精品解析：山西省晋城市第一中学校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题

晋城一中2023-2024学年高二年级第二学期第二次调研考试试题 物理 本试题分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。请将全部答案按要求写在答题卡上。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，在下列所给的四个选项中，1-8每题只有一个选项符合题意，9-12每题有多个选项符合题意，全对得4分，少选得2分，错选或多选不得分） 1. 2023年6月5日消息，环洪泽湖公路项目作为大运河百里画廊建设的重要节点、重中之重，要全力推进盱眙段建设。洪泽湖，中国第四大淡水湖，在江苏省西部淮河下游。风景名胜洪泽湖甘泉般的湖水，养育着千百万人民。关于波现象，下列说法正确的是（　　） A. 用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的衍射现象 B. 湖中水波绕过芦苇、石块向前传播，是波的干涉现象 C. 岸上交通警察用监视器测量汽车的速度可利用多普勒效应 D. 湖中鸣笛的快艇驶近游客的过程中，游客听到的声波频率与该波源的发声频率相比会变小 2. 如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，其中为直径，一束红、紫复色光沿方向从真空射入玻璃，经折射后分别到达圆弧面上的B、C两点，两色光从O到圆弧面的时间分别记作和，下列说法正确的是（ ） A. 是紫光， B. 是紫光， C. 是红光， D. 是红光， 3. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（ ） A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 此时K质点沿y轴正方向运动 C. 此时K质点的速度比L质点的小 D. 此时K质点的加速度比L质点的小 4. 舞龙是中国传统民俗活动。在某次舞龙活动中，将“龙”左右摆动形成的波看作沿x轴正方向传播的简谐波，自某时刻开始计时，波源O的振动方程为，则时的波形图为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，有一光滑并带有圆弧的曲面，倾斜放在平面上，在曲面的底部平行于轴线画一条虚线，现将一个可视为质点的小球从图中位置平行于虚线以一定的初速度进入曲面，将小球下滑过程中经过虚线时的位置依次记为a、b、c、d，以下说法正确的是（ ） A. 虚线处的ab、bc、cd间距相等 B. 经过ab、bc、cd的时间相等 C. 小球从释放到离开曲面末端时（曲末端圆弧可认为在水平面内）动能的变化量与初速度大小有关 D. 小球通过a、b、c三点时对曲面的压力大小与初速度大小有关 6. 在圆心为O、半径为R的光学介质圆环内有一点光源P，可以向纸面内各方向发光，已知，介质折射率，则从圆周上有光线射出的范围是（，）（　　） A. B. C. D. 7. 深秋时节，郡园里银杏果纷纷从树上掉落，2024届高三的某同学在某个无风的中午观察到一个银杏果从8m高处从静止落下，落地速度为。已知这颗银杏果的质量为，且下落过程中所受空气阻力与速度成正比，且关系为，重力加速度为，请你计算银杏果下落时间t为（　　） A. 1.20s B. C. 1.50s D. 1.60s 8. 如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板，现将一个质量也为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘在一起，之后在斜面上做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为，则以下说法正确的是（　　） A. 简谐运动的振幅为 B. 简谐运动的振幅为 C. B对C的最大弹力 D. B对C的最大弹力 9. 如图所示，为大型游乐设施的“跳楼机”。“跳楼机”从a自由下落到b，再从b开始在恒定制动力作用下到c停下。已知“跳楼机”和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h，重力加速度为g，忽略空气阻力。则（　　） A. a到b，游客受到的合力为零 B. a到b与b到c，重力的平均功率之比为1：1 C. 制动力的大小等于2mg D. 制动力的冲量大小为3 10. 如图所示，一弹簧一端系在O点，另一端连一质量为2m的小物体P，开始物体静止在A点，弹簧处于原长。另一质量为m的小物体Q紧靠着P，将弹簧压缩到B点，此时弹簧的弹力为F，然后释放两物体，两物体开始运动。已知两物体与水平地面的动摩擦因数相等且不变，下列说法正确的是（　　） A. 刚释放瞬间P、Q间的作用力为F B. 刚释放瞬间P、Q间的作用力为 C. 在AB之间某个位置（不包含A点），P、Q开始分离 D. 在从B向A运动的过程中，物体Q的速度先增大后减小 11. 如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，与处的A、B两个质点的振动图像分别如图中实线与虚线所示。则这列波的（　　） A. A点处波长是10cm，B点处波长是5cm B. A、B两质点的振动周期均为 C. 时刻，两质点的振动速度方向相反 D. 传播速度一定是600m/s 12. 如图所示，一倾角为的光滑斜面固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端固定一定滑轮。