精品解析：福建省福州第一中学2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

福州一中2024—2025学年第二学期第四学段模块考试 高二物理学科选择性必修三模块试卷 （完卷75分钟 满分100分） 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题只有一项是符合题目要求的。） 1. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图1中，若原线圈两端所接电源为恒压源，则 B. 图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C. 图3中，卢瑟福根据这个实验提出了原子的枣糕模型 D. 图4中，露珠呈近似球形的主要原因是液体表面张力的作用 2. 小明的爷爷喜欢喝盖碗茶，泡茶时，他向茶杯中倒入足够多的沸水，使得盖上杯盖后茶水漫过杯盖，然后静置一段时间就可以喝了，已知盖上杯盖后，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低，则（ ） A. 泡茶时，用沸水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大 B. 水的颜色由浅变深，说明水分子在做布朗运动 C. 温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的压强变大 D. 温度降低的过程中，杯内气体向外界放热 3. 如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（　　） A. 若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大 B. 若将电源极性反接，电路中光电流增大 C. 若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流 D. 若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 4. 如图所示，一轻弹簧竖直固定在地面上，上端连接质量为的物体B，质量为的物体A从B正上方某高度处自由下落，与B发生碰撞后（不粘连）两者立刻一起以相同的速度向下运动，此后，A、B在运动过程中恰好不分离。已知弹簧的弹性势能为，其中为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，弹簧处于弹性限度内，重力加速度为，不计空气阻力。则（　　） A. A、B碰后立刻向下做减速运动 B. A、B一起运动过程中加速度的最大值为 C. A、B碰撞过程中损失的机械能为 D. A、B运动至最低点时弹簧弹力大小为 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 有关以下四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图甲中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 B. 图乙中，光屏上的中央亮斑是光照射到小圆孔后产生 C. 图丙中，照相机镜头上的增透膜，在拍摄水下的景物时可消除水面的反射光 D. 拍摄玻璃橱窗内的物体时，在镜头前加装一个偏振片可以减少镜面反射光的强度 6. 如图所示，真空中有一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率为ν的细激光束在真空中沿直线BC传播，于玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空。已知∠COD=120°，玻璃球对该激光的折射率为，c为光在真空中的传播速度，则下列说法正确的是（　　） A. 激光束在C点的入射角α=60° B. 此激光束在玻璃中从C到D传播的时间为 C. 改变入射角α的大小，激光束不可能在玻璃球表面发生全反射 D. 改变入射角α的大小，激光束可能在玻璃球表面发生全反射 7. 图甲为一列简谐横波在时的波形图，P、Q、M、N是介质中的4个质点。图乙为质点M的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 质点M的平衡位置位于处 C. 至时间内质点P的加速度变大 D. 至时间内质点P和Q通过的路程相等 8. 两端封闭、粗细均匀的玻璃管内，一段水银柱将内部的理想气体分隔成A、B两段，当玻璃管竖直静止时，A、B两段的长度相等，如图甲所示；仅将玻璃管旋转，再次平衡时，A、B两段的长度之比为，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中A、B两段气体的压强的比值为 B. 图甲中A、B两段气体的压强的比值为 C. 图乙中A、B两段气体的压强的比值为 D. 图乙中A、B两段气体的压强的比值为 三、填空题（21分） 9. 某智能洗衣机液位控制原理如图所示。洗衣缸中的水将一定质量的空气封闭在与底部相连的细管中，洗衣机通过压力传感器感知管中空气压强，从而控制水位。假设细管粗细均匀，进排水过程管中空气为理想气体，温度不变。某次排水过程中，管中封闭空气的压强为p1时，空气柱长度为；当封闭空气的压强为p2时，空气柱长度为___________ ，排水过程管中空气对外___________ 。（填“做正功”，“做负功”或“不做功”） 10. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态和。已知状态A的温度为，则气体从状态A到状态B要_____（填“放热”或“吸热”），气体从状态B到状态C对外做的功为_____，气体在状态C的温度为_____。 11. 氢原子的能级图如图所示。现有一群氢原子处在能级，向低能级跃迁的过程中最多能辐射出___________种频率的光子，其中波长最长的光子能量为___________；用能级直接跃迁到能级时辐射出的光子照射金属钾（逸出功为），发生光电效应时光电子的最大初动能为___________。 12. 在“测量玻璃的折射率”实验中： （1）在“测量玻璃的折射率”实验中，在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面且相互平行，如图1所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。下列说法正确的是__________。 A. 需挡住及、的像 B. 为减小作图误差，和的距离应适当小一些 C. 为减小实验误差，玻璃砖的宽度应适当大一些 D. 光可能在发生全发射，导致观察不到、的像 （2）在该实验中，根据界面测得的入射角和折射角的正弦值画出了图2所示图像，从图像可知该玻璃砖的折射率为__________。 （3）甲同学用学过的“插针法”测量透明半圆柱玻璃砖折射率。他每次使入射光线跟玻璃砖的直径平面垂直，O为玻璃砖截面的圆心，表示入射光线，表示经过玻璃砖后的出射光线。下列四幅图中，插针合理且能准确测出折射率的是__________。 A. B. C. D. （4）乙同学将透明半圆柱玻璃砖放在水平面上，如图3所示。用一束激光垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O，以O为转轴在水平面内缓慢转动玻璃砖，当转过角度时，在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线。则该玻璃的折射率__________。 13. 利用如图甲装置做“探究气体等温变化的规律”实验。主要实验步骤如下： ①将压力表的指针校准到0Pa； ②在柱塞上均匀涂抹润滑油，然后将柱塞移至注射器适当刻度处； ③将橡胶套套在注射器下端的开口处，它和柱塞一起把一段空气柱封闭； ④缓慢推动柱塞，记录多组注射器内气体的体积V及相应的压力表示数p。 （1）请指出以上哪些步骤中存在不妥之处：___________（填写序号）； （2）甲同学按正确步骤进行了实验，下表为记录的部分实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，错误的是___________（填对应的实验序号）； 实验序号 1 2 3 4 封闭空气柱长度L/cm 3.50 3.00 2.80 2.50 封闭空气柱压强p/（×105Pa） 1.01 1.17 1.26 1.70 （3）该同学重新按正确步骤进行实验，根据实验所采集数据绘制了图像，如图乙所示，出现这种情况的可能原因是___________（写出一种原因即可）。 四、计算题（39分） 14. 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？ 15. 如图，气缸通过滑轮与装有水的水桶悬吊在空中，气缸内通过与弹簧相连的活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时整个装置处于静止状态，弹簧处于原长状态。现通过水桶底部的遥控阀门将水缓慢放出，直至水完全放出。已知气缸质量为，活塞质量为，活塞截面积为S，弹簧劲度系数为。开始时气柱长为，水完全流出时，弹簧压缩量为，大气压强为，重力加速度为，全过程气体温度保持不变，忽略各处阻力。求： （1）开始时，气缸内气体的压强； （2）水桶内水的质量； （3）水完全漏出时，气缸下移的距离。 16. 如图所示，两足够长的光滑金属导轨水平放置，相距L=1m，一阻值为的电阻通过导线与两导轨相连，导轨之间存在着方向相反的有界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，方向均与导轨平面垂直，磁场宽度均为d=5m。区域Ⅰ中的磁场是磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外且磁场边界满足的有界磁场。在5m<x<10m的区域Ⅱ内存在磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里且充满导轨间的矩形磁场。一根略长于导轨宽度的导体棒在外力F的作用下，从的位置开始向右匀速经过磁场，速度为2m/s。已知，导体棒的有效电阻导体棒在经过区域Ⅰ时的最大感应电动势的值为10V。导线及导轨上的电阻忽略不计，求： （1）磁感应强度的大小； （2）导体棒在经过整个磁场区域的运动过程中，电路中产生电流的有效值； （3）导体棒在通过磁场时，外力的平均功率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福州一中2024—2025学年第二学期第四学段模块考试 高二物理学科选择性必修三模块试卷 （完卷75分钟 满分100分） 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题只有一项是符合题目要求的。） 1. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图1中，若原线圈两端所接电源为恒压源，则 B. 图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C. 图3中，卢瑟福根据这个实验提出了原子的枣糕模型 D. 图4中，露珠呈近似球形的主要原因是液体表面张力的作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．图1中，若原线圈两端所接电源为恒压源，则副线圈两端电压为0，故A错误； B．图2中，匀速转动的线圈正向中性面转动，则电动势正在减小，故B错误； C．图3中，卢瑟福根据这个实验提出了原子的核式结构模型，故C错误； D．图4中，露珠呈近似球形的主要原因是液体表面张力的作用，故D正确。 故选D。 2. 小明的爷爷喜欢喝盖碗茶，泡茶时，他向茶杯中倒入足够多的沸水，使得盖上杯盖后茶水漫过杯盖，然后静置一段时间就可以喝了，已知盖上杯盖后，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低，则（ ） A. 泡茶时，用沸水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大 B. 水的颜色由浅变深，说明水分子在做布朗运动 C. 温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的压强变大 D. 温度降低的过程中，杯内气体向外界放热 【答案】D 【解析】 【详解】A．温度升高时，气体分子的平均动能变大，并不是每个分子动能都越大，选项A错误； B．水的颜色由浅变深，说明固体茶颗粒在做布朗运动，选项B错误； C．杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的温度降低，体积不变，则压强变小，选项C错误； D．温度降低的过程中，杯内气体体积不变，不对外做功，内能减小，则气体向外界放热，选项D正确。 故选D。 3. 如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（　　） A. 若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大 B. 若将电源极性反接，电路中光电流增大 C. 若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流 D. 若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 【答案】D 【解析】 【详解】A．光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，初始时电压增加光电流可能会增加，当达到饱和光电流后，再增大电压，光电流不会增大，故A错误； B．将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减小，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误； C．波长为的光的频率有可能大于截止频率，电路中可能有光电流，故C错误；  D．波长为的光的频率一定大于截止频率，电路中一定有光电流，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，一轻弹簧竖直固定在地面上，上端连接质量为的物体B，质量为的物体A从B正上方某高度处自由下落，与B发生碰撞后（不粘连）两者立刻一起以相同的速度向下运动，此后，A、B在运动过程中恰好不分离。已知弹簧的弹性势能为，其中为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，弹簧处于弹性限度内，重力加速度为，不计空气阻力。则（　　） A. A、B碰后立刻向下做减速运动 B. A、B一起运动过程中加速度的最大值为 C. A、B碰撞过程中损失的机械能为 D. A、B运动至最低点时弹簧弹力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．碰前A自由下落，根据动能定理有 解得 A、B碰后立刻一起以相同的速度向下运动，系统所受合力向下，根据 由于弹簧弹力变大，可知，碰后A、B一起先向下做加速度减小的加速运动，故A错误； B．结合上述，当加速度减为零时，速度达到最大，此时的位置为简谐运动的平衡位置，当A和B恰好不分离时，A、B之间弹力为0，A的加速度为重力加速度，则B的加速度也为重力加速度，可知，在最高点时弹簧刚好达到原长，加速度为，根据简谐运动的对称性可知，A、B一起运动过程中加速度的最大值为g，故B错误； D．结合上述，根据简谐运动的对称性可知，A、B运动到最低点时的加速度也为，此时根据牛顿第二定律有 可知，A、B运动至最低点时弹簧弹力大小为 故D错误； C．A、B碰撞过程，根据动量守恒定律有 碰撞过程中损失的机械能为 B开始处于静止时，根据平衡条件有 结合上述，A、B碰撞后至运动到最高点时弹簧恰好处于原长，该过程有 解得 故C正确。 故选C。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 有关以下四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图甲中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 B. 图乙中，光屏上的中央亮斑是光照射到小圆孔后产生 C. 图丙中，照相机镜头上的增透膜，在拍摄水下的景物时可消除水面的反射光 D. 拍摄玻璃橱窗内的物体时，在镜头前加装一个偏振片可以减少镜面反射光的强度 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设两板间的倾角为，则有 可得 两板间的薄片越薄，越小，则干涉条纹间距越大，故A正确； B．图乙中，光屏上的中央亮斑是泊松亮斑，是光照射到不透明小圆板后产生的，故B错误； C．为使拍摄的水面下景物更清晰，可利用偏振现象，在照相机镜头前加一偏振片，减少水面反射光的影响，故C错误； D．拍摄玻璃橱窗内的物体时，在镜头前加装一个偏振片可以减少镜面反射光的强度，故D正确。 故选AD。 6. 如图所示，真空中有一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率为ν的细激光束在真空中沿直线BC传播，于玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空。已知∠COD=120°，玻璃球对该激光的折射率为，c为光在真空中的传播速度，则下列说法正确的是（　　） A. 激光束在C点的入射角α=60° B. 此激光束在玻璃中从C到D传播的时间为 C. 改变入射角α的大小，激光束不可能在玻璃球表面发生全反射 D. 改变入射角α的大小，激光束可能在玻璃球表面发生全反射 【答案】AC 【解析】 【详解】A．激光束在C点的折射角为 激光束在C点的入射角为 解得α=60°，A正确； B．此激光束在玻璃中的速度为 从C到D传播的时间为 解得，B错误； CD．发生全反射的条件之一是光从光密介质射向光疏介质。 激光束从真空射向玻璃球，是从光疏介质射向光密介质，不符合全反射条件，所以激光束射向玻璃球表面时，不可能在玻璃球表面发生全反射，C正确，D错误。 故选AC。 7. 图甲为一列简谐横波在时的波形图，P、Q、M、N是介质中的4个质点。图乙为质点M的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 质点M的平衡位置位于处 C. 至时间内质点P的加速度变大 D. 至时间内质点P和Q通过的路程相等 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图乙质点的振动图像可知，时点向上振动，根据“上坡下，下坡上”判断波的传播方向方法，结合图甲波形图，可知该波沿轴负方向传播，A正确。 B．从图乙振动图像中可看出点在时处于平衡位置上方 再结合图甲波形图， 解得 可知质点的平衡位置位于处，B错误。 C．至时间内，即从时刻再经过2s到3s时间内，质点从平衡位置向下向远离平衡位置方向运动，根据简谐运动加速度为回复力系数，为偏离平衡位置的位移，为质点质量），可知质点的加速度变大，C正确。 D．至时间内，即经过，时刻因质点不在平衡位置，则路程并不等于振幅A，而质点P从平衡位置开始振动，路程为A，则D错误。 故选AC。 8. 两端封闭、粗细均匀的玻璃管内，一段水银柱将内部的理想气体分隔成A、B两段，当玻璃管竖直静止时，A、B两段的长度相等，如图甲所示；仅将玻璃管旋转，再次平衡时，A、B两段的长度之比为，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中A、B两段气体的压强的比值为 B. 图甲中A、B两段气体的压强的比值为 C. 图乙中A、B两段气体的压强的比值为 D. 图乙中A、B两段气体的压强的比值为 【答案】BD 【解析】 【详解】设题图甲中A、B两段气体的压强分别为、，题图乙中A、B两段气体的压强分别为、，设水银的密度为，水银柱的高度为h，若题图甲中A、B两段气体的长度均为3L，则题图乙中A、B两段气体的长度分别为2L、4L：则有 ， 根据玻意耳定律可得 ，， ， 联立解得 ， 故选BD。 三、填空题（21分） 9. 某智能洗衣机液位控制原理如图所示。洗衣缸中的水将一定质量的空气封闭在与底部相连的细管中，洗衣机通过压力传感器感知管中空气压强，从而控制水位。假设细管粗细均匀，进排水过程管中空气为理想气体，温度不变。某次排水过程中，管中封闭空气的压强为p1时，空气柱长度为；当封闭空气的压强为p2时，空气柱长度为___________ ，排水过程管中空气对外___________ 。（填“做正功”，“做负功”或“不做功”） 【答案】 ①. ②. 做正功 【解析】 【详解】[1]设细管的截面积为S，根据玻意耳定律有 可得 [2]根据题意当洗衣机内的水位下降时，空气柱长度变长，故内部气体对外界做正功。 10. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态和。已知状态A的温度为，则气体从状态A到状态B要_____（填“放热”或“吸热”），气体从状态B到状态C对外做的功为_____，气体在状态C的温度为_____。 【答案】 ①. 放热 ②. ③. 400 【解析】 【详解】[1]气体从状态A到状态B的过程是等容降压变化，温度降低，内能减少，外界对气体不做功，根据热力学第一定律 可知气体从状态A到状态B要放热； [2]气体从状态到状态对外做的功为 [3]气体从状态到状态，根据气体的状态方程有 代入数据解得 11. 氢原子的能级图如图所示。现有一群氢原子处在能级，向低能级跃迁的过程中最多能辐射出___________种频率的光子，其中波长最长的光子能量为___________；用能级直接跃迁到能级时辐射出的光子照射金属钾（逸出功为），发生光电效应时光电子的最大初动能为___________。 【答案】 ①. 10 ②. 0.31 ③. 0.61 【解析】 【详解】[1]根据 可得处在能级的氢原子向低能级跃迁最多能放出10种不同频率的光子，故填10； [2]氢原子处于能级向低能级跃迁的过程中，当由能级跃迁至能级时，放出光子能量最小，波长最长，对应的光子能量为 故填； [3]氢原子由能级跃迁到能级时，辐射的光子能量为 由 解得光电子的最大初动能为 故填。 12. 在“测量玻璃的折射率”实验中： （1）在“测量玻璃的折射率”实验中，在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面且相互平行，如图1所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。下列说法正确的是__________。 A. 需挡住及、的像 B. 为减小作图误差，和的距离应适当小一些 C. 为减小实验误差，玻璃砖的宽度应适当大一些 D. 光可能在发生全发射，导致观察不到、的像 （2）在该实验中，根据界面测得的入射角和折射角的正弦值画出了图2所示图像，从图像可知该玻璃砖的折射率为__________。 （3）甲同学用学过的“插针法”测量透明半圆柱玻璃砖折射率。他每次使入射光线跟玻璃砖的直径平面垂直，O为玻璃砖截面的圆心，表示入射光线，表示经过玻璃砖后的出射光线。下列四幅图中，插针合理且能准确测出折射率的是__________。 A. B. C. D. （4）乙同学将透明半圆柱玻璃砖放在水平面上，如图3所示。用一束激光垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O，以O为转轴在水平面内缓慢转动玻璃砖，当转过角度时，在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线。则该玻璃的折射率__________。 【答案】（1）AC （2）1.5 （3）C （4） 【解析】 【小问1详解】 A．需挡住及、的像，故A正确； B．为减小作图误差，和的距离应适当大一些，故B错误； C．为减小实验误差，玻璃砖的宽度应适当大一些，故C正确； D．光在面的折射角等与光在面上入射角，故不会发生全发射，不会导致观察不到、的像，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 图像可知该玻璃砖的折射率为 【小问3详解】 A．A图，将入射光线和折射光线补充完整如图所示 光路图中从玻璃砖出射时，不满足实际在空气中的折射角大于玻璃砖中的入射角，故A错误； B．B图，将入射光线和折射光线补充完整如图所示 光路图虽然正确，但入射角和折射角均为零度，测不出折射率，故B错误； C．C图，将入射光线和折射光线补充完整如图所示 光路图中，光线可以满足从玻璃砖出射时，在空气中的折射角大于玻璃砖中的入射角，可以比较准确地测定折射率，故C正确； D．D图，将入射光线和折射光线补充完整如图所示 光路图中，光线不满足从玻璃砖出射时，在空气中的折射角大于玻璃砖中的入射角，故D错误。 故选C。 【小问4详解】 据题意，将玻璃砖缓慢转过θ角时，观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线，说明光线玻璃砖平面发生了全反射，此时的入射角恰好等于临界角，即有 根据临界角公式 则得 13. 利用如图甲装置做“探究气体等温变化的规律”实验。主要实验步骤如下： ①将压力表的指针校准到0Pa； ②在柱塞上均匀涂抹润滑油，然后将柱塞移至注射器适当刻度处； ③将橡胶套套在注射器下端的开口处，它和柱塞一起把一段空气柱封闭； ④缓慢推动柱塞，记录多组注射器内气体的体积V及相应的压力表示数p。 （1）请指出以上哪些步骤中存在不妥之处：___________（填写序号）； （2）甲同学按正确步骤进行了实验，下表为记录的部分实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，错误的是___________（填对应的实验序号）； 实验序号 1 2 3 4 封闭空气柱长度L/cm 3.50 3.00 2.80 2.50 封闭空气柱压强p/（×105Pa） 1.01 1.17 1.26 1.70 （3）该同学重新按正确步骤进行实验，根据实验所采集数据绘制了图像，如图乙所示，出现这种情况的可能原因是___________（写出一种原因即可）。 【答案】（1）① （2）4 （3）实验过程中有漏气现象或者环境温度降低 【解析】 【小问1详解】 第①步应将压力表的指针校准到1.0×105Pa； 【小问2详解】 若实验数据无误，则每组数据的pL乘积应该近似相等，由表中数据可知，前3组数据pL乘积约为3.5×105 cm Pa，但第4组数据4.3×105 cm Pa，可知第4组数据有误； 【小问3详解】 根据（C与气体的质量有关） 可知因图像末端斜率减小，可知其原因可能是气体质量减小，由漏气现象，或者环境温度降低。 四、计算题（39分） 14. 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？ 【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。 15. 如图，气缸通过滑轮与装有水的水桶悬吊在空中，气缸内通过与弹簧相连的活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时整个装置处于静止状态，弹簧处于原长状态。现通过水桶底部的遥控阀门将水缓慢放出，直至水完全放出。已知气缸质量为，活塞质量为，活塞截面积为S，弹簧劲度系数为。开始时气柱长为，水完全流出时，弹簧压缩量为，大气压强为，重力加速度为，全过程气体温度保持不变，忽略各处阻力。求： （1）开始时，气缸内气体的压强； （2）水桶内水的质量； （3）水完全漏出时，气缸下移的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 开始时，对活塞有 解得 【小问2详解】 开始时，由整体受力平衡得 水完全漏出后，由整体受力平衡得 解得 【小问3详解】 水完全漏出后，对活塞有 对气体有 由几何关系得 解得 16. 如图所示，两足够长的光滑金属导轨水平放置，相距L=1m，一阻值为的电阻通过导线与两导轨相连，导轨之间存在着方向相反的有界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，方向均与导轨平面垂直，磁场宽度均为d=5m。区域Ⅰ中的磁场是磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外且磁场边界满足的有界磁场。在5m<x<10m的区域Ⅱ内存在磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里且充满导轨间的矩形磁场。一根略长于导轨宽度的导体棒在外力F的作用下，从的位置开始向右匀速经过磁场，速度为2m/s。已知，导体棒的有效电阻导体棒在经过区域Ⅰ时的最大感应电动势的值为10V。导线及导轨上的电阻忽略不计，求： （1）磁感应强度的大小； （2）导体棒在经过整个磁场区域的运动过程中，电路中产生电流的有效值； （3）导体棒在通过磁场时，外力的平均功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 感应电动势最大时有 可知 由于，所以 【小问2详解】 从进入磁场边界开始计时为t，在区域I中， 在区域II中， 等效电动势为 解得 所以 【小问3详解】 外力的平均功率与电路产生的电功率相同，即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $