内容正文:
昭通市市直中学2025年春季学期高二年级第一次月考
物理
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。第I卷第1页至第5页,第II卷第5页至第8页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时90分钟。
第I卷(选择题,共48分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求;第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 气体扩散的快慢与温度无关
B. 布朗运动是液体分子的无规则运动
C. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大
D. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性
【答案】D
【解析】
【详解】A.气体扩散的快慢与温度有关,故A错误;
B.布朗运动是固体小颗粒的无规则运动,反映了液体分子的无规则运动,故B错误;
C.分子间的引力、斥力均随着分子间距离的增大而减小,故C错误;
D.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性,故D正确。
故选D。
2. 下列有关如图所示光学现象的说法,正确的是( )
A. 甲图中,将双缝干涉实验中的双缝间距调小,则干涉条纹间距变小
B. 乙图中,观看立体电影时,需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象
C. 图丙为光照射不透明圆盘后的衍射图样
D. 从图丁检验工件平整度的操作中,通过干涉条纹可推断出为凸处、为凹处
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
将双缝干涉实验中的双缝间距d调小,则干涉条纹间距变大,故A错误;
B.观看立体电影时,需配戴特制眼镜利用了光的偏振现象,故B错误;
C.图丙为光照射不透明圆盘后的衍射图样,故C正确;
D.图丙检验工件平整度的操作中,明条纹处空气膜的厚度相同,从弯曲的条纹可知,P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同,则P为凹处,同理可知Q为凸处,故D错误。
故选C。
3. 如图所示的平面内,光束经圆心射入半圆形玻璃砖,出射光为、两束单色光。下列说法正确的是( )
A. 光束更容易产生明显衍射现象
B. 在真空中光束的波长大于光束的波长
C. 玻璃砖对光束的折射率小于对光束的折射率
D. 在玻璃砖中光束的传播速度大于光束的传播速度
【答案】A
【解析】
【详解】BC.根据折射定律
入射角相同,由图可知光束c的折射角大于光束b的折射角,可知
即玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率,由于光的折射率越大,其频率越大,波长越短,则b光在真空中的波长小于光束c的波长,故BC错误;
A.b光的频率大于c光的频率,则b光的波长小于c光的波长,所以遇到障碍物时c光更容易产生明显的衍射现象,故A正确;
D.根据
可知,c光束的折射率小,则c光在棱镜中的传播速度大,故D错误。
故选A。
4. 关于下图,说法正确的是( )
A. 由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度高
B. 由图乙可知,气体在状态A和状态B的分子平均动能相同
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,在由变到的过程中分子力做负功
【答案】B
【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,且随温度升高,大部分分子热运动的速率增大,所以由图可知状态①的温度高,故A错误;
B.由理想气体状态方程,可知T与pV成正比。结合图乙可知,气体在状态A和B态时,pV值相同,气体的温度相同,所以气体在状态A和状态B的气体分子平均动能相同,故B正确;
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r2时,分子势能最小,分子间距离为平衡位置的距离。在r由r1变到r2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错误。
故选B。
5. 一列简谐横波沿轴传播,图甲是时刻的波形图;是介质中位于处的质点,其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 波速为
B. 波向右传播
C. 处的质点在时位于波峰位置
D. 质点在时间内运动的路程为
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲可知波长为4m,图乙可知周期为2s,则波速
故A错误;
B.图乙可知0时刻P质点向下振动,结合图甲,同侧法可知波向左传播,故B错误;
C.题意可知,即处的质点在时的位置为经过时的位置,分析可知周期后,处质点到达波峰位置,故C正确;