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为的物块Q连接。一跨过定滑轮的轻绳一端与物块Q连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为的物块P连接。初始时物块P在水平外力作用下静止在直杆的点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角也为，去掉水平外力，物块P由静止运动到点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d，重力加速度大小为g。弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳与斜面平行，不计滑轮大小及摩擦，，。则下列说法正确的是（　　） A. 物块P在点时弹簧的伸长量为 B. 物块P从点运动到点时，物块Q、P与弹簧组成的系统势能减少量等于Q、P两物块增加的总动能 C. 物块P从点运动到点的过程中，轻绳拉力对物块P做的功为 D. 物块P运动到点时，物块Q的速度为 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分） 13. 用双缝干涉测光的波长。实验装置如图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏的距离，双缝间距。用测量头来测量亮纹中心的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（乙）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。 （1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）所示，则对准第1条时读数___________mm、对准第4条时读数___________mm。 （2）根据以上条件，可算出这种光的___________nm（保留三位有效数字）。 （3）在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，下列操作中可以使条纹变稀疏的是（ ） A. 改用波长较短的光（如紫光）做入射光 B. 增大双缝到屏的距离 C. 减少双缝间距 D. 增大双缝间距 14. 某同学用图a所示装置测定重力加速度，并验证机械能守恒定律。小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。 （1）用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b，则________； （2）让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1。若计数器计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期________； （3）摆线长度大约80cm，该同学只有一把量程为30cm刻度尺，于是他在细线上标记一点A，使得悬点O到A点间的细线长度为30cm，如图c。保持A点以下的细线长度不变，通过改变OA间细线长度l以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期T。测量多组数据后绘制图像，求得图像斜率为，可得当地重力加速度________； （4）该同学用此装置继续实验，验证机械能守恒定律。如图d，将小球拉到一定位置由静止释放，释放位置距最低点高度为h，开启传感器计时模式，测得小球摆下后第一次挡光时间为，改变不同高度h并测量不同挡光时间，测量多组数据后绘制图像，发现图像是过原点的直线并求得图像斜率，比较的值与________（写出含有d、的表达式），若二者在误差范围内相等，则验证机械能是守恒的； （5）对于本次实验，下列说法中正确的两项为________。 A. 安装在小球下面的挡光部件选用宽度稍窄的更好 B. 只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，的测量值与理论值相比偏大 C. 只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，的测量值与理论值相比偏小 D. 验证机械能守恒时细线偏离平衡位置的最大角度必须小于或等于 三、解答题（本题共3小题，共34分，15题10分，16题10分，17题14分，写出必要的文字说明和步骤，直接写出结果的不得分） 15. 2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图所示。已知玻璃砖内圆半径为R，外圆半径为2R，光线a沿半径方向射入玻璃砖，光线b与光线a平行，两束光线之间的距离，光线b经折射后恰好与内柱面相切，光在真空中的传播速度为c，不考虑光线反射，求： （1）光在该玻璃中的折射率n； （2）光线a、b在该玻璃砖中传播时间差。 16. 如图所示，一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子A连接在一起，下端固定在斜面上，盒子A放在倾角为的光滑固定斜面上，盒子内腔为正方体，一直径略小于此正方体边长的金属圆球B恰好能放在盒内，小球电荷量，整个装置于沿斜面向下匀强电场E中。已知匀强电场场强，弹簧劲度系数为，盒子A和金属圆球B质量为，将A沿斜面向上提起，使弹簧从自然长度伸长7cm，从静止释放盒子A，A和B一起在斜面上做简谐振动，g取，求： （1）盒子A的振幅； （2）金属圆球B最大速度。 