精品解析：上海市格致中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试卷

格致中学 二〇二三学年度第二学期第二次测验 高二年级物理（等级）试卷（共6页） （测试60分钟内完成，总分100分，试后交答题卷） 友情提示：昨天，你既然经历了艰苦的学习，今天，你必将赢得可喜的收获！祝你：诚实守信，沉着冷静，细致蹭实，自信自强，去迎接胜利！ 一、单项选择题（每题3分，每题只有一个正确选项，共24分。） 1. 通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成惯性系，若以下列系统为参考系，则其中属于非惯性系的有（　　） A. 停在地面上的汽车 B. 绕地球做匀速圆周运动的飞船 C. 在大海上匀速直线航行的轮船 D. 以较大速度匀速运动的磁悬浮列车 2. 下列说法正确的是（　　） A. 运动员跳高时，在落地处垫上海绵垫子是为了减小冲量 B. 人从越高的地方跳下，落地时人受到的冲量越大 C. 动量相同的两个物体受相同的制动力作用，质量小的先停下来 D. 在电视机等物体包装箱里垫上泡沫垫或气泡垫，是为了减小物体在碰撞过程中受到的冲量 3. 分子直径和分子的质量都很小，它们的数量级分别为（　　） A. B. C. D. 4. 关于机械波，下列说法中正确的是（　　） A. “未见其人，先闻其声”是声波发生干涉时产生的一种现象 B. 横波中质点的振动方向与波的传播方向共线 C. 电磁波在介质中传播的速度大小与介质有关 D. 从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是声波的衍射 5. 对下列光学现象解释正确的有（　　） A. 全息照相利用了光的衍射原理 B. 光的色散现象利用了光的衍射原理 C. 光在光纤中传播利用了光的全反射原理 D. 照相机镜头表面镀有增透膜利用了光的偏振原理 6. 关于电磁波及其用途，下列说法正确是（　　） A. 机场处用红外线对旅客的行礼箱进行安全检查 B. 适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D C. 在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线 D. X射线在农业上可用来培育新种 7. 以高速列车为例（如图所示），假定车厢安装着一个墨水罐，它每隔一定时间滴出一滴墨水，车上的人测得，墨水在t1′、t2′两个时刻在地面形成P、Q两个墨点，也就是说发生了两个事件，车上的人认为两个事件的时间间隔是Δτ=t2′-t1′，地面观察者测得的时间间隔为Δt=t2-t1，则Δτ与Δt的关系是（　　） A. Δτ>Δt B. Δτ<Δt C. Δτ=Δt D. 无法确定 8. 在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图所示，且电流正在减小，则该时刻（　　） A. 电容器上极板带正电，下极板带负电 B. 电容器正放电 C. 电场能正在向磁场能转化 D. 电容器两极板间电压正增大 二、多项选择题（每题4分，每题至少2个正确答案，全部选对得4分，漏选得2分，选错或不选不得分，共16分。） 9. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，两条曲线如果完整，下方的面积不相等 B. 图甲中，从状态②变化到状态①不是所有分子的运动速率都会变大 C. 由图乙可知，分子间距离增大时，分子间作用力可能先减小后增大再减小 D. 由图乙可知，分子间距离大于r0时，增大分子间距离，分子间作用力先做负功再做正功 10. 一列沿x轴正方向传播简谐横波某时刻的波形如图所示，此时质点N刚刚开始振动，从该时刻开始计时，若在0.5s时，质点P第二次位于波谷，下列说法中正确的是（　　） A. 该波传播中遇到宽约2m的障碍物能发生明显衍射现象 B. 离原点9m的质点R经过0.7s后第一次到达波峰 C. 质点P在0.2s内沿波传播方向的位移为2m D. 在处接收器接到波的频率大于2.5Hz 11. 如图所示，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜的截面，且∠A=30°，在整个AC面上有一束垂直于它的平行光线射入，已知透明介质的折射率n＞2，以下关于光线经过各个界面出射情况的说法正确的是（　　） A. 一定有光线垂直于AB面射出 B. 光线一定不会由AB面射出 C. 一定有光线垂直于BC面射出 D. 一定有光线垂直于AC面射出 12. 如图所示，质量为3m、半径为R的光滑半圆形槽静置于光滑水平面上，A、C为半圆形槽槽口对称等高的两点，B为半圆形槽的最低点．将一可视为质点、质量为m的小球自左侧槽口A点自由释放，小球沿槽滑动过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A. 小球和半圆形槽组成的系统机械能守恒、动量守恒 B. 小球刚好能够到达半圆形槽右侧的C点 C. 半圆形槽速率的最大值为 D. 半圆形槽相对于地面位移大小的最大值为 三、填空题（13-16题每空2分，17题4分，共20分） 13. 一艘太空飞船静止时长度为d，它以0.9c（c为真空中的光速）的速度沿长度方向飞行经过地球。飞船上观测者测得该飞船的长度____d，地球上的观测者测得飞船上发来光信号的速度____c。（均填“大于”“等于”或“小于” ） 14. LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t的变化周期为，电场能随时间变化的周期为，则___________（选填“大于”“等于”或“小于”）；如图，电谐振实验中，当矩形线框面积相等时，它们的___________相同（选填“电容”或“电感”）。 15. 小船儿轻轻，飘荡在水中。小船在水中上下振动，当它向上运动时，其所受的浮力______重力（选“A.一定大于”，“B.一定小于”，“C.一定等于”“如果ABC都不对选D”）；当它动能增大时，其运动的加速度______（选“A.一定变大”，“B.一定变小”，“C.一定不变”，“如果ABC都不对选D”） 16. 如图所示，、为两束颜色不同的单色光，它们以不同的入射角从空气射入梯形玻璃棱镜，两条出射光线恰好合为一束，则光在玻璃中的折射率________（选填“大于”“等于”或“小于”）光在玻璃中的折射率；若两束光通过同一双缝装置且都能形成干涉图样，则________（选填“”或“”）光条纹间距较大。 17. 物质的存在有两种形态，一种是分子、原子等实物粒子，另一种则是______；物理学家______曾假设光传播需要一种特殊介质——以太：5G信号的波长______4G信号，5G基站覆盖范围______4G基站。（最后两空均选填“大于”或“小于”） 四、综合题（18题6分，19题6分，20题8分，21题8分，22题12分，共40分。计算题要求写出必要的文字说明、图示及公式。） 18. “冲击摆实验器”是一种物理实验器材，可以用来测量弹簧枪发射子弹的速度。如图甲所示，左侧是可以发射球形子弹的弹簧枪，中间立柱上悬挂小摆块，摆块一般用塑料制成，正对枪口处有一水平方向的锥形孔（使弹丸容易射入并与摆块结合为一体）。摆块摆动的简化图如图乙所示。摆块摆动的最大摆角可由刻度盘读出，当地的重力加速度大小为g，子弹与摆块均视为质点。 （1）实验开始前，需测量的物理量为___________。 A．子弹质量m B．摆块的质量M C．子弹的直径d （2）实验步骤如下： ①将冲击摆实验器放在桌上，调节底座上的调平螺丝，使底座水平； ②调节支架上端的调节螺丝，改变悬线的长度，使摆块的孔洞跟枪口正对，并且使摆块右侧与0刻度对齐； ③用刻度尺测量出摆长L； ④扣动弹簧枪扳机，子弹射入摆块（未穿出），记录下摆块的最大摆角； ⑤多次重复实验，计算出摆块最大摆角的平均值θ； ⑥处理实验数据，得出实验结论。 （3）子弹射入摆块的过程中，子弹与摆块组成的系统水平方向动量___________，摆块（含子弹）向上摆动的过程中机械能___________。（均填“守恒”或“不守恒”） （4）子弹的发射速度大小v0=___________。（用相关物理量的符号表示） 19. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。回答下列问题： （1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标计时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的___________。 A．最高点 B．最低点 C．任意位置 （2）用测得的量表示重力加速度的表达式为g=___________。 （3）如果测得的g值偏小，可能的原因是___________ A．测摆长时摆线拉得过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，停表过迟按下 D．实验时误将49次全振动记为50次 20. 学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则： ①若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为__； ②作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为__。 ③你认为圆周KC部分折射率刻度有什么特点？__ 21. 晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的完整的丝状（横截面为圆形）晶体。现有一根铁（Fe）晶，直径为d，能承受的最大拉力为F，试求刚要拉断时原子间的作用力。（已知铁的密度，铁的摩尔质量M，阿伏加德罗常数为，忽略铁分子间的空隙）。 22. 如图所示为一单摆的共振曲线，摆球的质量为0.1 kg（g取9.8 m/s2），求： （1）该单摆的摆长为多少？ （2）摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 格致中学 二〇二三学年度第二学期第二次测验 高二年级物理（等级）试卷（共6页） （测试60分钟内完成，总分100分，试后交答题卷） 友情提示：昨天，你既然经历了艰苦的学习，今天，你必将赢得可喜的收获！祝你：诚实守信，沉着冷静，细致蹭实，自信自强，去迎接胜利！ 一、单项选择题（每题3分，每题只有一个正确选项，共24分。） 1. 通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成惯性系，若以下列系统为参考系，则其中属于非惯性系的有（　　） A. 停在地面上的汽车 B. 绕地球做匀速圆周运动的飞船 C. 在大海上匀速直线航行的轮船 D. 以较大速度匀速运动的磁悬浮列车 【答案】B 【解析】 【详解】A．通常我们把相对地面静止或匀速运动的参考系看成是惯性系，若以停在地面上的汽车为参考系，汽车相对于地面静止，是惯性参考系，故A不符合题意要求； B．以绕地球做圆周运动的飞船为参考系，飞船相对于地面做曲线运动，即做变速运动，属于非惯性系，故B符合题意要求； C．我们把相对地面静止或匀速运动的参考系看成是惯性系，若以在大海上匀速直线航行的轮船为参考系，轮船相对于地面做匀速直线运动，是惯性参考系，故C不符合题意要求； D．相对地面静止或匀速运动的参考系看成是惯性系，以较大速度匀速运动的磁悬浮列车，属于惯性系，故D不符合题意要求。 故选B。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 运动员跳高时，在落地处垫上海绵垫子是为了减小冲量 B. 人从越高的地方跳下，落地时人受到的冲量越大 C. 动量相同的两个物体受相同的制动力作用，质量小的先停下来 D. 在电视机等物体包装箱里垫上泡沫垫或气泡垫，是为了减小物体在碰撞过程中受到的冲量 【答案】B 【解析】 【详解】A．运动员跳高时，落地时的冲量等于动量的变化量，在地上垫上海绵垫子可以增加与地面接触的时间，由动量定理可知，从而减小与地面之间的相互作用力的大小，故A错误； B．人从越高的地方跳下，落地时速度越大，动量越大，与地面接触时动量变化量越大，人受到的冲量越大，越危险，故B正确； C．由动量定理可知动量相同的两个物体，受相同的制动力作用，同时停下来，故C错误； D．在由动量定理可知，电视机等物体包装箱里垫上泡沫，可以使电视机与箱子撞击时的时间延长，从而是减小电视机在碰撞过程中受到的撞击力，故D错误。 故选B。 3. 分子直径和分子的质量都很小，它们的数量级分别为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】据分子动理论可知，分子直径和分子的质量数量级分别为 ， 故选A。 4. 关于机械波，下列说法中正确的是（　　） A. “未见其人，先闻其声”是声波发生干涉时产生的一种现象 B. 横波中质点的振动方向与波的传播方向共线 C. 电磁波在介质中传播的速度大小与介质有关 D. 从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是声波的衍射 【答案】C 【解析】 【详解】A．“未见其人，先闻其声”是声波发生衍射时产生的一种现象，故A错误； B．物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直定义为横波，故B错误； C．电磁波在介质中传播的速度大小与介质有关， 故C正确； D．从火车鸣笛声音判断火车的行驶方向利用的是多普勒效应，故D错误； 故选C。 5. 对下列光学现象解释正确的有（　　） A. 全息照相利用了光的衍射原理 B. 光的色散现象利用了光的衍射原理 C. 光在光纤中传播利用了光的全反射原理 D. 照相机镜头表面镀有增透膜利用了光的偏振原理 【答案】C 【解析】 【详解】A．全息照相是利用光的干涉原理，A错误； B．光的色散现象利用了光的折射原理，B错误； C．光导纤维是一种由玻璃或塑料制成的纤维，光在其中传播过程发生全反射，因此光导纤维传输信号利用的是光的全反射现象，C正确； D．照相机镜头表面镀有增透膜利用了光的干涉原理，D错误。 故选C。 6. 关于电磁波及其用途，下列说法正确的是（　　） A. 机场处用红外线对旅客的行礼箱进行安全检查 B. 适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D C. 在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线 D. X射线在农业上可用来培育新种 【答案】B 【解析】 【详解】A．机场处用Ｘ射线对旅客的行礼箱进行安全检查，故A错误； B．适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D，故B正确； C．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红光，红外线是肉眼看不到的，故C错误； D．X射线的能量很大，不可以用来培育新种，故D错误。 故选B。 7. 以高速列车为例（如图所示），假定车厢安装着一个墨水罐，它每隔一定时间滴出一滴墨水，车上的人测得，墨水在t1′、t2′两个时刻在地面形成P、Q两个墨点，也就是说发生了两个事件，车上的人认为两个事件的时间间隔是Δτ=t2′-t1′，地面观察者测得的时间间隔为Δt=t2-t1，则Δτ与Δt的关系是（　　） A. Δτ>Δt B. Δτ<Δt C. Δτ=Δt D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】根据时间的相对性 Δt= 且 所以 Δt>Δτ 故选B。 8. 在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图所示，且电流正在减小，则该时刻（　　） A. 电容器上极板带正电，下极板带负电 B. 电容器正在放电 C. 电场能正在向磁场能转化 D. 电容器两极板间电压正在增大 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；通过图示电流方向，电容器在充电，则电容器上极板带负电，下极板带正电。ABC错误； D．由得 电容器上的电荷量增大，电容器两极板间电压正在增大。D正确。 故选D。 二、多项选择题（每题4分，每题至少2个正确答案，全部选对得4分，漏选得2分，选错或不选不得分，共16分。） 9. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，两条曲线如果完整，下方的面积不相等 B. 图甲中，从状态②变化到状态①不是所有分子的运动速率都会变大 C. 由图乙可知，分子间距离增大时，分子间作用力可能先减小后增大再减小 D. 由图乙可知，分子间距离大于r0时，增大分子间距离，分子间作用力先做负功再做正功 【答案】BC 【解析】 【详解】A．两条曲线如果完整，两条曲线下的面积相等均为1，A错误； B．状态①中速率大的分子占据的比例较大，说明①对应的平均速率较大，但单个分子的运动是无规则的，不是所有分子速率都变大，B正确； C．分子间距离增大时，当时，分子之间的距离增大时，分子力减小，当时，分子之间的距离增大时，分子力先增大后减小，C正确； D．分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，增大分子间距离，分子间作用力总是做负功，D错误。 故选BC。 10. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图所示，此时质点N刚刚开始振动，从该时刻开始计时，若在0.5s时，质点P第二次位于波谷，下列说法中正确的是（　　） A. 该波传播中遇到宽约2m的障碍物能发生明显衍射现象 B. 离原点9m的质点R经过0.7s后第一次到达波峰 C. 质点P在0.2s内沿波传播方向的位移为2m D. 在处接收器接到波的频率大于2.5Hz 【答案】AB 【解析】 【详解】A．当障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现象;由图可知，波长为，则该波传播中遇到宽约2m的障碍物能发生明显衍射现象，故A正确； B．波沿x轴正方向传播，根据波形平移法可知，时刻，质点P从平衡位置沿轴负方向振动，在0.5s时，质点P第二次位于波谷，则有 解得周期为 则波速为 则图中处的波峰传动离原点9m的质点R所用时间为 即离原点9m的质点R经过0.7s后第一次到达波峰，故B正确； C．质点P只会在y方向振动，不会沿波传播方向迁移，故C错误； D．波的频率为 由于波传播过程中频率不变，且在x=15m处接收器与波源没有相对运动，所以接收到波的频率等于2.5Hz，故D错误。 故选AB。 11. 如图所示，直角三角形ABC为一透明介质制成三棱镜的截面，且∠A=30°，在整个AC面上有一束垂直于它的平行光线射入，已知透明介质的折射率n＞2，以下关于光线经过各个界面出射情况的说法正确的是（　　） A. 一定有光线垂直于AB面射出 B. 光线一定不会由AB面射出 C. 一定有光线垂直于BC面射出 D. 一定有光线垂直于AC面射出 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．光从介质中射向空气时恰发生全反射时 得分析可知光线在AB界面的入射角为，所以射向AB界面的光全发生全反射，故A错误，B正确； CD．光线在AB界面发生全发射时有部分光线射向BC界面，分析可知射向BC界面的入射角为，所以会发生全反射，射向AC界面，分析可知射向AC界面时的入射角为。所以光线垂直于AC面射出；也可能射向AB面经过AC面全反射后垂直BC面射出，故CD正确。 故选BCD。 12. 如图所示，质量为3m、半径为R的光滑半圆形槽静置于光滑水平面上，A、C为半圆形槽槽口对称等高的两点，B为半圆形槽的最低点．将一可视为质点、质量为m的小球自左侧槽口A点自由释放，小球沿槽滑动过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A. 小球和半圆形槽组成的系统机械能守恒、动量守恒 B. 小球刚好能够到达半圆形槽右侧的C点 C. 半圆形槽速率的最大值为 D. 半圆形槽相对于地面位移大小的最大值为 【答案】BD 【解析】 【详解】小球与半圆形槽组成的系统在水平方向不受力，所以水平方向的动量守恒，但在竖直方向受重力作用，故系统总的动量不守恒；所有的接触面都是光滑的，故在整个的运动过程中只有重力和弹力做功，故系统的机械能守恒，故A错误；因为系统的初状态水平方向的动量为零，根据系统水平方向动量守恒可知，系统在末状态的水平方向的动量也零，故在末状态小球与半圆形槽的速度都为零，而初状态只有小球的重力势能，根据系统机械能守恒，可知末状态也只小球的重力势能，且与初状态相等，故B正确；当小球下至半圆形槽最低点时，根据反冲运动的特点可知，此时小球有向右的最大速度，半圆形槽有向左的最大速度，设小球的最大速度为，半圆形槽的最大速度为，初状态水平方向的动量为零，取向右为正，根据系统水平方向动量守恒得：，根据系统机械能守恒得：，联立解得：，故C错误；小球从左边最高点下至最低点时，根据系统水平方向动量守恒得：，又，代入得：，即，且，联立解得：；当小球从最低点向右边最高点运动时，半圆形槽继续向左运动，同理可得半圆形槽在这一过程的位移为，故半圆形槽相对于地面位移大小的最大值为，故D正确；故选BD. 三、填空题（13-16题每空2分，17题4分，共20分） 13. 一艘太空飞船静止时长度为d，它以0.9c（c为真空中的光速）的速度沿长度方向飞行经过地球。飞船上观测者测得该飞船的长度____d，地球上的观测者测得飞船上发来光信号的速度____c。（均填“大于”“等于”或“小于” ） 【答案】 ①. 等于 ②. 等于 【解析】 【详解】[1]飞船上观测者相对于飞船静止,飞船上观测者测得该飞船的长度等于d； [2]根据光速不变原理,地球上的观测者测得飞船上发来光信号的速度等于c。 14. LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t的变化周期为，电场能随时间变化的周期为，则___________（选填“大于”“等于”或“小于”）；如图，电谐振实验中，当矩形线框面积相等时，它们的___________相同（选填“电容”或“电感”）。 【答案】 ①. 大于 ②. 电感 【解析】 【详解】[1]一个周期电容器充电放电两次，所以电路中电场能随时间变化的周期小于，故大于； [2]根据电谐振实验原理知，电谐振实验中，当矩形线框面积相等时，它们的电感相同。 15. 小船儿轻轻，飘荡在水中。小船在水中上下振动，当它向上运动时，其所受的浮力______重力（选“A.一定大于”，“B.一定小于”，“C.一定等于”“如果ABC都不对选D”）；当它动能增大时，其运动的加速度______（选“A.一定变大”，“B.一定变小”，“C.一定不变”，“如果ABC都不对选D”） 【答案】 ①. D ②. B 【解析】 【详解】[1] 船在水中上下振动，做简谐运动，当它向上运动时，靠近平衡位置过程中，浮力大于重力，远离平衡位置时，浮力小于重力。 故选D。 [2]当它动能增大时，一定是靠近平衡位置，回复力减小，根据牛顿第二定律可知其运动的加速度一定变小。 故选B。 16. 如图所示，、为两束颜色不同的单色光，它们以不同的入射角从空气射入梯形玻璃棱镜，两条出射光线恰好合为一束，则光在玻璃中的折射率________（选填“大于”“等于”或“小于”）光在玻璃中的折射率；若两束光通过同一双缝装置且都能形成干涉图样，则________（选填“”或“”）光条纹间距较大。 【答案】 ①. 小于 ②. b 【解析】 【详解】[1]根据题意画出光路图，两束光出棱镜时，折射率相同，光的入射角小，光的入射角大，可得光的折射率大，光的折射率小； [2]折射率大的光束波长小，根据条纹间距公式 知，光的折射率小，故光条纹间距较大。 17. 物质的存在有两种形态，一种是分子、原子等实物粒子，另一种则是______；物理学家______曾假设光传播需要一种特殊介质——以太：5G信号的波长______4G信号，5G基站覆盖范围______4G基站。（最后两空均选填“大于”或“小于”） 【答案】 ①. 场 ②. 惠更斯 ③. 小于 ④. 小于 【解析】 【详解】[1]物质的存在有两种形态，一种是分子、原子等实物粒子，另一种则是场； [2]物理学家惠更斯曾假设光传播需要一种特殊介质——以太； [3][4]5G信号的频率大于4G信号，频率越高，波长越短，因此，5G信号的波长小于4G信号，由于波长越小，基站覆盖范围越小，可知5G基站覆盖范围小于4G基站。 四、综合题（18题6分，19题6分，20题8分，21题8分，22题12分，共40分。计算题要求写出必要的文字说明、图示及公式。） 18. “冲击摆实验器”是一种物理实验器材，可以用来测量弹簧枪发射子弹的速度。如图甲所示，左侧是可以发射球形子弹的弹簧枪，中间立柱上悬挂小摆块，摆块一般用塑料制成，正对枪口处有一水平方向的锥形孔（使弹丸容易射入并与摆块结合为一体）。摆块摆动的简化图如图乙所示。摆块摆动的最大摆角可由刻度盘读出，当地的重力加速度大小为g，子弹与摆块均视为质点。 （1）实验开始前，需测量的物理量为___________。 A．子弹的质量m B．摆块的质量M C．子弹的直径d （2）实验步骤如下： ①将冲击摆实验器放在桌上，调节底座上的调平螺丝，使底座水平； ②调节支架上端的调节螺丝，改变悬线的长度，使摆块的孔洞跟枪口正对，并且使摆块右侧与0刻度对齐； ③用刻度尺测量出摆长L； ④扣动弹簧枪扳机，子弹射入摆块（未穿出），记录下摆块的最大摆角； ⑤多次重复实验，计算出摆块最大摆角的平均值θ； ⑥处理实验数据，得出实验结论。 （3）子弹射入摆块的过程中，子弹与摆块组成的系统水平方向动量___________，摆块（含子弹）向上摆动的过程中机械能___________。（均填“守恒”或“不守恒”） （4）子弹的发射速度大小v0=___________。（用相关物理量的符号表示） 【答案】 ①. AB ②. 守恒 ③. 守恒 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]根据实验目的，需要测量的物理量为子弹的质量m和摆块的质量M；由于子弹视为质点，因此不需要测量子弹的直径。 （3）[2][3]子弹射入摆块的过程中，子弹与摆块组成的系统动量守恒；摆块（含子弹）向上摆动的过程中只有重力做功，则系统的机械能守恒。 （4）[4]设子弹射入摆块后瞬间的共同速度大小为v，有 解得 19. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。回答下列问题： （1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标计时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的___________。 A．最高点 B．最低点 C．任意位置 （2）用测得的量表示重力加速度的表达式为g=___________。 （3）如果测得的g值偏小，可能的原因是___________ A．测摆长时摆线拉得过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，停表过迟按下 D．实验时误将49次全振动记50次 【答案】 ①. B ②. ③. B 【解析】 【详解】（1）[1]为了减小测量周期的误差，将小球经过最低点时作为计时开始和终止的位置更好，实际摆动中，最高点的位置会因为阻力的原因发生改变，且靠近最高时的速度较小，计时误差较大，而最低点速度最快，计时误差小。 故选B。 （2）[2]根据单摆的周期公式 其中 ， 代入可得 （3）[3]A．测摆长时摆线拉得过紧，则松开后实际摆线偏小，即所测摆长偏大，因此测得的重力加速度偏大，故A错误； B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，而所测摆线长度相对于真实值偏小，因此计算得到的重力加速度偏小，故B正确； C．开始计时时，停表过迟按下，导致测量周期偏小，从而使计算得到的重力加速度偏大，故C错误； D．实验时误将49次全振动记为50次，导致测量周期偏小，从而使计算得到重力加速度偏大，故D错误。 故选B。 20. 学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则： ①若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为__； ②作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为__。 ③你认圆周KC部分折射率刻度有什么特点？__ 【答案】 ①. ②. 1 ③. 越靠近K，折射率越小，越靠近C，折射率越大；刻度不均匀，靠近C刻度稀疏，靠近K刻度密集；靠近C读数误差小，靠近K读数误差大 【解析】 【分析】 【详解】①[1]由题意可知，入射角 r=∠AOF＝30° 折射角 i=∠EOP3＝60° 由折射定律可得 ②[2]作AO的延长线交圆周于K，此时入射角与折射角相同，故K处所对应的折射率值应为1。 ③[3]由 可知，入射角r不变的情况下，折射角i越大，折射率越大，故越靠近K，折射率越小，越靠近C，折射率越大；n与成正比，与i不成正比，结合正弦函数的特点可知，刻度不均匀，靠近C刻度稀疏且误差较小，靠近K刻度密集且误差较大。 21. 晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的完整的丝状（横截面为圆形）晶体。现有一根铁（Fe）晶，直径为d，能承受的最大拉力为F，试求刚要拉断时原子间的作用力。（已知铁的密度，铁的摩尔质量M，阿伏加德罗常数为，忽略铁分子间的空隙）。 【答案】 【解析】 【详解】分子的体积为 根据球体积公式，有 横截面积上的分子个数为 故单个分子间的最大引力为 22. 如图所示为一单摆的共振曲线，摆球的质量为0.1 kg（g取9.8 m/s2），求： （1）该单摆的摆长为多少？ （2）摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多大？ 【答案】（1）1 m；（2）0.784 m/s2 【解析】 【详解】（1）由图像知单摆的固有频率为0.50 Hz，由 得 T＝2 s 根据T＝2π得 L ＝＝m≈1 m （2）设摆线偏离竖直方向最大偏角为θ，因摆线偏离竖直方向偏角很小 所以 最大加速度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $