精品解析：广东省深圳市福田区红岭中学2024-2025学年高二下学期第二学段考试物理试题

深圳市福田区红岭中学2024－2025学年度第二学期第二学段考试 高二物理试卷 （说明:本试卷考试时间为75分钟，满分为100分） 一、单项选择题（本大题共7小题，每题4分，共28分，每小题的4个选项中仅有一个选项是正确的，请将你认为正确的答案的代号涂在答题卡上） 1. 关于卢瑟福α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A. 绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，“枣糕模型”得到证实 B. 绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，是因为α粒子质量太大 C. 大角度偏转的α粒子，不可能是与电子发生碰撞导致的 D. 原子的质量全部集中在原子核内 【答案】C 【解析】 【详解】A．绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，实验结果推翻“枣糕模型”，支持核式结构，故A错误； B．不偏转是因为原子内部绝大部分是空的，α粒子穿过时未靠近原子核，所受库仑斥力极小，故B错误； C．电子质量极小，无法使α粒子大角度偏转，故C正确； D．原子核集中绝大部分质量，但电子仍有极小质量，故D错误。 故选C。 2. 如图所示是研究光电效应的实验装置。用光子能量为12.09eV的光束照射到光电管电极K上。移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置，则（　　） A. 要使微安表的示数恰好为零，滑片P应由图示位置向b端移动 B. 滑片P应由图示位置向b端移动过程中，光电流不断增大 C. 电极K处金属的逸出功是7eV D. 不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，逸出功是相同的 【答案】D 【解析】 【详解】A．要使微安表的示数恰好为零，光电管应接入反向电压，即K板电势高于A板电势，则滑片P应由图示位置向a端移动，故A错误； B．图示电压趋近于零，未能达到饱和电流，滑片P应由图示位置向b端移动过程中，所加正向电压逐渐增大，则光电流先增大，如果光电流达到饱和值，则之后光电流保持不变，故B错误； C．用光子能量为12.09eV照射到光电管电极K上，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零，可知遏止电压为7V，根据 可得逸出功为 故C错误； D．由于逸出功只由电极K决定，所以不同频率的光子照射电极K，逸出功是相同的，故D正确。 故选D。 3. 声控万花筒的一个组件的剖面如图所示，滑块右侧的反光圆锥面顶角很大，圆锥面与右侧玻璃片之间有间隙，人在一旁大声喊叫时，滑块会小范围左右振动，在玻璃片上会看到变化着的环形彩色条纹。下列说法正确的是（　　） A. 滑块向左滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会变稀疏 B. 滑块向左滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会变密集 C. 滑块向右滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会向内“收缩” D. 滑块向右滑动时，玻璃片上所有环形条纹会向外“扩张” 【答案】D 【解析】 【详解】AB．无论滑块在哪个位置，沿着半径自内向外每相同距离空气间隙厚度的变化都相同，两列反射光路程差相同，因此相邻两条纹间的距离相同，条纹的密集程度都不会改变，故AB错误； CD．同一条纹所对应的间隙厚度相同，滑块向右滑动时，沿着半径间隙厚度为某确定值的地方都向外侧移动，两列反射光的路程差为某确定值的地方都向外侧移动，因此所有环形条纹的半径都会增大，故D正确，C错误。 故选D。 4. 能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法，正确的是（　　） A. 是α衰变 B. 是核聚变，的比结合能比大 C. 中的X是质子 D. 质量数守恒，所以静止质量也守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．该反应是轻核聚变而非α衰变（α衰变是重核自发释放氦核），故A错误； B．