精品解析：山东省济南市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试卷

2025年7月济南市高二期末学习质量检测 物理试题 本试卷满分100分。考试用时90分钟。 注意事项： 1．答题前，考生将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号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；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. “羲和号”实现了国际上首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测。如图所示，按照玻尔理论，Hα光谱是氢原子由能级向能级跃迁产生的谱线，其频率为，由能级向能级跃迁产生的光的频率为，由能级向能级跃迁产生的光的频率为。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 彩虹是太阳光经过水滴两次折射和一次反射形成的光学现象，其光路如图所示，、、、是其中四条不同颜色的出射光线，下列说法正确的是（　　） A. 、、、光的颜色依次可能为红光、黄光、蓝光和紫光 B. 在水滴中光的频率小于光的频率 C. 在水滴中光的波长小于光的波长 D. 在水滴中光的速度大于光的速度 3. 用干涉法检查厚玻璃板b的上表面是否平整的装置如图所示，干涉条纹是由某两个表面反射的光叠加产生的，这两个表面是（　　） A. a的上表面、b的下表面 B. a的下表面、b的上表面 C. a的上表面、a的下表面 D. b的上表面、b的下表面 4. 2025年3月，我国首款超长寿命碳－14（）核电池“烛龙一号”研制成功，碳－14作为放射源，其安全性高，半衰期长达5730年，能提供持续稳定的能量，适用于微功耗设备长期供电。碳－14的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 碳－14的衰变为α衰变 B. X的穿透能力比γ射线的穿透能力强 C. 碳－14核电池的使用寿命最长为11460年 D. 的比结合能比的比结合能小 5. 黄斑苇鳽栖息于生有蒲苇丛的沼泽水域，如图所示为一只黄斑苇鳽双爪紧扣在倾斜的叶柄上休息，黄斑苇鳽和叶柄保持静止，下列说法正确的是（　　） A. 黄斑苇鳽对叶柄的压力是因为叶柄发生了形变 B. 黄斑苇鳽对叶柄的压力大于自身重力 C. 黄斑苇鳽有相对叶柄向上滑动的趋势 D. 黄斑苇鳽对叶柄的摩擦力小于自身重力 6. 利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为的可见光照射阴极K，电流计中有电流流过。下列说法正确的是（　　） A. 滑动变阻器的滑片P移动到A端，电流计中一定没有电流流过 B. 滑动变阻器的滑片P移动到B端，电流计中一定没有电流流过 C. 滑动变阻器的滑片P保持不动，用红外线照射K，电流计中可能有电流流过 D. 滑动变阻器的滑片P保持不动，用紫外线照射K，电流计中可能没有电流流过 7. 如图所示，物块在足够长光滑斜面上的O点（未标出）由静止释放，从经过P点开始计时，物块在连续相等时间内通过的位移分别为L、2L、3L、…、nL，则OP的距离为（　　） A. B. C. D. L 8. 一定质量理想气体按照如图所示的过程从状态a变化到状态b，其p—V图像是一条直线。已知气体在状态a时的温度为T0，则该气体在从状态a变化到状态b过程中的最高温度为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分） 9. 某同学进行折返跑训练，在起点由静止出发沿直线跑到折返点，再从折返点沿直线返回并冲刺越过起点。在此过程中，以从起点到折返点的方向为正方向，该同学相对出发点的位移为x、速度为v，下面关于位移x、速度v分别与时间t的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，轻绳两端分别固定在水平天花板上的P、Q两点，轻绳上套有一个轻质光滑小圆环O，小圆环在拉力F的作用下处于图示位置时，OP⊥PQ，∠OQP=30°。现保持拉力F的大小不变，逆时针缓慢改变拉力的方向，直到OQ⊥PQ，此过程中轻绳始终处于绷紧状态，拉力F和轻绳始终处于同一平面内。下列说法正确的是（　　） A. 当时，轻绳中拉力大小为 B. 当时，轻绳中拉力大小为 C. 从到的过程中，轻绳中拉力先变大后变小 D. 从到的过程中，轻绳中拉力先变小后变大 11. 如图所示，轴上位于-5m、5m处各有一个波源、，可分别形成沿轴方向传播的简谐横波。时刻，两波源同时开始振动，波源的振动方程为，波源的振动方程为，两列波的波速均为，点的坐标为，下列说法正确的是（　　） A. 两列波发生干涉后，原点为振动加强点 B. 内点运动的路程为 C. 、之间振动减弱点的个数为个 D. 、之间振幅为的点的坐标为，其中的取值为 12. 物体所受的合外力在满足时的运动称为简谐运动，为物体离开平衡位置的位移，为比例常数，其运动的周期为，为物体的质量。如图所示，竖直放置的劲度系数为的轻弹簧上端固定，下端连接质量为的小球。现用手托住小球，使轻弹簧处于原长状态，然后由静止释放小球，小球下落到最低点后，再上升到最高点，小球从开始释放到再次回到最高点的过程中所受的空气阻力大小恒为，方向与运动方向相反。重力加速度大小为，弹簧形变始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 下落过程中，小球速度最大时弹簧的形变量为 B. 下落过程中，弹簧具有的最大弹性势能为 C. 上升过程中，小球的运动时间为 D. 从开始释放到再次回到最高点过程中，小球与弹簧组成的系统损失的机械能为 三、非选择题（本题共6小题，共60分） 13. 某同学用双缝干涉实验装置测量某单色光的波长，装置如图甲所示。实验时测量头的分划线分别对准第1条明条纹和第6条明条纹时，测量尺上的示数分别如图乙、丙所示，测量头的读数方法同螺旋测微器。 （1）图甲中装置上的a、b、c依次为_______； A. 滤光片 单缝 双缝 B. 滤光片 双缝 单缝 C. 单缝 双缝 滤光片 （2）图丙中测量头的读数为_______mm； （3）本实验中双缝间距离为0.24mm，双缝到屏间的距离为80.0cm，则该单色光的波长为_______nm（结果保留3位有效数字）。 14. 某同学设计制作了一种测量零摄氏度及以上温度的测温装置，其结构如图所示，U形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管，U型管内有一段水银柱，使与U型管的左端相连的较大玻璃泡内部封有一定质量的理想气体，U型管右端向上开口与大气相通，整个装置导热良好。开始时，让整个装置处于冰水混合物中，稳定后调节U型管右端的高度，使左右水银液面平齐，再固定好整个装置，并标记此时右管的液面处为0刻线。多次改变装置的环境温度t，稳定后分别标记右管内水银液面的对应位置，并记录右管液面与0刻线的高度差h，利用所测的多组实验数据绘制相应的h-t图像。测量过程中忽略玻璃泡及左管内的气体体积的变化。 （1）已知温度t是以为单位进行记录的数据，下列h与t的关系图像正确的是_______； A. B. C. （2）实验中当环境温度为时，右管液面与0刻线的高度差为，环境温度为零摄氏度时，热力学温度记为，水银的密度为，重力加速度为，则大气压可以表示为________（用本题中所给的物理量字母来表示）； （3）当环境大气压比制作该温度计时的大气压高时，利用该温度计测温，所测的温度比实际温度________（选填“偏高”或“偏低”）； （4）当水银液面变化时，不能忽略左管内的气体体积的变化，该温度计所测的温度比实际温度________（选填“偏高”或“偏低”）。 15. 如图所示，实线为一列沿轴方向传播简谐波在时刻的波形图，经过后，其波形图如图中虚线所示。 （1）若平衡位置在处的质点在时刻向轴负方向运动，判断波的传播方向，并求出波速； （2）若从时刻起，平衡位置在处的质点比平衡位置在处的质点先回到平衡位置，判断波的传播方向，并求出波速。 16. 一种灯具中有一透明玻璃半球，球心为O点，半径为R，上表面水平，直线OO'与半球上表面垂直，如图所示，一束平行于OO'的单色光从P点射入玻璃半球，OP=，光在半球底面上Q点发生折射，出射光线与OO'交点G，OG=。该单色光若从M点射入玻璃半球，经过一段时间后也射出玻璃半球。已知，光在真空中传播的速度大小为c，求： （1）玻璃半球相对于该光的折射率； （2）光从M点射入到射出玻璃半球所经历的时间。 17. 如图所示，小球A、B（均可视为质点）分别位于离地面、的位置，小球B在小球A的正上方。现小球A以初速度竖直向上运动，同时由静止释放小球B，小球A落到地面后会反向弹回，弹回速度大小是落地前速度大小的，忽略小球A与地面碰撞的时间。已知小球A上升和下降过程中的加速度大小分别为，，小球B下降过程中的加速度大小。求 （1）小球A上升到最高点时，小球B的位移大小； （2）小球A第一次落地前与小球B之间的最小距离； （3）小球A、B从开始运动到第一次相遇所经历时间。 18. 如图所示，竖直放置在水平地面上的封闭容器由横截面积分别为S和2S的两个同轴圆筒形气缸连通而成，每个圆筒形气缸的高度均为2l，O点为中间连接处，容器的下底面B导热，侧面和上底面A及活塞均绝热。整个容器被通过长为2l的刚性轻质细杆连接的小活塞C和大活塞D分隔成三部分，上部分通过阀门K2抽成真空，中间部分打开阀门K1，保持与外界大气连通，下部分封闭压强为2p0的空气，使大活塞D与下底面B之间的距离为l，两活塞的厚度不计，两活塞与气缸内壁间的摩擦忽略不计。现对下部分空气缓慢加热，使大活塞D上升到两气缸的连接处O点，大活塞D与连接处O、小活塞C与上底面A恰好均无接触。已知大气压强为p0，外界温度为T0，重力加速度大小为g，所封闭空气可视为理想气体求， （1）两活塞的总质量； （2）大活塞D上升到连接处O点时，下部分空气的温度； （3）已知在大活塞D的初始位置上升到连接处O点的过程中，下部分空气吸收的热量为Q，求该过程中下部分空气增加的内能； （4）保持下部分空气加热后的温度不变，将阀门K1和K2用细管（未画出）连接，经过一段时间重新达到平衡，忽略细管内气体的体积，求此时大活塞D与气缸下底面B的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年7月济南市高二期末学习质量检测 物理试题 本试卷满分100分。考试用时90分钟。 注意事项： 1．答题前，考生将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号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；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. “羲和号”实现了国际上首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测。如图所示，按照玻尔理论，Hα光谱是氢原子由能级向能级跃迁产生的谱线，其频率为，由能级向能级跃迁产生的光的频率为，由能级向能级跃迁产生的光的频率为。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由能级向能级跃迁产生的谱线，其频率为，则有 由能级向能级跃迁产生的光的频率为，则有 由能级向能级跃迁产生光的频率为，则有 解得 故选A。 2. 彩虹是太阳光经过水滴的两次折射和一次反射形成的光学现象，其光路如图所示，、、、是其中四条不同颜色的出射光线，下列说法正确的是（　　） A. 、、、光的颜色依次可能为红光、黄光、蓝光和紫光 B. 在水滴中光的频率小于光的频率 C. 在水滴中光的波长小于光的波长 D. 在水滴中光的速度大于光的速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．可见光从红光到紫光，频率越来越大，波长越来越小。而频率越大的光，在同一介质中折射率越大，由图当太阳光经过水滴的第一次折射时，根据 可得入射角相同，折射角越小，则折射率越大。所以、、、光的颜色依次可能为紫光、蓝光、黄光和红光，故A错； B．进入不同介质，光的频率不变，所以在水滴中光的频率仍然大于光的频率，故B错； C．由， 得 则a光的频率最大，折射率最大，因而最小，故C正确； D．由 可知折射率越大，传播速度越小，在水滴中光的速度小于光的速度，故D错。 故选C。 3. 用干涉法检查厚玻璃板b的上表面是否平整的装置如图所示，干涉条纹是由某两个表面反射的光叠加产生的，这两个表面是（　　） A. a的上表面、b的下表面 B. a的下表面、b的上表面 C. a的上表面、a的下表面 D. b的上表面、b的下表面 【答案】B 【解析】 【详解】干涉法检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉原理，图中利用的是空气薄膜，可知，这两个表面是a的下表面、b的上表面。 故选B。 4. 2025年3月，我国首款超长寿命碳－14（）核电池“烛龙一号”研制成功，碳－14作为放射源，其安全性高，半衰期长达5730年，能提供持续稳定的能量，适用于微功耗设备长期供电。碳－14的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 碳－14的衰变为α衰变 B. X的穿透能力比γ射线的穿透能力强 C. 碳－14核电池的使用寿命最长为11460年 D. 的比结合能比的比结合能小 【答案】D 【解析】 【详解】A．碳－14的衰变方程为 根据质量数和电荷数守恒，X的质量数为0，电荷数为，故X为β粒子（电子），属于β衰变，而非α衰变。故A错误； B．γ射线是电磁波，穿透能力最强，β射线（电子流）次之，α射线（氦核）最弱。因此X（β射线）的穿透能力比γ射线弱。故B错误； C．半衰期是统计规律，表示半数原子核衰变所需时间。经过两个半衰期（11460年），剩余碳－14为初始量的，但核电池的“使用寿命”取决于实际供电需求，无法确定具体“最长”时间。选项C的表述不严谨，故C错误； D．衰变过程中，子核（）比母核（）更稳定，而比结合能越大，原子核越稳定。因此，的比结合能小于的比结合能。故D正确。 故选D。 5. 黄斑苇鳽栖息于生有蒲苇丛的沼泽水域，如图所示为一只黄斑苇鳽双爪紧扣在倾斜的叶柄上休息，黄斑苇鳽和叶柄保持静止，下列说法正确的是（　　） A. 黄斑苇鳽对叶柄的压力是因为叶柄发生了形变 B. 黄斑苇鳽对叶柄的压力大于自身重力 C. 黄斑苇鳽有相对叶柄向上滑动的趋势 D. 黄斑苇鳽对叶柄的摩擦力小于自身重力 【答案】D 【解析】 【详解】A．黄斑苇鳽对叶柄压力是因为黄斑苇鳽双爪发生了形变，故A错误； C．在重力的作用下，黄斑苇鳽有相对叶柄向下滑动的趋势，故C错误； BD．黄斑苇鳽双爪紧扣在倾斜的叶柄上保持静止，对黄斑苇鳽进行分析，受到沿叶柄向上的静摩擦力与垂直于叶柄向上的支持力与重力作用，令摩擦力方向与水平方向夹角为，根据平衡条件有， 可知，叶柄对黄斑苇鳽的摩擦力、支持力均小于自身重力，根据作用力与反作用力的关系，黄斑苇鳽对叶柄的摩擦力、压力均小于自身重力，故B错误，D正确。 故选D。 6. 利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为的可见光照射阴极K，电流计中有电流流过。下列说法正确的是（　　） A. 滑动变阻器的滑片P移动到A端，电流计中一定没有电流流过 B. 滑动变阻器的滑片P移动到B端，电流计中一定没有电流流过 C. 滑动变阻器的滑片P保持不动，用红外线照射K，电流计中可能有电流流过 D. 滑动变阻器的滑片P保持不动，用紫外线照射K，电流计中可能没有电流流过 【答案】C 【解析】 【详解】AB．如图加在光电管两端的电压是反向电压，滑动变阻器的滑片P移动到A端，此时反向电压为0，电流计中一定有电流流过，滑动变阻器的滑片P移动到B端，只要不超过遏止电压，电流计中也有电流流过，故AB错误； C．滑动变阻器的滑片P保持不动，用红外线照射K，如果还能发生光电效应，则电流计中仍可能有电流流过，故C正确； D．滑动变阻器的滑片P保持不动，用紫外线照射K，因为紫外线频率更高，一定发生光电效应，电流计中一定有电流流过，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，物块在足够长光滑斜面上的O点（未标出）由静止释放，从经过P点开始计时，物块在连续相等时间内通过的位移分别为L、2L、3L、…、nL，则OP的距离为（　　） A. B. C. D. L 【答案】A 【解析】 【详解】根据匀变速直线运动相邻相等时间内的位移差规律有 匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则图示第一个T的末状态的速度 根据速度与位移的关系有 解得 故选A。 8. 一定质量的理想气体按照如图所示的过程从状态a变化到状态b，其p—V图像是一条直线。已知气体在状态a时的温度为T0，则该气体在从状态a变化到状态b过程中的最高温度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】图示函数表达式 根据理想气体状态方程有 变形得 可知，当压强与体积乘积为最大值时，温度达到最大值，则有 根据二次函数规律可知，当时， 根据理想气体状态方程有 解得 故选B。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分） 9. 某同学进行折返跑训练，在起点由静止出发沿直线跑到折返点，再从折返点沿直线返回并冲刺越过起点。在此过程中，以从起点到折返点的方向为正方向，该同学相对出发点的位移为x、速度为v，下面关于位移x、速度v分别与时间t的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．图像斜率表示速度，某同学进行折返跑训练过程中，先正向加速运动后正向减速运动到0再反向加速运动，故A正确，B错误； CD．以上分析可知，某同学进行折返跑训练过程中，先正向加速运动后正向减速运动到0再反向加速运动，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，轻绳两端分别固定在水平天花板上的P、Q两点，轻绳上套有一个轻质光滑小圆环O，小圆环在拉力F的作用下处于图示位置时，OP⊥PQ，∠OQP=30°。现保持拉力F的大小不变，逆时针缓慢改变拉力的方向，直到OQ⊥PQ，此过程中轻绳始终处于绷紧状态，拉力F和轻绳始终处于同一平面内。下列说法正确的是（　　） A. 当时，轻绳中拉力大小为 B. 当时，轻绳中拉力大小为 C. 从到的过程中，轻绳中拉力先变大后变小 D. 从到的过程中，轻绳中拉力先变小后变大 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．当时，，即小圆环受到的轻绳所给的两个拉力夹角为，轻绳所给的两个拉力大小相等，小圆环受力平衡，受力图如下所示 根据共点力的平衡条件可得 解得 故A正确，B错误； CD．从到的过程中，由于拉力F大小不变，因此小圆环受到的轻绳所给的两个拉力的合力也大小不变，但轻绳所给的两个拉力夹角先变大再变小，在合力大小不变时，两个大小相等的分力夹角越大分力越大，夹角越小分力越小，故轻绳中拉力先变大后变小，故C正确，D错误。 故选AC。 11. 如图所示，轴上位于-5m、5m处各有一个波源、，可分别形成沿轴方向传播的简谐横波。时刻，两波源同时开始振动，波源的振动方程为，波源的振动方程为，两列波的波速均为，点的坐标为，下列说法正确的是（　　） A. 两列波发生干涉后，原点为振动加强点 B. 内点运动的路程为 C. 、之间振动减弱点的个数为个 D. 、之间振幅为的点的坐标为，其中的取值为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由两波源的振动方程可知两波源的起振方向相反，由，可知两列波发生干涉后，原点为振动减弱点，故A错误； B．由波源的振动方程可知波源的振动周期为 波源的振动传播到P点的时间 波源的振动传播到P点的时间 两列波发生干涉后，原点为振动减弱点，两列波的振幅相等，所以内点运动的时间为 则内点运动的路程为，故B正确； C．波长 由于两个波源的振动方向始终相反，可知波程差为偶数倍时为振动减弱点，设减弱点的坐标为，则有 当n=0时 当时 当时 当时（舍去） 则x轴上、之间振动减弱点的个数为5个，故C错误； D．两列波发生干涉后，原点为振动减弱点，、之间各点的振幅为 若，则，其中的取值为，故D正确。 故选BD。 12. 物体所受的合外力在满足时的运动称为简谐运动，为物体离开平衡位置的位移，为比例常数，其运动的周期为，为物体的质量。如图所示，竖直放置的劲度系数为的轻弹簧上端固定，下端连接质量为的小球。现用手托住小球，使轻弹簧处于原长状态，然后由静止释放小球，小球下落到最低点后，再上升到最高点，小球从开始释放到再次回到最高点的过程中所受的空气阻力大小恒为，方向与运动方向相反。重力加速度大小为，弹簧形变始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 下落过程中，小球速度最大时弹簧的形变量为 B. 下落过程中，弹簧具有的最大弹性势能为 C. 上升过程中，小球的运动时间为 D. 从开始释放到再次回到最高点的过程中，小球与弹簧组成的系统损失的机械能为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．下落过程中，小球速度最大时，加速度为0，则有 弹簧的形变量为，故A错误； B．下落过程，令相对于平衡位置的位移为x，则有 可知，下落过程，小球做简谐运动。由于小球静止释放时，轻弹簧处于原长状态，则振幅 则下落到最低点时弹簧的拉伸量为 则下落过程中，弹簧具有的最大弹性势能 解得，故B正确； C．上升过程中，小球处于平衡位置时有 弹簧的形变量为 上升过程，令相对于平衡位置的位移为x，则有 可知，上升过程，小球做简谐运动，运动周期为 则上升过程中，小球的运动时间为，故C正确； D．结合上述，小球上升过程的振幅 则从开始释放到再次回到最高点的过程中，小球与弹簧组成的系统损失的机械能 解得，故D正确。 故选BCD。 三、非选择题（本题共6小题，共60分） 13. 某同学用双缝干涉实验装置测量某单色光的波长，装置如图甲所示。实验时测量头的分划线分别对准第1条明条纹和第6条明条纹时，测量尺上的示数分别如图乙、丙所示，测量头的读数方法同螺旋测微器。 （1）图甲中装置上的a、b、c依次为_______； A. 滤光片 单缝 双缝 B. 滤光片 双缝 单缝 C. 单缝 双缝 滤光片 （2）图丙中测量头读数为_______mm； （3）本实验中双缝间距离为0.24mm，双缝到屏间的距离为80.0cm，则该单色光的波长为_______nm（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1）A （2）13.870 （3）693 【解析】 【小问1详解】 为获取两个单色线光源，三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片。故A正确，BCD错误。 故选A。 【小问2详解】 丙图中固定刻度读数为：，转动刻度读数为 故读数为 故答案为。 【小问3详解】 图乙中测量头的读数为， 根据双缝干涉条纹间距公式 解得 14. 某同学设计制作了一种测量零摄氏度及以上温度的测温装置，其结构如图所示，U形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管，U型管内有一段水银柱，使与U型管的左端相连的较大玻璃泡内部封有一定质量的理想气体，U型管右端向上开口与大气相通，整个装置导热良好。开始时，让整个装置处于冰水混合物中，稳定后调节U型管右端的高度，使左右水银液面平齐，再固定好整个装置，并标记此时右管的液面处为0刻线。多次改变装置的环境温度t，稳定后分别标记右管内水银液面的对应位置，并记录右管液面与0刻线的高度差h，利用所测的多组实验数据绘制相应的h-t图像。测量过程中忽略玻璃泡及左管内的气体体积的变化。 （1）已知温度t是以为单位进行记录的数据，下列h与t的关系图像正确的是_______； A. B. C. （2）实验中当环境温度为时，右管液面与0刻线的高度差为，环境温度为零摄氏度时，热力学温度记为，水银的密度为，重力加速度为，则大气压可以表示为________（用本题中所给的物理量字母来表示）； （3）当环境大气压比制作该温度计时的大气压高时，利用该温度计测温，所测的温度比实际温度________（选填“偏高”或“偏低”）； （4）当水银液面变化时，不能忽略左管内的气体体积的变化，该温度计所测的温度比实际温度________（选填“偏高”或“偏低”）。 【答案】（1）A （2） （3）偏低 （4）偏低 【解析】 【小问1详解】 设整个装置处于冰水混合物中时，封闭气体的压强为；环境温度t时，封闭气体压强为，水银的密度为，则 对封闭气体由查理定律得 即 解得 所以图像是一条过原点的倾斜的直线，故选A。 【小问2详解】 设大气压为，对封闭气体由查理定律可得 解得 【小问3详解】 当环境大气压比制作该温度计时的大气压高时，右管液面与0刻线的高度差h偏小，利用该温度计测温，所测的温度比实际温度偏低。 【小问4详解】 温度从升高时，封闭气体的体积变大，封闭气体的压强偏小，右管液面与0刻线的高度差h偏小，所测的温度比实际温度偏低。 15. 如图所示，实线为一列沿轴方向传播的简谐波在时刻的波形图，经过后，其波形图如图中虚线所示。 （1）若平衡位置在处的质点在时刻向轴负方向运动，判断波的传播方向，并求出波速； （2）若从时刻起，平衡位置在处的质点比平衡位置在处的质点先回到平衡位置，判断波的传播方向，并求出波速。 【答案】（1）沿x轴负方向，(m/s) （2）沿x轴正方向，(m/s) 【解析】 【小问1详解】 质点P在时刻向y轴负方向运动，根据波形平移可知，波的传播方向沿x轴负方向。 波沿x轴负方向传播距离满足 由公式波速 解得(m/s) 【小问2详解】 从时刻质点M比质点N先回到平衡位置，则质点M向y轴负方向运动，质点N向y轴正方向运动，根据“同侧法”可知，波的传播方向沿x轴正方向。 波沿x轴负方向传播的距离满足 由公式波速 解得(m/s) 16. 一种灯具中有一透明玻璃半球，球心为O点，半径为R，上表面水平，直线OO'与半球上表面垂直，如图所示，一束平行于OO'的单色光从P点射入玻璃半球，OP=，光在半球底面上Q点发生折射，出射光线与OO'交点G，OG=。该单色光若从M点射入玻璃半球，经过一段时间后也射出玻璃半球。已知，光在真空中传播的速度大小为c，求： （1）玻璃半球相对于该光的折射率； （2）光从M点射入到射出玻璃半球所经历的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由几何关系可得入射角满足 解得 作QH⊥OG，交点为H，则有 H为OG的中点，由几何关系可得折射角 根据折射定律 解得 【小问2详解】 该光发生全反射的临界角满足 光从M点入射到球面时，入射角满足 解得 则该光在球面上发生全反射，光路图如图所示 根据几何关系有 光在玻璃半球中的传播速度 则光从M点射入到射出玻璃半球所经历的时间 解得 17. 如图所示，小球A、B（均可视为质点）分别位于离地面、的位置，小球B在小球A的正上方。现小球A以初速度竖直向上运动，同时由静止释放小球B，小球A落到地面后会反向弹回，弹回速度大小是落地前速度大小的，忽略小球A与地面碰撞的时间。已知小球A上升和下降过程中的加速度大小分别为，，小球B下降过程中的加速度大小。求 （1）小球A上升到最高点时，小球B的位移大小； （2）小球A第一次落地前与小球B之间的最小距离； （3）小球A、B从开始运动到第一次相遇所经历的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 A上升到最高点时有 解得 B的位移大小为 解得 【小问2详解】 A上升到最高点时的位移为 当A的速度和B的速度相等时两者的距离最小，则有 解得 A下落的距离为 B下落的距离 此时A还未落地，AB之间最小距离为 【小问3详解】 A第一次落地，有 解得 A落地速度 A反弹后的速度大小为 A落地时B的速度 B离地面的高度 假设A、B在A上升过程中相遇，则A、B位移大小满足 代入数据解得 A反弹后上升到最高点 解得 恰好与B相遇，则小球A、B从开始运动到第一次相遇所经历的时间为 18. 如图所示，竖直放置在水平地面上的封闭容器由横截面积分别为S和2S的两个同轴圆筒形气缸连通而成，每个圆筒形气缸的高度均为2l，O点为中间连接处，容器的下底面B导热，侧面和上底面A及活塞均绝热。整个容器被通过长为2l的刚性轻质细杆连接的小活塞C和大活塞D分隔成三部分，上部分通过阀门K2抽成真空，中间部分打开阀门K1，保持与外界大气连通，下部分封闭压强为2p0的空气，使大活塞D与下底面B之间的距离为l，两活塞的厚度不计，两活塞与气缸内壁间的摩擦忽略不计。现对下部分空气缓慢加热，使大活塞D上升到两气缸的连接处O点，大活塞D与连接处O、小活塞C与上底面A恰好均无接触。已知大气压强为p0，外界温度为T0，重力加速度大小为g，所封闭空气可视为理想气体求， （1）两活塞的总质量； （2）大活塞D上升到连接处O点时，下部分空气的温度； （3）已知在大活塞D的初始位置上升到连接处O点的过程中，下部分空气吸收的热量为Q，求该过程中下部分空气增加的内能； （4）保持下部分空气加热后的温度不变，将阀门K1和K2用细管（未画出）连接，经过一段时间重新达到平衡，忽略细管内气体的体积，求此时大活塞D与气缸下底面B的距离。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 对两活塞整体受力分析可得 解得 【小问2详解】 大活塞D上升到连接处O点的过程中下部气体的压强不变，对下部气体，由盖吕萨克定律可得 解得 【小问3详解】 下部分气体对外所做的功 由热力学第一定律可得 解得 【小问4详解】 K1和K2连接平衡后，考虑细管导热，上部分和中部分气体温度保持不变，对这两部分气体，由玻意耳定律可得 对下部分气体，由玻意耳定律可得 对两活塞整体受力分析可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $