精品解析：广东省广州市培正中学2024-2025学年高二下学期期末物理试题

2024学年第二学期末适应性测试 高二年级物理试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上，并在答题卡相应位置上填涂考生号． 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．答案不能答在试卷上． 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液．不按以上要求作答无效． 4．考生必须保持答题卡的整洁．考试结束后，将试卷和答题卡一并交回． 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. 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 2. 对下列四幅图涉及的相关物理知识的描述正确的是（　　） A. 图甲为布朗运动产生原因的示意图，颗粒越大，布朗运动越明显 B. 从图乙可知当分子间的距离小于r₀时，分子间距变小，分子势能变大 C. 图丙所示的液体表面层，分子之间只存在相互作用的引力 D. 图丁中为第一类永动机的其中一种设计方案，其不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律 3. 汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是（　　） A. 抵消声波频率应 B. 抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等 C. 抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等 D. 汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理 4. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（　　） A. 增加了司机单位面积的受力大小 B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量 C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能 D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积 5. 如图甲所示的充电器正在给手机充电。乙图是简化原理图，理想变压器原、副线圈匝数之比为55:2，原线圈接220V交流电，副线圈通过理想二极管连接手机。下列说法正确的是（　　） A. 副线圈电流为8A B. 手机两端的电压为8V C. 通过手机的电流为直流电 D. 拔掉手机，充电线两端电压为零 6. 某汽车四冲程内燃机利用米勒循环进行工作，米勒循环不仅能够抑制发动机爆震，还能降低氮氧化物的排放。如图所示为一定质量的理想气体所经历的米勒循环，该循环可视为由两个绝热过程ab、cd，两个等容过程bc、de和一个等压过程ae组成。对该气体研究，下列说法正确的是（　　） A. 在a→b的过程中，活塞对其做的功全部用于增加内能 B. 在状态a和c时气体分子的平均动能可能相等 C. 在b→c的过程中，单位时间内撞击汽缸壁的分子数不变 D. 在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量 7. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，匝数为10匝，电阻为的矩形线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴匀速转动，磁通量随时间变化的图像如图乙所示。接入电路的电阻，以下判断正确的是（　　） A. 电流表的读数为1A B. 和时，线圈垂直中性面 C. 线圈的感应电动势表达式为： D. 时，磁通量变化率达到最大，其值为1Wb/s 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. 据工信部2024年3月25日发布的数据显示，截至今年2月末，中国5G基站总数达350.9万个，5G移动电话用户达8.51亿户，占移动电话用户的48.8%。5G无线信号是由LC振荡电路产生的，该电路某时刻的工作状态如图甲所示，其电流变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 线圈中磁场方向向下 B. 电容器两极板间电场强度正在变小 C. 电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小 D. 甲图的时刻应该对应乙图中的0至0.5s时间段内 9. 绽放激情和力量，升腾希望与梦想。如图甲，“龙狮舞水城”表演中绸带宛如水波荡漾，展现水城特色，舞动的绸带可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，图乙为时的波形图，此时质点P在平衡位置，质点Q在波谷位置，图丙为质点P的振动图像，则（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 内，质点Q沿x轴方向运动3m C. 该波传播速度为3m/s D. 时，质点P的加速度最大 10. 不同波长的电磁波具有不同的特性，在生产生活中具有不同的应用。、两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 若、两光照射同一个狭缝，光的衍射现象更明显 B. 若、两光分别作为杨氏双缝实验装置的光源，光产生的条纹间距较大 C. 若、两光照射同一个光电管时都能发生光电效应，光的遏止电压更大 D. 光作为杨氏双缝实验装置的光源，若挡住其中一条狭缝，另一条狭缝宽度增大，其他条件不变，光产生的条纹中中间亮纹宽度增大 三、实验与探究（共17分，请把答案填写在答卷纸上相应位置） 11. 用如图实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为： ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平（如图a）； ②让质量为m1的入射球多次从斜槽上A位置静止释放，记录其平均落地点位置； ③把质量为m2的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上A位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P，N与O的距离分别为x1、x2、x3。分析数据： （1）实验室有如下A、B、C三个小球，则入射小球应该选取_____进行实验（填字母代号）； A. 直径，质量 B. 直径，质量 C. 直径，质量 （2）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次试验，白纸上留下了10个印迹，如果用画圆法确定小球的落点，图（b）中画的三个圆最合理的是_____； （3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为_____。（均用题中所给物理量的符号表示） （4）某实验小组在实验中发现小球落点不在同一条直线上，出现了如图C所示的情况。已知M和N在OP连线上的垂直投影点为M＇、N＇（图中未画出），根据以上数据，_____（选填“能”或“不能”）验证动量守恒定律。 （5）定义碰撞过程的恢复系数，其中v12和v'12分别表示两物体碰撞前的相对速度和碰撞后的相对速度。已知，且落点P总是在M、N之间，说明恢复系数至少为_____。 12. 为了测量当地的重力加速度，某学校科技兴趣小组利用激光切割机切割出如图甲所示半径为的两块完全相同的金属工件，然后将两块金属板正对平行固定，在两板之间形成距离为的较为光滑的圆槽轨道。现将直径为的小球放入轨道，使之做简谐运动，等效为单摆运动。 （1）实验前用螺旋测微器测量小球的直径，如图丙所示，则小球的直径_____mm。 （2）更换大小相同，质量更大的小球进行实验，小球的运动周期将_____（填“变大”“变小”“不变”） （3）图乙为小球在圆槽轨道最低点时的示意图，该单摆的等效摆长_____。（用，，表示） （4）若等效摆长，取值为9.8，从小球运动到最低点开始计时，并记为第1次，第101次经过最低点时用时，则计算重力加速度为_____。（结果保留3位有效数字） （5）反思与评价，该装置与线摆相比的优点：_____；（写出一条即可） 四、计算题（共37分．写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分．有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位） 13. 某透明材料制成的三棱镜，其截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=60°，AC=l，BC边所在平面镀银。一细光束在截面内从AB边的中点P以角度θ入射，折射光线平行于BC边，如图所示。第一次射到AC边时恰好发生全反射，最终从Q点（图中未画出）出射。已知光在真空中的传播速度为c。 （1）请在答题卡上画出光在棱镜中的光路图： （2）求该透明材料的折射率n和sinθ； （3）求光在棱镜中的传播时间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. 如图所示，半径为的光滑四分之一圆弧轨道固定在竖直平面内，下端恰好与光滑水平面BC平滑对接，长、绷紧的水平传送带在电动机带动下始终以恒定速度逆时针运行，质量的小物块甲由圆弧轨道顶端A点无初速度释放，滑到与传送带等高的水平面上的B点向左运动，在C点与质量的小物块乙沿水平方向发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后乙滑上传送带。传送带左端有一质量的小车静止在光滑的水平面上，车的左端挡板处固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在E点，小车的上表面与传送带等高，右端点D与E之间粗糙，E点左侧光滑。乙滑上小车后向左挤压弹簧，向右返回后恰好没有离开小车。乙与传送带及小车DE段之间的动摩擦因数均为，重力加速度，不计空气阻力，甲、乙可视为质点，求： （1）甲运动到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力大小； （2）传送带的电动机由于传送小物块乙多消耗的电能； （3）DE之间的距离和弹簧的最大弹性势能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024学年第二学期末适应性测试 高二年级物理试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上，并在答题卡相应位置上填涂考生号． 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．答案不能答在试卷上． 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液．不按以上要求作答无效． 4．考生必须保持答题卡的整洁．考试结束后，将试卷和答题卡一并交回． 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. 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 【解析】 【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。 2. 对下列四幅图涉及的相关物理知识的描述正确的是（　　） A. 图甲为布朗运动产生原因的示意图，颗粒越大，布朗运动越明显 B. 从图乙可知当分子间的距离小于r₀时，分子间距变小，分子势能变大 C. 图丙所示的液体表面层，分子之间只存在相互作用的引力 D. 图丁中为第一类永动机的其中一种设计方案，其不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中，悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动表现得越不明显，故A错误； B．从图乙可知当分子间的距离小于r₀时，分子间距变小，分子力做负功，分子势能变大，故B正确； C．分子间同时存在引力和斥力，液体表面是分子间作用力的合力为引力，故C错误； D．图丁中为第一类永动机的其中一种设计方案，其违背热力学第一定律，故D错误。 故选B。 3. 汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是（　　） A. 抵消声波频率应为 B. 抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等 C. 抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等 D. 汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理 【答案】C 【解析】 【详解】A．抵消声波频率应为 故A错误； BD．汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理，频率需相同，故BD错误； C．波速由介质决定，抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等，故C正确； 故选C。 4. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（　　） A. 增加了司机单位面积的受力大小 B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量 C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能 D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积 【答案】D 【解析】 【详解】A．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，故A错误； B．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，故B错误； C．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，故C错误； D．因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，故D正确。 故选D。 5. 如图甲所示的充电器正在给手机充电。乙图是简化原理图，理想变压器原、副线圈匝数之比为55:2，原线圈接220V交流电，副线圈通过理想二极管连接手机。下列说法正确的是（　　） A. 副线圈的电流为8A B. 手机两端的电压为8V C. 通过手机的电流为直流电 D. 拔掉手机，充电线两端电压为零 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．手机的电阻未知，根据题给条件无法求出副线圈的电流，故A错误； B．根据可得，副线圈输出电压为 经过二极管后，根据有效值定义可得 解得手机两端的电压为 故B错误； C．因二极管具有单向导电性，所以通过手机的电流为直流电，故C正确； D．拔掉手机，充电线两端电压不为零，故D错误。 故选C。 6. 某汽车的四冲程内燃机利用米勒循环进行工作，米勒循环不仅能够抑制发动机爆震，还能降低氮氧化物的排放。如图所示为一定质量的理想气体所经历的米勒循环，该循环可视为由两个绝热过程ab、cd，两个等容过程bc、de和一个等压过程ae组成。对该气体研究，下列说法正确的是（　　） A. 在a→b的过程中，活塞对其做的功全部用于增加内能 B. 在状态a和c时气体分子的平均动能可能相等 C. 在b→c的过程中，单位时间内撞击汽缸壁的分子数不变 D. 在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量 【答案】A 【解析】 【详解】A．在a→b的绝热过程中，气体体积减小，活塞对气体做功，根据热力学第一定律，活塞对其做的功全部用于增加内能，A正确； B．在a→b过程中，气体内能增大，温度升高。在b→c过程中，气体的压强增大，根据查理定律，气体温度也升高，气体在状态c时的温度比在状态a时的温度高，所以两个状态时气体分子的平均动能一定不相等，B错误； C．在b→c的过程中，体积不变，气体分子的密度不变，又因为气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，分在的平均速率增大，所以单位时间内撞击汽缸壁的分子数增多，C错误； D．在一次循环过程中，根据图像，气体对外做功多，外界对气体做功少，气体的内能不变，根据热力学第一定律，气体吸收的热量一定大于放出的热量，D错误。 故选A。 7. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，匝数为10匝，电阻为的矩形线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴匀速转动，磁通量随时间变化的图像如图乙所示。接入电路的电阻，以下判断正确的是（　　） A. 电流表的读数为1A B. 和时，线圈垂直中性面 C. 线圈的感应电动势表达式为： D. 时，磁通量变化率达到最大，其值为1Wb/s 【答案】D 【解析】 【分析】根据题干中“图甲是小型交流发电机的示意图”可知，本题考查交变电流的内容，根据交变电流的变化规律以及交变电流的有效值进行分析作答。 【详解】A．根据图乙可知，最大电动势为 所以电路中的电压的有效值为 电路中的电流，即电流表的示数为 故A错误； B．线圈位于中性面时，磁通量最大，当和时，根据图乙可知，此时磁通量均为最大值，所以和时，线圈位于中性面位置，故B错误； C．图甲中线圈与中性面垂直，此时感应电动势最大，感应电动势最大值为 所以感应电动势表达式为 故C错误； D．时，磁通量最小，即磁通量的变化率最大，根据公式 可知磁通量的变化率为 故D正确。 故选D。 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. 据工信部2024年3月25日发布的数据显示，截至今年2月末，中国5G基站总数达350.9万个，5G移动电话用户达8.51亿户，占移动电话用户的48.8%。5G无线信号是由LC振荡电路产生的，该电路某时刻的工作状态如图甲所示，其电流变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 线圈中磁场的方向向下 B. 电容器两极板间电场强度正在变小 C. 电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小 D. 甲图的时刻应该对应乙图中的0至0.5s时间段内 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由右手螺旋定则可知线圈中磁场方向为向下，故A正确； B．电容器正在充电，两极板电荷量在增多，极板间电场强度正在变大，故B错误； C．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小，电容器的电场能在增大，故C正确； D．甲图的时刻应该对应乙图中的0.5s至1s时间段内，故D错误。 故选AC 9. 绽放激情和力量，升腾希望与梦想。如图甲，“龙狮舞水城”表演中绸带宛如水波荡漾，展现水城特色，舞动的绸带可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，图乙为时的波形图，此时质点P在平衡位置，质点Q在波谷位置，图丙为质点P的振动图像，则（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 内，质点Q沿x轴方向运动3m C. 该波传播速度为3m/s D. 时，质点P的加速度最大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．从图并可看出时，质点P的振动方向沿轴负方向，根据“同侧法”由图乙可判断该波沿x轴负方向传播，故A正确； B．质点只能在平衡位置附近振动，不能随波移动，故B错误； C．由图乙可知波长为，由图丙可知，周期为，则该波传播速度为 故C正确； D．从图乙可看出，时，质点P在平衡位置，加速度为0，故D错误。 故选AC。 10. 不同波长的电磁波具有不同的特性，在生产生活中具有不同的应用。、两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 若、两光照射同一个狭缝，光的衍射现象更明显 B. 若、两光分别作为杨氏双缝实验装置的光源，光产生的条纹间距较大 C. 若、两光照射同一个光电管时都能发生光电效应，光的遏止电压更大 D. 光作为杨氏双缝实验装置的光源，若挡住其中一条狭缝，另一条狭缝宽度增大，其他条件不变，光产生的条纹中中间亮纹宽度增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由电磁波谱可知，光的波长比光的波长小，所以若、两光照射同一个狭缝，光的衍射现象更明显，故A错误； B．根据电磁波谱可知光波长大于光波长，根据条纹间距可知，光产生的条纹间距较大，故B正确； C．若、两光照射同一个光电管时都能发生光电效应，根据光电效应方程和动能定理可得 由于光波长小，频率大，所以光的遏止电压更大，故C正确； D．狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽；光作为杨氏双缝实验装置的光源，若挡住其中一条狭缝，另一条狭缝宽度增大，其他条件不变，光产生的条纹中中间亮纹宽度减小，故D错误。 故选BC。 三、实验与探究（共17分，请把答案填写在答卷纸上相应位置） 11. 用如图实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为： ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平（如图a）； ②让质量为m1的入射球多次从斜槽上A位置静止释放，记录其平均落地点位置； ③把质量为m2的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上A位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P，N与O的距离分别为x1、x2、x3。分析数据： （1）实验室有如下A、B、C三个小球，则入射小球应该选取_____进行实验（填字母代号）； A. 直径，质量 B. 直径，质量 C. 直径，质量 （2）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次试验，白纸上留下了10个印迹，如果用画圆法确定小球的落点，图（b）中画的三个圆最合理的是_____； （3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为_____。（均用题中所给物理量的符号表示） （4）某实验小组在实验中发现小球落点不在同一条直线上，出现了如图C所示的情况。已知M和N在OP连线上的垂直投影点为M＇、N＇（图中未画出），根据以上数据，_____（选填“能”或“不能”）验证动量守恒定律。 （5）定义碰撞过程恢复系数，其中v12和v'12分别表示两物体碰撞前的相对速度和碰撞后的相对速度。已知，且落点P总是在M、N之间，说明恢复系数至少为_____。 【答案】（1）B （2）C （3） （4）能 （5） 【解析】 【小问1详解】 C．为了使两球发生对心碰撞，则两球半径必须相等，所以选用A、B两个小球做碰撞实验，不选择小球C，C错误； AB．确定A、B两个小球做碰撞实验的情况下，为防止入射球碰后反弹，则入射球的质量要大于被碰球的质量，所以入射小球应该选B球，A错误，B正确。 故选B。 【小问2详解】 圆A没有舍去误差较大的三个落点，圆A画法错误； 圆B虽然舍去了误差较大的三个落点，但是不是最小的圆，圆B画法错误； 圆C既舍去了误差较大的三个落点，又是最小的圆，圆C画法正确。 故选C。 【小问3详解】 小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，由于高度相同，所以在空中运动时间相同。 设小球在空中运动的时间为t，若满足动量守恒定律有 两边同乘以t可得 整理得 【小问4详解】 根据以上数据，能验证动量守恒定律。 根据，满足 动量守恒； 【小问5详解】 落点P总是在M、N之间的条件是：球2碰撞后的速度不小于v0，根据动量守恒定律得 解得 恢复系数至少为 12. 为了测量当地的重力加速度，某学校科技兴趣小组利用激光切割机切割出如图甲所示半径为的两块完全相同的金属工件，然后将两块金属板正对平行固定，在两板之间形成距离为的较为光滑的圆槽轨道。现将直径为的小球放入轨道，使之做简谐运动，等效为单摆运动。 （1）实验前用螺旋测微器测量小球的直径，如图丙所示，则小球的直径_____mm。 （2）更换大小相同，质量更大的小球进行实验，小球的运动周期将_____（填“变大”“变小”“不变”） （3）图乙为小球在圆槽轨道最低点时的示意图，该单摆的等效摆长_____。（用，，表示） （4）若等效摆长为，取值为9.8，从小球运动到最低点开始计时，并记为第1次，第101次经过最低点时用时，则计算重力加速度为_____。（结果保留3位有效数字） （5）反思与评价，该装置与线摆相比的优点：_____；（写出一条即可） 【答案】（1）6.125##6.124##6.126 （2）不变 （3） （4） （5）可以使小球更好的在同一竖直面内摆动 【解析】 【小问1详解】 小球的直径 由于读数误差，在范围内都正确。 【小问2详解】 根据单摆的振动周期可知，更换大小相同，质量更大的小球进行实验，小球的运动周期将不变。 【小问3详解】 根据几何关系可得小球在最低点时，其重心到圆槽平面的距离为 该单摆的等效摆长为 【小问4详解】 单摆的振动周期为 由 代入数据解得 【小问5详解】 优点：可以使小球更好的在同一竖直面内摆动，消除球在其他方向的运动。 四、计算题（共37分．写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分．有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位） 13. 某透明材料制成的三棱镜，其截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=60°，AC=l，BC边所在平面镀银。一细光束在截面内从AB边的中点P以角度θ入射，折射光线平行于BC边，如图所示。第一次射到AC边时恰好发生全反射，最终从Q点（图中未画出）出射。已知光在真空中的传播速度为c。 （1）请在答题卡上画出光在棱镜中的光路图： （2）求该透明材料的折射率n和sinθ； （3）求光在棱镜中的传播时间t。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 小问1详解】 光束在棱镜内光路图如图所示 【小问2详解】 根据题意可知，第一次射到AC边时恰好发生全反射，则临界角 根据 可得折射率 光线从P点入射，折射角 根据折射定律 解得 【小问3详解】 光在玻璃砖中的传播速度 设光第一次射到AC边时恰好在M点发生全反射，BC边在N点发生反射，根据几何关系有，， 则 联立可得 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） 【解析】 【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. 如图所示，半径为的光滑四分之一圆弧轨道固定在竖直平面内，下端恰好与光滑水平面BC平滑对接，长、绷紧的水平传送带在电动机带动下始终以恒定速度逆时针运行，质量的小物块甲由圆弧轨道顶端A点无初速度释放，滑到与传送带等高的水平面上的B点向左运动，在C点与质量的小物块乙沿水平方向发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后乙滑上传送带。传送带左端有一质量的小车静止在光滑的水平面上，车的左端挡板处固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在E点，小车的上表面与传送带等高，右端点D与E之间粗糙，E点左侧光滑。乙滑上小车后向左挤压弹簧，向右返回后恰好没有离开小车。乙与传送带及小车DE段之间的动摩擦因数均为，重力加速度，不计空气阻力，甲、乙可视为质点，求： （1）甲运动到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力大小； （2）传送带的电动机由于传送小物块乙多消耗的电能； （3）DE之间的距离和弹簧的最大弹性势能。 【答案】（1）30N （2）48J （3）1.2m，12J 【解析】 小问1详解】 甲从圆弧轨道顶端滑到圆弧轨道底端，由机械能守恒定律得 解得 在点由牛顿第二定律有 解得N 由牛顿第三定律可得，甲运动到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力 【小问2详解】 甲、乙发生弹性碰撞，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得 由机械能守恒定律可得 解得m/s，m/s 设经过时间，小物块乙与传送带速度相等，由匀变速直线运动速度公式可得 根据牛顿第二定律有 代入数据可得s 物块乙滑行的距离m 传送带的位移m 则m 物块乙与传送带之间因摩擦而产生的热量J 传送带的电动机由于传送物块乙多消耗的电能 【小问3详解】 物块乙最终没有离开小车，物块乙与小车具有共同的末速度，物块乙与小车组成的系统动量守恒，有 若与之间距离不是很大，则物块乙必然挤压弹簧，由于点左侧是光滑的，物块乙必然被弹回到、之间，设物块乙恰好回到小车的右端点处时与小车相对静止，由能量守恒定律可得 解得m 要使物体乙既能挤压弹簧，又最终没有离开小车，则、之间的距离为。 由能量守恒定律得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$