内容正文:
重庆市铁路中学校2025-2026学年高二下期6月月考物理试题
一、单项选择题(共7小题,每小题4分,共28分。)
1. 如图甲所示,“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成,底座固定,用力向下缓慢按压头部,释放后头部的运动可视为简谐运动。以向上为正方向,在头部通过平衡位置时开始计时,头部相对平衡位置的位移随时间的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 简谐运动的振幅为
B. 简谐运动的频率为
C. 内,头部的动能先增大后减小
D. 和时,头部的加速度相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.从图乙中可读出,简谐运动的振幅为,故A错误;
B.从图乙中可读出,简谐运动的周期为,由解得简谐运动的频率为,故B正确;
C.从图乙中可知,时,头部位移最大,速度为零,和时,头部在平衡位置,速度最大,故内,头部的动能先减小后增大,故C错误;
D.如图所示可知,根据对称性,和时,头部的加速度大小相等,方向相反,故D错误;
故选B。
2. 图甲为风力发电的简易模型.在风力作用下,风叶带动与杆固连的永磁铁转动,磁铁下方的线圈与电压传感器相连.在某一风速时,传感器显示如图乙所示,则
A. 磁铁的转速为10 r/s
B. 线圈两端电压的有效值为6 V
C. 交变电流的电压表达式为u=12sin5πt V
D. 该交变电流可以直接加在击穿电压为9 V的电容器上
【答案】C
【解析】
【详解】A、电流的周期为T=0.4s,故磁体的转速为,故A错误;
B、通过乙图可知电压的最大值为12V,故有效值,故B错误;
C、周期T=0.4s,故,故电压的表达式为,故C正确
D、电容器的击穿电压为交流电的最大值,而交流电的最大值大于电容器的击穿电压,故不能,故D错误;
故选C.
【点睛】根据u-t图象判断出电流的最大值与周期,明确交流电的最大值和有效值间的关系,知道电容器的击穿电压为交流电的最大值.
3. 科普小制作斯特林发动机如图甲所示,它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的,因此又被称为热气机。如图乙所示,在斯特林循环的p−V图像中,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成,下列说法正确的是( )
A. A→B过程中,气体从外界吸收热量
B. B→C过程中,气体分子的热运动变得更剧烈
C. C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
D. 状态B气体的温度比状态D气体的温度高
【答案】B
【解析】
【详解】A.A→B过程中,气体经历等温过程,气体内能保持不变,体积变小,外界对气体做正功,由热力学第一定律,可得气体放出热量,故A错误;
B.B→C过程中,气体经历等容过程,体积保持不变,由查理定律可得,压强和热力学温度成正比,故压强增大,温度升高,气体分子的热运动变得更剧烈,故B正确;
C.C→D过程中,气体经历等温过程,压强变小,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少,故C错误;
D.要想比较状态B气体的温度和状态D气体的温度,考虑到状态A和状态B的温度相等,故只需比较状态D和状态A的温度。D→A过程中,气体经历等容过程,由查理定律可得,压强和热力学温度成正比,故压强降低,温度降低,故状态D的温度大于状态A的温度,即大于状态B的温度,故D错误。
故选B。
4. 一理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节,如图所示,副线圈两输出端连接了定值电阻和滑动变阻器,在原线圈上加一电压为的交流电,则( )
A. 保持的位置不动,将向上滑动时,电流表的读数变大
B. 保持的位置不动,将向上滑动时,电流表的读数不变
C. 保持的位置不动,将向上滑动时,电流表的读数变大
D. 保持的位置不动,将向上滑动时,电流表的读数变小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.保持的位置不动,则副线圈输出电压不变,将向上滑动时,电阻增大,则副线圈中电流减小,原线圈电流也减小,即电流表的读数变小,故AB错误;
CD.保持的位置不动,电阻不变,将向上滑动时,副线圈匝数增加,副线圈输出电压变大,则副线圈中电流增大,原线圈电流也增大,即电流表的读数变大,故D错误,C正确。
故选C。
