精品解析：广西壮族自治区河池市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题

河池市2024年春季学期高二期末学业水平质量检测 物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前、先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4．考试结束后，请将答题卡上交。 5．本卷主要考查内容：选择性必修第一册第二~四章，选择性必修第二册，选择性必修第三册第一~三章。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母（　　） A. 没有规则的外形 B. 有固定的熔点 C. 各原子都保持静止不动 D. 是多晶体 2. 如图所示。将质量为m的小球悬挂在一轻质弹簧下端，静止后小球所在的位置为O点（图中未标出）。现将小球从O点向下拉至弹簧对小球的弹力大小为2mg（g为重力加速度），然后释放，已知小球在运动过程中弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。则小球位于最高点时弹簧的弹力大小为（　　） A. 2mg B. 0 C. mg D. mg 3. 实验室用交流发电机和理想变压器组合给阻值为12Ω的电阻R0供电，电路如图所示。交流发电机的线圈内阻为4Ω，导线电阻不计，当理想变压器原、副线圈匝数比为1∶3时，R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为（　　） A. 1∶1 B. 3∶1 C. 1∶3 D. 1∶4 4. 关于光的性质与应用，下列说法正确的是（　　） A. 观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的衍射 B. 内窥镜利用了多普勒效应 C. 照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的 D. 全息照片的拍摄利用了光的干涉原理 5. 如图所示，L为直流电阻可忽略的线圈，R为定值电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）以及两极板间电势差Uab随时间变化的图像是（　　） A. B. C. D. 6. “挤毛巾”和“液桥”都是国际空间站展示的有趣实验。宇航员先将干毛巾一端沾水后能使得整个毛巾完全浸湿，然后再用力拧毛巾，只见毛巾被挤出的水像一层果冻一样紧紧地吸附在毛巾的外表面，宇航员的手也粘有一层厚厚的水。我国宇航员王亚平在空间站做“液桥实验”的情形如图所示。下列关于这两个现象的描述正确的是（　　） A. 干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象 B. 水对宇航员的手和液桥板都是不浸润的 C. “液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，是由于液桥板分子之间的相互吸引 D. 在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为水不能浸润毛巾 7. 如图所示，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场，一质子从A点由静止释放，沿图示轨迹依次经过C、D两点。已知A、D两点在同一等势面上，不计质子重力。下列说法正确的是（　　） A. 质子从C到D，电场力做的是正功 B. D点的电势低于C点的电势 C. 质子从A到C，洛伦兹力做正功 D. 质子在A点所受的合力等于在D点所受的合力 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。关于涡流、互感和自感、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（　　） A. 真空冶炼炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 B. 自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数增大 C. 互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量 D. 阻尼摆摆动时产生的涡流不一定总是阻碍其运动 9. 图甲是一列机械波在t=0时刻波形图，该波沿x轴的正方向传播，图乙是质点A的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该列波的传播速度为10m/s B. 质点A经过0.4s的时间将沿x轴传播4m C. 在t=0.2s时，质点A具有向下最大加速度 D. 在t=0.3s时，x=2m处质点位于处 10. 如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（　　） A. 为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次 B. 为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次 C. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L D. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强和体积；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）为使实验结果尽量准确，下列操作正确的是________（填字母）。 A 要尽可能保持环境温度不变 B. 实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 C. 实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 D. 实验过程中应缓慢地推动活塞 （2）分别在环境温度为、（）时完成上述探究活动。下列各图最能正确且直观地反映实验过程中，气体压强随体积变化规律的是________（填字母）。 A. B. C. D. （3）该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度和压强传感器读数，根据实验测量数据，作出如图乙所示的图像，则石子密度为_________。（用题及图中相关物理量的字母符号表示） （4）求出石子的密度比真实值________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 12. 某同学利用如图甲所示单摆测量当地的重力加速度。 （1）下列说法正确的是___________（填字母）。 A. 测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态 B. 摆长等于摆线的长度加上摆球的直径 C. 测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时 D. 如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球 （2）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小___________。 （3）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出的值，再以l为横轴、为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度___________（用k表示）。 （4）地面上周期为2s的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，则探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期___________2s（填“大于”“小于”或“等于”）。 13. 有一块半径为R，折射率为的半圆形玻璃砖，OO'是垂直于AB的半径，一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点，经玻璃砖折射后射到D点且恰好发生全反射，如图所示，已知光在真空的传播速度大小为c，求： （1）OP的长度； （2）光从P点传播到D点的时间（计算结果保留根号）。 14. 某实验小组设计了简易的气压传动装置。如图甲所示，面积为SA=6cm2的活塞A静止，与汽缸右端相距L1=2cm。用力缓慢右移活塞A，通过压缩气体顶起竖直放置的面积SB=3cm2的活塞B和上方高h=4cm的水银柱，最终活塞A移到最右端，如图乙所示，活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变。气体视为理想气体，大气压强为p0=76cmHg，忽略弯管中的气体体积，装置不漏气，水银不溢出，不计摩擦和两活塞质量。 （1）求活塞B移动前活塞A移动的距离： （2）若（1）过程活塞A对封闭气体做功，则此过程中气体对外吸热还是放热，并求出该部分的热量Q； （3）求最终活塞B上升的高度L2。 15. 如图所示，左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中虚线de右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场，绝缘棒a垂直于圆弧导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h=1.8m，之后与静止在虚线de处的金属棒b发生弹性碰撞，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，已知金属棒b和绝缘棒a的质量均为m=3kg，金属棒c质量是金属棒b质量的一半，重力加速度取g=10m/s2，求： （1）绝缘棒a与金属棒b碰撞后瞬间两棒的速度大小； （2）金属棒b进入磁场后，其加速度为最大加速度的一半时的速度大小； （3）整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 河池市2024年春季学期高二期末学业水平质量检测 物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前、先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4．考试结束后，请将答题卡上交。 5．本卷主要考查内容：选择性必修第一册第二~四章，选择性必修第二册，选择性必修第三册第一~三章。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母（　　） A. 没有规则的外形 B. 有固定的熔点 C. 各原子都保持静止不动 D. 是多晶体 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图可知，该合成云母中所含分子在三维空间中呈规则、周期性排列，是晶体，具有一定的几何外形，具有固定的熔点，故A错误，B正确； C．组成物质的分子、原子或离子并不是静止不动的，他们在不停地振动，图中所画的点是他们振动的平衡位置，故C错误； D．由于该云母片在融化石蜡过程中表现的导热性能的各向异性，可以判断该云母为单晶体，故D错误。 故选B。 2. 如图所示。将质量为m小球悬挂在一轻质弹簧下端，静止后小球所在的位置为O点（图中未标出）。现将小球从O点向下拉至弹簧对小球的弹力大小为2mg（g为重力加速度），然后释放，已知小球在运动过程中弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。则小球位于最高点时弹簧的弹力大小为（　　） A. 2mg B. 0 C. mg D. mg 【答案】B 【解析】 【详解】小球处于最低点时弹簧的伸长量为，则有 释放瞬间对小球由牛顿第二定律可得 解得 小球运动到最高点时弹簧的形变量的大小，加速度大小为，根据对称性可得 在最高点对小球由牛顿第二定律可得 解得 故小球位于最高点时弹簧的弹力大小为0。 故选B。 3. 实验室用交流发电机和理想变压器组合给阻值为12Ω的电阻R0供电，电路如图所示。交流发电机的线圈内阻为4Ω，导线电阻不计，当理想变压器原、副线圈匝数比为1∶3时，R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为（　　） A. 1∶1 B. 3∶1 C. 1∶3 D. 1∶4 【答案】C 【解析】 【详解】原副线圈的电流之比为 根据 R0消耗的功率为 线圈内阻消耗的功率为 解得R0消耗功率与线圈内阻消耗的功率比为 故选C。 4. 关于光的性质与应用，下列说法正确的是（　　） A. 观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的衍射 B. 内窥镜利用了多普勒效应 C. 照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的 D. 全息照片的拍摄利用了光的干涉原理 【答案】D 【解析】 【详解】A．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振现象，故A错误； B．内窥镜利用了光的全反射原理，故B错误； C．照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的干涉现象引起的，故C错误； D．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理。故D正确。 故选D。 5. 如图所示，L为直流电阻可忽略的线圈，R为定值电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）以及两极板间电势差Uab随时间变化的图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．断开S后，电容器开始充电，b板带正电荷且逐渐增加，即负方向的电场强度逐渐增加；则两极板间电势差逐渐增大，且为负方向，故A正确，BC错误； D．因为L为一电阻可忽略的线圈，可知当开关闭合时，电容器带电量为零，通过线圈L的电流向下；断开S后，电流在LC电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向沿逆时针方向（负方向）且电流大小逐渐减小，故D错误。 故选A。 6. “挤毛巾”和“液桥”都是国际空间站展示的有趣实验。宇航员先将干毛巾一端沾水后能使得整个毛巾完全浸湿，然后再用力拧毛巾，只见毛巾被挤出的水像一层果冻一样紧紧地吸附在毛巾的外表面，宇航员的手也粘有一层厚厚的水。