两个氘核聚变生成氦3和中子，属于核聚变；聚变释放能量，产物的比结合能更大，故B正确； C．钍234衰变为镤234时，原子序数增加1，质量数不变，说明发生β衰变（释放电子），X是电子而非质子，故C错误； D．核反应中质量数守恒，但因质量亏损，静止质量不守恒，故D错误。 故选B。 5. 如图甲所示，弹簧振子在光滑水平地面上M、N两点之间做简谐运动，规定O点为平衡位置，以向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 0.4s~0.8s内，振子向正方向运动 B. 时和时振子的速度相同 C. 时和时振子的势能不同 D. 时振子的动能大于时的动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像的斜率代表速度，0.4s~0.8s内，振子向负方向运动，故A错误； B．时和时振子的速度大小相等但方向相反，速度不同，故B错误； C．时和时振子的位移大小相等，根据对称性可知，势能相同，故C错误； D．振子在时比时更靠近平衡位置，速度更大，所以时振子的动能大于时振子的动能，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，一束由两种单色光组成的复色光，以的入射角沿AO方向从真空射入两面平行的玻璃砖，在玻璃砖中分散成OB、OC两束，设光束OB、OC的波长分别为、，频率分别为、，在玻璃砖中传播速率分别为、，传播时间分别为、。则（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB.由图知，折射角 由 知折射率 故波长 且 故AB错； C.由 得 故C错误； D.设玻璃砖宽度为d，光在玻璃中传播的路程为l，由 由 则 解得 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为L，导轨电阻均可忽略不计．在M和P之间接有一阻值为R的定值电阻，导体杆ab质量为m、电阻也为R，并与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0，使杆向右运动，最终ab杆停在导轨上。下列说法正确的是( ) A. ab杆将做匀减速运动直到静止 B. ab杆速度减为时，ab杆加速度大小 C. ab杆速度减为时，通过电阻的电量 D. ab杆速度减为时，ab杆走过的位移 【答案】BD 【解析】 分析】 【详解】A．ab棒水平方向上受与运动方向相反的安培力，安培力大小 加速度大小 由于速度减小，所以ab棒做加速度减小的变减速运动直到静止。故A项错误． B．ab杆速度减为时，安培力 加速度大小 故B项正确； C．对ab棒由动量定理得 即 解得 电阻与ab棒中电流时刻相同，所以通过电阻的电量为。 故C项错误； D．感应电量 解得 故D项正确。 故选BD。 二、多项选择题（本大题共3小题，每题6分，共18分，每小题的4个选项中有多个选项是正确的，请将你认为正确的答案的代号涂在答题卡上） 8. 玻尔氢原子能级图如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 此模型继承了卢瑟福的核式结构模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设 B. 处于基态的氢原子，可能吸收14eV的光子 C. 从能级辐射出的光子中，从能级跃迁到能级对应的波长最短 D. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生10种不同频率的光 【答案】AB 【解析】 【详解】A．玻尔原子的模型继承了卢瑟福的核式结构模型，如电子绕原子核转的轨道核能量等，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设，故A正确； B．处于基态的氢原子，可能吸收14eV的光子，发生电离，故B正确； C．从能级辐射出的光子中，从能级跃迁到能级对应的光子能量最小，频率最小，波长最长，故C错误； D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，根据 可知能产生6种不同频率的光，故D错误。 故选AB。 9. 下图表示了科学家对原子认识的演变史，下列说法正确的是（　　） A. 汤姆孙通过研究阴极射线，建构了原子的枣糕模型 B. 卢瑟福不仅通过α粒子散射实验建构了行星模型（核式结构模型），而且还通过α粒子轰击氮核，发现了质子 C. 玻尔基于行星模型（核式结构模型）和氢原子光谱的实验规律建构了氢原子模型 D. 基于量子理论建构的电子云模型完全否定了玻尔模型的正确性及其科学研究价值 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．汤姆孙通过研究阴极射线，建构了原子的枣糕模型，A正确； B．卢瑟福不仅通过α粒子散射实验建构了行星模型（核式结构模型），而且还通过α粒子轰击氮核，发现了质子，B正确； C．玻尔基于行星模型（核式结构模型）和氢原子光谱实验规律建构了氢原子模型，C正确； D．基于量子理论建构的电子云模型没有完全否定玻尔模型的正确性及其科学研究价值，D错误。 故选ABC。 10. 如图甲所示，两端封闭、粗细均匀、导热性能良好的 U形细玻璃管竖直放在水平桌面上两侧管臂竖直，管中有一段水银隔开了两部分理想气体A、B，稳定后左臂水银面比右臂低，两部分气体体积，下列哪些操作一定能使水银向B端移动（　　） A. 仅缓慢升高环境温度; B. 仅缓慢降低环境温度; C. 环境温度不变，以管底边 CD为转轴，把U形管向里缓慢旋转见图乙 D. 环境温度不变，以 C点过垂直纸面内轴线为轴，把 U形管在竖直面内逆时针缓慢旋转见图丙 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．假设水银不动，由查理定律得 升高环境温度，那么气体A的压强变化比较大，水银将向B端移动，故A正确，B错误 C．竖放时 平放后 所以气体A的压强减小，气体B的压强变大，水银向B端移动，故C正确； D．逆时针旋转后 可知气体A的压强可能变大、也可能变小或者不变，那么水银可能向B端移动，但不是一定，故D错误。 故选AC。 三、实验题（本大题共2小题，共16分） 11. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）用10分度的游标卡尺测单摆的摆球直径，示数如图1所示。摆球直径d=___________。 （2）下列实验中，在测量某一物理量时为减小误差，利用了累积放大思想的是__________。 A.用单摆测量重力加速度 B.用双缝干涉测量光的波长 C.验证动量守恒定律 D.探究变压器原副线圈电压与匝数的关系 （3）某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 ①如图所示，A、B、C、D表示大头针，下列说法正确的是________。 A.为减小实验误差，大头针A、B及C、D之间的距离应适当大些 B.若A、B连线与法线间夹角较大时，则可能在一侧发生全反射 C.可用玻璃砖代替尺子画出边界 ②如图所示，该小组确定了界面以及四枚大头针的位置，并画出了光路图。并以O点为圆心，以10cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段的延长线于C点，过O点作法线的垂线AB交于B点，过C点作法线的垂线CD交于D点，如图所示用刻度尺量得，，由此可得出玻璃的折射率____。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）17.6 （2）AB （3） ①. A ②. 1.5 【解析】 【小问1详解】 摆球直径d=17mm+0.1mm×6=17.6mm 【小问2详解】 用单摆测量重力加速度时，测量单摆的振动周期时用累积法；用双缝干涉测量光的波长时，测量条纹间距时用累积法；故选AB。 【小问3详解】 ①[1]A．为减小实验误差，大头针A、B及C、D之间的距离应适当大些，A正确； B．因光线在a面折射角等于在a＇面时的入射角，则即使A、B连线与法线间夹角较大时，也不可能在一侧发生全反射，B错误； C．不可用玻璃砖代替尺子画出边界，以免损坏反光面，C错误。 故选A。 ②[2]玻璃的折射率 12. （1）某小组利用如图所示装置验证动量守恒定律。光电门1、2分别与数字计时器相连，两滑块A、B上挡光条的宽度相同，已测得两滑块A、B（包含挡光条）质量分别为m1、m2。 ①接通气源后，轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节旋钮Q使轨道右端_____________（选填“升高”或“降低”）一些。 ②实验前，滑块A、B静置于图中所示位置。用手向左轻推一下A，使其经过光电门1后与B发生碰撞，碰后两滑块先后通过光电门2。光电门1记录的挡光时间为t1，光电门2记录的挡光时间依次为t2、t3。若已知挡光条的宽度为d，则滑块A通过光电门1时的速度大小为v1=__________。