精品解析：广东省肇庆市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

肇庆市2024—2025学年第二学期高二年级期末统一考试 物理 本试题共6页，考试时间75分钟，满分100分 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的信息填写清楚、准确，将条形码准确粘贴在条形码粘贴处。 2.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 3.答题时请按要求用笔，保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不得使用涂改液、修正带、刮纸刀。考试结束后，请将本试题及答题卡一并交回。 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. 天文学家测得银河系中氦的含量约为25%。有关研究表明，恒星诞生后，其内部氢核聚变反应生成大量的氦，氢核聚变反应的方程式为。下列说法正确的是（　　） A. 氢核聚变反应没有质量亏损 B. 反应式中， C. 中有四个中子 D. 地球上的氢核聚变可以自发进行 2. 海上养殖场的浮漂在风浪的作用下上下振动（可视为简谐振动），其振动周期为，振幅为A。某时刻浮漂正好经过平衡位置向上运动。忽略水的黏滞阻力，从该时刻起，下列说法正确的是（　　） A. 经过时间，浮漂的速度达到最大 B. 经过时间，浮漂的动能为零 C. 经过时间，浮漂所受合力为零 D. 风浪突然增大，浮漂的固有振动周期变大 3. 在如图甲所示的振荡电路中，电容器极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示。下列关于该电路的说法正确的是（　　） A. 在内，电容器一直处于充电过程 B. 在内，电场能正在转化为磁场能 C. 若仅将电容器的电容调大，则电路中的振荡周期不变 D. 在内，电路中的振荡电流的方向不变 4. 渔船常利用回声探测器发射的超声波来探测远处的鱼群与障碍物的方位。已知某超声波的频率为，时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示，此时介质中质点向轴负方向运动。下列说法正确的是（　　） A. 该超声波沿轴负方向传播 B. 时质点和质点的运动方向相反 C. 该声波遇到尺寸约为1.5m的障碍物时会发生明显衍射 D. 渔船逐渐靠近鱼群时，探测器接收到的回声频率仍为 5. 在上海光电技术研究所的一次实验中，用不同频率的光照射某种金属，实验得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，其横轴截距为a，纵轴截距为−b，元电荷电量为e。关于此次实验，下列说法正确的是（　　） A. 实验中金属的逸出功为eb B. 直线的斜率表示普朗克常量h C. 实验中金属的截止频率为 D. 遏止电压与入射光的频率成正比 6. 分子固定在坐标原点O处，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间的势能与分子间距离的关系如图中曲线所示，图中r1是分子势能为0时对应的距离，r2是分子势能最小时对应的距离。现把乙分子从r3处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 乙分子到达r2的位置时，其动量达到最大 B. 乙分子从r3运动到r1的过程中，分子间始终表现为引力 C. 乙分子从r2运动到r1的过程中，分子力对乙分子做正功 D. 乙分子从r3运动到r1的过程中，动能一直增大 7. 氢原子在可见光区有四条谱线，即图甲中、、、（已知为紫光，为红光），这四条谱线的波长满足（，式中对应），为常量，图乙为氢原子的部分能级示意图。关于这四条谱线，下列说法正确的是（　　） A. 由同一介质射入空气，发生全反射的临界角最小 B. 计算谱线的波长时，应取5 C. 和的对应波长之比 D. 对应的光子能量为0.54eV 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. 在一个导热性能良好的容器中封闭有一定质量的理想气体，该气体由状态经过状态变为状态的过程中，其体积与热力学温度的关系如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 气体在状态比在状态时的压强小 B. 气体从状态到状态的过程中一定放热 C. 气体从状态到状态的过程中外界对气体做功 D. 气体从状态到状态的过程中，气体吸收的热量大于气体对外界所做的功 9. 洛埃镜实验也可以得到杨氏干涉的结果，其基本装置如图所示，为单色光源，其发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，平面镜与光屏垂直。某次实验时测得光屏上相邻两亮条纹的间距为，光源到平面镜和到光屏的垂直距离分别为和。则（　　） A. 光屏上的干涉条纹关于平面镜上下对称 B. 单色光源的波长为 C. 将平面镜水平左移一些，相邻亮条纹间距不变 D. 将平面镜竖直下移的距离，相邻亮条纹间距变为 10. 某同学自制了如图甲所示的波浪发电装置（内阻不计），浪板在波浪的作用下，带动线框以角速度匀速转动。已知线框的匝数、面积且处于磁感应强度的匀强磁场中。将该发电装置连接到图乙所示的输电电路中，输电线路的总阻值，两理想变压器、的原、副线圈的匝数比分别为，。测得电流表的读数为，电流表和电压表均为理想电表，则（　　） A. 线框中产生的电动势峰值为6V B. 电路中的交流电压表读数为12V C. 发电装置的输出功率为30W D. 电路中的电阻获得的功率为20W 三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。 11. 传统的油膜法估测油酸分子大小存在一定的局限性，尤其是测量时油膜形状的不规则性和面积测量的主观性会带来较大误差。为此，实验小组利用现代科技手段（智能手机和图像处理软件）来改进这一实验。请根据信息，回答下列问题： （1）在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这采用的研究方法是________（填正确答案标号）； A.等效替代法 B.类比法 C.理想模型法 D.控制变量法 （2）实验中为了使油酸分子在水面上形成单分子层，应该使用浓度___________（选填“较高”或“较低”）的油酸酒精溶液； （3）将体积为的纯油酸溶于酒精中，配制成体积为的油酸酒精溶液，用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入量筒中，当滴入滴时，其体积为。则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为____________（用、、、表示）； （4）向浅水盘中倒入清水，在水面上均匀地撒上一层痱子粉，将一滴配制好的油酸酒精溶液滴在浅水盘中央，待水面稳定后，使用智能手机的高分辨率摄像头垂直拍摄油膜的照片，确保照片清晰且油膜形状完整； （5）将照片导入图像处理软件中，利用软件的测量工具测得油膜的面积为，则可计算出油酸分子的直径为_________（用、、、、表示）。 12. 如图甲所示为单摆测量重力加速度的实验装置，在摆球运动的最低点两侧分别放置激光仪器和光敏电阻，它们的中心与静止的小球球心等高共线。光敏电阻、电流传感器及电源连接成一个光电计数电路。请回答下列问题： （1）用刻度尺测得摆线悬点到小球顶点的长度为100.00cm，用10分度的游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，则摆球的直径为________cm，该单摆的摆长为__________cm。 （2）启动激光仪器和光电计数电路，摆球在竖直面做简谐振动，由于摆球的遮挡，使得光敏电阻的阻值随时间做周期性变化，测得电流传感器中的电流随时间变化的图线如图丙所示，则该单摆的振动周期__________（用、表示）。 （3）改变摆长，按上述方法测量不同摆长情况下单摆的周期，得到多组数据，以为横轴，为纵轴，作出图像如图丁所示，若图线的斜率为，则重力加速度的大小_________（用题中所给字母表示）。 （4）若由于激光仪器的位置调试不精准，导致小球经过最低点时，球心位置比激光光线低一些，则测得的重力加速度值与真实值相比_________（选填“偏大”“相等”或 “偏小”）。 13. 如图所示，在面积足够大的长方体水池中注满清水，水深为，一束单色光以的入射角由空气射入清水中，已知清水的折射率，光在空气中的传播速度为。，。求： （1）光由空气射入清水时的折射角； （2）光在清水中传播的速度； （3）光从水面传播到池底的时间。 14. 如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置位于处的质点，是平衡位置位于处的质点。如图乙所示为质点的振动图像，求： （1）该列波的波速； （2）从到的过程中，质点运动的路程； （3）从时刻开始计时，写出质点的振动方程。 15. 如图所示，一深度为、横截面积为、导热性能良好的汽缸开口向上放置，其底部与一热源表面紧贴，缸口有限制活塞上升的卡槽。用厚度和质量均不计的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞上面有一个气阀，需要时可以打开气阀放气。初始时活塞距汽缸底部的距离为，缸内气体的热力学温度为，通过热源对缸内气体缓慢加热。已知外界大气压强恒为，汽缸承受缸内气体的最大气压为。不计活塞与汽缸壁间的摩擦及卡槽的厚度，汽缸密闭性能良好，重力加速度为。 （1）当活塞恰好上升到卡槽位置时，求缸内气体的温度； （2）活塞达到卡槽位置后会被卡槽锁紧，之后持续给缸内气体加热，使缸内气体压强达到汽缸所能承受的最大气压，求缸内气体的气压达到最大时的温度； （3）缸内气压达到最大后，为了保护汽缸，停止对气体加热并迅速打开气阀释放气体，直至缸内气体压强与外界大气压强相同（忽略放气过程中气体的温度变化），求释放的气体质量与缸内原有气体总质量的比值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 肇庆市2024—2025学年第二学期高二年级期末统一考试 物理 本试题共6页，考试时间75分钟，满分100分 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的信息填写清楚、准确，将条形码准确粘贴在条形码粘贴处。 2.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 3.答题时请按要求用笔，保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不得使用涂改液、修正带、刮纸刀。考试结束后，请将本试题及答题卡一并交回。 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. 天文学家测得银河系中氦的含量约为25%。有关研究表明，恒星诞生后，其内部氢核聚变反应生成大量的氦，氢核聚变反应的方程式为。下列说法正确的是（　　） A. 氢核聚变反应没有质量亏损 B. 反应式中， C. 中有四个中子 D. 地球上的氢核聚变可以自发进行 【答案】B 【解析】 【详解】A．核聚变释放能量，根据质能方程必有质量亏损，故A错误； B．根据电荷守恒4×1=2+2a 可得 a=1 质量数守恒4×1=4+2b 可得b=0 所以X为粒子（正电子），故B正确； C．含2个质子和2个中子，中子数为2，故C错误； D．氢核聚变需高温高压，地球无法自发提供，故D错误。 故选B。 2. 海上养殖场的浮漂在风浪的作用下上下振动（可视为简谐振动），其振动周期为，振幅为A。某时刻浮漂正好经过平衡位置向上运动。忽略水的黏滞阻力，从该时刻起，下列说法正确的是（　　） A. 经过时间，浮漂的速度达到最大 B. 经过时间，浮漂的动能为零 C. 经过时间，浮漂所受合力为零 D. 风浪突然增大，浮漂的固有振动周期变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．某时刻浮漂正好经过平衡位置向上运动，经过时间，浮漂处于最大位移处，此时浮漂的速度为零，故A错误； B．经过时间，浮漂处于平衡位置向下运动，此时浮漂的速度最大，动能最大，故B错误； C．经过时间，浮漂处于平衡位置向上运动，此时浮漂所受合力为零，故C正确； D．固有周期由系统自身性质决定，风浪变化不影响固有周期，故D错误。 故选C。 3. 在如图甲所示的振荡电路中，电容器极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示。下列关于该电路的说法正确的是（　　） A. 在内，电容器一直处于充电过程 B. 在内，电场能正在转化为磁场能 C. 若仅将电容器的电容调大，则电路中的振荡周期不变 D. 在内，电路中的振荡电流的方向不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知在内，电容器极板所带的电荷量先减少后增加，电容器先放电后充电，故A错误； B．在内，电容器充电，磁场能转化为电场能，故B错误； C．根据振荡周期公式 可知，若仅增大，周期增大，故C错误； D．在内，电容器极板所带的电荷量先减少后增加，电路中的振荡电流的方向不变，故D正确。 故选D。 4. 渔船常利用回声探测器发射的超声波来探测远处的鱼群与障碍物的方位。已知某超声波的频率为，时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示，此时介质中质点向轴负方向运动。下列说法正确的是（　　） A. 该超声波沿轴负方向传播 B. 时质点和质点的运动方向相反 C. 该声波遇到尺寸约为1.5m的障碍物时会发生明显衍射 D. 渔船逐渐靠近鱼群时，探测器接收到的回声频率仍为 【答案】B 【解析】 【详解】A．图示时刻质点向轴负方向运动，根据“峰前质点上振”可判断该超声波沿轴正方向传播，故A错误； B．质点和质点的平衡位置之间的距离为半个波长，则质点和质点的振动完全相反，故B正确； C．由题图可知该声波的波长为，当遇到尺寸约1.5m的障碍物时不会发生明显衍射，故C错误； D．渔船在靠近鱼群时，根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率增大，故D错误。 故选B。 5. 在上海光电技术研究所的一次实验中，用不同频率的光照射某种金属，实验得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，其横轴截距为a，纵轴截距为−b，元电荷电量为e。关于此次实验，下列说法正确的是（　　） A. 实验中金属的逸出功为eb B. 直线的斜率表示普朗克常量h C. 实验中金属的截止频率为 D. 遏止电压与入射光的频率成正比 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由 又有 联立可得 则题图的斜率为 纵截距为 所以该金属的逸出功为，故A正确，B错误； C．当Uc=0时，金属的截止频率ν=a，故C错误； D．遏止电压会随着入射光的频率的增大而增大，但不是成正比关系，故D错误。 故选A。 6. 分子固定在坐标原点O处，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间的势能与分子间距离的关系如图中曲线所示，图中r1是分子势能为0时对应的距离，r2是分子势能最小时对应的距离。现把乙分子从r3处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 乙分子到达r2的位置时，其动量达到最大 B. 乙分子从r3运动到r1的过程中，分子间始终表现为引力 C. 乙分子从r2运动到r1的过程中，分子力对乙分子做正功 D. 乙分子从r3运动到r1的过程中，动能一直增大 【答案】A 【解析】 【详解】B．当r=r2时，分子势能最小，分子力为零，当r<r2时，分子间的作用力表现为斥力，故B错误； ACD．乙分子从r3至r2的过程中，分子力表现为引力，分子力做正功，分子的势能逐渐减小，动能增大，乙分子从r2到r1的过程中，分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能逐渐增大，动能减少；乙分子到达r2位置时，速度最大，所以动量也最大，故A正确，CD错误。 故选A。 7. 氢原子在可见光区有四条谱线，即图甲中、、、（已知为紫光，为红光），这四条谱线的波长满足（，式中对应），为常量，图乙为氢原子的部分能级示意图。关于这四条谱线，下列说法正确的是（　　） A. 由同一介质射入空气，发生全反射的临界角最小 B. 计算谱线的波长时，应取5 C. 和的对应波长之比 D. 对应的光子能量为0.54eV 【答案】C 【解析】 【详解】A．谱线的最小，对应的波长最长，频率最小，在介质中的折射率最小，根据 发生全反射的临界角最大，故A错误； B．由图可知计算谱线的波长时，应取6，故B错误； C．、分别是、能级向能级跃迁产生的，根据 则有 故C正确； D．对应的光子能量为 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. 在一个导热性能良好的容器中封闭有一定质量的理想气体，该气体由状态经过状态变为状态的过程中，其体积与热力学温度的关系如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 气体在状态比在状态时的压强小 B. 气体从状态到状态的过程中一定放热 C. 气体从状态到状态的过程中外界对气体做功 D. 气体从状态到状态的过程中，气体吸收的热量大于气体对外界所做的功 【答案】AD 【解析】 【详解】A．气体从状态到状态的过程中，由于保持不变，可知气体发生等压变化； 气体从状态到状态的过程中，气体体积不变，温度升高，根据可知，气体的压强增大，则气体在状态比在状态时的压强小，故A正确； B．气体从状态到状态的过程中，气体体积不变，外界对气体不做功，温度升高，气体内能增大，由热力学第一定律，可知气体从状态到状态的过程中一定吸热，故B错误； C．气体从状态到状态的过程中，气体的体积增大，气体对外界做功，故C错误； D．气体从状态到状态的过程中，气体的体积增大，气体对外界做功，气体的温度升高，气体的内能增大，根据热力学第一定律，可知， 则，即气体吸收的热量大于气体对外界所做的功，故D正确。 故选AD。 9. 洛埃镜实验也可以得到杨氏干涉的结果，其基本装置如图所示，为单色光源，其发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，平面镜与光屏垂直。某次实验时测得光屏上相邻两亮条纹的间距为，光源到平面镜和到光屏的垂直距离分别为和。则（　　） A. 光屏上的干涉条纹关于平面镜上下对称 B. 单色光源的波长为 C. 将平面镜水平左移一些，相邻亮条纹间距不变 D. 将平面镜竖直下移的距离，相邻亮条纹间距变为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．因光线不可能到达平面镜的下方，则可知光屏上的条纹只在平面镜的水平线上方，故A错误； B．从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，如图所示 双缝之间的距离为，而光源到光屏的距离可以看作双缝到像屏的距离，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式可得 则单色光的波长，故B错误； C．若将平面镜水平左移一些，、之间的距离不变，不变，则相邻亮条纹的间距不变，故C正确； D．将平面镜竖直下移的距离，双缝之间的距离为，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式可得 则相邻亮条纹间距变为，故D正确。 故选CD。 10. 某同学自制了如图甲所示的波浪发电装置（内阻不计），浪板在波浪的作用下，带动线框以角速度匀速转动。已知线框的匝数、面积且处于磁感应强度的匀强磁场中。将该发电装置连接到图乙所示的输电电路中，输电线路的总阻值，两理想变压器、的原、副线圈的匝数比分别为，。测得电流表的读数为，电流表和电压表均为理想电表，则（　　） A. 线框中产生的电动势峰值为6V B. 电路中的交流电压表读数为12V C. 发电装置的输出功率为30W D. 电路中的电阻获得的功率为20W 【答案】BD 【解析】 【详解】A．线框产生电动势的峰值，故A错误； B．升压变压器原线圈两端电压的有效值为 升压变压器的原、副线圈的电压之比为 则电压表读数为，故B正确； CD．降压变压器的原、副线圈两端的电流之比 且 解得 则输电线路损失的电压为 降压变压器的原线圈两端的电压为 电阻获得的功率为 发电装置的输出功率为，故C错误，D正确。 故选BD。 三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。 11. 传统的油膜法估测油酸分子大小存在一定的局限性，尤其是测量时油膜形状的不规则性和面积测量的主观性会带来较大误差。为此，实验小组利用现代科技手段（智能手机和图像处理软件）来改进这一实验。请根据信息，回答下列问题： （1）在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这采用的研究方法是________（填正确答案标号）； A.等效替代法 B.类比法 C.理想模型法 D.控制变量法 （2）实验中为了使油酸分子在水面上形成单分子层，应该使用浓度___________（选填“较高”或“较低”）的油酸酒精溶液； （3）将体积为的纯油酸溶于酒精中，配制成体积为的油酸酒精溶液，用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入量筒中，当滴入滴时，其体积为。则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为____________（用、、、表示）； （4）向浅水盘中倒入清水，在水面上均匀地撒上一层痱子粉，将一滴配制好的油酸酒精溶液滴在浅水盘中央，待水面稳定后，使用智能手机的高分辨率摄像头垂直拍摄油膜的照片，确保照片清晰且油膜形状完整； （5）将照片导入图像处理软件中，利用软件的测量工具测得油膜的面积为，则可计算出油酸分子的直径为_________（用、、、、表示）。 【答案】 ①. C ②. 较低 ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]在这个实验中，将油酸分子看成球形，且认为它们紧密排布形成单分子油膜，把油酸分子简化成了一个理想的球形模型，用单分子油膜的厚度来等效油酸分子的直径，采用的就是理想模型法。 （2）[2]实验中为了使油酸分子在水面上形成单分子层，应该使用浓度较低的油酸酒精溶液。 （3）[3]一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 （5）[4] 解得油酸分子的直径为 12. 如图甲所示为单摆测量重力加速度的实验装置，在摆球运动的最低点两侧分别放置激光仪器和光敏电阻，它们的中心与静止的小球球心等高共线。光敏电阻、电流传感器及电源连接成一个光电计数电路。请回答下列问题： （1）用刻度尺测得摆线悬点到小球顶点的长度为100.00cm，用10分度的游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，则摆球的直径为________cm，该单摆的摆长为__________cm。 （2）启动激光仪器和光电计数电路，摆球在竖直面做简谐振动，由于摆球的遮挡，使得光敏电阻的阻值随时间做周期性变化，测得电流传感器中的电流随时间变化的图线如图丙所示，则该单摆的振动周期__________（用、表示）。 （3）改变摆长，按上述方法测量不同摆长情况下单摆的周期，得到多组数据，以为横轴，为纵轴，作出图像如图丁所示，若图线的斜率为，则重力加速度的大小_________（用题中所给字母表示）。 （4）若由于激光仪器的位置调试不精准，导致小球经过最低点时，球心位置比激光光线低一些，则测得的重力加速度值与真实值相比_________（选填“偏大”“相等”或 “偏小”）。 【答案】（1） ①. 1.12 ②. 100.56 （2） （3） （4）相等 【解析】 【小问1详解】 [1][2]小球的直径为 该单摆的摆长为 【小问2详解】 每个振动周期有两次挡光，则振动周期 【小问3详解】 根据周期公式 可得 则斜率 解得 【小问4详解】 因为不在同一高度会影响遮光时间，但不影响遮光周期与振动周期的测量，故重力加速度的测量值等于真实值。 13. 如图所示，在面积足够大的长方体水池中注满清水，水深为，一束单色光以的入射角由空气射入清水中，已知清水的折射率，光在空气中的传播速度为。，。求： （1）光由空气射入清水时的折射角； （2）光在清水中传播的速度； （3）光从水面传播到池底的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 如图所示 根据折射率公式可得 解得折射角 【小问2详解】 光在水中传播满足 解得 【小问3详解】 光在水中传播的距离为 光在水中传播的时间为 联立，解得 14. 如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置位于处的质点，是平衡位置位于处的质点。如图乙所示为质点的振动图像，求： （1）该列波的波速； （2）从到的过程中，质点运动的路程； （3）从时刻开始计时，写出质点的振动方程。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图甲和图乙可得，波长 周期 则波速 解得 且由同侧法可知，该列波沿轴负方向传播。 【小问2详解】 由图甲可知，振幅 从到的过程中，质点运动的时间 时质点位于平衡位置，质点在一个周期内的路程为，则质点运动的路程 【小问3详解】 设质点的振动方程为 其中，， 由初始条件，时，，速度正向最大 则振动方程为 15. 如图所示，一深度为、横截面积为、导热性能良好的汽缸开口向上放置，其底部与一热源表面紧贴，缸口有限制活塞上升的卡槽。用厚度和质量均不计的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞上面有一个气阀，需要时可以打开气阀放气。初始时活塞距汽缸底部的距离为，缸内气体的热力学温度为，通过热源对缸内气体缓慢加热。已知外界大气压强恒为，汽缸承受缸内气体的最大气压为。不计活塞与汽缸壁间的摩擦及卡槽的厚度，汽缸密闭性能良好，重力加速度为。 （1）当活塞恰好上升到卡槽位置时，求缸内气体的温度； （2）活塞达到卡槽位置后会被卡槽锁紧，之后持续给缸内气体加热，使缸内气体压强达到汽缸所能承受的最大气压，求缸内气体的气压达到最大时的温度； （3）缸内气压达到最大后，为了保护汽缸，停止对气体加热并迅速打开气阀释放气体，直至缸内气体压强与外界大气压强相同（忽略放气过程中气体的温度变化），求释放的气体质量与缸内原有气体总质量的比值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对缸内的气体分析可知，活塞恰好升高到卡槽位置的过程中，气体的压强不变，设初始体积为，升高到卡槽时的体积为，则可得 由盖-吕萨克定律，有 联立，解得 【小问2详解】 活塞被锁紧后，缸内气体体积保持不变，设气体压强达到最大气压时的温度为，则由查理定律，有 联立，解得 【小问3详解】 打开气阀放气时，气体温度的变化忽略不计，则由玻意耳定律，有 释放的气体体积为 设释放的气体质量与初始质量的比值为，则 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $