精品解析：山东省实验中学2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

山东省实验中学2024~2025学年第二学期期中 高二物理试题 说明：本试卷满分100分，分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷为第1页至第4页，第Ⅱ卷为第5页至第8页。试题答案请用2B铅笔或0.5mm签字笔填涂到答题卡规定位置上，书写在试题上的答案无效。考试时间90分钟。 第Ⅰ卷（共40分） 一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 2024年9月16日7点30分前后，“贝碧嘉”的中心登陆上海浦东临港新城，成为1949年以来登陆上海的最强台风，安装在上海中心大厦第125层的千吨“慧眼”阻尼器（如图甲所示，简化模型如图乙所示）明显晃动，“吸收”了大厦振动的部分能量，使大厦晃动逐渐减弱。下列说法正确的是（　　） A. 阻尼器的摆动频率始终不变 B. 阻尼器的悬索越长，减震效果越好 C. 阻尼器只能大风天气下发挥作用，对地震不能发挥作用 D. 大厦晃动频率与阻尼器的固有频率相同时，阻尼器摆幅最大 2. 下列可以算出阿伏加德罗常数，并表示正确的一组数据是（　　） A. 由水的密度ρ和水的摩尔质量M，得NA= B. 由水的摩尔质量M和水分子的体积V0，得NA = C. 由水分子的质量m0和水的摩尔质量M，得NA= D. 由水分子的体积V0和水蒸气的摩尔体积V，得NA= 3. 关于下列说法正确的是（　　） A. 晶体一定具有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体 B. 液晶显示器的成像应用了光的偏振原理 C. 产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力 D. 浸润现象中附着层分子密度增大，分子间引力占主导 4. 如图所示为双缝干涉实验原理图，单缝、双缝中点O、屏上的点位于双缝和的中垂线上，入射光波长为600nm，实验屏上和P处为两条相邻的亮条纹。下列说法正确的是（　　） A. 双缝和到P点的距离差为300nm B. 增加双缝和屏之间的距离，条纹间距将随之减小 C. 若换成波长为400nm的入射光，则P点处将形成暗条纹 D. 遮住，则屏上不能形成明暗相间的条纹 5. 如图所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹角都为β，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角θ从O点射入a板，且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知（　　） A. 增大入射光的入射角，当光射到玻璃砖b上表面时有可能发生全反射 B. 射出c板后的两束单色光与入射光不再平行 C. 在同一装置上做双缝干涉实验，则射到P点光的条纹间距更大 D. 若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距较小 6. 如图所示为玻璃圆柱体的截面图，半径为，玻璃的折射率为。在截面内有两条间距为的平行光线，下面的光线过圆心O，经过玻璃圆柱体后，两出射光线相交于图中P点。则圆心 O到P点的距离为（　　） A. B. C. D. 7. 图甲为某同学利用跳绳模拟战绳训练，该同学将绳子一端固定在杆上，用手上下甩动另一端。图乙为绳上P、Q两质点的振动图像，P、Q两质点平衡位置相距5m。波由P向Q传播。下列说法正确的是（　　） A. 增大甩动的频率，则波在绳子上传播速度增大 B. t=0.5s时，P、Q质两点振动方向相反 C. 波长可能为0.6m D. 波速可能为 8. 如图所示，一导热良好的足够长汽缸水平放置在光滑水平桌面上，桌面足够高，汽缸内有一活塞封闭了一定质量的理想气体。一足够长轻绳跨过定滑轮，一端连接在活塞上，另一端挂一钩码，滑轮与活塞间的轻绳与桌面平行，不计一切摩擦。已知当地重力加速度为g，大气压为p0，钩码质量为m1，活塞质量为m2，汽缸质量为m3，活塞横截面积为S。则释放钩码，汽缸稳定运动过程中，汽缸内理想气体的压强为（　　） A. B. C. p0 D. 二、多项选择题（本题包括4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意，选对但不全得2分，有选错项不得分） 9. 下列四幅图中涉及的光学现象和对应的描述中，正确的是（　　） A. 图（a）是内窥镜，可以把光传输到人体内部照明，利用了光的全反射 B. 图（b）是阳光下观察肥皂泡看到彩色条纹，这是光的干涉现象，条纹分布上密下疏 C. 图（c）是某芯片中银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色，是薄膜上下表面的反射光得到的干涉图样 D. 图（d）是立体电影，其工作原理与照相机镜头表面增透膜的原理相同 10. 一定质量理想气体从状态A缓慢经过状态B、C、D再回到状态A，其压强p与体积V的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中气体对外界做的功等于吸收的热量 B. A→B过程中气体对外界做的功小于吸收的热量 C. B→C过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数不断增加 D. B→C过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数减少 11. 劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端与小球A栓接，小球A用细线连接小球B，系统处于静止状态，A、B两小球质量均为m。现用外力缓慢提小球A至弹簧恢复原长后由静止释放，在小球A向下运动至最低点时细线断裂，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 细线断裂后，小球A振动的振幅为 B. 细线断裂后，小球A最高可上升到弹簧原长位置 C. 细线断裂后，小球A第一次上升到最高点的时间与细线断裂前小球A由静止向下运动到最低点的时间相等 D. 细线断裂后，小球A第一次上升到最高点的过程中，小球A的加速度随位移均匀变化 12. 一列简谐横波在时的图像如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴负方向传播，波速为0.18m/s B. 质点Q的平衡位置的坐标为 C. 质点P的振动方程为，单位为cm D. 从到，质点Q通过的路程为30cm 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 三、实验题（本题包括3小题，共20分） 13. 某同学用单摆测量重力加速度。 （1）为了减少测量误差，下列做法正确的是________ A. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大 B. 测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C. 摆线尽量细些、长些、伸缩性小些 D. 计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处 （2）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量摆球直径d。螺旋测微器示数如图甲所示，摆球直径________，记摆长。 （3）多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的摆球摆动周期T，并作出图像，如图乙所示。根据图线斜率可计算重力加速度________。（结果保留三位有效数字，取9.87）。 （4）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 14. 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直插上，P1、P2两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的必要步骤有______。（填选项前的字母） A. 插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B. 插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像 C. 插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 D. 插上大头针P4，使P4仅挡住P3的像 （2）过P3、P4作直线交于，过作垂直于的直线，连接O、。测量图中角α和角β的大小，则玻璃的折射率n=______。 15. 如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强变化与温度变化的关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。 （1）此实验中研究对象气体是________（填①：表示烧瓶中气体、或填②：表示烧瓶和AB管中的气体、或填③：表示BC下面软管中的气体）； （2）若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将C管________（填“向上”或“向下”）移动，直至B内的水银面回到原位置； （3）实验中使瓶内气体的体积不变，多次改变气体温度，用表示气体升高的摄氏温度，用p表示烧瓶内气体压强。根据测量数据作出的图线是________ A B. C. D. （4）同学还想用此实验验证玻意耳定律，即在保证温度不变的情况下，寻找体积和压强满足一定的关系。现在不知道大气压强的具体数值，但大气压强可视为不变。也无法直接测出气体的体积和B管的内径，但该同学通过分析还是可以验证玻意耳定律。初始时，B，C管中水银面等高，然后向上移动C管，测量B管中水银面比初始状态水银面上升了h，此时，BC管中水银面的高度差为，在h和都很小的情况下（即），只要h和满足________关系就可以验证玻意耳定律。 A. B. C. D. 四、计算题（本题包括4小题，共40分） 16. 如图所示，上端开口、下端封闭柱形长玻璃管竖直固定，其上沿刚好没入温度为的水中。质量为m＝1kg、横截面积为的活塞在玻璃管下端封闭了一部分理想气体，活塞下边缘被卡口挡住，活塞上表面距水面高度为h＝1m。玻璃管导热良好，将水温升高到时，活塞刚好离开卡口。已知，外界大气压强为，取重力加速度，求 （1）水温在时封闭气体的压强； （2）若保持水温不变，向玻璃管下端空间缓慢充入一部分气体，也可使活塞刚好离开卡口，求充入气体与原有气体的质量比。 17. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别和处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于处。 （1）经过多长时间质点M第一次到达波峰？ （2）质点M第一次到达波峰时，质点M运动的路程s及在该时刻的位移y为多少？ （3）经过足够长的时间后，两波源之间（不包含两波源）振动加强的质点有几个？平衡位置坐标分别是多少？ 18. 某透明均匀介质的横截面由四分之一圆CBD和一个直角三角形ABC构成，如图所示，其折射率，四分之一圆的半径为R，CD面为黑色吸光板，。一束单色平行光从AC界面上不同位置均匀射入透明介质，入射角，已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）截面内圆弧BD有光线射出的长度。 （2）从圆弧BD射出光线在介质中的最长传播时间。 （3）所有光线在介质中传播的最长时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山东省实验中学2024~2025学年第二学期期中 高二物理试题 说明：本试卷满分100分，分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷为第1页至第4页，第Ⅱ卷为第5页至第8页。试题答案请用2B铅笔或0.5mm签字笔填涂到答题卡规定位置上，书写在试题上的答案无效。考试时间90分钟。 第Ⅰ卷（共40分） 一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 2024年9月16日7点30分前后，“贝碧嘉”的中心登陆上海浦东临港新城，成为1949年以来登陆上海的最强台风，安装在上海中心大厦第125层的千吨“慧眼”阻尼器（如图甲所示，简化模型如图乙所示）明显晃动，“吸收”了大厦振动的部分能量，使大厦晃动逐渐减弱。下列说法正确的是（　　） A. 阻尼器的摆动频率始终不变 B. 阻尼器的悬索越长，减震效果越好 C. 阻尼器只能在大风天气下发挥作用，对地震不能发挥作用 D. 大厦晃动频率与阻尼器的固有频率相同时，阻尼器摆幅最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．阻尼器是受迫振动，摆动频率与大厦晃动频率相同，故A错误； BD．大厦晃动频率与阻尼器的固有频率相同时，阻尼器发生共振现象，摆幅达到最大值，此时阻尼器吸收能量最多，减震效果最好，故B错误，D正确； C．阻尼器还能对地震的横波成分有一定的减震效果，故C错误。 故选D。 2. 下列可以算出阿伏加德罗常数，并表示正确的一组数据是（　　） A. 由水的密度ρ和水的摩尔质量M，得NA= B. 由水的摩尔质量M和水分子的体积V0，得NA = C. 由水分子的质量m0和水的摩尔质量M，得NA= D. 由水分子的体积V0和水蒸气的摩尔体积V，得NA= 【答案】C 【解析】 【详解】A．知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积 故A错误； B．根据水的摩尔质量M和水分子的体积V0，和水的密度ρ可得，阿伏加德罗常数 故B错误； C．根据水分子的质量m0和水的摩尔质量M，得阿伏加德罗常数 故C项正确； D．水分子的体积V0和水蒸气的摩尔体积V，因为水蒸气分子间间隙较大，水分子所占据空间比水分子的体积大的多，所以 故D错误。 故选C。 3. 关于下列说法正确的是（　　） A. 晶体一定具有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体 B. 液晶显示器的成像应用了光的偏振原理 C. 产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力 D. 浸润现象中附着层分子密度增大，分子间引力占主导 【答案】B 【解析】 【详解】A．晶体分为单晶体和多晶体，单晶体有规则外形，而多晶体（如金属）由许多小单晶杂乱排列而成，整体形状不规则，但仍是晶体。因此，形状不规则的金属未必是非晶体，故A错误； B．液晶显示器利用液晶分子在电场中改变排列方向，从而影响光的偏振方向，通过偏振片控制光线明暗，成像原理确实与光的偏振有关，故B正确； C．表面张力是由于液体表面分子间距较大，分子间引力占主导，但并非没有斥力，斥力依然存在，只是作用较弱，故C错误； D．浸润现象中，附着层分子密度增大，分子间距减小，此时分子间斥力占主导（而非引力），导致液体在固体表面扩散，故D错误。 故选B 。 4. 如图所示为双缝干涉实验原理图，单缝、双缝中点O、屏上的点位于双缝和的中垂线上，入射光波长为600nm，实验屏上和P处为两条相邻的亮条纹。下列说法正确的是（　　） A. 双缝和到P点的距离差为300nm B. 增加双缝和屏之间的距离，条纹间距将随之减小 C. 若换成波长为400nm的入射光，则P点处将形成暗条纹 D. 遮住，则屏上不能形成明暗相间的条纹 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题可知，来自双缝的光传播到P点处的光程差为，即双缝和到P点的距离差为600nm，A错误； B．根据条纹间距可知，增加双缝和屏之间的距离，条纹间距将随之增大，B错误； C．若换成波长为400nm的入射光，来自双缝的光传播到P点处的光程差为1.5个波长，故P点处将形成暗条纹，C正确； D．遮住，光通过发生单缝衍射现象，屏上能形成明暗相间的条纹，D错误。 故选C。 5. 如图所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹角都为β，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角θ从O点射入a板，且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知（　　） A. 增大入射光的入射角，当光射到玻璃砖b上表面时有可能发生全反射 B. 射出c板后的两束单色光与入射光不再平行 C. 在同一装置上做双缝干涉实验，则射到P点的光的条纹间距更大 D. 若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距较小 【答案】D 【解析】 【详解】A．当光射到玻璃砖b上表面时，为从光疏介质射入光密介质，不可能发生全反射，故A错误； B．光通过平行玻璃板后传播方向不变，则射出c板后的两束单色光与入射光平行，故B错误； CD．光的折射率越大偏移量越大，可知射到P点的光在玻璃中的折射率较大，则射到P点的光是蓝光，根据可知射到P点的光波长较短，根据可知射到P点的光形成干涉条纹的间距小，故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示为玻璃圆柱体的截面图，半径为，玻璃的折射率为。在截面内有两条间距为的平行光线，下面的光线过圆心O，经过玻璃圆柱体后，两出射光线相交于图中P点。则圆心 O到P点的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】光路图如图所示 根据题意可知，通过M点的光线入射角为 根据光的折射定律 可得折射角 由于为等腰三角形，可知光线从N点射出时的入射角为30o，从而折射角为45o，根据几何关系可知 在中，根据正弦定理 解得 故选A。 7. 图甲为某同学利用跳绳模拟战绳训练，该同学将绳子一端固定在杆上，用手上下甩动另一端。图乙为绳上P、Q两质点的振动图像，P、Q两质点平衡位置相距5m。波由P向Q传播。下列说法正确的是（　　） A. 增大甩动的频率，则波在绳子上传播速度增大 B. t=0.5s时，P、Q质两点振动方向相反 C. 波长可能为0.6m D. 波速可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．机械波传播速度只与介质有关，与振源振动频率无关，增大甩动的频率，则波在绳子上传播速度不变，选项A错误； B．根据振动图像可知，t=0.5s时，P、Q质两点振动方向相同，均沿x轴正向，选项B错误； C．结合振动图像可知（n=0、1、2、3……） 当λ=0.6m时n不是整数，则选项C错误； D．波速（n=0、1、2、3……） 当n=1时波速为，选项D正确。 故选D。 8. 如图所示，一导热良好足够长汽缸水平放置在光滑水平桌面上，桌面足够高，汽缸内有一活塞封闭了一定质量的理想气体。一足够长轻绳跨过定滑轮，一端连接在活塞上，另一端挂一钩码，滑轮与活塞间的轻绳与桌面平行，不计一切摩擦。已知当地重力加速度为g，大气压为p0，钩码质量为m1，活塞质量为m2，汽缸质量为m3，活塞横截面积为S。则释放钩码，汽缸稳定运动过程中，汽缸内理想气体的压强为（　　） A. B. C. p0 D. 【答案】A 【解析】 【详解】对钩码、活塞和汽缸的整体，由牛顿第二定律可知 对汽缸 联立解得 故选A。 二、多项选择题（本题包括4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意，选对但不全得2分，有选错项不得分） 9. 下列四幅图中涉及的光学现象和对应的描述中，正确的是（　　） A. 图（a）是内窥镜，可以把光传输到人体内部照明，利用了光的全反射 B. 图（b）是阳光下观察肥皂泡看到彩色条纹，这是光的干涉现象，条纹分布上密下疏 C. 图（c）是某芯片中银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色，是薄膜上下表面的反射光得到的干涉图样 D. 图（d）是立体电影，其工作原理与照相机镜头表面增透膜的原理相同 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图（a）是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，故A正确； B．图（b）是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜应竖直放置，受重力影响，下面薄膜较厚，条纹分布是上疏下密，故B错误； C．图（c）是某芯片中银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色，是薄膜上下表面的反射光得到的干涉图样，故C正确； D．图（d）立体电影利用了光的偏振现象，而增透膜利用了光的干涉，故D错误。 故选AC。 10. 一定质量的理想气体从状态A缓慢经过状态B、C、D再回到状态A，其压强p与体积V的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中气体对外界做的功等于吸收的热量 B. A→B过程中气体对外界做的功小于吸收的热量 C. B→C过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数不断增加 D. B→C过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数减少 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．A→B过程中气体体积变大，则气体对外界做功；温度升高，则内能增加，根据热力学第一定律可知，吸收的热量等于气体内能增加量与气体对外做功之和，即气体对外界做的功小于吸收的热量，选项A错误，B正确； CD．B→C过程中气体压强不变，体积变大，温度升高，气体分子平均动能变大，分子撞击器壁的平均撞击力增大，气体分子数密度减小，可知气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数不断减小，选项C错误，D正确。 故选BD。 11. 劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端与小球A栓接，小球A用细线连接小球B，系统处于静止状态，A、B两小球质量均为m。现用外力缓慢提小球A至弹簧恢复原长后由静止释放，在小球A向下运动至最低点时细线断裂，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 细线断裂后，小球A振动的振幅为 B. 细线断裂后，小球A最高可上升到弹簧原长位置 C. 细线断裂后，小球A第一次上升到最高点的时间与细线断裂前小球A由静止向下运动到最低点的时间相等 D. 细线断裂后，小球A第一次上升到最高点的过程中，小球A的加速度随位移均匀变化 【答案】AD 【解析】 【详解】A．细线断裂前小球A、B和弹簧组成的系统机械能守恒有 解得 细线断裂后，小球A做简谐运动，平衡位置满足 解得 所以小球做简谐运动的振幅为 A正确； B．由于断线后A 的振幅为 ，且其平衡位置在 处，因此A 向上运动时将会超过弹簧原长位置，B错误； C．两段运动对应的是“总质量 2m 的弹簧振动”与“单质量 m 的弹簧振动”，它们的周期不同，所以从“最高点到最低点”的时间与“断线后A 再次上升到最高点”的时间并不相等，C错误； D．细线断裂后，小球A做简谐运动，第一次上升到最高点的过程中有 可见小球A的加速度随位移均匀变化，D正确。 故选AD。 12. 一列简谐横波在时图像如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴负方向传播，波速为0.18m/s B. 质点Q的平衡位置的坐标为 C. 质点P的振动方程为，单位为cm D. 从到，质点Q通过的路程为30cm 【答案】ABC 【解析】 【详解】A. 根据振动图像，在时质点Q沿y轴正向振动，结合波形图可知，波沿x轴负方向传播，波长和周期 波速为 选项A正确； B. 根据质点Q的振动图像可知，在时质点Q的位移 可知质点Q的平衡位置与P点相差，因在坐标原点的纵坐标为，可知，平衡位置的坐标为 选项B正确； C. 设质点P的振动方程为 当时y=0，即 可知质点P的振动方程单位为cm，选项C正确； D. 从到，即经过了1.5T，质点Q通过的路程为s=6A=60cm 选项D错误。 故选ABC。 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 三、实验题（本题包括3小题，共20分） 13. 某同学用单摆测量重力加速度。 （1）为了减少测量误差，下列做法正确的是________ A. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大 B. 测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C. 摆线尽量细些、长些、伸缩性小些 D. 计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处 （2）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量摆球直径d。螺旋测微器示数如图甲所示，摆球直径________，记摆长。 （3）多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的摆球摆动周期T，并作出图像，如图乙所示。根据图线斜率可计算重力加速度________。（结果保留三位有效数字，取9.87）。 （4）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）C （2）15.035##15.034##15.036 （3）9.87 （4）不变 【解析】 【小问1详解】 A．为了使小球摆动做简谐运动，摆角不能太大，不能大于，故A错误； B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 故B错误； C．为了减小实验误差，摆线尽量细些、长些、伸缩性小些，故C正确； D．摆球在平衡位置（最低点）速度最大，计时更准确，所以计时的起、止位置选在平衡位置处，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 螺旋测微器的精确值为，由图可知摆球直径为 【小问3详解】 单摆周期公式 可得 则图像的斜率为 解得重力加速度为 【小问4详解】 若将摆线长度L误认为摆长l，则有 整理可得 仍用上述图像法处理数据，图线斜率不变，仍为，故得到的重力加速度值不变。 14. 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直插上，P1、P2两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的必要步骤有______。（填选项前的字母） A. 插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B. 插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像 C. 插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 D. 插上大头针P4，使P4仅挡住P3的像 （2）过P3、P4作直线交于，过作垂直于的直线，连接O、。测量图中角α和角β的大小，则玻璃的折射率n=______。 【答案】（1）BC （2） 【解析】 【小问1详解】 该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3大头针的位置，方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1、P2的像；确定P4大头针的位置，方法是插上大头针P4，使P4能挡住P3和P1、P2的像；故BC正确，AD错误。 故选BC。 【小问2详解】 根据折射定律可得玻璃的折射率为 15. 如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强变化与温度变化的关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。 （1）此实验中研究对象气体是________（填①：表示烧瓶中气体、或填②：表示烧瓶和AB管中的气体、或填③：表示BC下面软管中的气体）； （2）若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将C管________（填“向上”或“向下”）移动，直至B内的水银面回到原位置； （3）实验中使瓶内气体的体积不变，多次改变气体温度，用表示气体升高的摄氏温度，用p表示烧瓶内气体压强。根据测量数据作出的图线是________ A. B. C. D. （4）同学还想用此实验验证玻意耳定律，即在保证温度不变的情况下，寻找体积和压强满足一定的关系。现在不知道大气压强的具体数值，但大气压强可视为不变。也无法直接测出气体的体积和B管的内径，但该同学通过分析还是可以验证玻意耳定律。初始时，B，C管中水银面等高，然后向上移动C管，测量B管中水银面比初始状态水银面上升了h，此时，BC管中水银面的高度差为，在h和都很小的情况下（即），只要h和满足________关系就可以验证玻意耳定律。 A. B. C. D. 【答案】（1）② （2）向上 （3）C （4）C 【解析】 【小问1详解】 由图可知C管开口向上，所以BC下面软管中的气体的压强等于大气压强与C管竖直部分液柱的压强之和，所以实验中是研究②烧瓶和AB管中的气体在体积不变的条件下，压强变化与温度变化的关系。 【小问2详解】 若气体温度升高，瓶内气体的体积不变，则气体压强增大，所以应将C管向上移动，直至B内的水银面回到原位置。 【小问3详解】 瓶中气体的体积不变，设初状态压强为，温度为，气体升高的摄氏温度与升高的热力学温度相等，则有 由 可得 故选C。 【小问4详解】 设玻璃管的横截面积为S，气体做等温变化，有 末状态压强与体积为， 代入上式有 由于h，都很小，即可以忽略，化简得 故选C。 四、计算题（本题包括4小题，共40分） 16. 如图所示，上端开口、下端封闭的柱形长玻璃管竖直固定，其上沿刚好没入温度为的水中。质量为m＝1kg、横截面积为的活塞在玻璃管下端封闭了一部分理想气体，活塞下边缘被卡口挡住，活塞上表面距水面高度为h＝1m。玻璃管导热良好，将水温升高到时，活塞刚好离开卡口。已知，外界大气压强为，取重力加速度，求 （1）水温在时封闭气体的压强； （2）若保持水温不变，向玻璃管下端空间缓慢充入一部分气体，也可使活塞刚好离开卡口，求充入气体与原有气体的质量比。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据平衡条件可知，封闭气体在T2=350K时的压强为 设封闭气体在T1=280K下的压强为，根据查理定律有 解得 （2）设封闭气体初始体积为V，充入了相同压强的体积为的气体，以全部气体为研究对象，根据玻意耳定律 解得 由于气体充入时的压强与原有气体压强相同，且经历等温变化，所以充入气体与原有气体的质量比为 17. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别和处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于处。 （1）经过多长时间质点M第一次到达波峰？ （2）质点M第一次到达波峰时，质点M运动路程s及在该时刻的位移y为多少？ （3）经过足够长的时间后，两波源之间（不包含两波源）振动加强的质点有几个？平衡位置坐标分别是多少？ 【答案】（1）1.5s （2）12cm；4cm （3）7个，，，，，，， 【解析】 【小问1详解】 M第一次到达波峰的时间 【小问2详解】 质点M与两波源的距离相等，两波源的波峰同时到达M，故M点为振动加强点，振幅为 可知质点M第一次到达波峰时，M点的位移为4cm； 由图可知波长 则周期 P点的振动传播到M点的时间 起振方向为从平衡位置向下。 M从开始振动到第一次到达波峰经历的时间 质点M第一次到达波峰时，质点M运动的路程 【小问3详解】 两波源间振动最强的点到两波源的距离应该等于半波长的偶数倍，即（-0.2m<x<1.2m）（n=0，1，2……） 解得，，，，，， 共7个振动加强点。 18. 某透明均匀介质的横截面由四分之一圆CBD和一个直角三角形ABC构成，如图所示，其折射率，四分之一圆的半径为R，CD面为黑色吸光板，。一束单色平行光从AC界面上不同位置均匀射入透明介质，入射角，已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）截面内圆弧BD有光线射出的长度。 （2）从圆弧BD射出光线在介质中的最长传播时间。 （3）所有光线在介质中传播的最长时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设光经折射后折射角为，则 解得 圆弧面上全反射临界角为，则有 解得 如图所示 截面内圆弧有光线射出的长度为区域，其长度 【小问2详解】 做圆弧切线且与平行，切点为时，光线在介质中的路径最长，如图所示 由几何关系可得，路径长为 又有 传播时间 【小问3详解】 考虑所有光线，当光线在介质中经过多次全反射，且传播路径最长时，传播时间最长。 经几何分析，最长路径为光线在介质中沿AB方向传播一段距离后，在圆弧上多次全反射，最后从D点附近射出。如图所示 传播路径长度为 传播时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$