17. 如图甲所示，光滑水平面上静止一左侧带有固定挡板的长木板C，其质量M=2kg。木板C上放置有质量 的物体A和物块B （可视为质点）。已知物体A与木板C间的动摩擦因数=0.3。A的右端与木板C右端对齐， A的左端与木板C的挡板间的距离x=0.25m；物块B放在物体A的右端。现长木板C在水平恒力F的作用下从静止开始向右做匀加速直线运动，经过0.5s后物体A与C上的挡板发生碰撞并粘在一起（碰撞时间极短），在碰前的过程中A的速度与时间图像如图乙所示。取重力加速度g= 10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求∶ （1） A、B间的动摩擦因数μ； （2）作用在长木板C上的水平恒力F的大小； （3）若物体A与木板C上挡板碰撞瞬间撤去水平恒力F，要使物块B不与挡板相撞，则长木板C的右端到挡板长度L的最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 晋城一中2023-2024学年高二年级第二学期第二次调研考试试题 物理 本试题分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。请将全部答案按要求写在答题卡上。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，在下列所给的四个选项中，1-8每题只有一个选项符合题意，9-12每题有多个选项符合题意，全对得4分，少选得2分，错选或多选不得分） 1. 2023年6月5日消息，环洪泽湖公路项目作为大运河百里画廊建设的重要节点、重中之重，要全力推进盱眙段建设。洪泽湖，中国第四大淡水湖，在江苏省西部淮河下游。风景名胜洪泽湖甘泉般的湖水，养育着千百万人民。关于波现象，下列说法正确的是（　　） A. 用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的衍射现象 B. 湖中水波绕过芦苇、石块向前传播，是波的干涉现象 C. 岸上交通警察用监视器测量汽车的速度可利用多普勒效应 D. 湖中鸣笛的快艇驶近游客的过程中，游客听到的声波频率与该波源的发声频率相比会变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．声呐探测湖底某处的深度，利用了波的反射现象，故A错误； B．水波绕过芦苇、石块向前传播，水波绕过阻碍物，继续向前传播，是波的衍射现象，故B错误； C．交通警察对行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生变化，来知道汽车的速度，以便于进行交通管理，利用了多普勒效应，故C正确； D．根据多普勒效应可知，当两物体互相靠近时，感觉频率会增大，远离时感觉频率会减小，所以湖中鸣笛的快艇驶近游客的过程中，游客听到的声波频率与该波源的频率相比增大，故D错误。 故选C。 2. 如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，其中为直径，一束红、紫复色光沿方向从真空射入玻璃，经折射后分别到达圆弧面上的B、C两点，两色光从O到圆弧面的时间分别记作和，下列说法正确的是（ ） A. 是紫光， B. 是紫光， C. 是红光， D. 是红光， 【答案】B 【解析】 【详解】红光折射率小于紫光，所以紫光偏折角度更大，是紫光，光路如下图 设任一光线的入射角为i，折射角为，光在玻璃中的传播路程为s，半圆柱体玻璃的半径为R，则光在玻璃中的速度为 由几何知识可得 则光在玻璃中的传播时间为 由折射定律得 即 两光束的入射角相同，所以两束光在介质中传播时间相等，B正确。 故选B。 3. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（ ） A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 此时K质点沿y轴正方向运动 C. 此时K质点的速度比L质点的小 D. 此时K质点的加速度比L质点的小 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点应向下振，再根据“上坡、下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误； C．由AB选项可知K质点应向下振，而L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，C错误； D．由于质点在竖直方向做机械振动，根据 F = - ky F = ma 结合波图像可看出 yL > yK 则，此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。 故选D。 4. 舞龙是中国传统民俗活动。在某次舞龙活动中，将“龙”左右摆动形成的波看作沿x轴正方向传播的简谐波，自某时刻开始计时，波源O的振动方程为，则时的波形图为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由振动方程 得时波源O的位移为 又因为该波沿x轴正方向传播，时波源O沿y轴正方向运动 故选C。 5. 如图所示，有一光滑并带有圆弧的曲面，倾斜放在平面上，在曲面的底部平行于轴线画一条虚线，现将一个可视为质点的小球从图中位置平行于虚线以一定的初速度进入曲面，将小球下滑过程中经过虚线时的位置依次记为a、b、c、d，以下说法正确的是（ ） A. 虚线处的ab、bc、cd间距相等 B. 经过ab、bc、cd的时间相等 C. 小球从释放到离开曲面末端时（曲末端的圆弧可认为在水平面内）动能的变化量与初速度大小有关 D. 小球通过a、b、c三点时对曲面的压力大小与初速度大小有关 【答案】B 【解析】 【详解】B．小球在垂直于虚线所在平面内做类似单摆运动，具有等时性规律，所以经过ab、bc、cd的时间相等，故B正确； A．小球在沿虚线方向做匀加速直线运动，所以，故A错误； C．小球从释放到离开斜面末端时，只有重力作用，动能变化量等于重力做功大小，与初速度大小无关，故C错误； D．小球通过a、b、c三点时，斜面对小球的支持力与小球重力在垂直斜面方向的合力提供其在垂直于虚线平面内分（圆周）运动的向心力，小球初速度方向沿虚线向下，无论初速度大小如何，小球通过a、b、c三点时在垂直于虚线方向的分速度大小相同，所需向心力大小相同，受到斜面的支持力大小相同，根据牛顿第三定律可知小球通过a、b、c三点时对斜面的压力大小相同，与初速度无关，故D错误。 故选B。 6. 在圆心为O、半径为R的光学介质圆环内有一点光源P，可以向纸面内各方向发光，已知，介质折射率，则从圆周上有光线射出的范围是（，）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由介质的折射率可求得光线发生全反射的临界角 解得 由正弦定理得 解得 或 如图所示 如图甲 如图乙 由甲图知，AB左侧光线能射出，由乙图知圆弧上有光线射出，求得 所以光线能射出的圆弧对应的圆心角为 则从圆周上有光线射出的范围是 故B正确，ACD错误。 故选B。 7. 深秋时节，郡园里的银杏果纷纷从树上掉落，2024届高三的某同学在某个无风的中午观察到一个银杏果从8m高处从静止落下，落地速度为。已知这颗银杏果的质量为，且下落过程中所受空气阻力与速度成正比，且关系为，重力加速度为，请你计算银杏果下落时间t为（　　） A. 1.20s B. C. 1.50s D. 1.60s 【答案】C 【解析】 【详解】银杏果下落过程中，由动量定理得 由题可知 ， 代入数据得 故选C。 8. 如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板，现将一个质量也为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘在一起，之后在斜面上做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为，则以下说法正确的是（　　） A. 简谐运动的振幅为 B. 简谐运动的振幅为 C. B对C的最大弹力 D. B对C的最大弹力 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当弹力等于AD的重力的分力时AD处于平衡位置，由 可知，平衡位置时弹簧的形变量为 处压缩状态；当B对C弹力最小时，对B分析，则有 故弹簧此时形变量 此时弹簧处于压缩状态；故简谐运动的振幅为 故A正确，B错误； CD．当AD运动到最低点时，B对C的弹力最大；由对称性可知，此时弹簧的形变量为 此时弹力为 B对C的弹力为 故CD错误。 故选A。 9. 如图所示，为大型游乐设施的“跳楼机”。“跳楼机”从a自由下落到b，再从b开始在恒定制动力作用下到c停下。已知“跳楼机”和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h，重力加速度为g，忽略空气阻力。则（　　） A. a到b，游客受到的合力为零 B. a到b与b到c，重力的平均功率之比为1：1 C. 制动力的大小等于2mg D. 制动力的冲量大小为3 【答案】BD 【解析】 【详解】A．a到b，游客做自由落体运动，游客受到的合力不等于零，故A错误； B．下落过程中，先做初速度为0的匀加速直线运动 ，然后做匀减速直线运动，末速度为0，从a到b加速过程的平均速度与从b到c减速过程的平均速度相等，由平均功率公式 所以a到b与b到c，重力的平均功率相等，所以重力的平均功率之比为1：1，故B正确； C．由a到b的加速度为g，则有 由b到c加速度为a，则有 联立解得 方向向上，从b到c，根据牛顿第二定律有 解得 故C错误； D．从b到c过程中，由逆向思维可知，由位移公式可知 解得，从b到c过程运动时间 制动力的冲量大小为 故D正确； 故选BD。 10. 如图所示，一弹簧一端系在O点，另一端连一质量为2m的小物体P，开始物体静止在A点，弹簧处于原长。另一质量为m的小物体Q紧靠着P，将弹簧压缩到B点，此时弹簧的弹力为F，然后释放两物体，两物体开始运动。已知两物体与水平地面的动摩擦因数相等且不变，下列说法正确的是（　　） A. 刚释放瞬间P、Q间的作用力为F B. 刚释放瞬间P、Q间的作用力为 C. 在AB之间某个位置（不包含A点），P、Q开始分离 D. 在从B向A运动的过程中，物体Q的速度先增大后减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．刚释放对整体受力分析得 对Q受力分析得 联立解得 故A错误，B正确； C．当加速度减小到零时，PQ分离，而当弹簧的弹力等于向左的摩擦力时，加速度为零，刚好是速度先增大后减小的转折时刻，所以速度最大，通过受力分析，可知在A、B之间某个位置（不包含A点)，PQ不能分离，故C错误，D正确。 故选BD。 11. 如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，与处的A、B两个质点的振动图像分别如图中实线与虚线所示。则这列波的（　　） A. A点处波长是10cm，B点处波长是5cm B. A、B两质点的振动周期均为 C. 时刻，两质点的振动速度方向相反 D. 传播速度一定是600m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】B．由A、B两质点的振动图像可知两质点的周期均为，故B正确； A．由振动图像知时，质点A在平衡位置且向上振动，质点B处在波峰，则有 解得 且A点处波长与B点处波长相等，故A错误； C．在时，质点A向下振动，B向上振动，故C正确； D．波传播速度 有多种可能，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，一倾角为的光滑斜面固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端固定一定滑轮。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为的物块Q连接。一跨过定滑轮的轻绳一端与物块Q连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为的物块P连接。初始时物块P在水平外力作用下静止在直杆的点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角也为，去掉水平外力，物块P由静止运动到点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d，重力加速度大小为g。弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳与斜面平行，不计滑轮大小及摩擦，，。则下列说法正确的是（　　） A. 物块P在点时弹簧的伸长量为 B. 物块P从点运动到点时，物块Q、P与弹簧组成的系统势能减少量等于Q、P两物块增加的总动能 C. 物块P从点运动到点的过程中，轻绳拉力对物块P做的功为 D. 物块P运动到点时，物块Q的速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对物块P在A点时进行受力分析，其恰好与直杆没有相互作用，所以绳子拉力竖直向上的分力与其重力大小相等，有 所以绳子拉力 对物块Q进行受力分析，沿斜面方向上 解得此时弹簧弹力为 由胡克定律可得弹簧此时的伸长量为 故A错误； B．物块P到B点时，由几何可得物块Q沿斜面向下滑了 所以弹簧此时压缩量为，所以此时弹簧的弹性势能与物块P在A点时的相同，物块P从A点运动到B点的过程中，弹簧弹力做功为零，所以由能量守恒定律，物块Q重力势能减少量之和等于P、Q两物块增加的总动能，故B正确； D．物块P到B点时，P、Q速度满足 物块P从A点运动到B点的过程中，由能量守恒定律 联立解得 故D正确； C．对物块P由动能定理从A运动到B过程中，绳子拉力做功 故C错误。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分） 13. 用双缝干涉测光的波长。实验装置如图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏的距离，双缝间距。用测量头来测量亮纹中心的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（乙）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。 （1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）所示，则对准第1条时读数___________mm、对准第4条时读数___________mm。 （2）根据以上条件，可算出这种光的___________nm（保留三位有效数字）。 （3）在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，下列操作中可以使条纹变稀疏的是（ ） A. 改用波长较短的光（如紫光）做入射光 B. 增大双缝到屏的距离 C. 减少双缝间距 D. 增大双缝间距 【答案】（1） ①. 2.190（2.189~2.191） ②. 7.868（7.867~7.869） （2）676 （3）BC 【解析】 小问1详解】 [1][2]分划板的中心刻线对准第1条时读数 分划板的中心刻线对准第4条时读数 【小问2详解】 亮条纹间距 这种光的 【小问3详解】 根据 可知改用波长较长的光（如紫光）做入射光、增大双缝到屏的距离、减少双缝间距，都可以增加条纹间距，使条纹变稀疏。 故选BC。 14. 某同学用图a所示装置测定重力加速度，并验证机械能守恒定律。小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。 （1）用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b，则________； （2）让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1。若计数器计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期________； （3）摆线长度大约80cm，该同学只有一把量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上标记一点A，使得悬点O到A点间的细线长度为30cm，如图c。保持A点以下的细线长度不变，通过改变OA间细线长度l以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期T。测量多组数据后绘制图像，求得图像斜率为，可得当地重力加速度________； （4）该同学用此装置继续实验，验证机械能守恒定律。如图d，将小球拉到一定位置由静止释放，释放位置距最低点高度为h，开启传感器计时模式，测得小球摆下后第一次挡光时间为，改变不同高度h并测量不同挡光时间，测量多组数据后绘制图像，发现图像是过原点的直线并求得图像斜率，比较的值与________（写出含有d、的表达式），若二者在误差范围内相等，则验证机械能是守恒的； （5）对于本次实验，下列说法中正确的两项为________。 A. 安装在小球下面的挡光部件选用宽度稍窄的更好 B. 只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，的测量值与理论值相比偏大 C. 只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，的测量值与理论值相比偏小 D. 验证机械能守恒时细线偏离平衡位置的最大角度必须小于或等于 【答案】（1）2.329##2.330##2.331 （2） （3） （4） （5）AC 【解析】 【小问1详解】 由图b可知 小问2详解】 由题意可知 解得 【小问3详解】 设A点以下的细线长度为，根据单摆周期公式得 化简得 T2-l图像的斜率为k1，则 解得 【小问4详解】 小球在最低点的速度为 由机械能守恒定律得 又 解得 则比较k2的值与，若二者在误差范围内相等，则验证机械能是守恒的。 【小问5详解】 A．根据平均速度的定义可知，挡光时间越短，平均速度越接近瞬时速度，所以安装在小球下面的挡光部件选用宽度稍窄的更好，故A正确； B．只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，不会影响周期T的测量，则不会影响k1的测量，故B错误； C．只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，会使挡光时间Δt变小，导致k2的测量值与理论值相比偏小，故C正确； D．验证机械能守恒时细线偏离平衡位置的最大角度不必须小于或等于5°，只有要使小球做简谐运动才需要满足该条件，故D错误。 故选AC。 三、解答题（本题共3小题，共34分，15题10分，16题10分，17题14分，写出必要的文字说明和步骤，直接写出结果的不得分） 15. 2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图所示。已知玻璃砖内圆半径为R，外圆半径为2R，光线a沿半径方向射入玻璃砖，光线b与光线a平行，两束光线之间的距离，光线b经折射后恰好与内柱面相切，光在真空中的传播速度为c，不考虑光线反射，求： （1）光在该玻璃中的折射率n； （2）光线a、b在该玻璃砖中传播的时间差。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】 （1）如图所示，根据几何关系得 ， 根据折射率公式 代入数据解得 （2）光线在该玻璃材料中传播的速度为 光线b在该玻璃材料中传播的为 光线a在该玻璃砖中传播的时间为 光线a、b在该玻璃砖中传播的时间差 16. 如图所示，一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子A连接在一起，下端固定在斜面上，盒子A放在倾角为的光滑固定斜面上，盒子内腔为正方体，一直径略小于此正方体边长的金属圆球B恰好能放在盒内，小球电荷量，整个装置于沿斜面向下匀强电场E中。已知匀强电场场强，弹簧劲度系数为，盒子A和金属圆球B质量为，将A沿斜面向上提起，使弹簧从自然长度伸长7cm，从静止释放盒子A，A和B一起在斜面上做简谐振动，g取，求： （1）盒子A的振幅； （2）金属圆球B的最大速度。 【答案】（1）14cm；（2）1.4m/s 【解析】 【详解】（1）振子在平衡位置时，所受合力为零，设此时弹簧被压缩，根据平衡条件有 解得 释放时振子处在最大位移处，故振幅为 （2）因开始时弹簧的伸长量等于振子在平衡位置的压缩量，故弹性势能相等，从开始位置到平衡位置由能量守恒定律有 解得 17. 如图甲所示，光滑水平面上静止一左侧带有固定挡板的长木板C，其质量M=2kg。木板C上放置有质量 的物体A和物块B （可视为质点）。已知物体A与木板C间的动摩擦因数=0.3。A的右端与木板C右端对齐， A的左端与木板C的挡板间的距离x=0.25m；物块B放在物体A的右端。现长木板C在水平恒力F的作用下从静止开始向右做匀加速直线运动，经过0.5s后物体A与C上的挡板发生碰撞并粘在一起（碰撞时间极短），在碰前的过程中A的速度与时间图像如图乙所示。取重力加速度g= 10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求∶ （1） A、B间的动摩擦因数μ； （2）作用在长木板C上的水平恒力F的大小； （3）若物体A与木板C上挡板碰撞瞬间撤去水平恒力F，要使物块B不与挡板相撞，则长木板C的右端到挡板长度L的最小值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）若A、B间不发生相对滑动，则A、B整体的加速度 由图乙可知，A的加速度 即A、B间发生相对滑动，对A有 可得 （2）对木板C，在加速的过程中，由动力学关系得 可得 （3）由图乙知，A与C挡板碰撞前 A的速度 B的速度 C的速度 该过程中B相对于A滑动的距离为 A与C组成的系统在碰撞中动量守恒，可知 可得 当B恰好滑到A的左端与A达到共同速度时，B恰好不与木板C的挡板发生碰撞，设从A与木板C上挡板碰撞至B滑至A左端这段时间内B相对A滑动的距离为，对A、C与B组成的系统，根据动量守恒定律和能量守恒定律知 可得 故L的最小值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$