5. 由于分子间存在着分子力,而分子力做功与路径无关,因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能随分子间距离r变化的图像,取r趋近于无穷大时为零。通过功能关系可以从分子势能的图像中得到有关分子力的信息,则下列说法正确的是( )
A. 假设将两个分子从处释放,它们将相互远离
B. 假设将两个分子从处释放,它们将相互靠近
C. 假设将两个分子从处释放,它们的加速度先增大后减小
D. 假设将两个分子从处释放,当时它们的速度最大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.由图可知,两个分子在处的分子势能最小,则分子之间的距离为平衡距离,分子之间的作用力恰好为0,所以假设将两个分子从处释放,它们既不会相互远离,也不会相互靠近,A错误,B错误;
CD.由于,可知分子在处的分子之间的作用力表现为斥力,分子之间的距离将增大,分子力做正功,分子的速度增大,分子力减小,加速度减小;当分子之间的距离大于时,分子之间的作用力表现为引力,随距离的增大,分子力做负功,分子的速度减小,分子力先增大后减小故加速度先增大后减小,所以当时它们的速度最大,加速度最小为零,C错误,D正确。
故选D。
6. 一列简谐横波沿着x轴的正方向传播,时,波形图如图所示,时,平衡位置在处的质点第一次到达波峰。下列说法中正确的是( )
A. 波源的起振方向沿 轴正方向
B. 该波的波速为1m/s
C. 该波的周期为5s
D. 图示时刻处质点的回复力沿 轴负方向
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据同侧法可知,该波中质点的起振方向为沿y轴负方向,而波源的起振方向与该波中质点的起振方向相同,即波源的起振方向为沿y轴负方向,故A项错误;
B.由题意可知,时,处的波的形式传播到了处,所以波速为
故B项正确;
C.由题图可知,该波的波长为4m,由之前的分析可知,波速为1m/s,由
解得
故C项错误;
D.由质点的振动规律可知,回复力的方向指向平衡位置,即图示时刻,处质点的回复力沿y轴正方向,故D项错误。
故选B。
7. 如图甲所示,一个圆形线圈用绝缘杆固定在天花板上,线圈的匝数为,半径为,总电阻为,线圈平面与匀强磁场垂直,且下面一半处在磁场中,时磁感应强度的方向如图甲所示,磁感应强度 随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 在的时间间隔内线圈内感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
B. 在的时间间隔内线圈受到的安培力先向上后向下
C. 在的时间间隔内线圈中感应电流的大小为
D. 在时线圈受到的安培力的大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由楞次定律可知,在内原磁场向里减小,故感应磁场向里,电流顺时针方向;内原磁场向外增大,故感应磁场向里,电流仍顺时针,因此线圈内感应电流始终沿顺时针方向,故A错误;
B.感应电流始终沿顺时针方向,由左手定则可知,在内原磁场向里减小,安培力向下;内原磁场向外增大,安培力向上,因此在的时间间隔内线圈受的安培力向下后向上,故B错误;
C.由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势
由欧姆定律可知,在的时间间隔内线圈中感应电流的大小
解得,故C正确;
D.由图乙所示图像可知,在时磁感应强度大小,线圈所受安培力大小,故D错误;
故选C。
二、多选题(每小题5分,选对不全得3分,共15分)
8. 宽度L=3m的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,一单匝正方形金属框边长ab=l=1m,每边电阻r=0.50,金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,规定逆时针方向为电流的正方向,金属框穿过磁场区的过程中,金属框中感应电流I和ab边两端的电压U的图线正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】线框刚进入磁场,cd边切割磁感线,根据右手定则或楞次定律,可以判断出感应电流的方向为逆时针(为正方向),电流的大小为
代入数据解得
A
此时ab边两端的电压
V
线框全部进入磁场,穿过线框的磁通量为零没有感应电流,但ab和cd两条边同时切割磁感线,产生感应电动势,相当于两节电池并联
V
最后线框穿出磁场,ab边切割磁感线,相当于电源,根据右手定则或楞次定律判断出感应电流的方向为顺时针(为负方向),电流大小为
代入数据解得
A
此时ab边两端的电压
V
故AD正确,BC错误。
故选AD。
9. 如图所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,下列说法正确的是( )
A. 在真空中a、b、c三色光的传播速度相同
B. 若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最大
C. a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大
D. 若让a、b、c三色光以同一入射角,从介质中沿某方向射入空气,b光恰能发生全反射,则c光也一定能发生全反射
【答案】AC
【解析】
【详解】A.在真空中a、b、c三色光的传播速度是相同的,故A正确;
B.a、b、c三种色光中,a光的偏折程度最大,棱镜对a光的折射率最大,则a光的频率最大,a光的波长最小,则c光的波长最长,根据双缝干涉条纹的间距公式 可知,c光形成的干涉条纹的间距最大,故B错误;
C.由图可知,c光的折射率最小,a光的折射率最大,由公式分析可知,a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大,故C正确;
D.c光的折射率最小,a光的折射率最大,由临界角公式分析可知,a光的临界角最小,c光的临界角最大,则若让a、b、c三色光以同一入射角,从介质中沿某方向射入空气,b光恰能发生全反射,则c光一定不能发生全反射,故D错误。
故选AC。
10. 图甲为利用跳绳模拟战绳训练,将绳子一端固定在杆上,用手上下甩动另一端。图乙为绳上P、Q两质点的振动图像,P、Q两质点平衡位置相距5m。波由P向Q传播。下列说法正确的是( )
A. 增大甩动的频率,波在绳子上传播速度不变
B. t=0.5s时,P、Q质两点振动方向相反
C. 波长可能为4m
D. 波速可能为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.机械波的传播速度只与介质有关,与振源振动频率无关,增大甩动的频率,则波在绳子上传播速度不变,故A正确;
B.根据振动图像可知,t=0.5s时,P、Q质两点振动方向相同,均沿x轴正向,故B错误;
C.结合振动图像可知
整理得
当n取1时,波长为4m,故C正确;
D.题图可知周期T为0.6s,则表示
可知波速时,n值为非正整数,故D错误。
故选AC。
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 利用双缝干涉测光的波长的实验中,双缝间距,双缝到光屏间的距离,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也由图中所给出,则:
(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别如图所示,则相邻两条纹间距_____;
(2)波长的表达式_______(用、L、d表示),该单色光的波长_____;
(3)若改用频率较低的单色光照射,得到的干涉条纹间距将_______(填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 0.75 ②. ③. 600 ④. 变大
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]A位置游标卡尺的读数为
B位置游标卡尺的读数为
相邻亮条纹的间距为
(2)[2]根据
知,波长的表达式
[3]波长为
(3)[4]若改用频率较低的单色光照射,则其波长变长,根据
知干涉条纹的间距变大。
12. 实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)为使重力加速度的测量结果更加准确,下列做法合理的有________。
A. 测量摆长时,应测量水平拉直后的摆线长
B. 在摆球运动过程中,必须保证悬点固定不动
C. 摆球运动过程中,摆线与竖直方向的夹角不能太大
D. 测量周期时,应该从摆球运动到最高点时开始计时
(2)某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球,于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图甲所示,实验过程中他先将石块用细线系好,结点为M,将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长,利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后,他作出的T2-l图像如图乙所示。
①该图像的斜率为______(重力加速度为g)。
A.g B. C. D.
②由此得出重力加速度的测量值为____m/s2。(π取3.14,计算结果保留三位有效数字)
(3)实验中,该同学测量摆长使用细线长,而非悬点到石块重心之间的距离,这对重力加速度测量结果的影响是:测量值________(填“>”“=”或“<”)真实值。
【答案】(1)BC (2) ①. C ②. 9.86
(3)=
【解析】
【小问1详解】
A.根据单摆周期公式有
可得重力加速度为,测量摆长时,应该测量竖直拉直后的摆线长,故A错误;
B.在摆球运动过程中,必须保证悬点固定不动,故B正确;
C.摆球运动过程中,摆线与竖直方向的夹角不能太大,如摆角太大,将不能看作简谐运动,单摆周期公式失效,故C正确;
D.测量周期时,应该从摆球运动到最低点时开始计时,因为最低点位置摆球速度最大,相同的视觉距离误差引起的时间误差较小,则周期测量比较准确,故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
①[1]由题图可知,设M点到石块重心的距离为d,根据周期公式
可得
故T2-l图像的斜率为
故选C。
②[2]由于
解得重力加速度的测量值为
【小问3详解】
由(2)分析可知,T2-l图像的斜率为
其重力加速度为
由上述分析可知,其摆长的测量不影响重力加速度的测量结果,所以其测量值等于真实值。
四、本大题3小题,共41分,要求在答题卷上写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤和明确的答案。
13. 为提升公园水池的观赏效果,工作人员在池底的P 点处安装了一盏彩灯(彩灯可视为点光源)。已知池深H=2m,P 点到水池右侧的水平距离为 当水池装满水时,距离池边x₂=2.4m的工作人员恰能看到彩灯,工作人员眼部离地的高度为h=1.8m。已知光在真空中的速度
(1)求水的折射率n;
(2)光在水中的速度v;
(3)如果想让彩灯的光也能从水池左侧的B 点射出水面,则 B 点与 P 点的水平距离L不能超过多少。(结果用根号表示)
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)光线在A点的折射角
入射角
则折射率
(2)光在水中的速度
(3)若光线恰好能在B点发生全反射,则
B 点与 P 点的水平距离
解得
14. 空气悬挂减震(气体弹簧)正在广泛应用于各类车辆悬挂减震,不断提升汽车乘坐舒适性。某新型国产轿车上的气体弹簧减震装置简化结构如图所示。直立圆柱形密闭汽缸导热良好,缸内气体温度与环境温度保持一致,横截面积为S的活塞通过连杆与车轮轴连接。初始时汽缸内密闭一段长度为L0,压强为p1的理想气体。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。某次汽车检测时,车辆载重,相当于在汽缸顶部加一个重物(图中未画出),活塞固定不动,稳定时汽缸下降了0.5L0。已知环境温度保持不变,重力加速度为g。
(1)汽缸下降过程中,缸内气体是吸热还是放热,请说明你的判断依据;
(2)求重物的质量;
(3)为使汽缸升到原位置,需向缸内充入与缸内气体温度相同、压强为p1、体积为多少的空气?(此过程气体温度保持不变)
【答案】(1)放热,见解析;(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)缸内气体温度不变,则气体内能不变,则有
体积减小,外界对气体做功,则有
根据热力学第一定律有
可知
故气体放热。
(2) 设汽缸下降0.5L0后, 缸内气体压强为p2,对缸内气体,根据玻意耳定律有
解得
设大气压强为p0、汽缸质量为m0,未载重时,对汽缸有
载重时,对汽缸和重物有
解得
(3)设充入的气体体积为V,将充入的气体和汽缸中气体视为整体,根据玻意耳定律有
解得
15. 如图,两根足够长的光滑金属直导轨平行放置,导轨间距为,两导轨及其所构成的平面均与水平面成 角,整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为 .现将质量均为 的金属棒垂直导轨放置,每根金属棒接入导轨之间的电阻均为。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好,金属棒始终未滑出导轨,导轨电阻忽略不计,重力加速度为。
(1)先保持棒静止,将棒由静止释放,求棒匀速运动时的速度大小;
(2)在(1)问中,当棒匀速运动时,再将棒由静止释放,求释放瞬间棒的加速度大小;
(3)在(2)问中,从棒释放瞬间开始计时,经过时间,两棒恰好达到相同的速度,求速度的大小,以及时间内棒相对于棒运动的距离。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)a导体棒在运动过程中重力沿斜面的分力和a棒的安培力相等时做匀速运动,由法拉第电磁感应定律可得
有闭合电路欧姆定律及安培力公式可得
,
a棒受力平衡可得
联立记得
(2)由右手定则可知导体棒b中电流向里,b棒 沿斜面向下的安培力,此时电路中电流不变,则b棒牛顿第二定律可得
解得
(3)释放b棒后a棒受到沿斜面向上的安培力,在到达共速时对a棒动量定理
b棒受到向下的安培力,对b棒动量定理
联立解得
此过程流过b棒的电荷量为q,则有
由法拉第电磁感应定律可得
联立b棒动量定理可得
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重庆市铁路中学校2025-2026学年高二下期6月月考物理试题
一、单项选择题(共7小题,每小题4分,共28分。)
1. 如图甲所示,“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成,底座固定,用力向下缓慢按压头部,释放后头部的运动可视为简谐运动。以向上为正方向,在头部通过平衡位置时开始计时,头部相对平衡位置的位移随时间的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 简谐运动的振幅为
B. 简谐运动的频率为
C. 内,头部的动能先增大后减小
D. 和时,头部的加速度相同
2. 图甲为风力发电的简易模型.在风力作用下,风叶带动与杆固连的永磁铁转动,磁铁下方的线圈与电压传感器相连.在某一风速时,传感器显示如图乙所示,则
A. 磁铁的转速为10 r/s
B. 线圈两端电压的有效值为6 V
C. 交变电流的电压表达式为u=12sin5πt V
D. 该交变电流可以直接加在击穿电压为9 V的电容器上
3. 科普小制作斯特林发动机如图甲所示,它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的,因此又被称为热气机。如图乙所示,在斯特林循环的p−V图像中,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成,下列说法正确的是( )
A. A→B过程中,气体从外界吸收热量
B. B→C过程中,气体分子的热运动变得更剧烈
C. C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
D. 状态B气体的温度比状态D气体的温度高
4. 一理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节,如图所示,副线圈两输出端连接了定值电阻和滑动变阻器,在原线圈上加一电压为的交流电,则( )
A. 保持的位置不动,将向上滑动时,电流表的读数变大
B. 保持的位置不动,将向上滑动时,电流表的读数不变
C. 保持的位置不动,将向上滑动时,电流表的读数变大
D. 保持的位置不动,将向上滑动时,电流表的读数变小
5. 由于分子间存在着分子力,而分子力做功与路径无关,因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能随分子间距离r变化的图像,取r趋近于无穷大时为零。通过功能关系可以从分子势能的图像中得到有关分子力的信息,则下列说法正确的是( )
A. 假设将两个分子从处释放,它们将相互远离
B. 假设将两个分子从处释放,它们将相互靠近
C. 假设将两个分子从处释放,它们的加速度先增大后减小
D. 假设将两个分子从处释放,当时它们的速度最大
6. 一列简谐横波沿着x轴的正方向传播,时,波形图如图所示,时,平衡位置在处的质点第一次到达波峰。下列说法中正确的是( )
A. 波源的起振方向沿 轴正方向
B. 该波的波速为1m/s
C. 该波的周期为5s
D. 图示时刻处质点的回复力沿 轴负方向
7. 如图甲所示,一个圆形线圈用绝缘杆固定在天花板上,线圈的匝数为,半径为,总电阻为,线圈平面与匀强磁场垂直,且下面一半处在磁场中,时磁感应强度的方向如图甲所示,磁感应强度 随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 在的时间间隔内线圈内感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
B. 在的时间间隔内线圈受到的安培力先向上后向下
C. 在的时间间隔内线圈中感应电流的大小为
D. 在时线圈受到的安培力的大小为
二、多选题(每小题5分,选对不全得3分,共15分)
8. 宽度L=3m的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,一单匝正方形金属框边长ab=l=1m,每边电阻r=0.50,金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,规定逆时针方向为电流的正方向,金属框穿过磁场区的过程中,金属框中感应电流I和ab边两端的电压U的图线正确的是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,下列说法正确的是( )
A. 在真空中a、b、c三色光的传播速度相同
B. 若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最大
C. a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大
D. 若让a、b、c三色光以同一入射角,从介质中沿某方向射入空气,b光恰能发生全反射,则c光也一定能发生全反射
10. 图甲为利用跳绳模拟战绳训练,将绳子一端固定在杆上,用手上下甩动另一端。图乙为绳上P、Q两质点的振动图像,P、Q两质点平衡位置相距5m。波由P向Q传播。下列说法正确的是( )
A. 增大甩动的频率,波在绳子上传播速度不变
B. t=0.5s时,P、Q质两点振动方向相反
C. 波长可能为4m
D. 波速可能为
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 利用双缝干涉测光的波长的实验中,双缝间距,双缝到光屏间的距离,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也由图中所给出,则:
(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别如图所示,则相邻两条纹间距_____;
(2)波长的表达式_______(用、L、d表示),该单色光的波长_____;
(3)若改用频率较低的单色光照射,得到的干涉条纹间距将_______(填“变大”、“不变”或“变小”)。
12. 实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)为使重力加速度的测量结果更加准确,下列做法合理的有________。
A. 测量摆长时,应测量水平拉直后的摆线长
B. 在摆球运动过程中,必须保证悬点固定不动
C. 摆球运动过程中,摆线与竖直方向的夹角不能太大
D. 测量周期时,应该从摆球运动到最高点时开始计时
(2)某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球,于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图甲所示,实验过程中他先将石块用细线系好,结点为M,将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长,利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后,他作出的T2-l图像如图乙所示。
①该图像的斜率为______(重力加速度为g)。
A.g B. C. D.
②由此得出重力加速度的测量值为____m/s2。(π取3.14,计算结果保留三位有效数字)
(3)实验中,该同学测量摆长使用细线长,而非悬点到石块重心之间的距离,这对重力加速度测量结果的影响是:测量值________(填“>”“=”或“<”)真实值。
四、本大题3小题,共41分,要求在答题卷上写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤和明确的答案。
13. 为提升公园水池的观赏效果,工作人员在池底的P 点处安装了一盏彩灯(彩灯可视为点光源)。已知池深H=2m,P 点到水池右侧的水平距离为 当水池装满水时,距离池边x₂=2.4m的工作人员恰能看到彩灯,工作人员眼部离地的高度为h=1.8m。已知光在真空中的速度
(1)求水的折射率n;
(2)光在水中的速度v;
(3)如果想让彩灯的光也能从水池左侧的B 点射出水面,则 B 点与 P 点的水平距离L不能超过多少。(结果用根号表示)
14. 空气悬挂减震(气体弹簧)正在广泛应用于各类车辆悬挂减震,不断提升汽车乘坐舒适性。某新型国产轿车上的气体弹簧减震装置简化结构如图所示。直立圆柱形密闭汽缸导热良好,缸内气体温度与环境温度保持一致,横截面积为S的活塞通过连杆与车轮轴连接。初始时汽缸内密闭一段长度为L0,压强为p1的理想气体。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。某次汽车检测时,车辆载重,相当于在汽缸顶部加一个重物(图中未画出),活塞固定不动,稳定时汽缸下降了0.5L0。已知环境温度保持不变,重力加速度为g。
(1)汽缸下降过程中,缸内气体是吸热还是放热,请说明你的判断依据;
(2)求重物的质量;
(3)为使汽缸升到原位置,需向缸内充入与缸内气体温度相同、压强为p1、体积为多少的空气?(此过程气体温度保持不变)
15. 如图,两根足够长的光滑金属直导轨平行放置,导轨间距为,两导轨及其所构成的平面均与水平面成角,整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为 .现将质量均为 的金属棒垂直导轨放置,每根金属棒接入导轨之间的电阻均为。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好,金属棒始终未滑出导轨,导轨电阻忽略不计,重力加速度为。
(1)先保持棒静止,将棒由静止释放,求棒匀速运动时的速度大小;
(2)在(1)问中,当棒匀速运动时,再将棒由静止释放,求释放瞬间棒的加速度大小;
(3)在(2)问中,从棒释放瞬间开始计时,经过时间,两棒恰好达到相同的速度,求速度的大小,以及时间内棒相对于棒运动的距离。
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