为减小实验误差，应选择宽度________（选填“窄”或者“宽”）的挡光条。若m1、m2、t1、t2、t3满足关系式______________________________，则可验证动量守恒定律。 （2）某同学想用如图所示的装置验证碰撞过程动量守恒：用轻绳将两个小球（小球半径与绳长相比可忽略不计）悬挂起来，将一个小球从某一高度由静止释放，小球摆到最低点后将与另一小球发生碰撞。实验中仅有天平和刻度尺两种测量工具，请说明要测量的物理量，以及利用测量量验证动量守恒定律的表达式________。 【答案】 ①. 升高 ②. ③. 窄 ④. ⑤. 见详解 【解析】 【详解】（1）①[1]轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间说明滑块运动速度减小，说明导轨右边低，为使导轨水平，可调节旋钮Q使轨道右端升高一些。 ②[2]滑块经过光电门的瞬时速度近似等于平均速度，滑块A通过光电门1时的速度大小为 [3]由于将经过光电门的瞬时速度近似等于平均速度，为减小实验误差，应选择宽度适当窄一点的挡光条。 [4]同理可得碰撞后滑块B通过光电门2时的速度大小为 滑块A通过光电门2时的速度大小为 取向左为正方向，若要验证动量守恒定律，需满足 代入得 （2）[5]用天平测量小球A、B的质量、，小球A释放时到最低点的高度，B与A碰撞后分别上升的高度、。小球A从释放时到最低点由动能定理有 得 同理可得碰撞后小球B和小球A的速度为 若要验证动量守恒定律，需验证的表达式为 代入速度得 四、计算题（本大题共3小题，共38分） 13. 如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量、横截面积，原来活塞处于A位置。现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的图像如图乙所示，已知大气压强，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g取。 （1）求缸内气体的压强； （2）若缸内气体原来的内能，且气体内能与热力学温度成正比，求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量。 【答案】（1）；（2）58J 【解析】 【详解】（1）缸内气体的压强 （2）由于气体内能与热力学温度成正比，则 解得 内能变化量 气体从位置A膨胀到位置B，外界对气体做负功 由热力学第一定律，解得缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量 14. 如图所示，ABC是均匀介质中水平面上的直角三角形，θ=37°，AB=9m。位于A点的点波源上下振动，振幅为8cm，产生的波在平面上传播；在t0=0时刻B处质点正处在波峰，C处质点位移为+4cm且向下振动；经t=0.01s，B处质点位移第一次到达+4cm。cos37°=0.8，sin37°=0.6。回答下面问题： （1）写出质点B的振动方程； （2）求该机械波在介质中的波速。 【答案】（1）；（2）[或] 【解析】 【详解】（1）设质点B振动的周期为T，由题意，根据三角函数知识可得 解得 质点B振动的圆频率为 所以质点B的振动方程为 （2）由题意可知质点C比质点B振动滞后 根据几何关系可知质点B、C到波源A的距离之差为 所以该机械波在介质中的波速为 15. 简谐运动是最简单、最基本的振动，复杂的振动往往可以看作多个简谐运动的叠加。 （1）如图1所示，固定在竖直圆盘上的小球随着圆盘以角速度沿顺时针方向做半径为的匀速圆周运动。用竖直向下的平行光照射小球，在圆盘下方的屏上可以观察到小球在x方向上的“影子”的运动，开始计时时小球A在圆盘最上端。请根据简谐运动的运动学特征（即做简谐运动的物体的位移x与运动时间t满足正弦函数规律），证明：小球A的“影子”以圆盘圆心在屏上的投影点O为平衡位置做简谐运动。 （2）科幻小说《地心游记》中假想着凿通一条贯穿地心的极窄且光滑的隧道，人可以通过该隧道直通地球彼岸。为简化研究，质量为M、半径为R的地球视为质量分布均匀的球体，已知质量均匀分布的球壳内的质点所受万有引力的合力为零，万有引力常量为G。不计空气阻力。如图2所示，以地心O为原点，沿隧道方向建立x轴，请根据简谐运动的动力学特征（即做简谐运动的物体所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小成正比，并总是指向平衡位置）证明：质量为m的质点从静止开始落入隧道后在隧道内做简谐运动； 【答案】（1）见解析 （2）见解析 【解析】 【小问1详解】 设经过时间t小球与O点连线转过的角度为φ，小球A的“影子”的位移为 又因为 解得 所以，小球A的“影子”以圆盘圆心在屏上的投影点O为平衡位置做简谐运动。 【小问2详解】 设质点偏离地心的位移为x，根据万有引力定律得 又因为 解得 质点所受的万有引力与它偏离平衡位置的位移的大小成正比，方向与位移方向相反，所以质点从静止开始落入隧道后在隧道内做简谐运动； 16. 碰撞、反冲是十分普遍的现象，科学家们往往通过对这些现象的研究能了解微观粒子的结构与性质。 （1）在物理学史上，用α粒子散射实验估测了原子核的半径。如图所示，一个从很远处以速度v0运动的α粒子与金原子核发生正碰，可认为金原子核始终静止，α粒子离金原子核最近的距离等于金原子核的半径。已知α粒子的质量为m，电荷量为2e，金原子核的质量为M，电荷量为79e，取无穷远电势为零，两点电荷q1、q2相距为r时的电势能表达式为。估算金原子核的半径r0。 （2）根据玻尔原子理论，一个静止氢原子从n=2能级（E2=-3.4eV）向基态（E1=-13.6eV）跃迁的过程中会辐射出一个光子，它的频率ν0满足：hν0=E2-E1。某同学提出质疑：向外辐射的光子具有动量，根据动量守恒定律，氢原子会发生反冲而具有动能，因此需对求解的频率ν0进行修正。已知氢原子质量为m且mc2≈9.3×108eV，请结合数据推导说明“在氢原子辐射问题中忽略原子动能”的合理性。 【答案】（1） （2）见解析 【解析】 【小问1详解】 α粒子动能转化为电势能 解得 【小问2详解】 由题意确定氢原子质量为 光子动量为 由动量守恒确定氢原子速度 解得 氢原子的动能为 远远小于辐射出光子的能量，所以在氢原子辐射中可以忽略原子动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 深圳市福田区红岭中学2024－2025学年度第二学期第二学段考试 高二物理试卷 （说明:本试卷考试时间为75分钟，满分为100分） 一、单项选择题（本大题共7小题，每题4分，共28分，每小题的4个选项中仅有一个选项是正确的，请将你认为正确的答案的代号涂在答题卡上） 1. 关于卢瑟福α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A. 绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，“枣糕模型”得到证实 B. 绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，是因为α粒子质量太大 C. 大角度偏转的α粒子，不可能是与电子发生碰撞导致的 D. 原子的质量全部集中在原子核内 2. 如图所示是研究光电效应的实验装置。用光子能量为12.09eV的光束照射到光电管电极K上。移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置，则（　　） A. 要使微安表的示数恰好为零，滑片P应由图示位置向b端移动 B 滑片P应由图示位置向b端移动过程中，光电流不断增大 C. 电极K处金属的逸出功是7eV D. 不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，逸出功是相同的 3. 声控万花筒的一个组件的剖面如图所示，滑块右侧的反光圆锥面顶角很大，圆锥面与右侧玻璃片之间有间隙，人在一旁大声喊叫时，滑块会小范围左右振动，在玻璃片上会看到变化着的环形彩色条纹。下列说法正确的是（　　） A. 滑块向左滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会变稀疏 B. 滑块向左滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会变密集 C. 滑块向右滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会向内“收缩” D. 滑块向右滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会向外“扩张” 4. 能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法，正确的是（　　） A. 是α衰变 B. 是核聚变，的比结合能比大 C. 中的X是质子 D. 质量数守恒，所以静止质量也守恒 5. 