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广州外国语学校等校2025-2026学年高二下学期期中考试物理试卷
一、单选题
1．中国某大学制备出了一种超轻气凝胶，这种固态材料在弹性和吸油能力方面令人惊喜，被称为“全碳气凝胶”。设该气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为），阿伏加德罗常量为，则下列说法正确的是( )
A.a克气凝胶所含的分子数 B.气凝胶的摩尔体积
C.每个气凝胶分子的体积 D.每个气凝胶分子的直径
2．如图所示，竖直放置的粗细均匀玻璃管中用水银封闭一定质量的理想气体，水银柱长度为，被封闭气柱长度为。环境温度保持不变，大气压强恒为。将玻璃管绕底端缓慢转过180°，使玻璃管开口向下，此过程中无水银溢出，此时被封闭气柱长度为( )
A. B. C. D.
3．用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片置于双缝右侧，透振方向平行。保持不动，将绕轴转动的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是( )
A.条纹间距不变，亮度减小 B.条纹间距增大，亮度不变
C.条纹间距减小，亮度减小 D.条纹间距不变，亮度增大
4．如图所示，两个导体圆环放置在同一水平面上，内侧的圆环b中通以逆时针方向，逐渐减小的电流，则( )
A.a圆环中出现顺时针方向感应电流
B.a圆环中出现逆时针方向感应电流
C.a圆环中没有感应电流
D.a圆环受到的安培力方向沿半径向外
5．为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为( )
A.2:3 B.4:3 C. D.5:4
6．我国的特高压输电技术居世界第一，如图所示，发电站输出稳定的电压，经升压变压器升至特高压进行远距离输送，再经过降压变压器降压后供用户端使用，用户端电阻可分为持续用电用户电阻（设为定值电阻）和灵活用电用户电阻（设为可变电阻），输电线电阻r不可忽略，下列说法正确的是( )
A.用电高峰期时，相当于变大
B.用电高峰期时，两端电压变大
C.在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电可以使两端电压更大
D.在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电会使输电线上电能损耗升高
7．2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头1、2间和2、3间的线圈匝数，开关S接2时输出电压的瞬时值，则S接1时的图像为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
8．在庆典活动中，五彩缤纷的气球在空中缓慢上升，其体积逐渐变大。已知环境温度随高度增加而降低，球内气体可视为理想气体，且气球不漏气。关于上升过程中球内气体的状态变化，下列说法正确的是( )
A.气体的内能减少
B.气体对外界做正功
C.单位时间内撞到气球壁单位面积上的气体分子数逐渐减小
D.气体分子的平均动能增大
9．如图所示，在光滑绝缘水平面上有一正方形线框abcd，线框由均匀电阻丝制成，边长为L，总电阻值为r。两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向竖直向下。线框abcd沿垂直于cd方向的速度进入磁场，当对角线ac刚进入磁场时线框的速度大小为v，方向与磁场边界成45°角，则对角线ac刚进入磁场时( )
A.线框产生的感应电动势为
B.线框中的感应电流为
C.线框所受安培力大小为
D.a、c两端的电压为BLv
10．如图所示，固定在竖直面上半径为r的金属圆环内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为L的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在导电转轴上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和圆心O间接有阻值为R的电阻和电容为C的平行板电容器，电容器的极板水平且间距为d，在极板间有一带正电微粒处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是( )
A.金属棒逆时针转动
B.带电微粒的荷质比为
C.金属棒转动一周，通过电阻R的电量为
D.金属棒克服安培力做功的功率总等于重力对其做功的功率
三、实验题
11．如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和B、顶角大小为θ）的折射率。
①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点；
②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef；
③在cd上竖直插上大头针和，从侧面B透过玻璃砖观察和，插上大头针，要求能挡住__________________（选填“”“”或“和”）的虚像；
④确定出射光线的位置__________________（选填“需要”或“不需要”）第四枚大头针；
⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率__________________。
12．同学们在学习了感应电流产生的条件后，想通过实验探究影响感应电流方向的因素，实验过程如下：
（1）按照图1所示电路连接器材，闭合电键，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与______________方向的对应关系；
（2）按照图2所示电路连接器材，查明线圈中导线的绕向，以确定感应电流产生的磁场方向；
（3）分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向，观察指针偏转方向，使用表格中记录数据；根据第1步探究的对应关系，表中实验4中标有“▲”空格应填______________（选填“向上”、“向下”、“向左”或“向右”）；
实验序号 磁体磁场的方向（正视） 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向（正视）
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 ▲
（4）根据表中所记录数据，进行如下分析：
①由实验1和______________（填实验序号）可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关。
②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向______________（选填“相同”、“相反”或“无关”）。
（5）经过进一步讨论和学习，同学们掌握了影响感应电流方向的因素及其结论，为电磁感应定律的学习打下了基础。
四、计算题
13．一半径为R的球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示。已知入射光线与桌面的距离为。求出射角。
14．如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m，面积分别为、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。（重力加速度常量g）
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
15．如图（a），固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框abcd，置于始终竖直向下的匀强磁场中，ad边与磁场边界平行，ab边中点位于磁场边界.导体框的质量、电阻、边长.磁感应强度B随时间t连续变化，0~1 s内图像如图（b）所示.导体框中的感应电流I与时间t关系图像如图（c）所示，其中0~1 s内的图像未画出，规定顺时针方向为电流正方向.
（1）求时ad边受到的安培力大小F.
（2）在图（b）中画出1~2 s内图像（无需写出计算过程）.
（3）从开始，磁场不再随时间变化.之后导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度，求ad边离开磁场时的速度大小.
参考答案
1．答案：C
解析：A.a克气凝胶所含的分子数，故A错误；
B.气凝胶的摩尔体积，故B错误；
C.1mol气凝胶中包含个分子，则每个气凝胶分子平均占据空间
对固态材料来说，可认为分子是紧密排列的，每个气凝胶分子的体积与每个气凝胶分子平均占据空间相同，故C正确；
D.设每个气凝胶分子的直径为d，则
解得，故D错误。
故选C。
2．答案：B
解析：初始时，被封闭气体的压强为，
玻璃管开口向下时，被封闭气体的压强为
由玻意耳定律得，
解得
故选B。
3．答案：A
解析：根据干涉条纹间距公式可知当旋转时，L，d，均不变，故条纹间距不变；随着的旋转，透过的光强在减小，干涉条纹的亮度在减小。
故选A。
4．答案：B
解析：ABC.圆环b中通以逆时针方向，则圆环a处产生垂直纸面向里的磁场，且圆环b中电流逐渐减小，则通过圆环a的等效垂直纸面向外的磁通量减小，依据楞次定律，感应电流应产生同向磁场阻碍其减小，故圆环a中产生逆时针方向的电流，故AC错误，B正确；
D.圆环a处实际为垂直纸面向里的磁场，依据左手定则，则a圆环受到的安培力方向沿半径向里，有收缩趋势，故D错误。故选B。
5．答案：B
解析：结合可知、，又，所以，B正确。
6．答案：C
解析：A.因用电器都是并联使用，因此在用电高峰时，用电器增加，相当于变小，故A错误；
B.用电高峰期时，相当于变小，降压变压器副线圈的电流增大，由变压器原理可知，降压变压器原线圈的电流增大，导致输电线上的电压降增大，发电站输出电压稳定，则有降压变压器的原线圈两端电压减小，副线圈输出电压减小，使两端电压变小，故B错误；
CD.在不改变输送电能总功率的前提下，由可知，使用特高压输电，输电线上的电流大幅度减小，输电线上的电压降减小，则降压变压器原线圈两端的电压比普通的高压输电时高，则两端电压更大；输电线上的电能损耗，因输电线上电流减小，可知输电线上电能损耗降低，故C正确，D错误。
故选C。
7．答案：B
解析：根据题意，由理想变压器电压比与匝数比关系可知，
由于输入电压不变，可知
又有
可得
此时输出的交流电的周期为。
故选B。
8．答案：ABC
解析：A.气球上升过程中环境温度降低，球内气体的温度也降低，故气体的内能减少，故A正确；
B.气球的体积变大，气体膨胀，对外界做正功，故B正确；
CD.在上升过程，温度降低，分子的平均动能减小，则分子的平均速率减小，同时气体体积增大，分子数密度减小，单位时间内撞到气球壁单位面积上的分子数逐渐减小，故C正确，D错误。
故选ABC。
9．答案：BC
解析：A.对角线ac刚进入磁场时线框切割磁感线的有效长度为L，产生的电动势为故A错误；
B.线框中的感应电流为故B正确；
C.cd边受到的安培力为
ad边受到的安培力为根据几何关系可知方向垂直，线框所受安培力大小为故C正确；
D.a、c两端的电压为故D错误。
故选BC。
10．答案：AC
解析：A.在极板间有一带正电微粒处于静止状态，上极板带负电，根据右手定则可知，金属棒逆时针转动，故A正确；
B.由于在圆环内存在磁感应强度为B的匀强磁场，所以金属棒有效切割长度为r，金属棒切割磁感线产生的感应电动势带电微粒静止处于状态，由平衡条件得：解得微粒的电荷量与质量之比故B错误；
C.金属棒转动一周，通过电阻R的电量为故C正确；
D.随轴以角速度匀速转动，根据能量守恒，金属棒克服安培力做功的功率等于重力对其做功的功率与外力对其功率之和，故D错误。故选AC。
11．答案：③和；④不需要；⑤
解析：③插针法测量玻璃的折射率时，需要在视线一侧插上大头针时，使挡住另一侧和的虚像；④由于cd与ab垂直，则光线的出射点为，因此只需连接即可确定出射光线，故不需要第四枚大头针来确定出射光线；⑤根据几何关系可知，光在侧面B从玻璃砖射入空气时，入射角为θ，折射角为，根据折射定律得。
12．答案：（1）电流（3）向上（4）①2②相同
解析：（1）电流流向不同，对应指针偏转方向不同，所以该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系。
（3）磁体磁场的方向向上，拔出线圈，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向上。
（4）①要探究感应电流方向与磁体运动情况，需保证磁体磁场的方向和指针偏转情况相同，故由实验1和2可得出结论。
②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
13．答案：
解析：设入射光线与球体的交点为C，连接OC，OC即为入射面的法线，因此，图中的角α为入射角.过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B，依题意，.又由知
设光线在C点的折射角为β，由折射定律得
由以上两式解得
由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ（如图所示）为，由折射定律
因此
解得.
14．答案：（1）（2），
解析：（1）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有
解得
对活塞Ⅰ由平衡条件有
解得弹簧的劲度系数为
（2）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为
即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为
，
由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有
有等压方程可知
解得
15．答案：（1）0.015 N
（2）见解析
（3）0.01 m/s
解析：（1）由题图（b）可知时图线斜率大小，
由得
导体框中电流是
导体框ad边受到的安培力大小
（2）由楞次定律和安培定则可知，0~1 s过程中，导体框中的电流沿顺时针方向，为正，由题图（c）可知1~2 s过程导体框中的电流沿逆时针方向、大小为0.2 A，故磁场方向不变，磁感应强度应均匀增大，斜率是0~1 s时图线斜率的2倍，图像如图所示.
（3）由（2）知时，
2 s后，导体框离开磁场过程中，以向右为正方向，由动量定理有
又
可得

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