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重庆市育才中学2023-2024学年高二下学期期末物理复习试卷（Word版附解析）
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1. 在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（ ）
A. 电容器在放电
B. 电场能转化为磁场能
C. A板所带的负电荷增加
D. L产生的自感电动势增大
【答案】D
【解析】
【详解】闭合开关S，电路稳定后，由于电感线圈直流电阻可以忽略，则此时通过线圈的电流最大；突然断开开关S并开始计时，则在时间内，线圈电流逐渐减小，但电流的变化率增大，所以L产生的自感电动势增大；磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，电容器处于充电过程；电流方向由B板流向A板，则A板所带的正电荷增加。
故选D。
2. 如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管连接，线圈的直流电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S后，A2会立即变亮，然后变的更亮
B. 闭合开关S稳定后，A1、A2的亮度相同
C. 断开开关S的瞬间，点的电势比点高
D. 断开开关S的瞬间，A1会闪亮一下后逐渐熄灭
【答案】A
【解析】
【详解】AB．闭合开关S瞬间，线圈产生自感电动势，阻碍通过线圈的电流增大，线圈中没有电流，由E、A1、 、A2构成闭合回路，理想二极管处于正向导通状态，因此A2会立即变亮，闭合开关S后，由于线圈的自感电动势是零，且直流电阻不计，则使A1、构成的支路两端电压，A1不亮，此时路端电压直接都加在A2上，因此A2会变的更亮，A正确，B错误；
C．断开开关S的瞬间，线圈产生自感电动势，阻碍通过线圈的电流减小，则自感电动势的向与原电源电动势方向相同，因此点的电势比点低，C错误；
D．断开开关S的瞬间，由于理想二极管具有单向导电性，点的电势比点低，因此二极管处于反向截止状态，L、、A1构成的闭合回路没有电流产生，A1不会闪亮，D错误。
故选A。
3. 如图所示，一定质量的理想气体，经历过程，其中是等温过程，是等压过程，是等容过程。下列说法正确的是（ ）
A. 完成一次循环，气体向外界放热
B. a、b、c三个状态中，气体在c状态分子平均动能最大
C. 过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功
D. 过程中，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会增加
【答案】C
【解析】
【详解】A．完成一次循环，气体的内能不变，过程，气体体积增大，气体对外界做功，过程，气体体积减小，外界对气体做功，由于过程气体的压强大于过程气体压强，则气体对外做功大于外界对气体做功，过程，气体体积不变，气体不做功，由热力学第一定律可知，完成一次循环，气体吸热，故A错误；
BC．过程中，气体的压强不变，体积减小，则气体的温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体放出的热量大于外界对气体做的功，c状态气体温度最低，气体在c状态分子平均动能最小，故B错误，C正确；
D．过程中，气体温度不变，分子平均动能不变，压强减小，由气体压强的微观解释可知，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会减少，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，紫光和红光分别从B、C点射出。下列说法正确的是（ ）
A. 紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较大
B. 红光和紫光同时从半圆柱体玻璃中射出
C. 逐渐增大入射角i，紫光先发生全反射
D. 逐渐增大入射角i，红光先发生全反射
【答案】B
【解析】
【详解】A．紫光的折射率较大，根据
可知，紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较小，选项A错误；
B．设折射角为r，则
光在玻璃中的传播时间
可知红光和紫光在玻璃中传播时间相同，同时从半圆柱体玻璃中射出，选项B正确；
CD．入射角i增大，则进入玻璃砖光线的折射角增加，所以光线OB和OC作为入射光线从玻璃砖射出时的入射角会减小，根据折射定律，光线从光密介质到光疏介质有
从玻璃砖中射出光线的折射角会减小，因此入射角i增大，无论是紫光还是红光均不会发生全反射，故CD错误。
故选B。
5. 某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈P的匝数为N，磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在t时间内每匝线圈面积增加了S，则线圈P在该时间内的平均感应电动势为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律有
故选A。
6. 如图所示，与水平面夹角为θ的绝缘斜面上固定有光滑U型金属导轨。质量为m、电阻不可忽略的导体杆MN沿导轨向下运动，以大小为v的速度进入方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场区域，在磁场中运动一段时间t后，速度大小变为2v。运动过程中杆与导轨垂直并接触良好，导轨的电阻忽略不计，重力加速度为g。杆在磁场中运动的此段时间内（ ）
A. 流过杆的感应电流方向从N到M
B. 杆沿轨道下滑的距离为
C. 流过杆感应电流的平均电功率等于重力的平均功率
D. 杆所受安培力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据右手定则，判断知流过杆的感应电流方向从M到N，故A错误；
B．依题意，设杆切割磁感线的有效长度为，电阻为。杆在磁场中运动的此段时间内，杆受到重力，轨道支持力及沿轨道向上的安培力作用，根据牛顿第二定律可得
联立可得杆的加速度
可知，杆在磁场中运动的此段时间内做加速度逐渐减小的加速运动；若杆做匀加速直线运动，则杆运动的距离为
根据图像围成的面积表示位移，可知杆在时间t内速度由达到，杆真实运动的距离大于匀加速情况发生的距离，即大于，故B错误；
C．由于在磁场中运动的此段时间内，杆做加速度逐渐减小的加速运动，杆的动能增大。由动能定理可知，重力对杆所做的功大于杆克服安培力所做的功，根据可得安培力的平均功率小于重力的平均功率，也即流过杆感应电流的平均电功率小于重力的平均功率，故C错误；
D．杆在磁场中运动的此段时间内，根据动量定理，可得
得杆所受安培力的冲量大小为
故D正确
故选D。
二、多选题
7. 下列说法正确的是（ ）
A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B. 由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直不变
C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大
D. 由图丁可知，在r由变到的过程中分子力做正功
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由分子热运动的速率的分布特点可知，分子热运动的速率分布呈现“中间多两头少”的规律，且随温度的增大，大部分的分子热运动速率增大，故由图可知状态①的温度高，故A正确；
B．由理想气体状态方程结合图乙可知，气体在状态A和B态时，气体的温度相同，结合气体的等温线可知，该过程气体的温度先升高，后降低，故气体分子平均动能先增大后减小，故B错误；
C．由分子力随分子间距的变化关系图象可知，当分子间的距离时，随分子间距离的增大，分子间的作用力先增大后减小，故C错误；
D．由图丁可知，在分子间距为时，分子间距离为相当于平衡位置的距离。在r由变到的过程中，分子力为斥力，随分子间距的增大，分子力做正功，故D正确。
故选AD。
8. 如图所示，甲图是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形，乙图是该波传播方向上介质中处的质点从时刻起的振动图像，a、b是介质中平衡位置为和的两个质点。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速是
B. 从开始，质点a比质点b先回到平衡位置
C. 处的观察者沿轴负方向运动时，接收到该波的频率一定为
D. 若该波在传播过程中遇到尺寸为16 m的障碍物，会发生明显的衍射现象
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由图可知，该波波长为8m，周期为4s，根据公式
故A正确；
B．因为该波沿x轴正方向传播，所以a向上振动，b向下振动，因此质点a先回到平衡位置，故B正确；
C．根据周期可知该波频率为，但观察者沿x轴负方向运动时，靠近波源，因此接收到该波的频率一定大于 ，故C错误；
D．因为该波波长为8m，小于障碍物尺寸，因此不会发生明显的衍射现象，故D错误。
故选AB。
9. 一列简谐横波在介质中沿x轴传播，波速为2m/s，t=0时的波形图如图所示，P为该介质中的一质点。则（ ）
A. 该波的波长为14m
B. 该波的周期为8s
C. t＝0时质点P的加速度方向沿y轴负方向
D. 0~2 s内质点P运动的路程有可能小于0.1m
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图可知
解得
A错误；
B．由
得
B正确；
C．简谐运动的加速度总指向平衡位置，P点位于y轴负半轴，加速度方向沿y轴正方向，C错误；
D．P点位于y轴的负半轴，经过
若波向x轴负方向传播，P向远离平衡位置方向振动，在0~2 s内质点P运动的路程有可能小于0.1m，D正确；
故选BD。
10. 如图，一绝缘细绳跨过两个在同一竖直面（纸面）内的光滑定滑轮，绳的一端连接一矩形金属线框，另一端连接一物块。线框与左侧滑轮之间的虚线区域内有方向垂直纸面的匀强磁场，磁场上下边界水平，在时刻线框的上边框以不同的初速度从磁场下方进入磁场。运动过程中，线框始终在纸面内且上下边框保持水平。以向上为速度的正方向，下列线框的速度v随时间t变化的图像中可能正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】设线圈的上边进入磁场时的速度为v，设线圈的质量M，物块的质量m，图中线圈进入磁场时线圈的加速度向下，则对线圈由牛顿第二定律可知
对滑块
其中
即
线圈向上做减速运动，随速度的减小，向下的加速度减小；当加速度为零时，即线圈匀速运动的速度为
A．若线圈进入磁场时的速度较小，则线圈进入磁场时做加速度减小的减速运动，线圈的速度和加速度都趋近于零，则图像A可能正确；
B．因t=0时刻线圈就进入磁场，则进入磁场时线圈向上不可能做匀减速运动，则图像B不可能；
CD．若线圈的质量等于物块的质量，且当线圈进入磁场时，且速度大于v0，线圈进入磁场做加速度减小的减速运动，完全进入磁场后线圈做匀速运动；当线圈出离磁场时，受向下的安培力又做加速度减小的减速运动，最终出离磁场时做匀速运动，则图像C有可能，D不可能。
故选AC。
11. 如图所示，虚线MN左侧空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为L的单匝金属线框abcd以MN为对称轴放置在纸面内，以角速度ω绕轴MN匀速转动，产生电流的最大值为Im，则下列说法正确的是（ ）
A. 转一圈，电流方向改变两次
B. 电流的有效值等于
C. b、c两端电压的最大值为
D. 线圈中的电热功率为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．当线圈经过中性面时，电流方向改变，所以一个周期内，电流方向改变两次，故A正确；
B．由于线圈转动过程中形成正弦式交变电流，所以电流的有效值为
故B错误；
C．b、c两端电压的最大值为
故C正确；
D．线圈中的电热功率为
故D错误。
故选AC。
12. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆经过的速度为
B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同
D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍
【答案】CD
【解析】
【详解】A．设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有
E = BLv，
金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有
则
由于，则上面方程左右两边累计求和，可得
则
设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有
解得
综上有
则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误；
B．在整个过程中，根据能量守恒有
则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
故B错误；
C．金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为
则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确；
D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有
金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在BB1C1C区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得
联立整理得
分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过BB1C1C区域的速度比第一次大，故，可得
可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D正确。
故选CD。
【点睛】
三、实验题
13. 某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验．
（1）为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。（填正确答案标号）
A. 用笔白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和
B. 在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点
C. 实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差
（2）为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率________（填“大”或“小”）
（3）为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角，测得折射角分别为、，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质（填“”或“”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。
【答案】（1）B （2）大
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与a对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和，故A错误；
B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点，故B正确；
C．实验时入射角应尽量大一些，但也不能太大（接近），以减小实验误差，故C错误；
故选B。
【小问2详解】
由图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律
可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大。
【小问3详解】
根据折射定律可知，玻璃的折射率为
该介质的折射率为
其中
所以
14. Phyphx是一款利用Andrid手机传感器来进行物理实验的手机应用软件，它能获取手机上的多种传感器原始数据。两位同学利用该软件来测量手机的体积，如图甲所示，将一个可以测量气体压强的手机封闭在注射器中，记录活塞在不同位置时注射器的示数和封闭气体的压强。
（1）关于该实验的操作，下列说法中正确的是______。
A. 在活塞上涂抹润滑油只是为了减小摩擦
B. 为了稳定推动活塞，需要用手握住注射器
C. 缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变
D. 改变活塞位置后可立即进行读数
（2）下表是某一位同学测量的两组实验数据，由此可知手机的体积为______；（结果保留一位小数）
（3）另一位同学测出多组数据后画出图像（如图乙所示），其截距为b，直线部分的斜率为k，则手机的体积为______，体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，原因可能是______。
【答案】（1）C （2）
（3） ① b ②. 气体温度升高
【解析】
【小问1详解】
A．在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是为了保证不漏气，故A错误；
B．为保证气体做等温变化，不能用手握住注射器，故B错误；
C．缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变，故C正确；
D．改变活塞位置，需等稳定后再进行读数，故D错误。
故选C。
【小问2详解】
设手机的体积为，气体做等压变化，则
解得手机的体积为
【小问3详解】
[1]由理想气体方程得
整理得
手机的体积为
[2]根据以上分析可知—图像的斜率为CT，则—图像的斜率增大的原因可能是气体温度升高。
15. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。
（1）下列说法中正确的是（ ）
A. 滤光片应置于单缝与双缝之间B. 拨杆的作用是为了调节缝的宽度
C. 仅增大单缝与双缝间距，干涉条纹变密D. 仅增大双缝与毛玻璃屏间距，干涉条纹变疏
（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为__________ mm。
（3）设图甲、乙的读数分别为x1和x2.则两相邻亮条纹间距△x=__________（用所给物理量的符号表示）。
（4）若将该实验装置全部浸入到某种绝缘透明均匀介质中做相同的实验，发现两相邻亮条纹中央之间的距离变为原来的一半，则该透明介质的折射率n=__________。
【答案】（1）D （2）13.870
（3）
（4）2
【解析】
【小问1详解】
A．“用双缝干涉测光的波长”的实验中滤光片应放在透镜和单缝之间，故A错误；
B．该实验中拔杆得作用是调节两个狭缝的间距、亮度和位置，故B错误；
C．增大单缝与双缝间距时干涉条纹的疏密不变，故C错误；
D．根据条纹间距得表达式
可知增大双缝与毛玻璃屏间距，条纹间距变大，干涉条纹变疏，故D正确。
故选D。
【小问2详解】
图乙中手轮上的示数为
【小问3详解】
第1条亮纹到第6条亮纹之间有5个条纹，所以相邻亮条纹间距为
【小问4详解】
根据双缝间距的表达式在空气中
在介质中
所以在介质中
由此可得光在空气中和绝缘透明均匀介质中
16. 一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。题图1为实验电路图，其中L1和L2为变压器的原、副线圈，S1和S2为开关，P为滑动变阻器Rp的滑片，R为电阻箱，E为正弦式交流电源（能输出电压峰值不变、频率可调的交流电）。
（1）闭合S1，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表的示数_______（选填 “变大”“不变”“ 变小”）。
（2）保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，滑动滑片P，用多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为2500 mV时，用示波器测得线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图所示，则线圈L1两端与L2两端的电压比值为_______（保留3位有效数字）。
（3）闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为50 Hz、1000 Hz的条件下，改变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈L2两端的电压U，得到U-R关系曲线如图3所示。用一个阻值恒为20 Ω的负载R0替换电阻箱R，由图可知，当频率为1000 Hz时，R0两端的电压为_______mV；当频率为50 Hz 时，为保持R0两端的电压不变，需要将R0与一个阻值为_______Ω的电阻串联。（均保留3位有效数字）
【答案】 ①. 变大 ②. 12.6 ③. 272 ④. 12
【解析】
【详解】（1）[1]闭合S1，滑动变阻器Rp是分压接法，滑片P向右滑动后，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。线圈L1两端的电压增大，因此与滑动前相比，电表的示数变大。
（2）[2]保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为U1=2500 mV。线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图所示，由图像可得，线圈L2两端电压为
则线圈L1两端与L2两端的电压比值为
（3）[3]闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。由U−R关系曲线可得，当频率为1000 Hz时，当负载电阻R0=20 Ω时，R0两端的电压为UR0=272mV。
[4]当频率为50 Hz 时，由U−R关系曲线
两线交点可知，故
需给R0串联一电阻，此串联电阻值为
序号
V（ml）
p（kPa）
1
530
1033.0
2
500
1104.0
1. 在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（ ）
A. 电容器在放电
B. 电场能转化为磁场能
C. A板所带的负电荷增加
D. L产生的自感电动势增大
【答案】D
【解析】
【详解】闭合开关S，电路稳定后，由于电感线圈直流电阻可以忽略，则此时通过线圈的电流最大；突然断开开关S并开始计时，则在时间内，线圈电流逐渐减小，但电流的变化率增大，所以L产生的自感电动势增大；磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，电容器处于充电过程；电流方向由B板流向A板，则A板所带的正电荷增加。
故选D。
2. 如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管连接，线圈的直流电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S后，A2会立即变亮，然后变的更亮
B. 闭合开关S稳定后，A1、A2的亮度相同
C. 断开开关S的瞬间，点的电势比点高
D. 断开开关S的瞬间，A1会闪亮一下后逐渐熄灭
【答案】A
【解析】
【详解】AB．闭合开关S瞬间，线圈产生自感电动势，阻碍通过线圈的电流增大，线圈中没有电流，由E、A1、 、A2构成闭合回路，理想二极管处于正向导通状态，因此A2会立即变亮，闭合开关S后，由于线圈的自感电动势是零，且直流电阻不计，则使A1、构成的支路两端电压，A1不亮，此时路端电压直接都加在A2上，因此A2会变的更亮，A正确，B错误；
C．断开开关S的瞬间，线圈产生自感电动势，阻碍通过线圈的电流减小，则自感电动势的向与原电源电动势方向相同，因此点的电势比点低，C错误；
D．断开开关S的瞬间，由于理想二极管具有单向导电性，点的电势比点低，因此二极管处于反向截止状态，L、、A1构成的闭合回路没有电流产生，A1不会闪亮，D错误。
故选A。
3. 如图所示，一定质量的理想气体，经历过程，其中是等温过程，是等压过程，是等容过程。下列说法正确的是（ ）
A. 完成一次循环，气体向外界放热
B. a、b、c三个状态中，气体在c状态分子平均动能最大
C. 过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功
D. 过程中，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会增加
【答案】C
【解析】
【详解】A．完成一次循环，气体的内能不变，过程，气体体积增大，气体对外界做功，过程，气体体积减小，外界对气体做功，由于过程气体的压强大于过程气体压强，则气体对外做功大于外界对气体做功，过程，气体体积不变，气体不做功，由热力学第一定律可知，完成一次循环，气体吸热，故A错误；
BC．过程中，气体的压强不变，体积减小，则气体的温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体放出的热量大于外界对气体做的功，c状态气体温度最低，气体在c状态分子平均动能最小，故B错误，C正确；
D．过程中，气体温度不变，分子平均动能不变，压强减小，由气体压强的微观解释可知，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会减少，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，紫光和红光分别从B、C点射出。下列说法正确的是（ ）
A. 紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较大
B. 红光和紫光同时从半圆柱体玻璃中射出
C. 逐渐增大入射角i，紫光先发生全反射
D. 逐渐增大入射角i，红光先发生全反射
【答案】B
【解析】
【详解】A．紫光的折射率较大，根据
可知，紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较小，选项A错误；
B．设折射角为r，则
光在玻璃中的传播时间
可知红光和紫光在玻璃中传播时间相同，同时从半圆柱体玻璃中射出，选项B正确；
CD．入射角i增大，则进入玻璃砖光线的折射角增加，所以光线OB和OC作为入射光线从玻璃砖射出时的入射角会减小，根据折射定律，光线从光密介质到光疏介质有
从玻璃砖中射出光线的折射角会减小，因此入射角i增大，无论是紫光还是红光均不会发生全反射，故CD错误。
故选B。
5. 某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈P的匝数为N，磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在t时间内每匝线圈面积增加了S，则线圈P在该时间内的平均感应电动势为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律有
故选A。
6. 如图所示，与水平面夹角为θ的绝缘斜面上固定有光滑U型金属导轨。质量为m、电阻不可忽略的导体杆MN沿导轨向下运动，以大小为v的速度进入方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场区域，在磁场中运动一段时间t后，速度大小变为2v。运动过程中杆与导轨垂直并接触良好，导轨的电阻忽略不计，重力加速度为g。杆在磁场中运动的此段时间内（ ）
A. 流过杆的感应电流方向从N到M
B. 杆沿轨道下滑的距离为
C. 流过杆感应电流的平均电功率等于重力的平均功率
D. 杆所受安培力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据右手定则，判断知流过杆的感应电流方向从M到N，故A错误；
B．依题意，设杆切割磁感线的有效长度为，电阻为。杆在磁场中运动的此段时间内，杆受到重力，轨道支持力及沿轨道向上的安培力作用，根据牛顿第二定律可得
联立可得杆的加速度
可知，杆在磁场中运动的此段时间内做加速度逐渐减小的加速运动；若杆做匀加速直线运动，则杆运动的距离为
根据图像围成的面积表示位移，可知杆在时间t内速度由达到，杆真实运动的距离大于匀加速情况发生的距离，即大于，故B错误；
C．由于在磁场中运动的此段时间内，杆做加速度逐渐减小的加速运动，杆的动能增大。由动能定理可知，重力对杆所做的功大于杆克服安培力所做的功，根据可得安培力的平均功率小于重力的平均功率，也即流过杆感应电流的平均电功率小于重力的平均功率，故C错误；
D．杆在磁场中运动的此段时间内，根据动量定理，可得
得杆所受安培力的冲量大小为
故D正确
故选D。
二、多选题
7. 下列说法正确的是（ ）
A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B. 由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直不变
C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大
D. 由图丁可知，在r由变到的过程中分子力做正功
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由分子热运动的速率的分布特点可知，分子热运动的速率分布呈现“中间多两头少”的规律，且随温度的增大，大部分的分子热运动速率增大，故由图可知状态①的温度高，故A正确；
B．由理想气体状态方程结合图乙可知，气体在状态A和B态时，气体的温度相同，结合气体的等温线可知，该过程气体的温度先升高，后降低，故气体分子平均动能先增大后减小，故B错误；
C．由分子力随分子间距的变化关系图象可知，当分子间的距离时，随分子间距离的增大，分子间的作用力先增大后减小，故C错误；
D．由图丁可知，在分子间距为时，分子间距离为相当于平衡位置的距离。在r由变到的过程中，分子力为斥力，随分子间距的增大，分子力做正功，故D正确。
故选AD。
8. 如图所示，甲图是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形，乙图是该波传播方向上介质中处的质点从时刻起的振动图像，a、b是介质中平衡位置为和的两个质点。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速是
B. 从开始，质点a比质点b先回到平衡位置
C. 处的观察者沿轴负方向运动时，接收到该波的频率一定为
D. 若该波在传播过程中遇到尺寸为16 m的障碍物，会发生明显的衍射现象
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由图可知，该波波长为8m，周期为4s，根据公式
故A正确；
B．因为该波沿x轴正方向传播，所以a向上振动，b向下振动，因此质点a先回到平衡位置，故B正确；
C．根据周期可知该波频率为，但观察者沿x轴负方向运动时，靠近波源，因此接收到该波的频率一定大于 ，故C错误；
D．因为该波波长为8m，小于障碍物尺寸，因此不会发生明显的衍射现象，故D错误。
故选AB。
9. 一列简谐横波在介质中沿x轴传播，波速为2m/s，t=0时的波形图如图所示，P为该介质中的一质点。则（ ）
A. 该波的波长为14m
B. 该波的周期为8s
C. t＝0时质点P的加速度方向沿y轴负方向
D. 0~2 s内质点P运动的路程有可能小于0.1m
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图可知
解得
A错误；
B．由
得
B正确；
C．简谐运动的加速度总指向平衡位置，P点位于y轴负半轴，加速度方向沿y轴正方向，C错误；
D．P点位于y轴的负半轴，经过
若波向x轴负方向传播，P向远离平衡位置方向振动，在0~2 s内质点P运动的路程有可能小于0.1m，D正确；
故选BD。
10. 如图，一绝缘细绳跨过两个在同一竖直面（纸面）内的光滑定滑轮，绳的一端连接一矩形金属线框，另一端连接一物块。线框与左侧滑轮之间的虚线区域内有方向垂直纸面的匀强磁场，磁场上下边界水平，在时刻线框的上边框以不同的初速度从磁场下方进入磁场。运动过程中，线框始终在纸面内且上下边框保持水平。以向上为速度的正方向，下列线框的速度v随时间t变化的图像中可能正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】设线圈的上边进入磁场时的速度为v，设线圈的质量M，物块的质量m，图中线圈进入磁场时线圈的加速度向下，则对线圈由牛顿第二定律可知
对滑块
其中
即
线圈向上做减速运动，随速度的减小，向下的加速度减小；当加速度为零时，即线圈匀速运动的速度为
A．若线圈进入磁场时的速度较小，则线圈进入磁场时做加速度减小的减速运动，线圈的速度和加速度都趋近于零，则图像A可能正确；
B．因t=0时刻线圈就进入磁场，则进入磁场时线圈向上不可能做匀减速运动，则图像B不可能；
CD．若线圈的质量等于物块的质量，且当线圈进入磁场时，且速度大于v0，线圈进入磁场做加速度减小的减速运动，完全进入磁场后线圈做匀速运动；当线圈出离磁场时，受向下的安培力又做加速度减小的减速运动，最终出离磁场时做匀速运动，则图像C有可能，D不可能。
故选AC。
11. 如图所示，虚线MN左侧空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为L的单匝金属线框abcd以MN为对称轴放置在纸面内，以角速度ω绕轴MN匀速转动，产生电流的最大值为Im，则下列说法正确的是（ ）
A. 转一圈，电流方向改变两次
B. 电流的有效值等于
C. b、c两端电压的最大值为
D. 线圈中的电热功率为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．当线圈经过中性面时，电流方向改变，所以一个周期内，电流方向改变两次，故A正确；
B．由于线圈转动过程中形成正弦式交变电流，所以电流的有效值为
故B错误；
C．b、c两端电压的最大值为
故C正确；
D．线圈中的电热功率为
故D错误。
故选AC。
12. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆经过的速度为
B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同
D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍
【答案】CD
【解析】
【详解】A．设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有
E = BLv，
金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有
则
由于，则上面方程左右两边累计求和，可得
则
设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有
解得
综上有
则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误；
B．在整个过程中，根据能量守恒有
则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
故B错误；
C．金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为
则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确；
D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有
金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在BB1C1C区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得
联立整理得
分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过BB1C1C区域的速度比第一次大，故，可得
可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D正确。
故选CD。
【点睛】
三、实验题
13. 某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验．
（1）为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。（填正确答案标号）
A. 用笔白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和
B. 在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点
C. 实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差
（2）为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率________（填“大”或“小”）
（3）为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角，测得折射角分别为、，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质（填“”或“”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。
【答案】（1）B （2）大
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与a对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和，故A错误；
B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点，故B正确；
C．实验时入射角应尽量大一些，但也不能太大（接近），以减小实验误差，故C错误；
故选B。
【小问2详解】
由图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律
可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大。
【小问3详解】
根据折射定律可知，玻璃的折射率为
该介质的折射率为
其中
所以
14. Phyphx是一款利用Andrid手机传感器来进行物理实验的手机应用软件，它能获取手机上的多种传感器原始数据。两位同学利用该软件来测量手机的体积，如图甲所示，将一个可以测量气体压强的手机封闭在注射器中，记录活塞在不同位置时注射器的示数和封闭气体的压强。
（1）关于该实验的操作，下列说法中正确的是______。
A. 在活塞上涂抹润滑油只是为了减小摩擦
B. 为了稳定推动活塞，需要用手握住注射器
C. 缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变
D. 改变活塞位置后可立即进行读数
（2）下表是某一位同学测量的两组实验数据，由此可知手机的体积为______；（结果保留一位小数）
（3）另一位同学测出多组数据后画出图像（如图乙所示），其截距为b，直线部分的斜率为k，则手机的体积为______，体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，原因可能是______。
【答案】（1）C （2）
（3） ① b ②. 气体温度升高
【解析】
【小问1详解】
A．在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是为了保证不漏气，故A错误；
B．为保证气体做等温变化，不能用手握住注射器，故B错误；
C．缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变，故C正确；
D．改变活塞位置，需等稳定后再进行读数，故D错误。
故选C。
【小问2详解】
设手机的体积为，气体做等压变化，则
解得手机的体积为
【小问3详解】
[1]由理想气体方程得
整理得
手机的体积为
[2]根据以上分析可知—图像的斜率为CT，则—图像的斜率增大的原因可能是气体温度升高。
15. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。
（1）下列说法中正确的是（ ）
A. 滤光片应置于单缝与双缝之间B. 拨杆的作用是为了调节缝的宽度
C. 仅增大单缝与双缝间距，干涉条纹变密D. 仅增大双缝与毛玻璃屏间距，干涉条纹变疏
（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为__________ mm。
（3）设图甲、乙的读数分别为x1和x2.则两相邻亮条纹间距△x=__________（用所给物理量的符号表示）。
（4）若将该实验装置全部浸入到某种绝缘透明均匀介质中做相同的实验，发现两相邻亮条纹中央之间的距离变为原来的一半，则该透明介质的折射率n=__________。
【答案】（1）D （2）13.870
（3）
（4）2
【解析】
【小问1详解】
A．“用双缝干涉测光的波长”的实验中滤光片应放在透镜和单缝之间，故A错误；
B．该实验中拔杆得作用是调节两个狭缝的间距、亮度和位置，故B错误；
C．增大单缝与双缝间距时干涉条纹的疏密不变，故C错误；
D．根据条纹间距得表达式
可知增大双缝与毛玻璃屏间距，条纹间距变大，干涉条纹变疏，故D正确。
故选D。
【小问2详解】
图乙中手轮上的示数为
【小问3详解】
第1条亮纹到第6条亮纹之间有5个条纹，所以相邻亮条纹间距为
【小问4详解】
根据双缝间距的表达式在空气中
在介质中
所以在介质中
由此可得光在空气中和绝缘透明均匀介质中
16. 一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。题图1为实验电路图，其中L1和L2为变压器的原、副线圈，S1和S2为开关，P为滑动变阻器Rp的滑片，R为电阻箱，E为正弦式交流电源（能输出电压峰值不变、频率可调的交流电）。
（1）闭合S1，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表的示数_______（选填 “变大”“不变”“ 变小”）。
（2）保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，滑动滑片P，用多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为2500 mV时，用示波器测得线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图所示，则线圈L1两端与L2两端的电压比值为_______（保留3位有效数字）。
（3）闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为50 Hz、1000 Hz的条件下，改变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈L2两端的电压U，得到U-R关系曲线如图3所示。用一个阻值恒为20 Ω的负载R0替换电阻箱R，由图可知，当频率为1000 Hz时，R0两端的电压为_______mV；当频率为50 Hz 时，为保持R0两端的电压不变，需要将R0与一个阻值为_______Ω的电阻串联。（均保留3位有效数字）
【答案】 ①. 变大 ②. 12.6 ③. 272 ④. 12
【解析】
【详解】（1）[1]闭合S1，滑动变阻器Rp是分压接法，滑片P向右滑动后，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。线圈L1两端的电压增大，因此与滑动前相比，电表的示数变大。
（2）[2]保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为U1=2500 mV。线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图所示，由图像可得，线圈L2两端电压为
则线圈L1两端与L2两端的电压比值为
（3）[3]闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。由U−R关系曲线可得，当频率为1000 Hz时，当负载电阻R0=20 Ω时，R0两端的电压为UR0=272mV。
[4]当频率为50 Hz 时，由U−R关系曲线
两线交点可知，故
需给R0串联一电阻，此串联电阻值为
序号
V（ml）
p（kPa）
1
530
1033.0
2
500
1104.0
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