精品解析：北京市中国人民大学附属中学2024-2025学年高二下学期期末物理试卷

人大附中高二物理期末综合练习 一、单项选择题。本题共10道小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共30分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 小孔成像是光的衍射现象 B. 水中的气泡看起来特别明亮是光的偏振现象 C. 观看立体电影戴的眼镜是利用了光的全反射 D. 光学镜头上的增透膜是利用了光的干涉 2. 一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 若增大入射角，光先发生全反射 B. 玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率 C. 在真空中光的传播速度大于光的传播速度 D. 如果光是绿光，那么光可能是红光 3. 关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A. 雷达可以利用反射电磁波定位，是因为其工作波段的电磁波衍射效应较为明显 B. 移动电话选择微波作为工作波段，是因为微波比其它波段的电磁波的波速更快 C. X射线衍射能探测晶体内原子的排列结构，是因为X射线的波长与原子间距相近 D. 工程上用γ射线探测金属内部缺陷，是因为γ射线具有频率高、波动性强的特点 4. 关于热力学定律，下列说法正确的是（　　） A. 气体吸热后温度一定升高 B. 热量不可能从低温物体传到高温物体 C. 若系统A和系统B之间达到热平衡，则它们温度一定相同 D. 电冰箱的制冷系统能够不断地把热量从冰箱内传到外界，违背了热力学第二定律 5. 如图1所示，用手握住软绳的一端拉平，手在竖直方向振动，手握住的绳子端点的振动图像如图2所示，则时，绳子上形成的波形是（　　） A. B. C. D. 6. 关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　） A 天然放射现象说明原子具有核式结构 B. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小 C. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的 D. 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强 7. 分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（ ） A. 只有r大于时，为正 B. 只有r小于时，为正 C. 当r不等于时，为正 D. 当r不等于时，为负 8. 一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态，状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示。、和三个状态气体的体积分别为和。下列说法正确的是（　　） A. B. 气体从状态到状态过程中一定吸热 C. 气体从状态到状态的过程中分子的数密度增加 D. 气体在和三个状态中，状态时分子的平均动能最大 9. 原子核的比结合能（平均结合能）曲线如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 核的结合能约为 B. 核比的结合能更大 C. 核比核更稳定 D. 两个核结合成核时吸收能量 10. “姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源，发出的声波在空气中向周围传播，声线示意如图（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法正确的是（　　） A. 从M点到N点声波波长变长 B. S点气温低于地面 C. 忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M点到N点声音不减弱 D. 若将同一声源移至N点，发出的声波传播到S点一定沿图中声线 二、多项选择题。本题共4道小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的。（每小题3分，共12分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，不选或有选错的该题不得分） 11. 一列简谐横波沿轴正方向传播，波长为，周期为。时刻的波形如图1所示，、、是波上的三个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 时质点的加速度比质点的小 B. 时质点和质点的速度方向相反 C. 图2可以表示质点的振动 D. 图2可以表示质点的振动 12. 如图所示为氢原子能级的示意图。按玻尔理论，下列说法正确的是（　　） A. 处于基态的氢原子要发生电离只能吸收的能量 B. 处于基态的氢原子可以吸收能量为的光子 C. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出2种不同频率的光 D. 氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大 13. 为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，图1为电路原理图。图1中，直流电源电动势为3V，内阻可不计，和其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻。光敏电阻的阻值随照度变化的规律如图2所示（照度是描述光的强弱的物理量，光越强照度越大，lx是它的单位）。控制开关两端电压高于2V时照明系统将自动开启。下列说法正确的是（　　） A. 是光敏电阻 B. 若定值电阻的阻值为20kΩ，则当照度降低到1.0lx时照明系统将开启 C. 若要使照明系统在照度降低到0.6lx时开启，则定值电阻的阻值应为15kΩ D. 定值电阻的阻值越大，开启照明系统时的光照越暗 14. 如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B. P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C. 氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D. 对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 三、实验题。本题共2道小题。（共20分。15题12分，16题8分） 15. 用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径________。下图为某同学在实验中画出的油膜轮廓。在计算油膜面积时，他把凡是半格左右的油膜都算成了一格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径________（选填“偏大”或“偏小”） 16. 某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 （1）关于该实验的操作，下列叙述正确的是________。 A. 实验过程应该用手握注射器 B. 应该以较快的速度推拉活塞来改变气体体积 C. 实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证气体的质量一定 （2）为得出气体压强和体积的定量关系，该同学利用所采集的数据在坐标纸上描点，绘制出了如图所示的图线。从图线上看类似于双曲线，那么，空气柱的压强跟体积是否成反比呢？请写出进行判断的一种方法________。 17. 用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。 （1）双缝应该放置在图1中________处（填“A”或“B”）。 （2）分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为________。 18. 某实验小组的同学用如图的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。 （1）本实验中，以下器材不需要的有________ A. 秒表 B. 天平 C. 刻度尺 D. 打点计时器 （2）在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下： ①测量摆线长度，作为单摆的摆长；②在偏角较小的位置将小球由静止释放； ③小球运动到最高点时开始计时；④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期； ⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。 在前四个操作步骤中不妥当的是________。（填写操作步骤前面的序号） （3）用游标卡尺测量小球的直径，某次测量值如图所示，则本次小球直径的测量值为________； （4）该组同学通过改变摆线长L进行了多次测量，正确操作后，利用实验数据作出了摆球做简谐运动周期的平方与摆线长L关系的图像，如图所示。测得图像中的横截距和纵截距分别为和b，根据图像可得重力加速度________。 四、论述、计算题。 19. 一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点沿轴方向做简谐运动的表达式为。 （1）由如图确定这列波的波长与振幅。 （2）求这列波的波速。 （3）试判定这列波传播方向。 20. 如图所示，为空气与某介质的界面，直线垂直于界面。已知，该介质的折射率，光在空气中的传播速度约为。求： （1）光以入射角由空气射入该介质时的折射角； （2）光在该介质中的传播速度； （3）光由该介质射向空气，发生全反射的临界角。 21. 密闭容器中一定质量的某种理想气体的图像如图所示。图中①、②、③三个小圆圈分别代表气体的三个不同状态，从①到②经历了一个等温过程，从②到③经历了一个等容过程。 （1）定性判断。图中①、②、③三个不同状态，对应的温度分别是、、，用、、分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积上的平均次数。请判断以下物理量之间的大小关系： ______；______；______（选填“＞”“＜”或“=”） （2）定量计算。分别用、、和、、以及、、表示气体在①、②、③三个状态的状态参量。若状态①的温度是400K，结合图中信息，推导并计算状态③的温度。 （3）模型建构。从微观角度来看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度。如图所示，我们可以设计一个简易实验，用豆粒做气体分子的模型，将豆粒连续地倒在台秤的秤盘上，演示气体压强产生的微观机理。为了从宏观上模拟从状态①到状态②过程中气体压强减小，请说明实验操作的思路。 22. 光子不仅具有能量，而且具有动量。照到物体表面的光子与物体相互作用从而对物体产生一定的压强，称之为“光压”，其机理与大量分子撞击器壁所产生的压强类似。已知普朗克常量为h，单个光子的能量和动量p之间存在关系（其中c为光速）。 （1）写出光子的动量p与光的波长的关系式。 （2）为研究光压，可以建立如下模型：如图所示，在体积一定的正方体密闭容器中有大量频率均为的光子；设光子与器壁各面碰撞的机会均等，且与器壁碰撞前、后瞬间光子相对器壁的动量大小不变、方向与器壁垂直。不考虑光子间的相互作用。假定容器中光子的个数保持不变，单位体积内光子个数记为n。根据上述模型，请推导光压I的表达式（用n、h和表示）。 （3）在（2）基础上进一步研究，将容器中所有光子的能量称为光子的“内能”。上问中光压的表达式与容器的形状无关；当容器中光子的频率不同时，取平均频率，上问中光压的表达式仍然成立。如图所示，长方体密闭容器的右侧面质量为m且能够自由移动，容器中有大量光子且频率不同。初始时，容器体积为，光压为，单位体积内光子个数为，右侧面速度为0.不计容器的右侧面与器壁间摩擦。 a.求初始时光子的“内能”的表达式（用和表示）。 b.当容器右侧面速度为v时，求光子的平均频率（用、、m、v、和h表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 人大附中高二物理期末综合练习 一、单项选择题。本题共10道小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共30分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 小孔成像是光的衍射现象 B. 水中的气泡看起来特别明亮是光的偏振现象 C. 观看立体电影戴的眼镜是利用了光的全反射 D. 光学镜头上的增透膜是利用了光的干涉 【答案】D 【解析】 【详解】A．小孔成像是光的直线传播现象，故A错误； B．水中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故B错误； C．观看立体电影戴的眼镜是利用了光的偏振现象，故C错误； D．光学镜头上的增透膜是利用了光的干涉现象，故D正确。 故选D。 2. 一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 若增大入射角，光先发生全反射 B. 玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率 C. 在真空中光的传播速度大于光的传播速度 D. 如果光是绿光，那么光可能是红光 【答案】B 【解析】 【详解】B．由图象可知，a光的折射角大，根据折射定律可知，a光的折射率大，故B正确； A．全反射临界角为 可知a光的临界角小，若增大入射角，先发生全反射，故A错误； C．根据 可知在真空中光的传播速度小于光的传播速度，故C错误； D．a光的折射角大，可知a光的频率大，故如果光是绿光，那么光不可能是红光，故D错误。 故选B。 3. 关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A. 雷达可以利用反射电磁波定位，是因为其工作波段的电磁波衍射效应较为明显 B. 移动电话选择微波作为工作波段，是因为微波比其它波段的电磁波的波速更快 C. X射线衍射能探测晶体内原子的排列结构，是因为X射线的波长与原子间距相近 D. 工程上用γ射线探测金属内部缺陷，是因为γ射线具有频率高、波动性强的特点 【答案】C 【解析】 【详解】A．雷达可以利用反射电磁波定位，是因为其工作波段的电磁波衍射效应不明显，故A错误； B．微波和其它波段的电磁波的波速一样，都为光速，故B错误； C．X射线衍射能探测晶体内原子的排列结构，是因为X射线的波长与原子间距相近，故C正确； D．工程上用γ射线探测金属内部缺陷，是因为γ射线具有频率高、波动性弱的特点，故D错误。 故选C。 4. 关于热力学定律，下列说法正确的是（　　） A. 气体吸热后温度一定升高 B. 热量不可能从低温物体传到高温物体 C. 若系统A和系统B之间达到热平衡，则它们的温度一定相同 D. 电冰箱的制冷系统能够不断地把热量从冰箱内传到外界，违背了热力学第二定律 【答案】C 【解析】 【详解】A．由热力学第一定律得，如果气体吸热的同时对外做功，且做功的数值大于吸收的热量，则温度降低。故A错误； B．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但像冰箱等电器可以把热量从低温物体传到高温物体，但不是自发的。故B错误； C．若系统A和系统B之间达到热平衡，则它们的温度一定相同，故C正确； D．电冰箱的制冷系统能够不断地把热量从冰箱内传到外界，没有违背了热力学第二定律。制冷系统通过压缩机做功把把热量从冰箱内传到外界，故D错误。 故选C。 5. 如图1所示，用手握住软绳的一端拉平，手在竖直方向振动，手握住的绳子端点的振动图像如图2所示，则时，绳子上形成的波形是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图2可知，时，手握住的绳子端点在平衡位置，且向下振动 A．图中手握住的绳子端点在平衡位置，且向下振动，故A符合题意； B．图中手握住的绳子端点在平衡位置，且向上振动，故B不符合题意； C．图中手握住的绳子端点在波谷，故C不符合题意； D．图中手握住的绳子端点在波峰，故D不符合题意。 故选A。 6. 关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　） A. 天然放射现象说明原子具有核式结构 B. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小 C. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的 D. 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强 【答案】C 【解析】 【详解】A．天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故A错误； B．半衰期与外界条件无关，故B错误； C．根据β衰变的本质可知β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，故C正确； D．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故D错误； 故选C。 7. 分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（ ） A. 只有r大于时，为正 B. 只有r小于时，为正 C. 当r不等于时，为正 D. 当r不等于时，为负 【答案】C 【解析】 【详解】两个分子间距离r等于时分子势能为零，从处随着距离的增大，此时分子间作用力表现为引力，分子间作用力做负功，故分子势能增大；从处随着距离的减小，此时分子间作用力表现为斥力，分子间作用力也做负功，分子势能也增大；故可知当不等于时，为正。 故选C。 8. 一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态，状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示。、和三个状态气体的体积分别为和。下列说法正确的是（　　） A. B. 气体从状态到状态的过程中一定吸热 C. 气体从状态到状态的过程中分子的数密度增加 D. 气体在和三个状态中，状态时分子的平均动能最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据一定质量的理想气体的状态方程可知，从a→b的过程中，气体体积不变，即 从b→c的过程中，体积增大，即 故A错误； B．状态a到状态b的过程中气体的温度升高，则内能增大，体积不变，外界对气体不做功，由热力学第一定律得，气体从状态到状态的过程中一定吸热，故B正确； C．气体从状态到状态的过程中，体积增大，分子的数密度减小。故C错误； D．气体在和三个状态中，状态的温度最低，时分子的平均动能最小。故D错误。 故选B。 9. 原子核的比结合能（平均结合能）曲线如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 核的结合能约为 B. 核比的结合能更大 C. 核比核更稳定 D. 两个核结合成核时吸收能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．核的比结合能约为，核的结合能约为 故A错误； B．由图像可知，核比的比结合能略大，但与核子数之比为，核比的结合能小，故B错误； C．比结合能越大，原子核越稳定，由图像可知，核比核比结合能大，所以核比核更稳定。故C正确； D．两个比结合能小的核结合成比结合能大的核时，会释放能量，故D错误。 故选C。 10. “姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源，发出的声波在空气中向周围传播，声线示意如图（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法正确的是（　　） A. 从M点到N点声波波长变长 B. S点气温低于地面 C. 忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M点到N点声音不减弱 D. 若将同一声源移至N点，发出的声波传播到S点一定沿图中声线 【答案】D 【解析】 【详解】声音的传播类比光线传播，即类比光线的折射率；若空气中的温度均匀，从S发出的光线应该向四周沿直线传播，题目中“声线”向地面传播的过程中，越来越靠近法线，即，因此越靠近地面空气对声音的折射率越大，类比光在介质中传播的速度可知折射率越大，光速越小，因此声音越靠近地面，声速越小，温度越低。 A．从M点到N点靠近地面，声音频率不变，声速减小，根据可知波长变短，A错误； B．声源S处在地面上方，温度高于地面，B错误； C．声音在传播过程中受到介质的阻碍和向四周分散，声音强度会减弱，C错误； D．将声源移至N点，类比光路的可逆性可知发出的声波传播到S点一定沿图中声线，D正确。 故选D。 二、多项选择题。本题共4道小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的。（每小题3分，共12分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，不选或有选错的该题不得分） 11. 一列简谐横波沿轴正方向传播，波长为，周期为。时刻的波形如图1所示，、、是波上的三个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 时质点的加速度比质点的小 B. 时质点和质点的速度方向相反 C. 图2可以表示质点的振动 D. 图2可以表示质点振动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．时，质点a的位移最大，则加速度最大，质点b的位移为零，加速度为零，故A错误； B．质点b和质点c的平衡位置相差半个波长，则速度方向总是相反的，故B正确； C．因时刻质点b向上振动，结合图2可知，图2可以表示质点b的振动，故C正确； D．因时刻质点c向下振动，结合图2可知，图2不可以表示质点c的振动，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示为氢原子能级的示意图。按玻尔理论，下列说法正确的是（　　） A. 处于基态的氢原子要发生电离只能吸收的能量 B. 处于基态的氢原子可以吸收能量为的光子 C. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出2种不同频率的光 D. 氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．基态的氢原子能量为-13.6eV，则基态氢原子发生电离，吸收的能量需大于等于13.6eV，并不是只能吸收13.6eV，故A错误； B．处于基态的氢原子若吸收能量为12.09eV的光子，氢原子的能量变成 则氢原子跃迁至n=3能级，故B正确； C．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出种不同频率的光，故C错误； D．氢原子由基态跃迁到激发态后，由于轨道半径增大，所以氢原子的电势能增大，根据 可得 可知核外电子动能减小，故D正确。 故选BD。 13. 为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，图1为电路原理图。图1中，直流电源电动势为3V，内阻可不计，和其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻。光敏电阻的阻值随照度变化的规律如图2所示（照度是描述光的强弱的物理量，光越强照度越大，lx是它的单位）。控制开关两端电压高于2V时照明系统将自动开启。下列说法正确的是（　　） A. 是光敏电阻 B. 若定值电阻的阻值为20kΩ，则当照度降低到1.0lx时照明系统将开启 C. 若要使照明系统在照度降低到0.6lx时开启，则定值电阻的阻值应为15kΩ D. 定值电阻的阻值越大，开启照明系统时的光照越暗 【答案】CD 【解析】 【详解】A．当光线较暗，照度较小时，光敏电阻阻值较大，照明系统将自动开启，此时控制开关两端电压高于2V，两端的电压增大，可知是光敏电阻，故A错误； B．若定值电阻的阻值为20kΩ，根据欧姆定律 其中 可得 可知当照度降低到0.4lx时照明系统将开启，故B错误； C．照度降低到0.6lx时，光敏电阻的阻值为，根据欧姆定律 可得 故C正确； D．定值电阻的阻值越大，根据分压比可知开启照明系统时，光敏电阻的阻值越大，开启照明系统时的光照越暗，故D正确。 故选CD。 14. 如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B. P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C. 氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D. 对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据 因Q的截止电压大于R，可知Q的频率大于R的频率，Q的波长小于R的波长，则分别射入同一单缝衍射装置时，R的衍射现象比Q更明显，则Q的中央亮纹比R窄，选项A错误； B．同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P较大，根据 可知最小德布罗意波长，P大于Q，选项B正确； C．因Q对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据 可知三束光中Q对应的能级最高，选项C正确； D．对应于图2中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，选项D错误。 故选BC。 三、实验题。本题共2道小题。（共20分。15题12分，16题8分） 15. 用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径________。下图为某同学在实验中画出的油膜轮廓。在计算油膜面积时，他把凡是半格左右的油膜都算成了一格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径________（选填“偏大”或“偏小”） 【答案】 ①. ②. 偏小 【解析】 【详解】[1]已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径 [2]在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则油膜面积测量值偏大，根据可知分子直径测量值偏小。 16. 某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 （1）关于该实验的操作，下列叙述正确的是________。 A. 实验过程应该用手握注射器 B. 应该以较快的速度推拉活塞来改变气体体积 C. 实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证气体的质量一定 （2）为得出气体压强和体积的定量关系，该同学利用所采集的数据在坐标纸上描点，绘制出了如图所示的图线。从图线上看类似于双曲线，那么，空气柱的压强跟体积是否成反比呢？请写出进行判断的一种方法________。 【答案】（1）C （2）作出压强与体积的倒数图像，若图像为一条过原点的倾斜直线，则可认为压强跟体积成反比 【解析】 【小问1详解】 AB．实验过程中要保证气体温度不变，而用手握注射器或快速推拉活塞改变气体体积，均会使气体温度改变，故AB错误； C．实验过程中为保证气体的质量一定，则橡胶套要有良好的密闭性，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 一种判断方法是作出压强与体积的倒数图像，若图像的延长线过原点，且为一条倾斜直线，即，则可认为压强跟体积成反比。 17. 用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。 （1）双缝应该放置在图1中________处（填“A”或“B”）。 （2）分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为________。 【答案】（1）B （2）3.185##3.183##3.184##3.186##3.187 【解析】 【小问1详解】 由实验原理可知，双缝应该放置在图1中的B处，单缝应该放置在A处。 【小问2详解】 由如图2，读数为，由于读数误差，在范围内均正确。 18. 某实验小组同学用如图的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。 （1）本实验中，以下器材不需要的有________ A. 秒表 B. 天平 C. 刻度尺 D. 打点计时器 （2）在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下： ①测量摆线长度，作为单摆的摆长；②在偏角较小的位置将小球由静止释放； ③小球运动到最高点时开始计时；④记录小球完成n次全振动所用总时间t，得到单摆振动周期； ⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。 在前四个操作步骤中不妥当的是________。（填写操作步骤前面的序号） （3）用游标卡尺测量小球的直径，某次测量值如图所示，则本次小球直径的测量值为________； （4）该组同学通过改变摆线长L进行了多次测量，正确操作后，利用实验数据作出了摆球做简谐运动周期的平方与摆线长L关系的图像，如图所示。测得图像中的横截距和纵截距分别为和b，根据图像可得重力加速度________。 【答案】（1）BD （2）①③##③① （3）185 （4） 【解析】 【小问1详解】 实验中需要用秒表记录时间来计算摆动周期，用刻度尺来测量摆长，故不需要的是天平和打点计时器。 故选BD。 【小问2详解】 根据单摆的周期公式可知摆长应为悬点到小球圆心的距离，故测量摆线长度，作为单摆的摆长不妥；同时为了方便计时并减小周期的测量误差，不应从小球运动到最高点时开始计时，应从小球到达最低时开始计时，故①③不妥。 【小问3详解】 游标卡尺的读数为 【小问4详解】 设小球半径为，根据单摆周期公式 可得 结合图像可知 解得 四、论述、计算题。 19. 一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点沿轴方向做简谐运动的表达式为。 （1）由如图确定这列波的波长与振幅。 （2）求这列波的波速。 （3）试判定这列波的传播方向。 【答案】（1），；（2）；（3）沿轴负方向传播 【解析】 【详解】（1）由图可知，这列波的波长，振幅。 （2）由振动表达式可知振动的圆频率，依据 可得周期 波速 （3）由质点的振动方程可知，时质点的振动方向沿轴的正方向，因此可判断出这列波沿轴负方向传播。 20. 如图所示，为空气与某介质的界面，直线垂直于界面。已知，该介质的折射率，光在空气中的传播速度约为。求： （1）光以入射角由空气射入该介质时的折射角； （2）光在该介质中的传播速度； （3）光由该介质射向空气，发生全反射的临界角。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由折射定律有 解得 则折射角 （2）根据题意，由公式可得，光在该介质中的传播速度 （3）根据题意，由公式可得 解得全反射的临界角 21. 密闭容器中一定质量的某种理想气体的图像如图所示。图中①、②、③三个小圆圈分别代表气体的三个不同状态，从①到②经历了一个等温过程，从②到③经历了一个等容过程。 （1）定性判断。图中①、②、③三个不同状态，对应的温度分别是、、，用、、分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积上的平均次数。请判断以下物理量之间的大小关系： ______；______；______（选填“＞”“＜”或“=”） （2）定量计算。分别用、、和、、以及、、表示气体在①、②、③三个状态的状态参量。若状态①的温度是400K，结合图中信息，推导并计算状态③的温度。 （3）模型建构。从微观角度来看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度。如图所示，我们可以设计一个简易实验，用豆粒做气体分子的模型，将豆粒连续地倒在台秤的秤盘上，演示气体压强产生的微观机理。为了从宏观上模拟从状态①到状态②过程中气体压强减小，请说明实验操作的思路。 【答案】（1）＞，＞，＞；（2）；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）从②到③气体体积不变，压强减小，则温度降低，可知； 状态①②的温度相等，状态①压强较大，体积较小，分子数密度较大，可知可知分子在单位时间内撞击容器壁单位面积上的平均次数较大，即； ②态压强大于③态压强，两态体积相等，②态温度大于③态温度，则②态分子平均速率较大，可知分子在单位时间内撞击容器壁单位面积上的平均次数较大，即； （2）状态①→状态②为等温过程，根据玻意耳定律，有 状态②→状态③为等容过程，根据查理定律，有 由图可知 联立上述各式可得 （3）从同一高度，将大量豆粒连续释放落在台秤的秤盘上，使单位时间内倒出的豆粒数量越来越少，观察台秤的示数变化。 22. 光子不仅具有能量，而且具有动量。照到物体表面的光子与物体相互作用从而对物体产生一定的压强，称之为“光压”，其机理与大量分子撞击器壁所产生的压强类似。已知普朗克常量为h，单个光子的能量和动量p之间存在关系（其中c为光速）。 （1）写出光子的动量p与光的波长的关系式。 （2）为研究光压，可以建立如下模型：如图所示，在体积一定的正方体密闭容器中有大量频率均为的光子；设光子与器壁各面碰撞的机会均等，且与器壁碰撞前、后瞬间光子相对器壁的动量大小不变、方向与器壁垂直。不考虑光子间的相互作用。假定容器中光子的个数保持不变，单位体积内光子个数记为n。根据上述模型，请推导光压I的表达式（用n、h和表示）。 （3）在（2）基础上进一步研究，将容器中所有光子的能量称为光子的“内能”。上问中光压的表达式与容器的形状无关；当容器中光子的频率不同时，取平均频率，上问中光压的表达式仍然成立。如图所示，长方体密闭容器的右侧面质量为m且能够自由移动，容器中有大量光子且频率不同。初始时，容器体积为，光压为，单位体积内光子个数为，右侧面速度为0.不计容器的右侧面与器壁间摩擦。 a.求初始时光子的“内能”的表达式（用和表示）。 b.当容器右侧面速度为v时，求光子的平均频率（用、、m、v、和h表示）。 【答案】（1）；（2）；（3）a.；b. 【解析】 【详解】（1）根据题意光子的动量为 考虑到，又有 联立上式可得 （2）在容器壁上取面积为S的部分，则在时间内能够撞击在器壁上的光子总数为 每个光子撞击器壁一次，动量改变量为，对时间内撞击在面积为S的器壁上的光子应用动量定理得 根据牛顿第三定律，光子对面积为S的器壁的撞击力大小也为F，所以光子对器壁的压强大小为 联立以上三式得 （3）a。设容器中光子的个数为N，初始时光子的平均频率为，则光子的内能可表示为 类比上一问的结果可得 联立以上两式可得 b。根据能量守恒定律可得 容器中光子的个数 联立以上两式可得光子的平均频率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$