D.图甲可知振幅A=5cm,一个周期质点通过路程为4A,因为,故质点在时间内运动的路程
故D错误。
故选C。
6. 如图,在一个边长为的正六边形区域内,存在磁感应强度为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,三个相同的带正电粒子,比荷为,先后从点沿方向以大小不等的速率射入匀强磁场区域,已知粒子只受磁场的作用力,则( )
A. 所有从边上飞出磁场的粒子,在磁场中的运动时间不相同
B. 从点飞出磁场的粒子,在磁场中的运动时间为
C. 从边上的某一点垂直飞出磁场的粒子,其轨道半径为
D. 从点飞出磁场的粒子速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.粒子运动的周期均为
则所有从边上飞出磁场的粒子,圆弧所对的圆心角均为120°,则在磁场中的运动时间相同,选项A错误;
B.从点飞出磁场的粒子,圆弧作对的圆心角为60°,可知在磁场中的运动时间为
选项B错误;
C.从边上的某一点垂直飞出磁场的粒子轨迹如图,其轨道半径为
选项C错误;
D.从点飞出磁场的粒子轨道半径
根据
可知速度大小为
选项D正确。
故选D。
7. 如图所示,质量为的带有光滑圆弧轨道的小车静置于光滑水平面上,一质量也为的小球以速度水平冲上小车,到达某一高度后,小球又返回小车的左端,则( )
A. 此过程小球对小车做的功为 B. 此过程小车受到的总冲量为
C. 小球在弧形槽上升的最大高度为 D. 小球和小车的末速度分别为和
【答案】A
【解析】
【详解】AD.设小球返回小车的左端时小球的速度为v1,小车的速度为v2,选取水平向右为正方向,整个过程中根据系统水平方向动量守恒得
由系统机械能守恒得
解得,
对小车,根据动能定理得此过程小球对小车做的功
故A正确,D错误;
B.根据动量定理得此过程小车受到的总冲量为
故B错误;
C.当小球与小车的速度相等时,小球在弧形槽上升到最大高度,设最大高度为h,共同速度为v,根据系统水平方向动量守恒得
由系统机械能守恒得
解得
故C错误
故选A。
8. 如图所示,将绝缘细线的一端O点固定,另一端拴一带电的小球P,空间存在着方向水平向右的匀强电场E。刚开始小球静止于P处,与竖直方向的夹角为45°,给小球一个沿圆弧切线左下方的瞬时冲量,让小球在竖直平面内做半径为r的圆周运动,下列分析正确的是( )
A. 小球可能带负电
B. 小球在右半圈从d运动到c的过程中其速度先减小后增大
C. 当小球运动到弧ab中点时,小球的电势能与重力势能之和最小
D. 当小球运动到最高点a的速度时,小球才能做完整的圆周运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球受重力、绳子的拉力和电场力三个力的作用,刚开始小球静止于P处,由受力平衡可知电场力方向水平向右,与电场方向相同,所以小球带正电,选项A错误;
B.小球静止于P处,与竖直方向的夹角为45°,可知电场力和重力的合力方向斜向右下方45°角,大小为
小球从d运动到c的过程中,绳子拉力不做功,合力做功即F做功,可以判断F先做正功再做负功,故小球的速度先增大后减小,选项B错误;
C.小球运动过程中,重力势能、电势能、动能的总和保持不变,当小球运动到弧ab中点时,为等效最高点,此时速度最小,动能最小,则电势能与重力势能之和最大,选项C错误;
D.当小球运动到弧ab中点,且细线弹力为零时,有
小球能做完整的圆周运动,在该点的速度为
小球从该点运动到a点,由动能定理得
解得
因此,当小球运动到最高点a的速度时,小球才能做完整的圆周运动,选项D正确。
故选D。
9. 如图所示,光导纤维的作用原理是利用光的全反射现象,它由内芯和包层两个同心圆柱体组成,其中心部分是内芯,内芯以外的部分为包层,光从一端进入,从另一端射出,下列说法正确的是( )
A. 内芯的折射率小于包层的折射率
B. 内芯的折射率大于包层的折射率
C. 不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端时传播速度不同
D. 当红光以如图所示角度入射时,恰能在内芯和包层分界面上发生全反射,则改用紫光以同样角度入射时,有可能不会在内芯和包层分界面上发生全反射
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.光线从内芯射向包层时要发生全反射,可知内芯的折射率大于包层的折射率,选项A错误,B正确;
C.根据光从光导纤维的一端传输到另一端时的时间
不同频率的可见光的频率不同,折射率不同,则从同一根光导纤维的一端传输到另一端时传播速度不相同,选项C正确;
D.因紫光折射率大于红光,根据
可知紫光临界角小于红光,当红光以如图所示角度入射时,恰能在内芯和包层分界面上发生全反射,则改用紫光以同样角度入射时,在端面上的折射角小于红光,射到内芯与包层界面时的入射角变大,则紫光也能在内芯和包层分界面上发生全反射,选项D错误。
故选BC。
10. 一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程,其中的延长线通过原点,垂直于且与水平轴平行,与平行,则下列说法正确的是( )
A. 过程中气体内能增大 B. 过程中体积不断增加
C. 过程中体积保持不变 D. 过程中气体分子数密度减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图可知,过程中气体温度不变,则内能不变,故A错误;
B.过程中气体压强不变,温度减小,根据可知气体体积减小,故B错误;
C.根据
可得
可知图像斜率等于,过程中图像斜率不变,则气体体积保持不变,故C正确;
D.同理根据图像斜率等于可知过程中气体体积变大,则气体分子数密度减小,故D正确。
故选CD。
11. 如图所示为半径为的球形透明介质,为球的一条直径,为球心,一细光束由点斜射入透明介质,从点射出,为折射光线。已知点到的距离为,出射光线相对入射光线的偏折角为,光在真空中的传播速度为。则下列说法正确的是( )
A. 光线从点射出介质的折射角为
B. 透明介质的折射率为
C. 光束在透明介质中的传播时间为
D. 入射光绕点逆时针转动,光在介质中一定不会发生全反射
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.作出光路图,如图所示
由几何关系可知
则
由图可知,
解得
又由折射定律
所以有
由题意可知出射光线相对入射光线的偏折角为30°,所以
透明介质的折射率为
故B正确,A错误;
C.光束在透明介质中的传播速度为
又由几何关系可知
则光在介质中传播的时间为
解得
故C正确;
D.光在该透明介质中的临界角为C,则
解得
入射光绕A点逆时针转动,光束在A点的折射角一定小于临界角C,由几何关系可知光射到透明介质出射点时的入射角一定小于临界角,所以光不可能在介质中发生全反射,故D正确。
故选BCD。
12. 如图所示,将粗细均匀且一端开口的导热性极好的玻璃管水平放置,管内用长为的水银封闭着一段长为的空气柱。若将玻璃管开口向上缓慢地竖直起来,空气柱长度变为,已知环境温度恒为,管内气体可视为理想气体。下列选项正确的是( )
A. 大气压强为
B. 玻璃管竖直放置时内部封闭气体压强为
C. 竖直状态下,分子的平均动能不变
D. 竖直状态下,为了使封闭气体长度变为,可以将封闭气体的温度缓慢升高
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设大气压强为p0,则玻璃管水平放置时,内部封闭气体压强为p0,玻璃管竖直放置时,内部封闭气体压强为
根据玻意耳定律有
联立解得,
故A正确,B错误;
C.玻璃管开口向上缓慢地竖直起来,环境温度恒定,气体温度不变,分子的平均动能不变,故C正确;
D.根据盖吕萨克定律有
其中
解得
则
温度缓慢升高
故D错误。
故选AC。
第II卷(非选择题,共52分)
注意事项:
第II卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题(本大题共2小题,共14分)
13. 某实验小组做“测量玻璃的折射率”的实验。
(1)为测量玻璃的折射率,在白纸上放好玻璃砖,和分别是玻璃砖与空气的两个界面,且。实验中用、两个大头针确定入射光路,、两个大头针确定出射光路,和分别是入射点和出射点,如图甲所示,关于该实验的操作,以下说法正确的是________。
A. 在界面,入射角应尽量大些,可以减小误差
B. 在界面,若入射角太大,光会在玻璃砖的上表面发生全反射
C. 在确定界面时,可以用铅笔沿着玻璃砖的边画线
D. 选择玻璃砖时,其两个界面和必须得平行
(2)若实验中测得玻璃砖厚度,到过点的法线的距离,到玻璃砖的距离,到的距离,则玻璃砖的折射率________。
(3)若小朱同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系如图乙所示,他的其他操作均正确,且均以、为界面画光路图。则该同学测得的折射率测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)A (2)
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
A.在界面,入射角适当大些,可以减小误差,A正确;
B.光从光疏介质到光密介质,不会发生全反射, B错误;
C.不可以用铅笔沿着玻璃砖的边画线,防止滑伤和污染玻璃砖光学面,C错误;
D.实验选择玻璃砖只要可以得到入射角和折射角即可,其两个界面和可以不平行,D错误
故选A。
【小问2详解】
从点射入时,设入射角为,折射角为。根据题中所给数据可得
再由折射定律可得玻璃砖的折射率
【小问3详解】
光路如图所示
这种做法使折射角测量值偏大,由折射定律可知折射率测量值小于真实值。
14. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
②往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
④将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上;
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
完成下列填空:
(1)本实验的理想化假设是________。
A. 考虑了各油酸分子间的间隙
B. 将油膜看成单分子层油膜
C. 将油酸分子看成球形
(2)实验中,体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为,用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为,把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中每个小正方形的边长为,则油酸薄膜的面积________;可求得油酸分子的直径为________(用、、、、表示)。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小,可能是因为________。
A. 计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
B. 水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
【答案】(1)BC (2) ①. ②. (3)C
【解析】
【小问1详解】
“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的理想化假设是将油膜看成单分子层油膜、将油酸分子看成球形,不考虑各油酸分子间的间隙。
故选BC
【小问2详解】
[1][2]根据数格子的办法,多于半格算一格,少于半格舍去,油膜的总格数为71格,则油膜总面积为
由于所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积,则溶液的浓度为
用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有滴,则一滴溶液中纯油酸的体积为
油酸分子直径为
联立解得
【小问3详解】
A.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格,导致油膜面积测量值偏小,根据
可知油酸分子直径测量值偏大,故A错误;
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开,导致油膜面积测量值偏小,根据
可知油酸分子直径测量值偏大,故B错误;
C.用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴,导致油酸体积测量值偏小,根据
可知油酸分子直径测量值偏小,故C正确。
故选C。
三、计算题(本大题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 如图所示,圆柱形汽缸竖直悬挂于天花板,用横截面积为的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体,活塞下悬挂质量为的重物,此时活塞处在距离汽缸上底面为的处,气体的温度为。给汽缸内的电热丝加热,活塞缓慢移动到距离汽缸上底面为的处。已知大气压为。
(1)求活塞在处时的气体压强;
(2)求活塞在处时的气体温度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设活塞在处时的气体压强为,对活塞,由平衡条件得
代入题中数据,解得
【小问2详解】
到由等压过程得,根据盖吕萨克定律有
代入题中数据,解得
16. 如图,边长为的正方形是由低折射率光学复合材料制成的棱镜的横截面,为边的中点。在截面所在的平面,一光线自点射入棱镜,入射角为,经折射后在边的点恰好发生全反射,反射光线从边的点射出棱镜。已知,,求:
(1)棱镜折射率;
(2)、两点之间的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设光从空气进入玻璃时的折射角为,由折射定律得
在点发生全反射,则
根据几何关系
联立解得
【小问2详解】
由三角函数得
在中
可得,
在中
则
17. 如图所示,间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直,其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。质量为的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处,质量为的重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时,将金属棒由静止释放,在时,金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长,不计导轨与金属棒电阻,金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好,重物始终未落地,重力加速度取,不计一切摩擦,求:
(1)金属棒进入磁场前的加速度大小及;
(2)金属棒刚进入磁场时,电阻的热功率;
(3)时金属棒速度为,求此时金属棒与的距离及这段时间通过的电荷量。
【答案】(1);
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
对重物及金属棒整体
解得
【小问2详解】
时刻速度
感应电动势
电阻的热功率
【小问3详解】
对重物及金属棒整体分析,由动量定理得
其中的
解得,
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昭通市市直中学2025年春季学期高二年级第一次月考
物理
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。第I卷第1页至第5页,第II卷第5页至第8页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时90分钟。
第I卷(选择题,共48分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求;第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 气体扩散的快慢与温度无关
B. 布朗运动是液体分子的无规则运动
C. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大
D. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性
2. 下列有关如图所示光学现象的说法,正确的是( )
A. 甲图中,将双缝干涉实验中的双缝间距调小,则干涉条纹间距变小
B. 乙图中,观看立体电影时,需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象
C. 图丙为光照射不透明圆盘后的衍射图样
D. 从图丁检验工件平整度的操作中,通过干涉条纹可推断出为凸处、为凹处
3. 如图所示的平面内,光束经圆心射入半圆形玻璃砖,出射光为、两束单色光。下列说法正确的是( )
A. 光束更容易产生明显衍射现象
B. 在真空中光束的波长大于光束的波长
C. 玻璃砖对光束的折射率小于对光束的折射率
D. 在玻璃砖中光束的传播速度大于光束的传播速度
4. 关于下图,说法正确的是( )
A. 由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度高
B. 由图乙可知,气体在状态A和状态B的分子平均动能相同
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,在由变到的过程中分子力做负功
5. 一列简谐横波沿轴传播,图甲是时刻的波形图;是介质中位于处的质点,其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 波速为
B. 波向右传播
C. 处的质点在时位于波峰位置
D. 质点在时间内运动的路程为
6. 如图,在一个边长为的正六边形区域内,存在磁感应强度为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,三个相同的带正电粒子,比荷为,先后从点沿方向以大小不等的速率射入匀强磁场区域,已知粒子只受磁场的作用力,则( )
A. 所有从边上飞出磁场的粒子,在磁场中的运动时间不相同
B. 从点飞出磁场的粒子,在磁场中的运动时间为
C. 从边上的某一点垂直飞出磁场的粒子,其轨道半径为
D. 从点飞出磁场粒子速度大小为
7. 如图所示,质量为带有光滑圆弧轨道的小车静置于光滑水平面上,一质量也为的小球以速度水平冲上小车,到达某一高度后,小球又返回小车的左端,则( )
A. 此过程小球对小车做的功为 B. 此过程小车受到的总冲量为
C. 小球在弧形槽上升的最大高度为 D. 小球和小车的末速度分别为和
8. 如图所示,将绝缘细线的一端O点固定,另一端拴一带电的小球P,空间存在着方向水平向右的匀强电场E。刚开始小球静止于P处,与竖直方向的夹角为45°,给小球一个沿圆弧切线左下方的瞬时冲量,让小球在竖直平面内做半径为r的圆周运动,下列分析正确的是( )
A 小球可能带负电
B. 小球在右半圈从d运动到c的过程中其速度先减小后增大
C. 当小球运动到弧ab中点时,小球的电势能与重力势能之和最小
D. 当小球运动到最高点a的速度时,小球才能做完整的圆周运动
9. 如图所示,光导纤维的作用原理是利用光的全反射现象,它由内芯和包层两个同心圆柱体组成,其中心部分是内芯,内芯以外的部分为包层,光从一端进入,从另一端射出,下列说法正确的是( )
A. 内芯的折射率小于包层的折射率
B. 内芯的折射率大于包层的折射率
C. 不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端时传播速度不同
D. 当红光以如图所示角度入射时,恰能在内芯和包层分界面上发生全反射,则改用紫光以同样角度入射时,有可能不会在内芯和包层分界面上发生全反射
10. 一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程,其中的延长线通过原点,垂直于且与水平轴平行,与平行,则下列说法正确的是( )
A. 过程中气体内能增大 B. 过程中体积不断增加
C. 过程中体积保持不变 D. 过程中气体分子数密度减小
11. 如图所示为半径为的球形透明介质,为球的一条直径,为球心,一细光束由点斜射入透明介质,从点射出,为折射光线。已知点到的距离为,出射光线相对入射光线的偏折角为,光在真空中的传播速度为。则下列说法正确的是( )
A. 光线从点射出介质的折射角为
B. 透明介质的折射率为
C. 光束在透明介质中的传播时间为
D. 入射光绕点逆时针转动,光介质中一定不会发生全反射
12. 如图所示,将粗细均匀且一端开口的导热性极好的玻璃管水平放置,管内用长为的水银封闭着一段长为的空气柱。若将玻璃管开口向上缓慢地竖直起来,空气柱长度变为,已知环境温度恒为,管内气体可视为理想气体。下列选项正确的是( )
A. 大气压强为
B. 玻璃管竖直放置时内部封闭气体压强为
C. 竖直状态下,分子的平均动能不变
D. 竖直状态下,为了使封闭气体长度变为,可以将封闭气体的温度缓慢升高
第II卷(非选择题,共52分)
注意事项:
第II卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题(本大题共2小题,共14分)
13. 某实验小组做“测量玻璃的折射率”的实验。
(1)为测量玻璃的折射率,在白纸上放好玻璃砖,和分别是玻璃砖与空气的两个界面,且。实验中用、两个大头针确定入射光路,、两个大头针确定出射光路,和分别是入射点和出射点,如图甲所示,关于该实验的操作,以下说法正确的是________。
A. 在界面,入射角应尽量大些,可以减小误差
B. 在界面,若入射角太大,光会在玻璃砖的上表面发生全反射
C. 在确定界面时,可以用铅笔沿着玻璃砖的边画线
D. 选择玻璃砖时,其两个界面和必须得平行
(2)若实验中测得玻璃砖厚度,到过点的法线的距离,到玻璃砖的距离,到的距离,则玻璃砖的折射率________。
(3)若小朱同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系如图乙所示,他的其他操作均正确,且均以、为界面画光路图。则该同学测得的折射率测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
14. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
②往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
④将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜形状用彩笔描绘在玻璃板上;
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
完成下列填空:
(1)本实验的理想化假设是________。
A. 考虑了各油酸分子间的间隙
B. 将油膜看成单分子层油膜
C. 将油酸分子看成球形
(2)实验中,体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为,用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为,把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中每个小正方形的边长为,则油酸薄膜的面积________;可求得油酸分子的直径为________(用、、、、表示)。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小,可能是因为________。
A. 计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
B. 水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
三、计算题(本大题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 如图所示,圆柱形汽缸竖直悬挂于天花板,用横截面积为的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体,活塞下悬挂质量为的重物,此时活塞处在距离汽缸上底面为的处,气体的温度为。给汽缸内的电热丝加热,活塞缓慢移动到距离汽缸上底面为的处。已知大气压为。
(1)求活塞在处时的气体压强;
(2)求活塞在处时的气体温度。
16. 如图,边长为的正方形是由低折射率光学复合材料制成的棱镜的横截面,为边的中点。在截面所在的平面,一光线自点射入棱镜,入射角为,经折射后在边的点恰好发生全反射,反射光线从边的点射出棱镜。已知,,求:
(1)棱镜的折射率;
(2)、两点之间的距离。
17. 如图所示,间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直,其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。质量为的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处,质量为的重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时,将金属棒由静止释放,在时,金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长,不计导轨与金属棒电阻,金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好,重物始终未落地,重力加速度取,不计一切摩擦,求:
(1)金属棒进入磁场前的加速度大小及;
(2)金属棒刚进入磁场时,电阻的热功率;
(3)时金属棒速度为,求此时金属棒与的距离及这段时间通过的电荷量。
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