期末模拟预测卷03（选必1+选必3）--2024-2025学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版·2019）

保密★启用前 2024-2025学年度高二物理下期末模拟预测卷03 满分100分，考试时间：90分钟 注意事项： 1． 考试范围：选必1全部内容+选必3全部内容 2． 题型：8（单选）+4（多选）+2（实验）+4（计算） 第I卷（选择题，共40分） 一、选择题（本题共12题，总分40分。其中1~8题，只有一个选项符合题意，每题3分，共24分；第9~12题，每题4分，共16分，每题有多个选项符合题意，全部选对得4分，少选漏选得2分，错选得0分） 1．（本题3分）以下关于分子运动论说法正确的是（　　） A．图甲是用显微镜观察布朗运动所记录的三颗小炭粒运动位置的连线图，直观反映分子的无规则运动 B．图乙是用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的照片，根据阿伏加德罗常数、碳的摩尔质量及碳的密度可以估算出碳原子的直径 C．丙（b）是丙（a）所示容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，对应图像与坐标轴包围的面积大于对应图像与坐标轴包围的面积 D．在图丙（a）容器中，当气体温度为时，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数多于气体温度为时的相应分子数。 2．（本题3分）有一种测量气温的简易装置，其结构如图所示，大玻璃泡A内封闭有一定量的空气，与A相连的细玻璃管B插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映玻璃泡内空气的温度（即环境温度），已知该温度计是按照标准大气压进行温度刻度的，B管的体积远小于大玻璃泡的体积，当温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm，此处标记为27℃，下列说法正确的是（　　） A．该测温装置的刻度是不均匀的 B．当温度为27℃时，封闭气体的压强相当于92cm高的水银柱产生的压强 C．考虑到B管内气体体积的变化，用该装置测量温度时测量值偏大 D．若把该温度计置于高山顶进行测温，已知高山顶的大气压低于标准大气压，则温度的测量值偏大 3．（本题3分）氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光光子能量范围约为1.62eV到3.11eV之间，a光的光子能量为。则（　　） A．氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光 B．当滑片P向a端移动时，光电流I将增大 C．a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 4．（本题3分）放射性元素铯137随雨水沉积在地面后，会被表层土壤吸收，通过测量不同位置的表层土壤铯137的放射性强弱，从而确定土壤不同位置被雨水侵蚀的情况。铯137发生衰变时的方程为，其半衰期约为30年，下列说法正确的是（　　） A．释放的粒子X来自原子核外 B．比的质量大 C．比的比结合能大 D．土壤中铯137放射性强的地方，铯137衰变快 5．（本题3分）一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它可视为由半径为R的扇形OPQ与直角三角形OPM组成，∠QOP=90°，∠OPM=90°，∠OMP=45°。现有一束单色光从OQ边上的N点垂直边界OQ射入玻璃砖，在圆弧面PQ刚好发生全反射。已知光在真空中的速率为c，该单色光在玻璃砖中的折射率为，则单色光在玻璃砖中的传播时间为（　　） A． B． C． D． 6．（本题3分）用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是（　　） A．白炽灯发出的光是纵波 B．偏振片Q起到检偏的作用 C．光束Ⅱ中光的振动方向与透振方向垂直 D．将偏振片P以光传播方向为轴转动45°，光束Ⅲ将消失 7．（本题3分）航天员用同一装置对同一单摆分别在地球和月球上做受迫振动实验，得到如图所示的共振曲线。将月球视为密度均匀、半径为r的球体，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，不考虑星球自转的影响。下列说法正确的是（　　） A．该单摆在地球上的共振频率为f1 B．所用单摆的摆长为 C．月球表面的重力加速度为 D．月球的密度为 8．（本题3分）如图，甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，乙为x=2m处质点从此刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．此列波沿x轴负向传播 B．时，处质点的位移为0.5m C．时，处质点的位移为 D．处质点比处质点振动相位滞后 9．（本题4分）如图，水平放置的导热气缸被一可自由滑动的光滑绝热活塞分成A、B两部分。初始时，A、B的压强均为，体积比为，环境温度为。现通过两种方式改变A、B两部分的体积，第一种方式是通过A气缸中的加热丝对A中气体缓慢加热，B中气体保持温度不变；第二种方式是通过B气缸壁的阀门把B中气体缓慢往外抽气；两种方式均使A、B的体积比变为。以下说法正确的是（　　） A．两种方式末状态A中气体的压强相等 B．第一种方式，末状态A中气体的温度为 C．第二种方式，抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为 D．第二种方式，抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为 10．（本题4分）如图所示，倾角为的斜面体放在粗糙的水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态，斜面光滑且足够长。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，弹簧形变量始终都在弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A．弹簧的最大伸长量为 B．弹簧的最大伸长量为 C．弹簧最长时地面对斜面体的静摩擦力等于弹簧最短时地面对斜面体的静摩擦力 D．弹簧最长时地面对斜面体的静摩擦力大于弹簧最短时地面对斜面体的静摩擦力 11．（本题4分）如图甲所示，光滑水平面上放着长木板B，质量为的木块A以速度滑上原来静止的长木板B的上表面，由于之间存在摩擦力，之后木块与长木板的速度随时间变化情况如图乙所示，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A．木块与长木板之间的动摩擦因数为0.1 B．长木板的质量为2kg C．长木板的长度至少为2m D．木块与长木板组成的系统损失的机械能为4J 12．（本题4分）如图所示，半径为R、质量为m的半圆轨道小车静止在光滑水平地面上，直径AB水平。现将质量为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为h0，不计空气阻力，则（　　） A．小球和小车组成的系统动量不守恒 B．小车向左运动的最大距离为 C．小球离开小车后做斜上抛运动 D．小球第二次能上升的最大高度 第II卷（非选择题，共60分） 二、实验题（共16分） 13．（本题6分）某学习小组采用图甲所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。 （1）用天平测得滑块A、B（均包括挡光片）的质量分别为、； （2）用游标卡尺测得固定在滑块A、B上的挡光片的宽度为d； （3）为了将气垫导轨调节为水平状态，在接通充气泵电源后，导轨左侧放一滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为、，则应将导轨右端 （选填“调高”或“调低”），直至滑块通过两个光电门两个计时器显示的时间相等； （4）滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的弹片后释放滑块A，碰后滑块A、B均一直向右运动。与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为、，则碰后滑块A的速度大小为 （用测得的物理量表示）； （5）在实验误差允许范围内，若表达式 （用测得的物理量表示）成立，则说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒。 在实验误差允许范围内，若碰撞前后动量守恒，则有 14．（本题10分）重力加速度值的准确测定对于计量学、精密物理计量、地球物理学、地震预报、重力探矿和空间科学等都具有重要意义。对此，同学们想出了很多方法： (1)某同学用弹簧测力计粗测重力加速度。将一个质量为的物体挂在校准后的竖直弹簧测力计下端，静止时指针如图甲所示，则重力加速度为 。（结果保留2位有效数字） (2)某同学用如图乙所示的装置测量重力加速度。打点计时器的打点周期为让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图丙所示。为纸带上5个连续打下的点。根据纸带可得重力加速度 （用表示）。 (3)某实验小组利用如图甲所示的装置测量重力加速度。摆线上端固定在点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。 ①组装好装置后，用毫米刻度尺测量摆线长度，用螺旋测微器测量小钢球直径。螺旋测微器示数如图乙所示，小钢球直径 mm，记摆长。 ②多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长对应的小钢球摆动周期，并作出图像，如图丙所示。已知图线斜率为，可得重力加速度 （用表示）。 (4)也可以利用水滴下落测出当地的重力加速度，调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一盘子，调节盘子的高度，使一个水滴碰到盘子时恰好有另一水滴从水龙头开始下落，而空中还有一个正在下落中的水滴。测出水龙头到盘子间距离为，再用秒表测时间，以第一个水滴离开水龙头开始计时，到第个水滴落在盘中，共用时间为，则重力加速度 。（用表示） 三、解答题（共44分） 15．（本题8分）当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。这就是光导纤维导光的原理。下图为光导纤维（可简化为长玻璃丝）的示意图，玻璃丝的长度为l，折射率为，AB代表端面。现要使光能够从玻璃丝的AB端传播到另一端面。求： （1）光在端面AB上的入射角i应满足的条件； （2）已知光在真空中的传播速度为c，求光从玻璃丝的AB端传播到另一端面所用的最长时间。 16．（本题10分）图中甲为气压升降椅，乙为其核心部件模型简图。活塞与椅面的总质量为m，活塞横截面积为S，汽缸内封闭一定质量的理想气体，稳定时气柱长度为L，该汽缸导热性能良好，忽略一切摩擦。黄同学盘坐在椅面上，稳定后缸内气柱长为。已知大气压强为，室内温度为，重力加速度为g，求： （1）黄同学的质量M； （2）黄同学坐稳后，室内气温缓慢上升至，该过程缸内气体对外界做功W。 17．（本题12分）一列简谐横波沿x轴正负方向传播，时刻振源O开始振动，时x正半轴上形成的波形如图所示。M为平衡位置位于处的质点，N为平衡位置位于处的质点。 （1）在答题纸上画出时x负半轴上形成的波形； （2）求从时刻开始，质点M在2s内运动的路程； （3）求质点N第一次到达波谷的时刻。    18．（本题14分）如图所示，“L”型平板B静置在地面上，小物块A处于平板B上的点，点右侧粗糙，左侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动，A以速度沿平板滑动直至与B左侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点。已知A的质量，B的质量，A与B的动摩擦因数，B与地面间的动摩擦因数，，取重力加速度。整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求： （1）A与B的挡板碰撞后，A的速度大小； （2）运动过程中B与地面因摩擦而生成的热量Q；（结果保留两位有效数字） （3）摆长L。（） 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 保密★启用前 2024-2025学年度高二物理下期末模拟预测卷03 满分100分，考试时间：90分钟 注意事项： 1． 考试范围：选必1全部内容+选必3全部内容 2． 题型：8（单选）+4（多选）+2（实验）+4（计算） 第I卷（选择题，共40分） 一、选择题（本题共12题，总分40分。其中1~8题，只有一个选项符合题意，每题3分，共24分；第9~12题，每题4分，共16分，每题有多个选项符合题意，全部选对得4分，少选漏选得2分，错选得0分） 1．（本题3分）以下关于分子运动论说法正确的是（　　） A．图甲是用显微镜观察布朗运动所记录的三颗小炭粒运动位置的连线图，直观反映分子的无规则运动 B．图乙是用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的照片，根据阿伏加德罗常数、碳的摩尔质量及碳的密度可以估算出碳原子的直径 C．丙（b）是丙（a）所示容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，对应图像与坐标轴包围的面积大于对应图像与坐标轴包围的面积 D．在图丙（a）容器中，当气体温度为时，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数多于气体温度为时的相应分子数。 【答案】B 【详解】A．图甲中三颗微粒的运动是布朗运动，是微粒受到周围分子碰撞不平衡引起的，不是分子的运动，只是能间接反映分子的无规则运动，故A错误； B．用表示阿伏加德罗常数，表示碳的摩尔质量，表示实心石墨的密度，那么石墨中一个碳原子所占空间的体积 将碳原子看作球体，，联立可解得碳原子的直径，故B正确； C．温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比越大，则小于，但对应图像与坐标轴包围的面积等于对应图像与坐标轴包围的面积，均为1，故C错误； D．温度越高，分子平均速率越大，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数越多，又根据C选项分析可知，小于，故D错误。 故选B。 2．（本题3分）有一种测量气温的简易装置，其结构如图所示，大玻璃泡A内封闭有一定量的空气，与A相连的细玻璃管B插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映玻璃泡内空气的温度（即环境温度），已知该温度计是按照标准大气压进行温度刻度的，B管的体积远小于大玻璃泡的体积，当温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm，此处标记为27℃，下列说法正确的是（　　） A．该测温装置的刻度是不均匀的 B．当温度为27℃时，封闭气体的压强相当于92cm高的水银柱产生的压强 C．考虑到B管内气体体积的变化，用该装置测量温度时测量值偏大 D．若把该温度计置于高山顶进行测温，已知高山顶的大气压低于标准大气压，则温度的测量值偏大 【答案】D 【详解】AD．根据查理定律有 其中 即有 可知该测温装置的刻度是均匀的，同时温度升高，管内水银面的高度x降低，即管中刻度从上往下，表示的温度逐渐升高，若把该温度计置于高山顶进行测温，由于高山顶的大气压低于标准大气压，对管中气体有 温度一定时，管中气体压强一定，大气压强减小，可知管内液面的高度比山底的低一些，则温度的测量值偏高，故A错误，D正确； B．温度为27℃时，封闭气体的压强 即封闭气体的压强相当于60cm高的水银柱产生的压强，故B错误； C．根据 可知，若该温度计考虑到B管内气体体积的变化，则气体压强减小，液面上升，根据上述分析可知温度测量值偏小，故C错误； 故选D。 3．（本题3分）氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光光子能量范围约为1.62eV到3.11eV之间，a光的光子能量为。则（　　） A．氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光 B．当滑片P向a端移动时，光电流I将增大 C．a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 【答案】D 【详解】A．可见光的光子能量范围约为1.64eV到3.11eV之间。氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的光，只有2种可见光，分别为从能级向能级跃迁和从能级向能级跃迁，故A错误； B．当滑片P向a端移动时，施加反向电压，光电流I将减小，故B错误； C．根据 可知频率越大，遏止电压越大，故a光的频率最大，根据 可知频率越大，波长越短，故a光的波长最短，根据 可知a光光子动量最大，故C错误； D．可见光波长范围约为400nm到760nm之间，根据氢原子能级图可知氢光谱可见光只有4条，而a光的能量最大，故排除氢原子从能级向能级跃迁的可能，故a光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为2.86eV，b光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为2.55eV，c光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为1.89eV，故图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 联立可得 故D正确。 故选D。 4．（本题3分）放射性元素铯137随雨水沉积在地面后，会被表层土壤吸收，通过测量不同位置的表层土壤铯137的放射性强弱，从而确定土壤不同位置被雨水侵蚀的情况。铯137发生衰变时的方程为，其半衰期约为30年，下列说法正确的是（　　） A．释放的粒子X来自原子核外 B．比的质量大 C．比的比结合能大 D．土壤中铯137放射性强的地方，铯137衰变快 【答案】C 【详解】A．根据质量数，电荷数守恒可知，X为β粒子，来自原子核，故A错误； BC．衰变过程释放能量有质量亏损，因此比的质量小，比的比结合能大，故B错误，C正确； D．放射性元素半衰期与放射性强弱无关，故D错误。 故选C。 5．（本题3分）一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它可视为由半径为R的扇形OPQ与直角三角形OPM组成，∠QOP=90°，∠OPM=90°，∠OMP=45°。现有一束单色光从OQ边上的N点垂直边界OQ射入玻璃砖，在圆弧面PQ刚好发生全反射。已知光在真空中的速率为c，该单色光在玻璃砖中的折射率为，则单色光在玻璃砖中的传播时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意作图，如图 根据全反射临界角公式有 解得 根据几何关系可知光程为 光在介质中的速度为 则单色光在玻璃砖中的传播时间为 故选C。 6．（本题3分）用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是（　　） A．白炽灯发出的光是纵波 B．偏振片Q起到检偏的作用 C．光束Ⅱ中光的振动方向与透振方向垂直 D．将偏振片P以光传播方向为轴转动45°，光束Ⅲ将消失 【答案】B 【详解】A．白炽灯的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，不能说明白炽灯的光是纵波，故A错误； B．当白炽灯光经偏振片P后就成为偏振光，又经与P平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到检偏的作用，故B正确； C．光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的，所以光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行，故C错误； D．将偏振片P以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将会减弱，但不会完全消失，故D错误。 故选B。 7．（本题3分）航天员用同一装置对同一单摆分别在地球和月球上做受迫振动实验，得到如图所示的共振曲线。将月球视为密度均匀、半径为r的球体，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，不考虑星球自转的影响。下列说法正确的是（　　） A．该单摆在地球上的共振频率为f1 B．所用单摆的摆长为 C．月球表面的重力加速度为 D．月球的密度为 【答案】B 【详解】ABC．根据单摆周期公式可得 可得 由于月球的重力加速度小于地球的重力加速度，所以该单摆在月球上的共振频率为f1；设月球表面的重力加速度为，则有 地球上的频率为 所用单摆的摆长为 可得月球表面的重力加速度为 故AC错误，B正确； D．物体在月球表面上，有 解得月球质量为 根据 可得月球的密度为 故D错误。 故选B。 8．（本题3分）如图，甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，乙为x=2m处质点从此刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．此列波沿x轴负向传播 B．时，处质点的位移为0.5m C．时，处质点的位移为 D．处质点比处质点振动相位滞后 【答案】C 【详解】A．由图乙可知该时刻处质点沿轴负方向振动，根据同侧法可知此列波沿x轴正向传播，故A错误； BC．根据题图可知该波的周期为，结合图甲可知处质点的振动方程为 则时，处质点的位移为 则时，处质点的位移为 故B错误，C正确； D．根据图甲可得 可得该时刻处质点的位移为，则处质点的振动方程为 其中 联立可得 则处质点比处质点振动相位超前，故D错误。 故选C。 9．（本题4分）如图，水平放置的导热气缸被一可自由滑动的光滑绝热活塞分成A、B两部分。初始时，A、B的压强均为，体积比为，环境温度为。现通过两种方式改变A、B两部分的体积，第一种方式是通过A气缸中的加热丝对A中气体缓慢加热，B中气体保持温度不变；第二种方式是通过B气缸壁的阀门把B中气体缓慢往外抽气；两种方式均使A、B的体积比变为。以下说法正确的是（　　） A．两种方式末状态A中气体的压强相等 B．第一种方式，末状态A中气体的温度为 C．第二种方式，抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为 D．第二种方式，抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为 【答案】BD 【详解】B.第一种方式，设气缸容积为5V 对B部分气体，由玻意耳定律可得 解得 对A部分气体，由理想气体状态方程可得 代入数据解得，故B正确； CD.第二种方式，设气缸容积为5V，缓慢抽气，导热气缸，可视为两部分气体均作等温变化 对A部分气体，由玻意耳定律可得 解得 对B部分气体，由玻意耳定律可得 代入数据解得 第二种方式，抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值，故C错误，D正确； A.由以上两种方式所求的末状态压强可知，A错误； 故选BD。 10．（本题4分）如图所示，倾角为的斜面体放在粗糙的水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态，斜面光滑且足够长。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，弹簧形变量始终都在弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A．弹簧的最大伸长量为 B．弹簧的最大伸长量为 C．弹簧最长时地面对斜面体的静摩擦力等于弹簧最短时地面对斜面体的静摩擦力 D．弹簧最长时地面对斜面体的静摩擦力大于弹簧最短时地面对斜面体的静摩擦力 【答案】AC 【详解】A B．由题意可知，物块在斜面上围绕平衡位置做简谐运动，设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为，简谐运动的振幅为A 由力的平衡知识结合胡克定律可得 故得 根据题意知物块做简谐运动的振幅 弹簧的最大伸长量为 故A 正确，B错误； C D．设弹簧最短时，即物块处于最高点时其加速度大小为a，方向平行于斜面向下对物块和斜面体组成的系统进行整体分析 水平方向运用牛顿第二定律可得地面对斜面体的静摩擦力 而 故得弹簧最短时地面对斜面体的静摩擦力 其方向水平向左，由简谐运动的对称性同理可得弹簧最长时地面对斜面体的静摩擦力 其方向水平向右 显然 故C 正确，D错误； 故选AC。 11．（本题4分）如图甲所示，光滑水平面上放着长木板B，质量为的木块A以速度滑上原来静止的长木板B的上表面，由于之间存在摩擦力，之后木块与长木板的速度随时间变化情况如图乙所示，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A．木块与长木板之间的动摩擦因数为0.1 B．长木板的质量为2kg C．长木板的长度至少为2m D．木块与长木板组成的系统损失的机械能为4J 【答案】AB 【详解】B．由题图乙可知，木块先做匀减速运动，长木板先做匀加速运动，最后二者一起做匀速运动，共同速度，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得 解得 故B正确； A．由题图乙可知，长木板做匀加速运动的加速度为 对长木板，根据牛顿第二定律得 解得 故A正确； C．由题图乙可知，前1s内长木板的位移为 木块的位移为 所以长木板的最小长度为 故C错误； D．木块与长木板组成的系统损失的机械能为 故D错误。 故选AB。 12．（本题4分）如图所示，半径为R、质量为m的半圆轨道小车静止在光滑水平地面上，直径AB水平。现将质量为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为h0，不计空气阻力，则（　　） A．小球和小车组成的系统动量不守恒 B．小车向左运动的最大距离为 C．小球离开小车后做斜上抛运动 D．小球第二次能上升的最大高度 【答案】AD 【详解】A．小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，水平方向系统动量守恒，但系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A正确； B．由于系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得 解得小车的位移为 故B错误； C．小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，小球由A点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C错误； D．小球第一次车中运动过程中，由动能定理得 解得 即小球第一次在车中滚动损失的机械能为mgh0，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车对小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于mgh0，机械能损失小于mgh0，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于 而小于，故D正确。 故选AD。 第II卷（非选择题，共60分） 二、实验题（共16分） 13．（本题6分）某学习小组采用图甲所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。 （1）用天平测得滑块A、B（均包括挡光片）的质量分别为、； （2）用游标卡尺测得固定在滑块A、B上的挡光片的宽度为d； （3）为了将气垫导轨调节为水平状态，在接通充气泵电源后，导轨左侧放一滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为、，则应将导轨右端 （选填“调高”或“调低”），直至滑块通过两个光电门两个计时器显示的时间相等； （4）滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的弹片后释放滑块A，碰后滑块A、B均一直向右运动。与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为、，则碰后滑块A的速度大小为 （用测得的物理量表示）； （5）在实验误差允许范围内，若表达式 （用测得的物理量表示）成立，则说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒。 【答案】 调高 【详解】（3）[1]滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.07s、0.06s，可知滑块在导轨上向右做加速运动，即导轨左高右低，则应将导轨右端调高。 （4）[2]滑块A碰前的速度为 碰后速度为 （5）[3]滑块B碰后的速度为 在实验误差允许范围内，若碰撞前后动量守恒，则有 联立可得 14．（本题10分）重力加速度值的准确测定对于计量学、精密物理计量、地球物理学、地震预报、重力探矿和空间科学等都具有重要意义。对此，同学们想出了很多方法： (1)某同学用弹簧测力计粗测重力加速度。将一个质量为的物体挂在校准后的竖直弹簧测力计下端，静止时指针如图甲所示，则重力加速度为 。（结果保留2位有效数字） (2)某同学用如图乙所示的装置测量重力加速度。打点计时器的打点周期为让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图丙所示。为纸带上5个连续打下的点。根据纸带可得重力加速度 （用表示）。 (3)某实验小组利用如图甲所示的装置测量重力加速度。摆线上端固定在点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。 ①组装好装置后，用毫米刻度尺测量摆线长度，用螺旋测微器测量小钢球直径。螺旋测微器示数如图乙所示，小钢球直径 mm，记摆长。 ②多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长对应的小钢球摆动周期，并作出图像，如图丙所示。已知图线斜率为，可得重力加速度 （用表示）。 (4)也可以利用水滴下落测出当地的重力加速度，调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一盘子，调节盘子的高度，使一个水滴碰到盘子时恰好有另一水滴从水龙头开始下落，而空中还有一个正在下落中的水滴。测出水龙头到盘子间距离为，再用秒表测时间，以第一个水滴离开水龙头开始计时，到第个水滴落在盘中，共用时间为，则重力加速度 。（用表示） 【答案】(1)9.7 (2) (3) (4) 【详解】（1）由图知物体的重力为 由 解得 故填9.4； （2）由逐差公式 解得 （3）①[1]根据螺旋测微器读数规则，小钢球直径为 故填； ②[2]由单摆周期公式 解得 可得 解得 故填； （4）根据题意，两滴水间的时间间隔为 所以水从水龙头到盘子的时间为 根据自由落体公式 解得 故填。 三、解答题（共44分） 15．（本题8分）当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。这就是光导纤维导光的原理。下图为光导纤维（可简化为长玻璃丝）的示意图，玻璃丝的长度为l，折射率为，AB代表端面。现要使光能够从玻璃丝的AB端传播到另一端面。求： （1）光在端面AB上的入射角i应满足的条件； （2）已知光在真空中的传播速度为c，求光从玻璃丝的AB端传播到另一端面所用的最长时间。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）要使光能够从玻璃丝的AB端传播到另一端面，则要保证光能够在玻璃丝内壁上发生全反射，恰能发生全发射的光路图如答图所示。 在玻璃丝内壁发生全发射，则有 在AB端，由折射定律 根据几何关系 联立解得 则要使光能够传播到另一端面，i应满足的条件是。 （2）光在光纤中沿锯齿形路径传播，当光在玻璃丝内壁上恰好发生全反射时，传播路程最长，用时最长，即最长路程 光在玻璃丝中的传播速度 则光在玻璃丝中最长传播时间 16．（本题10分）图中甲为气压升降椅，乙为其核心部件模型简图。活塞与椅面的总质量为m，活塞横截面积为S，汽缸内封闭一定质量的理想气体，稳定时气柱长度为L，该汽缸导热性能良好，忽略一切摩擦。黄同学盘坐在椅面上，稳定后缸内气柱长为。已知大气压强为，室内温度为，重力加速度为g，求： （1）黄同学的质量M； （2）黄同学坐稳后，室内气温缓慢上升至，该过程缸内气体对外界做功W。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）缸内气体等温变化，根据玻意耳定律可得 黄同学坐上椅子以前 黄同学坐上椅子稳定以后 解得黄同学的质量 （2）根据盖吕萨克定律有 解得 因为气体膨胀，所以气体对外做功 解得 17．（本题12分）一列简谐横波沿x轴正负方向传播，时刻振源O开始振动，时x正半轴上形成的波形如图所示。M为平衡位置位于处的质点，N为平衡位置位于处的质点。 （1）在答题纸上画出时x负半轴上形成的波形； （2）求从时刻开始，质点M在2s内运动的路程； （3）求质点N第一次到达波谷的时刻。    【答案】（1）；（2）300cm；（3）1.3s 【详解】（1）时x负半轴上形成的波形如下图所示    （2）由图可知 得 波的速度为 波传到M点的时间为 即 点M开始向上起振，在2s内振动经历的时间为1.5s，即为，质点M在2s内运动的路程为 （3）波传到N点的时间为 即 点M开始向上起振，第一次到达波谷还需时间为 则质点N第一次到达波谷的时刻为 18．（本题14分）如图所示，“L”型平板B静置在地面上，小物块A处于平板B上的点，点右侧粗糙，左侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动，A以速度沿平板滑动直至与B左侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点。已知A的质量，B的质量，A与B的动摩擦因数，B与地面间的动摩擦因数，，取重力加速度。整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求： （1）A与B的挡板碰撞后，A的速度大小； （2）运动过程中B与地面因摩擦而生成的热量Q；（结果保留两位有效数字） （3）摆长L。（） 【答案】（1）2m/s；（2）0.55J；（3） 【详解】（1）A与B左侧挡板发生弹性碰撞过程中，满足动量守恒和机械能守恒 解得，，碰撞后A的速度大小为2m/s，符号表示方向水平向右； （2）设A进入粗糙部分到停下来位移为x0，根据定能定理，解得 所用时间 由于A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，可知A减速的位移大小等于B的向左匀速运动过程的位移，在A匀速运动的过程中，对平板B，根据牛顿第二定律 可得 根据位移与时间的关系可知 解得，（舍去） A开始减速时，B的速度 在A减速过程中，对平板B，根据牛顿运动定律 解得 平板B在地面上又滑动的位移为 因此运动过程中B与地面因摩擦而生成的热量 （3）平板B光滑部分的长度 从小球与A碰后到A再次回到位置所需总时间 由题意可知 而 联立解得 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 $$