内容正文:
高二下学期物理期末押题密卷(2)
一:单项选择题: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。
1.2024年4月25日,搭载叶光富等三名航天员的神舟十八号载人飞船顺利发射升空,并与天宫空间站顺利对接。飞船在升空过程中,航天员能与地面工作人员保持实时联络,直播画面通过无线电波传送到地面。下列关于无线电波说法正确的是( )
A.在无线电波传播过程中,电场和磁场是周期性变化的
B.在真空中无线电波的波长比可见光波长短
C.要有效发射无线电波,振荡电路要有较低的振荡频率
D.太空中航天员讲话时画面与声音同步,说明无线电波与声波具有相同的传播速度
【答案】A
【详解】A.无线电波属于电磁波,根据电磁波产生的原理,在无线电波传播过程中,电场和磁场是周期性变化的,A正确;
B.由电磁波谱可知,在真空中无线电波的波长比可见光波长长,B错误;
C.无线电波属于电磁波,要有效地向外界发射电磁波,振荡电路要有足够高的振荡频率,频率越高,发射电磁波的本领越大,C错误;
D.太空中航天员讲话时画面与声音都是通过无线电波传播到地面的,所以画面和声音同步,无线电波与声波具有不同的传播速度,D错误;
故选A。
2.烟雾自动报警器中装有放射性元素镅241,其核反应方程为,下列说法正确的是( )
A.X是粒子,射线穿透能力比射线强 B.X是粒子,射线电离能力比射线强
C.X是粒子,射线穿透能力比射线强 D.X是粒子,射线电离能力比射线强
【答案】B
【详解】根据核反应中的质量数和电荷数守恒,可写出该核反应方程为
所以,X是粒子,在三种射线中,射线的电离性最强,穿透性最弱,射线的电离性最弱,但穿透性最强。
故选B。
3.常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。现将阀门M打开,水立即从枪口喷出。若在水快速喷出的过程中,罐内气体来不及与外界达到热平衡,则喷水时气体( )
A.压强变大 B.对外做负功
C.对外放热 D.内能减少
【答案】D
【详解】C.水被快速喷出,认为罐内气体几乎没有与外界热交换,即有
故C错误;
B.阀门M打开,水立即从枪口喷出,气体膨胀,则气体对外界做正功,即有
故B错误;
D.根据热力学第一定律有
结合上述可知
即气体内能减少,故D正确;
A.结合上述,气体内能减小,则气体温度降低,根据理想气体状态方程有
由于V增大,T减小,可知压强减小,故A错误。
故选D。
4.科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得2023年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光,可以像看电影的慢动作回放一样,观察电子在原子内部的运动,历史上,为了研究原子的性质,科学家们做了大量的实验研究,下面四幅示意图中说法正确的是( )
A.普朗克利用经典电磁理论,成功解释了图①的粒子散射实验结果,提出了原子核式结构模型
B.图②表示的核反应属于重核裂变,裂变过程释放能量,裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能小
C.③中向左偏转的是粒子,向右偏转的是粒子,不偏转的是粒子
D.锌的逸出功为,用④中一群处于能级的氢原子发出的光照射锌板,逸出光电子的最大初动能为
【答案】D
【详解】A.卢瑟福利用经典电磁理论,成功解释了图①的粒子散射实验结果,提出了原子核式结构模型,故A错误;
B.图②表示的核反应属于重核裂变,裂变过程释放能量,裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能大,故B错误;
C.根据左手定则,β粒子带负电,所受洛伦兹力向右,即向右偏转的是β粒子;α粒子带正电,所受洛伦兹力向左,即向左偏转的是α粒子;γ粒子不带电,不受洛伦兹力,即不偏转γ粒子,故C错误;
D.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时,释放光子的最大能量为
锌的逸出功为3.34eV,根据爱因斯坦光电效应方程,则逸出光电子的最大初动能为
故D正确。
故选D。
5.B超成像时血管探头发送的简谐超声波图像如图所示,时刻超声波恰好传到质点M,超声波的周期,下列说法正确的是( )
A.超声波的波长为 B.质点M开始振动的方向沿y轴负方向
C.超声波在血管中的传播速度为2000m/s D.时,质点M在平衡位置
【答案】C
【详解】A.由图可知,超声波的波长为,故A错误;
B.根据“上下坡法”由图可知,质点M开始振动的方向沿y轴正方向,故B错误;
C.超声波在血管中的传播速度为
故C正确;
D.依题意,可得
结合波动图像可知质点M在负的最大位移处,故D错误。
故选C。
6.对下列四个有关光的实验示意图,分析正确的是( )
A.图甲中b光在玻璃球中的速度较大
B.图乙若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将减小
C.图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面平整
D.若只旋转图丁中M或N一个偏振片,光屏P上的光斑亮度不发生变化
【答案】B
【详解】A.由图可得,b光的折射率大于a的折射率,根据
可得,b光在玻璃球中的传播速度较小,故A错误;
B.由于条纹间距
可知只减小屏到挡板的距离L,相邻亮条纹间距离将减小,故B正确;
C.被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜,形成一个空气劈,从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉,若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整,故C错误;
D.自然光通过M后变成偏振光,若N的偏振方向与M的偏振方向相同,光屏上光斑最亮;若N的偏振方向与M的偏振方向垂直,光屏上几乎没有亮斑,因此当M和N发生相对转动时,光屏上的光斑亮度会发生变化,故D错误。
故选B。
7.图甲是燃气灶点火装置的电路图,变压器原、副线圈的匝数分别为 。 闭合开关,已知电压表的示数为 ,变压器副线圈电压的最大瞬时值可达到 ,且此时钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。 图乙是闭合开关后原线圈中的磁感应强度大小 随时间 变化的图像,下列说法正确的是( )
A.电压表测量的电压是瞬时值
B.原、副线圈的匝数比为
C.闭合开关后每秒钟可点火 100 次
D.在 时间内, 时刻最容易成功打火
【答案】C
【详解】A.电压表测量的电压是有效值,故A错误;
B.变压器副线圈电压的有效值
原、副线圈的匝数比为
故B错误;
C.由图甲可知周期
频率
在一个周期内电流有两次达到最大值,可以点火两次,所以每秒点火100次,故C正确;
D.根据法拉第电磁感应定律,磁感应强度变化最快时,产生的感应电动势最大,所以在 0∼时间内,0和时刻最容易打火成功,故D错误。
故选C。
二:多项选择题: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.LC振荡电路是一种简单且常见电路,在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有着广泛的应用.如图甲所示的LC振荡电路中,电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图乙所示,则该振荡电路( )
A.电容器处于放电过程
B.电路充电时电流逐渐增大,放电时电流逐渐减小
C.增大电容器C的板间距,则周期会增大
D.时,电路中电流为零,磁场能最小
【答案】AD
【详解】A.0∼1×10−6s电荷量减少,电容器处于放电过程,故A正确;
B.电路充电时电流逐渐减少,放电时电流逐渐增大,故B错误;
C.根据电容器的决定式,可知增大电容器C的板间距,电容C减小,根据LC振荡电路的周期,可知周期会减小,故C错误;
D.t=4×10−6s时,电荷量最大,电路中电流为零,磁场能最小,故D正确。
故选AD。
9.2023年4月12日21时,中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界纪录,成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚,通过某种方法产生等离子体,等离子体满足一定条件就会发生聚变反应,反应过程中会产生巨大的能量。关于氢的同位素氘和氚的核聚变,其核反应方程为,已知光速,,下列说法正确的是( )
A.当氘核和氚核距离达到一定范围内时,氘核和氚核之间的库仑力使它们结合成一个新核
B.X粒子是中子
C.的比结合能大于的比结合能
D.一个氘核和一个氚核发生核聚变,亏损的质量约为
【答案】BD
【详解】A.当氘核和氚核的距离达到一定范围时,氘核和氚核之间的核力使它们结合成一个新核,A错误;
B.核反应方程
由核反应时电荷数守恒和质量数守恒可知
故X为中子,B正确;
C.在放能的核反应中,生成物更稳定,比结合能更大,的比结合能小于的比结合能,C错误;
D.根据
解得
D正确。
故选BD。
10.人体暴露于强烈的中子辐射中会在血浆中产生,可以通过测量的数量来确定患者吸收的辐射剂量。具有放射性,某次研究其放射特性的实验中,将孤立原子核置于匀强磁场中,衰变后在磁场中形成两条圆周径迹,如图所示,忽略重力和粒子间电场力作用。下列说法中正确的是( )
A.小圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向
B.发生了β衰变
C.小圆和大圆的轨道半径之比为
D.两条轨迹对应的粒子的质量之和等于衰变前的质量
【答案】ABC
【详解】AB.由于衰变过程中动量守恒,因此衰变后的两部分物质速度方向相反,在磁场中运动的轨迹相切于一点,由洛伦兹力充当向心力有
可得
可知,电荷越大,其运动时的轨迹半径越小,由此可知小圆对应的粒子电荷更大,且其所带电荷为正电荷,根据左手定则可知,小圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向,而根据左手定则结合轨迹可知,大圆对应的粒子带负电,则可确定该衰变为β衰变,故AB正确;
C.根据以上分析,写出其衰变方程为
产生的新核与β粒子的电荷量之比为,而根据
可知,粒子运动的轨迹半径之比等于其所带电荷量的反比,由此可知,小圆和大圆的轨道半径之比为,故C正确;
D.衰变过程中始终遵循质量数守恒和电荷数守恒,但在衰变过程中有能量释放,根据爱因斯坦的质能方程可知,衰败后两条轨迹对应的粒子的质量之和小于衰变前的质量,故D错误。
故选ABC。
三:实验题:本题共2小题,第一小题小题8分,第二小题8分,共16分。
11.某同学想通过光的双缝干涉实验来测量单色光的波长。请按照题目要求回答下列问题。
(1)用双缝干涉仪进行实验操作,将表中的光学元件放在如图甲所示的光具座上,用此装置测量红光的波长。
元件代号
A
B
C
D
E
元件名称
光屏
双缝
白光光源
单缝
透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为C、 (填写元件代号)。
(2)已知该装置中双缝间距,双缝到光屏的距离,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,分划板中心刻线在图乙中A位置时记下游标卡尺读数为111.10mm,转动手轮,当分划板中心刻线在B位置时记下游标卡尺读数为 mm,算出相邻两亮条纹中心间距 mm。由以上数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长 m。(后两空均保留两位有效数字)
(3)若该同学利用图甲中装置研究双缝干涉现象时撤去了滤光片,则他 (选填“能”或“不能”)在光屏上观察到干涉条纹。
【答案】(1)EDBA
(2) 115.60 0.64
(3)能
【详解】(1)为获取单色线光源,并形成相干光发生干涉,白色光源需依次通过透红光的滤光片、单缝、双缝、光屏,各光学元件的排列顺序应为EDBA。
(2)[1] 分划板中心刻线在B位置时记下游标卡尺读数为
[2] 双缝干涉条纹间距为
[3]根据双缝干涉条纹间距公式
可得
此干涉图样的单色光的波长为
(3)撤掉滤光片后,光屏上能看到由同种色光干涉形成的彩色条纹。
12.两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。
(1)第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律,注射器中密封了一定质量的气体。
①实验过程中,下列操作正确的是 。(填正确答案标号)
A.应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积
B.实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量
C.推拉柱塞时,手不可以握住整个注射器
D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好,以保证空气柱的质量一定
②实验时,缓慢推动活塞,注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低,测得多组空气柱的压强p和体积V的数据,则实验得到的图像应为下图中的 。(填正确答案标号)
(2)第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验,实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据并作出图像,发现图线不过坐标原点,如图丙所示。造成这一结果的原因是 ;图丙中的物理含义是 。
【答案】 CD/DC A 胶管的容积不可忽略 连接压强传感器和注射器的胶管的容积
【详解】(1)①[1]A.应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积,以避免操作动作过快使空气柱的温度发生改变,A项错误;
B.因压强由压力表测得,不是由平衡条件计算出的,所以实验前不需要利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量,B项错误;
C.实验过程中手不能握住注射器前端,以免改变空气柱的温度,使气体发生的不是等温变化,C项正确;
D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好,以保证空气柱的质量一定,D项正确。
故选CD。
②[2]根据理想气体状态方程
可得
可知随着环境温度逐渐降低,图像的斜率会逐渐减小,A项正确。
(2)[3][4]根据玻意耳定律得
解得
造成这一结果的原因是胶管的容积不可忽略;图丙中的物理含义是连接压强传感器和注射器的胶管的容积。
四:解答题:本题共3小题,第一小题小题9分,第二小题8分,第三小题13分,第四小题16分,共38分。
13.已知当入射光以某一角度入射到某一晶体表面时,若反射光线与折射光线互相垂直,则反射光线为线偏振光。现有一束单色光以入射角从空气入射到某晶体表面时,其反射光线为线偏振光,如图甲所示。
(1)求该晶体的折射率n。
(2)如图乙所示,矩形PQMN为该晶体的横截面,M、N两点处已被特殊处理为细小的圆弧,将单色点光源放到M点,其发出的一束单色光恰好在PQ边上的E点发生全反射,并从N点射出。已知PQ边的长度为a,光在真空中的传播速度为c。求该束单色光在该晶体中传播所用的时间t。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)单色光以角入射时,反射角
折射角为,由题意可得
所以
该晶体的折射率由
解得
(2)光线在E点恰好发生全反射,则
光在该晶体中通过的路程
光在该晶体中传播的速率
光在该晶体中传播的时间
解得
14.如图甲为汽车中使用的氮气减振器,汽缸中充入氮气后,能有效减少车轮遇到冲击时产生的高频振动。它的结构简图如图乙所示,汽缸活塞截面积,活塞及支架质量,汽缸缸体导热性良好。现为了测量减震器的性能参数,将减震器竖直放置,充入氮气后密闭,活塞被卡环卡住,缸体内氮气处于气柱长度、压强的状态A,此时弹簧恰好处于原长。现用外力F向下压活塞,使其缓慢下降,气体达到状态B。从状态A到B过程气体放出热量。汽缸内的氮气可视为理想气体,不计摩擦和外界温度变化,大气压强取,弹簧劲度系数。求:
(1)状态B气体的压强;
(2)气体处于状态B时外力大小F;
(3)状态A到B过程外界对气体做的功W。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)汽缸缸体导热性良好,可知从状态A到状态B,气体发生等温变化,则有
解得状态B气体的压强为
(2)活塞和支架处于平衡状态,则有
代入数据解得
(3)汽缸缸体导热性良好,可知从状态A到状态B,气体发生等温变化,气体内能不变,根据热力学第一定律可得
解得外界对气体做的功为
15. 如图,在空间直角坐标系O-xyz中,界面I与yOz平面重叠,界面I、II、III相互平行,且相邻界面的间距均为L,与x轴的交点分别为O、O1、O2;在界面I、II间有平行于y轴方向的匀强电场E,在界面II、III间有沿z轴负方向的匀强磁场B。一质量为m、电荷量为+q的粒子,以速率v0自y轴的P点沿x轴正方向射入电场区域,该粒子刚好从点O1进入磁场区域。粒子经过O1点时与x轴正方向的夹角θ=30°,忽略粒子的重力。
(1)求电场强度E的大小和方向;
(2)要让粒子恰好不从界面III飞出,求磁感应强度B的大小;
(3)在满足第(2)问的条件下,求粒子从P点恰好运动至界面III的总时间。
【答案】(1),沿у轴负方向;(2);(3)
【详解】(1)根据题意可知,匀强电场的方向沿y轴负方向,粒子在电场中做类平抛运动,设电场中粒子的加速度为a,沿z轴负方向看,粒子的运动轨迹如图所示
由牛顿第二定律可得
粒子从O1点进入磁场区域,根据类平抛运动规律可得
在O1点,根据几何关系可得
联立解得
(2)设粒子到O1点的速度大小为v,则有
在磁场区域,粒子做匀速圆周运动,粒子刚好不从界面III飞出,其轨迹恰好与界面III相切,设粒子的运动半径为R,由几何关系可得
所以
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
(3)粒子在电场中运动的时间为
粒子从O1运动到界面III切点Q的时间为
所以粒子从P点运动到Q点的总时间为
2
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$$
高二下学期物理期末押题密卷(2)
一:单项选择题: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。
1.2024年4月25日,搭载叶光富等三名航天员的神舟十八号载人飞船顺利发射升空,并与天宫空间站顺利对接。飞船在升空过程中,航天员能与地面工作人员保持实时联络,直播画面通过无线电波传送到地面。下列关于无线电波说法正确的是( )
A.在无线电波传播过程中,电场和磁场是周期性变化的
B.在真空中无线电波的波长比可见光波长短
C.要有效发射无线电波,振荡电路要有较低的振荡频率
D.太空中航天员讲话时画面与声音同步,说明无线电波与声波具有相同的传播速度
2.烟雾自动报警器中装有放射性元素镅241,其核反应方程为,下列说法正确的是( )
A.X是粒子,射线穿透能力比射线强 B.X是粒子,射线电离能力比射线强
C.X是粒子,射线穿透能力比射线强 D.X是粒子,射线电离能力比射线强
3.常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。现将阀门M打开,水立即从枪口喷出。若在水快速喷出的过程中,罐内气体来不及与外界达到热平衡,则喷水时气体( )
A.压强变大 B.对外做负功
C.对外放热 D.内能减少
4.科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得2023年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光,可以像看电影的慢动作回放一样,观察电子在原子内部的运动,历史上,为了研究原子的性质,科学家们做了大量的实验研究,下面四幅示意图中说法正确的是( )
A.普朗克利用经典电磁理论,成功解释了图①的粒子散射实验结果,提出了原子核式结构模型
B.图②表示的核反应属于重核裂变,裂变过程释放能量,裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能小
C.③中向左偏转的是粒子,向右偏转的是粒子,不偏转的是粒子
D.锌的逸出功为,用④中一群处于能级的氢原子发出的光照射锌板,逸出光电子的最大初动能为
5.B超成像时血管探头发送的简谐超声波图像如图所示,时刻超声波恰好传到质点M,超声波的周期,下列说法正确的是( )
A.超声波的波长为 B.质点M开始振动的方向沿y轴负方向
C.超声波在血管中的传播速度为2000m/s D.时,质点M在平衡位置
6.对下列四个有关光的实验示意图,分析正确的是( )
A.图甲中b光在玻璃球中的速度较大
B.图乙若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将减小
C.图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面平整
D.若只旋转图丁中M或N一个偏振片,光屏P上的光斑亮度不发生变化
7.图甲是燃气灶点火装置的电路图,变压器原、副线圈的匝数分别为 。 闭合开关,已知电压表的示数为 ,变压器副线圈电压的最大瞬时值可达到 ,且此时钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。 图乙是闭合开关后原线圈中的磁感应强度大小 随时间 变化的图像,下列说法正确的是( )
A.电压表测量的电压是瞬时值
B.原、副线圈的匝数比为
C.闭合开关后每秒钟可点火 100 次
D.在 时间内, 时刻最容易成功打火
二:多项选择题: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.LC振荡电路是一种简单且常见电路,在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有着广泛的应用.如图甲所示的LC振荡电路中,电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图乙所示,则该振荡电路( )
A.电容器处于放电过程
B.电路充电时电流逐渐增大,放电时电流逐渐减小
C.增大电容器C的板间距,则周期会增大
D.时,电路中电流为零,磁场能最小
9.2023年4月12日21时,中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界纪录,成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚,通过某种方法产生等离子体,等离子体满足一定条件就会发生聚变反应,反应过程中会产生巨大的能量。关于氢的同位素氘和氚的核聚变,其核反应方程为,已知光速,,下列说法正确的是( )
A.当氘核和氚核距离达到一定范围内时,氘核和氚核之间的库仑力使它们结合成一个新核
B.X粒子是中子
C.的比结合能大于的比结合能
D.一个氘核和一个氚核发生核聚变,亏损的质量约为
10.人体暴露于强烈的中子辐射中会在血浆中产生,可以通过测量的数量来确定患者吸收的辐射剂量。具有放射性,某次研究其放射特性的实验中,将孤立原子核置于匀强磁场中,衰变后在磁场中形成两条圆周径迹,如图所示,忽略重力和粒子间电场力作用。下列说法中正确的是( )
A.小圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向
B.发生了β衰变
C.小圆和大圆的轨道半径之比为
D.两条轨迹对应的粒子的质量之和等于衰变前的质量
三:实验题:本题共2小题,第一小题小题8分,第二小题8分,共16分。
11.某同学想通过光的双缝干涉实验来测量单色光的波长。请按照题目要求回答下列问题。
(1)用双缝干涉仪进行实验操作,将表中的光学元件放在如图甲所示的光具座上,用此装置测量红光的波长。
元件代号
A
B
C
D
E
元件名称
光屏
双缝
白光光源
单缝
透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为C、 (填写元件代号)。
(2)已知该装置中双缝间距,双缝到光屏的距离,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,分划板中心刻线在图乙中A位置时记下游标卡尺读数为111.10mm,转动手轮,当分划板中心刻线在B位置时记下游标卡尺读数为 mm,算出相邻两亮条纹中心间距 mm。由以上数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长 m。(后两空均保留两位有效数字)
(3)若该同学利用图甲中装置研究双缝干涉现象时撤去了滤光片,则他 (选填“能”或“不能”)在光屏上观察到干涉条纹。
12.两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。
(1)第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律,注射器中密封了一定质量的气体。
①实验过程中,下列操作正确的是 。(填正确答案标号)
A.应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积
B.实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量
C.推拉柱塞时,手不可以握住整个注射器
D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好,以保证空气柱的质量一定
②实验时,缓慢推动活塞,注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低,测得多组空气柱的压强p和体积V的数据,则实验得到的图像应为下图中的 。(填正确答案标号)
(2)第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验,实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据并作出图像,发现图线不过坐标原点,如图丙所示。造成这一结果的原因是 ;图丙中的物理含义是 。
四:解答题:本题共3小题,第一小题小题9分,第二小题8分,第三小题13分,第四小题16分,共38分。
13.已知当入射光以某一角度入射到某一晶体表面时,若反射光线与折射光线互相垂直,则反射光线为线偏振光。现有一束单色光以入射角从空气入射到某晶体表面时,其反射光线为线偏振光,如图甲所示。
(1)求该晶体的折射率n。
(2)如图乙所示,矩形PQMN为该晶体的横截面,M、N两点处已被特殊处理为细小的圆弧,将单色点光源放到M点,其发出的一束单色光恰好在PQ边上的E点发生全反射,并从N点射出。已知PQ边的长度为a,光在真空中的传播速度为c。求该束单色光在该晶体中传播所用的时间t。
14.如图甲为汽车中使用的氮气减振器,汽缸中充入氮气后,能有效减少车轮遇到冲击时产生的高频振动。它的结构简图如图乙所示,汽缸活塞截面积,活塞及支架质量,汽缸缸体导热性良好。现为了测量减震器的性能参数,将减震器竖直放置,充入氮气后密闭,活塞被卡环卡住,缸体内氮气处于气柱长度、压强的状态A,此时弹簧恰好处于原长。现用外力F向下压活塞,使其缓慢下降,气体达到状态B。从状态A到B过程气体放出热量。汽缸内的氮气可视为理想气体,不计摩擦和外界温度变化,大气压强取,弹簧劲度系数。求:
(1)状态B气体的压强;
(2)气体处于状态B时外力大小F;
(3)状态A到B过程外界对气体做的功W。
15. 如图,在空间直角坐标系O-xyz中,界面I与yOz平面重叠,界面I、II、III相互平行,且相邻界面的间距均为L,与x轴的交点分别为O、O1、O2;在界面I、II间有平行于y轴方向的匀强电场E,在界面II、III间有沿z轴负方向的匀强磁场B。一质量为m、电荷量为+q的粒子,以速率v0自y轴的P点沿x轴正方向射入电场区域,该粒子刚好从点O1进入磁场区域。粒子经过O1点时与x轴正方向的夹角θ=30°,忽略粒子的重力。
(1)求电场强度E的大小和方向;
(2)要让粒子恰好不从界面III飞出,求磁感应强度B的大小;
(3)在满足第(2)问的条件下,求粒子从P点恰好运动至界面III的总时间。
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