用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积上的平均次数。请判断以下物理量之间的大小关系：
T2______T3，N1______N2（选填“＞”“＜”或“=”）。
（2）定量计算。若状态①的温度是400K，结合图1中信息，计算状态③的温度T3。
（3）模型建构。从微观角度来看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度。如图2所示，我们可以设计一个简易实验，用豆粒做气体分子的模型，将豆粒连续地倒在台秤的秤盘上，演示气体压强产生的微观机理。为了从宏观上模拟从状态①到状态②过程中气体压强减小，请说明实验操作的思路。
19.风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的功能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。
（1）利用总电阻R=10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P0=300 kW，输电电压U=10kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值；
（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为ρ，气流速度为v,风轮机叶片长度为r.求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。
（3）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW.我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。
20.压强产生的原因有多种情况：
（1）正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：（a）粒子大小可以忽略，其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等；（b）与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。
利用所学力学知识，推导出器壁所受压强p与m、n和v的关系；
（2）理想气体不考虑分子间的相互作用，故可以忽略分子势能，气体内能可以近似等于所有气体分子动能的总和。已知一定质量的理想气体，其压强与热力学温度T的关系为p=nkT，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常量。
“温度是分子平均动能的标志，即T=aEk（a为物理常量，Ek为分子热运动的平动动能）”，推导气体内能U与体积V和压强p的关系。
（3）伯努利原理：对于流动的气体或液体，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。如图所示，一根水平放置的管道，从左往右逐渐变粗，流体从中流过。管内流体稳定流动时具有这样的特点：（a）管内各处液体体积无法压缩且密度均相同；（b）管内各处液体流速不随时间改变。选取横截面C和横截面D之间的液体为研究对象，当C处液体流动很小一段距离，到达C′处，D处液体正好流动到D′处。设管道入口处横截面积为S1，压强为p1，流体流速为v1；管道出口处横截面积为S2，压强为p2，流体流速为v2。设流体密度始终为ρ，忽略流体的粘滞阻力和管壁对流体的阻力。与外界对气体做功的规律类似，极短时间Δt内，外界对流体做功可以通过W=-pΔV求得，其中p为液体压强，ΔV是Δt时间内被外力推动的流体体积大小，如图中横截面C与横截面C′之间的流体体积。
请根据守恒思想和功能关系，推导压强与流速的关系满足：。
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】A
8.【答案】B
9.【答案】D
10.【答案】D
11.【答案】B
12.【答案】C
13.【答案】D
14.【答案】A
15.【答案】A
29.20

16.【答案】AB
cadb
112
7×10-10
CD

17.【答案】线圈转动过程中感应电动势的最大值是40V 从图示位置开始计时，感应电流的瞬时表达式i=2cos（100t）A 交流电压表的示数是
18.【答案】＞;＞ 200 K 从同一高度，将大量豆粒连续释放落在台秤的秤盘上，使单位时间内倒出的豆粒数量越来越少，观察台秤的示数变化
19.【答案】导线上损失的功率为9kW，输送功率的比值为0.03 单位时间内流向风轮机的最大风能Pm为πρr2v3，在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，可采取的措施如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等 这台风力发电机在该地区的最小年发电量是8×105kW h
20.【答案】器壁所受压强p与m、n和v的关系是 气体内能U与体积V和压强p的关系是 在相同时间Δt内流过横截面C的液体体积等于流过横截面D的液体体积ΔV0=S1v1Δt=S2v2Δt令液体从左往右流动，以上述液体为研究对象，横截面C左侧液体对该对象做正功为W1=p1ΔV0
横截面D右侧液体对该对象做负功为W2=-p2ΔV0
C、D间液体流动至C'{D'}间，可等效为C'、D间液体不动，C、C'间液体流动至D、D'间，C、C'间液体质量Δm=ρΔV0
由于管道水平放置，液体的重力势能不变，对该部分液体，根据动能定理有-
解得
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