我国宇航员王亚平在空间站做“液桥实验”的情形如图所示。下列关于这两个现象的描述正确的是（　　） A. 干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象 B. 水对宇航员的手和液桥板都是不浸润的 C. “液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，是由于液桥板分子之间的相互吸引 D. 在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为水不能浸润毛巾 【答案】A 【解析】 【详解】A．水是可以浸润毛巾的，毛巾中有很多的小缝隙，就相当于有很多的玻璃管，水会往毛巾缝隙扩散，干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象，故A正确； B．浸润指液体与固体发生接触时，液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象，此时对该固体而言，该液体叫做浸润液体。水对宇航员的手和液桥板都是浸润的，故B错误； C．“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，这是水的表面张力在起作用，故C错误； D．水能浸润毛巾，在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为重力的作用，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场，一质子从A点由静止释放，沿图示轨迹依次经过C、D两点。已知A、D两点在同一等势面上，不计质子重力。下列说法正确的是（　　） A. 质子从C到D，电场力做的是正功 B. D点的电势低于C点的电势 C. 质子从A到C，洛伦兹力做正功 D. 质子在A点所受的合力等于在D点所受的合力 【答案】D 【解析】 【详解】A．质子从C到D，质子逆着电场线运动，电场力做的是负功，故A错误； B．顺着电场线，电势逐渐降低，故D点的电势高于C点的电势，故B错误； C．质子从A到C，洛伦兹力始终与速度方向垂直，故洛伦兹力不做功，故C错误； D．已知匀强电场中，A点和D点的场强相等，故A点和D点的电场力相等，由图的对称性可知，A点和D点的洛伦兹力均为零，故质子在A点所受的合力等于在D点所受的合力，故D正确。 故选D。 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。关于涡流、互感和自感、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（　　） A. 真空冶炼炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 B. 自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数增大 C. 互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量 D. 阻尼摆摆动时产生的涡流不一定总是阻碍其运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．真空冶炼炉锅体中涡流是由变化磁场产生的，故A错误； B．自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数增大，故B正确； C．互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量，故C正确； D．根据楞次定律可知，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，故D错误。 故选BC。 9. 图甲是一列机械波在t=0时刻的波形图，该波沿x轴的正方向传播，图乙是质点A的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该列波的传播速度为10m/s B. 质点A经过0.4s的时间将沿x轴传播4m C. 在t=0.2s时，质点A具有向下的最大加速度 D. 在t=0.3s时，x=2m处质点位于处 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图甲和图乙可知，，，则该列波的传播速度为 故A正确； B．质点A只是在平衡位置上下振动，并不会随波的传播方向迁移，故B错误； C．由图乙可知，在t=0.2s时，质点A处于负向最大位移处，具有向上的最大加速度，故C错误； D．由于该波沿x轴的正方向传播，根据波形平移法可知，t=0时刻，x=2m处质点在平衡位置向上振动，由于 可知在t=0.3s时，x=2m处质点位于处，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（　　） A. 为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次 B. 为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次 C. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L D. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L 【答案】BD 【解析】 【详解】A．气体温度不变，气体做等温变化，为了保证喷水效果，设打气筒最少打气次，则有 其中 ， ， 解得 次 故A错误； B．为了保证喷壶安全，设打气筒最多打气次，则有 其中 解得 次 故B正确； CD．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，设可向外喷出水的体积为，则有 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强和体积；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）为使实验结果尽量准确，下列操作正确的是________（填字母）。 A. 要尽可能保持环境温度不变 B. 实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 C. 实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 D. 实验过程中应缓慢地推动活塞 （2）分别在环境温度为、（）时完成上述探究活动。下列各图最能正确且直观地反映实验过程中，气体压强随体积变化规律的是________（填字母）。 A. B. C. D. （3）该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度和压强传感器读数，根据实验测量数据，作出如图乙所示的图像，则石子密度为_________。（用题及图中相关物理量的字母符号表示） （4）求出石子的密度比真实值________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）ABD （2）C （3） （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 A．保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，要尽可能保持环境温度不变，故A正确； B．为防止漏气，实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油，故B正确； C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故C错误； D．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故D正确。 故选ABD。 【小问2详解】 根据理想气体状态方程 整理得 可知为直观地反映实验过程中，应采用图像，图像的斜率为 则温度越高，对应的图线的斜率越大，故图C符合要求。 故选C。 【小问3详解】 设石块的体积为，根据理想气体状态方程 整理得 石头的体积为 石头的密度为 【小问4详解】 由于软管的存在，偏小，根据 可知石头密度偏大。 12. 某同学利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。 （1）下列说法正确的是___________（填字母）。 A. 测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态 B. 摆长等于摆线的长度加上摆球的直径 C. 测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时 D. 如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球 （2）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小___________。 （3）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出的值，再以l为横轴、为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度___________（用k表示）。 （4）地面上周期为2s的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，则探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期___________2s（填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】（1）A （2） （3） （4）小于 【解析】 【小问1详解】 A．测摆长时摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，否则，摆长的测量不准确。故A正确； B．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径。故B错误； C．测单摆的周期时，应从摆球经过平衡位置时开始计时。故C错误； D．摆球选择质量大一些，体积小一些的小球，如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用铜球作摆球。故D错误。 故选A。 【小问2详解】 根据 解得 【小问3详解】 根据 解得 结合乙图，可得 解得 【小问4详解】 探测器刚发射离开地球表面时处于超重状态，等效重力加速度g变大，由 可得周期变小，即秒摆的周期小于2s。 13. 有一块半径为R，折射率为的半圆形玻璃砖，OO'是垂直于AB的半径，一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点，经玻璃砖折射后射到D点且恰好发生全反射，如图所示，已知光在真空的传播速度大小为c，求： （1）OP的长度； （2）光从P点传播到D点时间（计算结果保留根号）。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）作出光路图如图所示 由几何关系，可得 由折射定律 可得 ， 因为光到D点且恰好发生全反射，则 由正弦定理 解得OP的长度为 （2）由余弦定理可知 解得 由光的折射定律，光在玻璃砖中的传播速度为 光从P点传播到D点的时间为 14. 某实验小组设计了简易的气压传动装置。如图甲所示，面积为SA=6cm2的活塞A静止，与汽缸右端相距L1=2cm。用力缓慢右移活塞A，通过压缩气体顶起竖直放置的面积SB=3cm2的活塞B和上方高h=4cm的水银柱，最终活塞A移到最右端，如图乙所示，活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变。气体视为理想气体，大气压强为p0=76cmHg，忽略弯管中的气体体积，装置不漏气，水银不溢出，不计摩擦和两活塞质量。 （1）求活塞B移动前活塞A移动的距离： （2）若（1）过程活塞A对封闭气体做功，则此过程中气体对外吸热还是放热，并求出该部分的热量Q； （3）求最终活塞B上升的高度L2。 【答案】（1）0.1cm；（2）放热，；（3）3.8cm 【解析】 【详解】（1）初始时，封闭气体压强 活塞B刚要移动时，封闭气体的压强 由玻意耳定律 解得 A移动的距离 （2）封闭气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律 其中 得 则此过程气体向外放出的热量 （3）初始时，活塞A静止，封闭气体的压强为 最终封闭气体的压强大小为 活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变，由玻意耳定律可知 解得 15. 如图所示，左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中虚线de右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场，绝缘棒a垂直于圆弧导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h=1.8m，之后与静止在虚线de处的金属棒b发生弹性碰撞，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，已知金属棒b和绝缘棒a的质量均为m=3kg，金属棒c质量是金属棒b质量的一半，重力加速度取g=10m/s2，求： （1）绝缘棒a与金属棒b碰撞后瞬间两棒的速度大小； （2）金属棒b进入磁场后，其加速度为最大加速度一半时的速度大小； （3）整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）绝缘棒a从静止释放到与属棒b碰撞前过程，根据动能定理可得 解得碰撞前瞬间绝缘棒a的速度大小为 绝缘棒a与金属棒b发生弹性碰撞过程，根据动量守恒和机械能守恒可得 联立解得碰撞后瞬间两棒的速度大小分别为 ， （2）金属棒b刚进入磁场时，加速度最大，则有 设金属棒b进入磁场后，其加速度为最大加速度的一半时，金属棒b、c的速度大小分别为、，金属棒b、c组成的系统满足动量守恒，则有 此时回路的总电动势为 根据题意有 联立解得 （3）当金属棒b、c速度相等时，回路的总电动势为0，回路电流为0，金属棒受到安培力为0，可知最终两棒以相同的速度做匀速直线运动，根据动量守恒可得 解得最终共同速度为 根据能量守恒可知，整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$