如图甲所示，弹簧振子在光滑水平地面上M、N两点之间做简谐运动，规定O点为平衡位置，以向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 0.4s~0.8s内，振子向正方向运动 B. 时和时振子的速度相同 C. 时和时振子的势能不同 D. 时振子的动能大于时的动能 6. 如图所示，一束由两种单色光组成的复色光，以的入射角沿AO方向从真空射入两面平行的玻璃砖，在玻璃砖中分散成OB、OC两束，设光束OB、OC的波长分别为、，频率分别为、，在玻璃砖中传播速率分别为、，传播时间分别为、。则（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为L，导轨电阻均可忽略不计．在M和P之间接有一阻值为R的定值电阻，导体杆ab质量为m、电阻也为R，并与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0，使杆向右运动，最终ab杆停在导轨上。下列说法正确的是( ) A. ab杆将做匀减速运动直到静止 B. ab杆速度减为时，ab杆加速度大小 C. ab杆速度减为时，通过电阻的电量 D. ab杆速度减为时，ab杆走过的位移 二、多项选择题（本大题共3小题，每题6分，共18分，每小题的4个选项中有多个选项是正确的，请将你认为正确的答案的代号涂在答题卡上） 8. 玻尔氢原子能级图如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 此模型继承了卢瑟福的核式结构模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设 B. 处于基态的氢原子，可能吸收14eV的光子 C. 从能级辐射出的光子中，从能级跃迁到能级对应的波长最短 D. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生10种不同频率的光 9. 下图表示了科学家对原子认识的演变史，下列说法正确的是（　　） A. 汤姆孙通过研究阴极射线，建构了原子的枣糕模型 B. 卢瑟福不仅通过α粒子散射实验建构了行星模型（核式结构模型），而且还通过α粒子轰击氮核，发现了质子 C. 玻尔基于行星模型（核式结构模型）和氢原子光谱的实验规律建构了氢原子模型 D. 基于量子理论建构的电子云模型完全否定了玻尔模型的正确性及其科学研究价值 10. 如图甲所示，两端封闭、粗细均匀、导热性能良好的 U形细玻璃管竖直放在水平桌面上两侧管臂竖直，管中有一段水银隔开了两部分理想气体A、B，稳定后左臂水银面比右臂低，两部分气体体积，下列哪些操作一定能使水银向B端移动（　　） A 仅缓慢升高环境温度; B. 仅缓慢降低环境温度; C. 环境温度不变，以管底边 CD转轴，把U形管向里缓慢旋转见图乙 D. 环境温度不变，以 C点过垂直纸面内轴线为轴，把 U形管在竖直面内逆时针缓慢旋转见图丙 三、实验题（本大题共2小题，共16分） 11. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）用10分度的游标卡尺测单摆的摆球直径，示数如图1所示。摆球直径d=___________。 （2）下列实验中，在测量某一物理量时为减小误差，利用了累积放大思想的是__________。 A.用单摆测量重力加速度 B.用双缝干涉测量光的波长 C.验证动量守恒定律 D.探究变压器原副线圈电压与匝数的关系 （3）某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 ①如图所示，A、B、C、D表示大头针，下列说法正确的是________。 A.为减小实验误差，大头针A、B及C、D之间的距离应适当大些 B.若A、B连线与法线间夹角较大时，则可能在一侧发生全反射 C可用玻璃砖代替尺子画出边界 ②如图所示，该小组确定了界面以及四枚大头针的位置，并画出了光路图。并以O点为圆心，以10cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段的延长线于C点，过O点作法线的垂线AB交于B点，过C点作法线的垂线CD交于D点，如图所示用刻度尺量得，，由此可得出玻璃的折射率____。（结果保留两位有效数字） 12. （1）某小组利用如图所示装置验证动量守恒定律。光电门1、2分别与数字计时器相连，两滑块A、B上挡光条的宽度相同，已测得两滑块A、B（包含挡光条）质量分别为m1、m2。 ①接通气源后，轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节旋钮Q使轨道右端_____________（选填“升高”或“降低”）一些。 ②实验前，滑块A、B静置于图中所示位置。用手向左轻推一下A，使其经过光电门1后与B发生碰撞，碰后两滑块先后通过光电门2。光电门1记录的挡光时间为t1，光电门2记录的挡光时间依次为t2、t3。若已知挡光条的宽度为d，则滑块A通过光电门1时的速度大小为v1=__________。为减小实验误差，应选择宽度________（选填“窄”或者“宽”）的挡光条。若m1、m2、t1、t2、t3满足关系式______________________________，则可验证动量守恒定律。 （2）某同学想用如图所示的装置验证碰撞过程动量守恒：用轻绳将两个小球（小球半径与绳长相比可忽略不计）悬挂起来，将一个小球从某一高度由静止释放，小球摆到最低点后将与另一小球发生碰撞。实验中仅有天平和刻度尺两种测量工具，请说明要测量的物理量，以及利用测量量验证动量守恒定律的表达式________。 四、计算题（本大题共3小题，共38分） 13. 如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量、横截面积，原来活塞处于A位置。现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的图像如图乙所示，已知大气压强，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g取。 （1）求缸内气体的压强； （2）若缸内气体原来的内能，且气体内能与热力学温度成正比，求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量。 14. 如图所示，ABC是均匀介质中水平面上直角三角形，θ=37°，AB=9m。位于A点的点波源上下振动，振幅为8cm，产生的波在平面上传播；在t0=0时刻B处质点正处在波峰，C处质点位移为+4cm且向下振动；经t=0.01s，B处质点位移第一次到达+4cm。cos37°=0.8，sin37°=0.6。回答下面问题： （1）写出质点B的振动方程； （2）求该机械波在介质中的波速。 15. 简谐运动是最简单、最基本的振动，复杂的振动往往可以看作多个简谐运动的叠加。 （1）如图1所示，固定在竖直圆盘上的小球随着圆盘以角速度沿顺时针方向做半径为的匀速圆周运动。用竖直向下的平行光照射小球，在圆盘下方的屏上可以观察到小球在x方向上的“影子”的运动，开始计时时小球A在圆盘最上端。请根据简谐运动的运动学特征（即做简谐运动的物体的位移x与运动时间t满足正弦函数规律），证明：小球A的“影子”以圆盘圆心在屏上的投影点O为平衡位置做简谐运动。 （2）科幻小说《地心游记》中假想着凿通一条贯穿地心的极窄且光滑的隧道，人可以通过该隧道直通地球彼岸。为简化研究，质量为M、半径为R的地球视为质量分布均匀的球体，已知质量均匀分布的球壳内的质点所受万有引力的合力为零，万有引力常量为G。不计空气阻力。如图2所示，以地心O为原点，沿隧道方向建立x轴，请根据简谐运动的动力学特征（即做简谐运动的物体所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小成正比，并总是指向平衡位置）证明：质量为m的质点从静止开始落入隧道后在隧道内做简谐运动； 16. 碰撞、反冲是十分普遍的现象，科学家们往往通过对这些现象的研究能了解微观粒子的结构与性质。 （1）在物理学史上，用α粒子散射实验估测了原子核的半径。如图所示，一个从很远处以速度v0运动的α粒子与金原子核发生正碰，可认为金原子核始终静止，α粒子离金原子核最近的距离等于金原子核的半径。已知α粒子的质量为m，电荷量为2e，金原子核的质量为M，电荷量为79e，取无穷远电势为零，两点电荷q1、q2相距为r时的电势能表达式为。估算金原子核的半径r0。 （2）根据玻尔原子理论，一个静止氢原子从n=2能级（E2=-3.4eV）向基态（E1=-13.6eV）跃迁的过程中会辐射出一个光子，它的频率ν0满足：hν0=E2-E1。某同学提出质疑：向外辐射的光子具有动量，根据动量守恒定律，氢原子会发生反冲而具有动能，因此需对求解的频率ν0进行修正。已知氢原子质量为m且mc2≈9.3×108eV，请结合数据推导说明“在氢原子辐射问题中忽略原子动能”的合理性。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $