精品解析:河南省新未来2024-2025学年高二下学期6月期末联考物理试题
2025-07-09
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2份
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22页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.32 MB |
| 发布时间 | 2025-07-09 |
| 更新时间 | 2025-07-10 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52980745.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
新未来2024~2025学年度6月质量检测
高二物理
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,请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容:选择性必修第一册第二~四章,选择性必修第三册。
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. 为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家定义了一种理想物体——黑体,以此作为热辐射研究的标准物体。关于黑体和黑体辐射理论,下列说法正确的是( )
A. 爱因斯坦为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论和光子说
B. 黑体向外辐射的是热量,是以光子的形式辐射的
C. 一般物体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关
D. 黑色的物体简称黑体,黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
2. 如图是某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线,f(v)表示分子速率v附近单位速率区间内的分子数百分率。下列说法正确的是( )
A. 由两曲线可知,高温状态下分子速率分布范围相对较小
B. 曲线I对应的温度高
C. 曲线I和II速率都呈正态分布,中间速率的分子最少
D. 由两曲线可知,不同温度下,同一速率分子所占比例不同,速率分布区间也不同
3. 简谐运动既是最基本也是最简单的一种机械振动。关于简谐运动的表达式、回复力和能量,下列说法正确的是( )
A. 简谐运动位移x的一般函数表达式中,ω表示频率,表示相位
B. 简谐运动的回复力可以是方向不变而大小变化的力,也可以是大小不变而方向改变的力
C. 单摆做简谐运动过程中的回复力是单摆受到重力沿圆弧切线方向的分力
D. 水平弹簧振子做简谐运动时系统的能量做周期性变化
4. 以下四幅图片中,图甲是荷叶上的露珠;图乙是布朗运动中三颗微粒运动位置的连线;图丙是蜡烛燃烧会产生“烛泪”;图丁是食盐晶体。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
B. 图乙中,微粒运动就是物质分子无规则热运动
C. 图丙中,“烛泪”的形成是晶体的熔化
D. 图丁中,食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
5. 在古代典籍中有大量关于共振现象的记录,比如《庄子》中记载了中国古代的乐器瑟的各弦间发生的共振现象。关于受追振动与共振现象,下列说法正确的是( )
A. 为消除共振现象,应使驱动力的频率与物体的固有频率相差越小越好
B. 喇叭常放在音箱内是利用共振现象,受迫振动是共振的一种特殊情况
C. 仿古盥洗用的脸盆,用手摩擦盆耳,到一定节奏时会溅起水花,这是共振现象
D. 耳朵凑近空热水瓶口能听到嗡嗡的声音不属于共振现象
6. 如图所示,一细束激光由光导纤维左端中心点以的入射角射入,折射角,经过一系列全反射后从右端射出。已知光导纤维长,真空中的光速,则该激光在光导纤维中传输所经历的时间为( )
A. B. C. D.
7. 在核反应方程:中,释放的核能为。已知氘核的比结合能为E1,X核的比结合能为E2,则下列说法中正确的是( )
A. 该反应为核裂变反应
B. 该反应中的比结合能为
C. 该反应中质量和质量数都发生了亏损
D. 该反应目前普遍被核电站用于发电
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. 气压式电脑升降桌通过汽缸的上下运动来支配桌子升降,其简易结构如图甲所示,可自由移动的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气体,在气体从状态A→B→C→D的过程中,封闭气体图像如图乙所示,其中BA和CD的延长线均经过原点,AD和BC均与横轴平行,下列说法中正确的是( )
A. 从A到B的过程中,气体等温压缩,压强增大
B. 从A到B的过程中,气体会从外界吸热
C. 从B到C的过程中,气体等压降温,体积减小
D. 从C到D的过程中,气体分子数密度增大
9. 如图所示为氢原子能级的示意图,已知可见光光子的能量范围为1.61~3.10eV,根据玻尔理论,下列说法正确的是( )
A. 能量为12.5eV的电子撞击处于基态的氢原子,可以使氢原子跃迁到n=3的能级
B. 氢原子从n=2能级跃迁到n=4能级,能量增大
C. 氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级放出的光子是可见光光子
D. 处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射可见光的频率有3种
10. 生活中常见“蜻蜓点水”的现象,某同学观察到平静的湖水面上蜻蜓点水后水面开始上下做简谐运动,在水面上激起的水波的波长为0.8m。水面上蜻蜓点水处右侧有两片树叶,其振动图像如图甲、乙所示。两片树叶之间的距离可能为( )
A. 1.2m B. 1.4m C. 1.8m D. 2m
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在做“用油膜法估测分子的大小”实验时,每104mL油酸 酒精溶液中有纯油酸8mL。用注射器测得100滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓,如图所示,数出图中轮廓内的小方格数,多于半个的算一个,不足半个的舍去,共数得114个小方格。图中正方形小方格的边长为1cm。
(1)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________mL。
(2)油酸膜的面积是___________cm2。
(3)按以上数据,估算油酸分子的直径是___________m。
(4)实验中,体现的物理思想方法是___________。(填字母)
A. 累积法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 D. 等效替代法
12. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的实验装置,利用单摆测量当地的重力加速度。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有___________(填字母)。
A. 为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相对平衡位置时有较大的偏角
B. 摆球尽量选择质量较大、体积较小的
C. 摆线要选择较轻、无伸缩性,并且适当长一些的
(2)测量单摆周期时,在摆球某次通过最低点时,按下秒表开始计时,同时数“0”,当摆球再次通过最低点时数“1”,依此类推,当他数到“40”时,秒表停止计时,读出这段时间t。则该单摆的周期为___________。
(3)改变摆线长度,测量出多组周期T、摆线长L的数值后,画出T2-L图像如图乙所示,测得此图像斜率为k,则当地重力加速度的表达式为g=________。
(4)T2-L图像不过坐标原点的原因是___________,该原因对(3)中g的测量值___________(填“有”或“没有”)影响。
13. 美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系,描绘出图乙中的图像,由此算出普朗克常量。已知电子电荷量大小为e。请回答下列问题:
(1)图甲中电极A连接电源的正极还是负极;
(2)求普朗克常量;
(3)求该金属的逸出功。
14. 如图所示是某水池的剖面图,A、B两区域水深分别为hA、hB,其中,点O处于两部分水面分界线上,M和N是A、B两区域水面上的两点,O、M间距离,O、N间距离。时M点从平衡位置向上振动、N点从平衡位置向下振动,形成以M、N点为波源的水波(可看作简谐横波),两波源振动频率均为0.5Hz,振幅均为5cm。当时,O点开始振动且振动方向向下。已知水波的波速跟水深关系为,式中h为水的深度,重力加速度。求:
(1)区域B的水深hB:
(2)时,O点的位移;
(3)0~8s时间内,O点通过的路程。
15. 如图所示,一定质量的气体放在体积为的导热容器中,室温,有一光滑导热活塞C(体积忽略不计)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一管内体积不计的足够长的U形管,两侧水银柱高度差为38cm,A内有体积可以忽略的电阻丝,B室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压。
(1)此时B室内气体压强是多少?
(2)若A室内气体的温度保持不变,将阀门K打开,稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比是多少?
(3)若打开阀门K稳定后,给A室内电阻丝通电,将A室内气体温度加热到多少K时,A室体积是B室的两倍?
(4)若在(3)后,关闭阀门K,将A室内气体温度继续加热到800K时,求此时A室内气体压强。
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新未来2024~2025学年度6月质量检测
高二物理
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,请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容:选择性必修第一册第二~四章,选择性必修第三册。
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. 为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家定义了一种理想物体——黑体,以此作为热辐射研究的标准物体。关于黑体和黑体辐射理论,下列说法正确的是( )
A. 爱因斯坦为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论和光子说
B. 黑体向外辐射的是热量,是以光子的形式辐射的
C. 一般物体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关
D. 黑色的物体简称黑体,黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.爱因斯坦为了解释光电效应的规律,提出了光子说,普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论,A错误;
B.黑体的热辐射实际上是电磁辐射,是以光子的形式辐射的,B正确;
C.一般物体辐射电磁波的情况与物体的温度,物体的材料有关,而黑体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关,C错误;
D.黑体能吸收一切光,不是黑色的物体,黑体辐射的强度与温度有关,温度越高,黑体辐射的强度越大,随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,D错误。
故选B。
2. 如图是某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线,f(v)表示分子速率v附近单位速率区间内的分子数百分率。下列说法正确的是( )
A. 由两曲线可知,高温状态下分子速率的分布范围相对较小
B. 曲线I对应温度高
C. 曲线I和II速率都呈正态分布,中间速率的分子最少
D. 由两曲线可知,不同温度下,同一速率分子所占比例不同,速率分布区间也不同
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度是分子平均动能的标志,温度高则分子速率大的占多数,即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大,A错误;
B.温度越高,分子平均动能越大,速率高的分子所占的比例大,故曲线II对应的温度高,B错误;
C.速率都呈正态分布,中间速率的分子最多,C错误;
D.不同温度下,同一速率分子所占比例不同,速率分布区间不同,D正确。
故选D。
3. 简谐运动既是最基本也是最简单的一种机械振动。关于简谐运动的表达式、回复力和能量,下列说法正确的是( )
A. 简谐运动位移x的一般函数表达式中,ω表示频率,表示相位
B. 简谐运动的回复力可以是方向不变而大小变化的力,也可以是大小不变而方向改变的力
C. 单摆做简谐运动过程中的回复力是单摆受到重力沿圆弧切线方向的分力
D. 水平弹簧振子做简谐运动时系统的能量做周期性变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.简谐运动位移表达式中,是角频率,频率,而相位是,是初相位,故A错误;
B.简谐运动的回复力,其大小和方向均随位移变化,既不可能方向不变,也不可能大小不变,故B错误;
C.单摆的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供,法向分力与绳子拉力的合力提供向心力,故C正确;
D.水平弹簧振子振动时,动能和势能相互转化,但总机械能守恒,系统的能量不变化,故D错误。
故选C。
4. 以下四幅图片中,图甲是荷叶上的露珠;图乙是布朗运动中三颗微粒运动位置的连线;图丙是蜡烛燃烧会产生“烛泪”;图丁是食盐晶体。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
B. 图乙中,微粒运动就是物质分子的无规则热运动
C. 图丙中,“烛泪”的形成是晶体的熔化
D. 图丁中,食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲中,液体表面存在表面张力的作用,露珠呈球形,故A正确;
B.图乙中,布朗运动是固体微粒的运动,它是分子热运动的间接反应,但不是分子热运动,故B错误;
C.图丙中,蜡烛是石蜡制成的,石蜡是非晶体,故C错误;
D.图丁中,单晶体结构规则且具有各向异性,故D错误。
故选A。
5. 在古代典籍中有大量关于共振现象的记录,比如《庄子》中记载了中国古代的乐器瑟的各弦间发生的共振现象。关于受追振动与共振现象,下列说法正确的是( )
A. 为消除共振现象,应使驱动力的频率与物体的固有频率相差越小越好
B. 喇叭常放在音箱内是利用共振现象,受迫振动是共振的一种特殊情况
C. 仿古盥洗用的脸盆,用手摩擦盆耳,到一定节奏时会溅起水花,这是共振现象
D. 耳朵凑近空热水瓶口能听到嗡嗡的声音不属于共振现象
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据共振条件可知,为消除共振现象,应使驱动力的频率与物体的固有频率相差越大越好,A错误;
B.喇叭常放在音箱内是利用共振现象,做受迫振动的物体,当驱动力的频率与固有频率相等时,振幅最大的现象叫共振,所以共振是受迫振动的一种特殊情况,B错误;
C.仿古盥洗用的脸盆,用手摩擦盆耳,到一定节奏时会溅起水花,这是共振现象,C正确;
D.热水瓶的空气柱有一定长度,对应一定的振动频率,符合此频率的声波信号因共振而绵延不绝,故总能听到嗡嗡的声音,空热水瓶口能听到嗡嗡的声音,属于共振现象,D错误。
故选C。
6. 如图所示,一细束激光由光导纤维左端中心点以的入射角射入,折射角,经过一系列全反射后从右端射出。已知光导纤维长,真空中的光速,则该激光在光导纤维中传输所经历的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】题意可得光导纤维对光的折射率
故光在光导纤维中速度为
故该激光在光导纤维中传输所经历的时间为
代入题中数据,解得
故选 C。
7. 在核反应方程:中,释放的核能为。已知氘核的比结合能为E1,X核的比结合能为E2,则下列说法中正确的是( )
A. 该反应为核裂变反应
B. 该反应中的比结合能为
C. 该反应中质量和质量数都发生了亏损
D. 该反应目前普遍被核电站用于发电
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是轻核结合成较重核的聚变反应,而非裂变反应,故A错误;
B.根据结合能守恒,反应前总结合能为,反应后为,释放能量
解得,故B正确;
C.质量数守恒(3+2=4+1),仅质量亏损,故C错误;
D.核电站利用核裂变发电,而非聚变,故D错误。
故选B。
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. 气压式电脑升降桌通过汽缸的上下运动来支配桌子升降,其简易结构如图甲所示,可自由移动的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气体,在气体从状态A→B→C→D的过程中,封闭气体图像如图乙所示,其中BA和CD的延长线均经过原点,AD和BC均与横轴平行,下列说法中正确的是( )
A. 从A到B的过程中,气体等温压缩,压强增大
B. 从A到B的过程中,气体会从外界吸热
C. 从B到C的过程中,气体等压降温,体积减小
D. 从C到D的过程中,气体分子数密度增大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.从A到B的过程中,气体从状态A→B的图线过原点,气体等温压缩,压强增大,体积减小,气体内能不变,外界对气体做功,根据热力学第一定律,气体会对外放热,A正确,B错误;
C.从B到C的过程中,气体压强不变,体积减小,则温度降低,C正确;
D.从C到D的过程中,气体等温膨胀,压强减小,体积增大,分子数密度减小,D错误。
故选AC。
9. 如图所示为氢原子能级的示意图,已知可见光光子的能量范围为1.61~3.10eV,根据玻尔理论,下列说法正确的是( )
A. 能量为12.5eV的电子撞击处于基态的氢原子,可以使氢原子跃迁到n=3的能级
B. 氢原子从n=2能级跃迁到n=4能级,能量增大
C. 氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级放出的光子是可见光光子
D. 处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射可见光的频率有3种
【答案】AB
【解析】
【详解】A.n=1和n=3间的能级差为12.09eV,由于用电子撞击基态的氢原子,部分电子动能被吸收,则用能量为12.5eV的电子撞击处于基态的氢原子,可以使氢原子跃迁到n=3的能级,故A正确;
B.氢原子从n=2能级跃迁到n=4能级,由低能级跃迁到高能级,要吸收能量,总能量增大,故B正确;
C.氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级,氢原子辐射出的光子的能量为
则该光子能量不在可见光光子的能量范围内,故C错误;
D.处于n=3能级的大量氢原子向低能级跃迁,辐射光的频率有种,其中可见光频率为1种,故D错误。
故选AB。
10. 生活中常见“蜻蜓点水”的现象,某同学观察到平静的湖水面上蜻蜓点水后水面开始上下做简谐运动,在水面上激起的水波的波长为0.8m。水面上蜻蜓点水处右侧有两片树叶,其振动图像如图甲、乙所示。两片树叶之间的距离可能为( )
A. 1.2m B. 1.4m C. 1.8m D. 2m
【答案】BC
【解析】
【详解】B.由图像可知树叶振动的周期
T=0.4s
则波速为
当波由乙传向甲时,间距
(n=0,1,2…)
当n=1时有
x=1.4m
故B正确;
C.当波由甲传向乙时,间距
(m=0,1,2…)
当n=2时有
x=1.8m
故C正确;
A.当间距为1.2m时,结合上述可以解得
n=0.75,m=1.25
故A错误;
D.当间距为2m时,结合上述可以解得
n=1.75,m=2.25
故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在做“用油膜法估测分子的大小”实验时,每104mL油酸 酒精溶液中有纯油酸8mL。用注射器测得100滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓,如图所示,数出图中轮廓内的小方格数,多于半个的算一个,不足半个的舍去,共数得114个小方格。图中正方形小方格的边长为1cm。
(1)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是___________mL。
(2)油酸膜的面积是___________cm2。
(3)按以上数据,估算油酸分子的直径是___________m。
(4)实验中,体现的物理思想方法是___________。(填字母)
A. 累积法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 D. 等效替代法
【答案】(1)8×10-6
(2)114 (3)7×10-10 (4)B
【解析】
【小问1详解】
1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积
【小问2详解】
数出图中轮廓内的方格数,多于半个的算一个,不足半个的舍去,共114个方格,每个方格面积为1cm2,故油酸膜的面积为
小问3详解】
单分子油酸膜的厚度等于油酸分子的直径
【小问4详解】
在油膜法估测分子大小的实验中,让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜,将油酸分子看作球形,认为油酸分子是一个紧挨一个的,估算出油膜面积,从而求出分子直径,这里用到的方法是理想模型法。
故选B。
12. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的实验装置,利用单摆测量当地的重力加速度。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有___________(填字母)。
A. 为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相对平衡位置时有较大的偏角
B. 摆球尽量选择质量较大、体积较小的
C. 摆线要选择较轻、无伸缩性,并且适当长一些的
(2)测量单摆周期时,在摆球某次通过最低点时,按下秒表开始计时,同时数“0”,当摆球再次通过最低点时数“1”,依此类推,当他数到“40”时,秒表停止计时,读出这段时间t。则该单摆的周期为___________。
(3)改变摆线长度,测量出多组周期T、摆线长L的数值后,画出T2-L图像如图乙所示,测得此图像斜率为k,则当地重力加速度的表达式为g=________。
(4)T2-L图像不过坐标原点的原因是___________,该原因对(3)中g的测量值___________(填“有”或“没有”)影响。
【答案】(1)BC (2)
(3)
(4) ①. 由于忽略了摆球半径,使摆长测量值偏小 ②. 没有
【解析】
【小问1详解】
A.单摆摆角应小于5°,A错误;
B.为尽量减小空气阻力的影响,摆球尽量选择质量较大、体积较小的,B 正确;
C.为避免单摆摆动过程中摆长变化,摆线应选用不易伸缩的轻质细绳,C正确。
故选BC。
【小问2详解】
计数40时,单摆完成20次全振动,故周期
【小问3详解】
由单摆周期公式有
化简得
故有
解得
【小问4详解】
[1][2]由(3)可得,不过坐标原点的原因是忽略了摆球半径,使摆长测量值偏小,对图像斜率没有影响,故对g的测量值没有影响。
13. 美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系,描绘出图乙中的图像,由此算出普朗克常量。已知电子电荷量大小为e。请回答下列问题:
(1)图甲中电极A连接电源的正极还是负极;
(2)求普朗克常量;
(3)求该金属的逸出功。
【答案】(1)负极 (2)
(3)eb
【解析】
【小问1详解】
测量遏止电压需要接反向电压,电极A连接电源的负极。
【小问2详解】
由爱因斯坦光电效应方程可得
由动能定理有
联立并整理得
可知图线的斜率为
解得普朗克常量为
【小问3详解】
由图像可知图线的纵截距
解得该金属的逸出功为
14. 如图所示是某水池的剖面图,A、B两区域水深分别为hA、hB,其中,点O处于两部分水面分界线上,M和N是A、B两区域水面上的两点,O、M间距离,O、N间距离。时M点从平衡位置向上振动、N点从平衡位置向下振动,形成以M、N点为波源的水波(可看作简谐横波),两波源振动频率均为0.5Hz,振幅均为5cm。当时,O点开始振动且振动方向向下。已知水波的波速跟水深关系为,式中h为水的深度,重力加速度。求:
(1)区域B的水深hB:
(2)时,O点的位移;
(3)0~8s时间内,O点通过的路程。
【答案】(1)1.6cm
(2)0 (3)20cm
【解析】
【小问1详解】
当t=4s时,O点开始振动且振动方向向下,可知是N点的波源形成的波传到了O点,则区域B的波速
根据题意
代入数据可得
【小问2详解】
同理可得区域A的波速
根据
可得
t=6s时,M点的波源形成的波向右传播12m恰好到达O点,则时,该波在O点产生的位移
t=4s时,N点的波源形成的波向左传播16m恰好到达O点,则时,该波在O点产生的位移
可知此时O点位移
【小问3详解】
由上可知,0~4s内波动未到达O点,则s1=0
4s~6s内,N点波源形成的波在O点产生的路程
6s~8s内,两波动在O点抵消
故
15. 如图所示,一定质量的气体放在体积为的导热容器中,室温,有一光滑导热活塞C(体积忽略不计)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一管内体积不计的足够长的U形管,两侧水银柱高度差为38cm,A内有体积可以忽略的电阻丝,B室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压。
(1)此时B室内气体压强是多少?
(2)若A室内气体的温度保持不变,将阀门K打开,稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比是多少?
(3)若打开阀门K稳定后,给A室内的电阻丝通电,将A室内气体温度加热到多少K时,A室体积是B室的两倍?
(4)若在(3)后,关闭阀门K,将A室内气体温度继续加热到800K时,求此时A室内气体的压强。
【答案】(1)114cmHg
(2)
(3)400K (4)152cmHg
【解析】
小问1详解】
开始时,设A室内气体压强为,则
其中
解得B室内气体压强是
【小问2详解】
开始时,设A室内气体压强为,则
A室的体积为
阀门K打开后,A室内气体等温变化,稳定后压强为,则
体积设为,根据玻意耳定律有
解得
B室内气体等温变化,依题意有
其中
根据玻意耳定律有
解得
则稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比为
【小问3详解】
假设打开阀门后,气体从升到T1时,A室体积是B室的两倍,即A室内气体体积变为, 压强始终为
即为等压变化过程,根据盖一吕萨克定律有
解得
【小问4详解】
因为从T1=400K继续升高到T2=800K的过程中,A室内气体为等容变化过程。设其最终压强为,根据查理定律有
解得
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