精品解析：河北沧州市部分校2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题

高二物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 下列有关固体和液体的说法正确的是（　　） A. 液晶属于液体 B. 水会浸润玻璃 C. 只有单晶体有固定的熔点 D. 所有晶体均具有各向异性 2. 根据你所学的知识，判断下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，在利用插针法测量玻璃折射率的实验中，所选玻璃的两个光滑表面必须平行 B. 乙图中，利用油膜法测量分子直径时，配制好的油酸酒精溶液需静置一段时间后再实验 C. 丙图中，探究气体等温变化规律的实验过程中，不能为了操作方便而用手握住注射器管 D. 丁图中，观察水波的干涉图样时，两列频率相同的水波相遇后，振动加强点始终处于波峰位置 3. 下列有关分子动理论的说法正确的是（ ） A. 图甲是海绵放入水杯中吸水的过程，海绵吸水表明分子间存在间隙 B. 图乙中的折线反映了液体分子永不停息的无规则运动，液体分子的运动被称为布朗运动 C. 图丙是同一气体在不同温度下的分子速率分布图，图线③对应的分子平均动能最大 D. 图丁是分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化的关系图，图线②表示分子力f随分子间距离r变化的关系图线 4. 医用彩色B超利用超声波的多普勒效应测量人体血液的流向与流速。在彩色多普勒超声图像中，红色代表朝向探头的血流，蓝色代表背离探头的血流。当超声波探头固定于皮肤表面时，在彩色多普勒超声图像中，显示红色时与显示蓝色时相比（ ） A. 接收波的频率更小 B. 接收波的波长更短 C. 接收波的波速更小 D. 接收波的波速更大 5. 一个质量为0.3 kg、以10 m/s的速度水平飞来的小球与竖直墙壁发生碰撞，并以15 m/s的速度沿与原方向相反的方向弹回，小球与墙壁相接触的时间为0.1 s，墙壁对小球平均作用力的大小为（ ） A. 75 N B. 70 N C. 45 N D. 15 N 6. Hα谱线是氢原子光谱巴耳末系中波长最长的谱线。如图甲为巴耳末系的氢原子能级图，氢原子发出Hα谱线时的能量恰好能使铯金属板发生光电效应。现改变入射光的能量hν，利用图乙所示的电路测量对应的遏止电压Uc，绘制Uc-hν的图像，下列图像正确的是（ ） A. B. C. D. 7. 中国科学院上海光学精密机械研究所研制出高纯度、超大尺寸无气泡的石英玻璃，解决了光刻机照明系统、天文望远镜等领域的多项难题。如图为某高透明均匀介质的玻璃砖截面图，其可以看成两部分：AOB部分是半径为R的四分之一圆，OBC部分是∠C=60°的直角三角形，该介质的折射率为。现有一束平行单色光从BC界面射入玻璃砖，已知入射角θ=45°，不考虑光的多次反射，则圆弧AB上有光射出的长度为（ ） A. B. C. D. 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 在恒星演化过程中，内部会持续发生氢核聚变反应，为恒星提供能量。其中一种反应为两个氘核聚变成氦核，其核反应方程为，根据如图所示的比结合能与质量数的关系，可得（ ） A. 核比核更稳定 B. 核的结合能约为28MeV C. 该核反应释放的能量约为24MeV D. 核子的平均质量小于核子的平均质量 9. 如图所示，有一竖直绝热汽缸，其绝热活塞的质量，横截面积。当活塞处于静止状态时，封闭气体的高度。在活塞上轻置一个质量的物块，当活塞重新达到平衡状态时封闭气体的高度。已知大气压强，重力加速度取，可认为物块的下降过程是缓慢的，气体视为理想气体。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 内部气体的温度降低 B. 内部气体的内能增加了 C. 单位时间碰撞单位面积器壁的气体分子数不变 D. 放置物块后稳定时内部气体的压强比放置物块前气体的压强大 10. 如图所示，由细线连接的质量相等的A、B两个小球，悬挂在轻质弹簧下端，弹簧的上端固定于天花板。现在在A球上施加一个外力，使弹簧恢复至原长后，突然撤去外力并计时，经过时间t，两个小球运动至最低点，此时立刻剪断细线。已知重力加速度为g，简谐运动的周期为（m是做简谐运动物体的质量，k是弹簧的劲度系数），忽略一切阻力。下列说法正确的是（ ） A. 小球A第一次从最低点上升到弹簧原长位置时的时间为t B. 剪断细线前，小球A由释放位置到最低点运动的距离为 C. 剪断细线的瞬间，小球A的加速度大小为3g D. 小球A第一次上升到最高点时，小球B的速度为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为： a．将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； b．让质量为m1的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置； c．把质量为m2的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； d．记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为x1、x2、x3，如图乙。 （1）关于该实验，下列说法正确的有_________；（双选） A. 斜槽轨道不一定光滑 B. 斜槽末端不一定水平 C. 入射球和被碰球的半径必须相同 D. 实验中必须测量出小球抛出点的离地高度H （2）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为_________。（用题中所给物理量的符号表示） 12. 某物理兴趣小组利用如图所示的双缝干涉实验装置，进行光的波长测定实验，根据实验操作步骤回答下列问题。 （1）实验时，要想减少从目镜中观察到的条纹个数，需将屏向_________（选填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 （2）小组同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第1条和第6条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如下表所示： 单色光类别 x1/mm x6/mm 单色光1 10.60 21.14 单色光2 8.44 18.08 根据表中数据，判断单色光1为_________（选填“红光”或“绿光”）。 13. 某学习小组设计了如图甲所示的实验装置，利用单摆测量当地的重力加速度。 （1）关于单摆装置的选择，下列最合理的是_________。 A. B. C. D. （2）测量摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长度（从悬点到摆球最上端）为L，再用游标卡尺测量摆球直径d，其读数如图乙所示，则d=_________cm。 （3）多次改变摆线长度，在小摆角条件下测得不同摆长l对应的小球摆动周期T，作出l-T2图像如图丙。根据图线斜率可计算重力加速度g=_________m/s2（保留3位有效数字，π2取9.87）。 （4）若误将摆线长度当作摆长，仍采用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 14. 如图是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，其中质点P的坐标为（0，0.1 m），质点Q的坐标为（5 m，-0.1 m），已知质点P的振动方程为。 （1）判断简谐波的传播方向并求出波速的大小。 （2）写出质点Q的振动方程。（初相位在0～2π之间） 15. 学习完气体定律后，我们尝试还原初中学习过的“覆杯实验”。现用一根长h=1 m、内部横截面积S=10-3 m2、导热良好且两端开口的玻璃管演示覆杯实验。首先用一块轻质硬纸板盖住玻璃管的下端（硬纸板与玻璃管紧密接触），将玻璃管装满水，然后用另一块轻质硬纸板覆盖玻璃管（如图甲），下方硬纸板未掉落。忽略水与玻璃管的摩擦力、水的表面张力和粘滞力，环境温度和大气压p0=1×105 Pa保持不变，已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 m/s2。 （1）求装满水时下方硬纸板受到玻璃管的弹力大小。 （2）去掉上方的硬纸板，将玻璃管中的水倒掉一半，然后覆盖一块韧性较好的轻质橡胶垫，用手挤压橡胶垫排出管内部分空气，待橡胶垫恢复部分形状后，玻璃管内剩余气体体积为原气体体积的，此时下方的硬纸板恰能保持静止状态（如图乙）。求排出空气的质量与排气前玻璃管内空气质量的比值。 16. 如图所示，半径R=1.6 m的四分之一光滑圆弧轨道固定在水平地面上，最低点切线水平，紧邻轨道左侧放置着一个下表面光滑、上表面粗糙的木板A，在木板A的左侧放置一小物块C。从圆弧轨道正上方R=1.6 m处静止释放小滑块B，经圆弧最低点滑上A，A与B共速后，再与C发生弹性碰撞。在以后的运动过程中，小滑块B始终在木板A上，且A与C的每次碰撞均为弹性碰撞。已知mA=3 kg，mB=1 kg，mC=3 kg，B与A间、C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度g=10 m/s2。求： （1）B经过圆弧轨道最低点时受到的支持力大小FN。 （2）A、C第一次碰撞前，A、B系统损失的机械能ΔE。 （3）A、C第三次碰撞前C运动的总位移x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 下列有关固体和液体的说法正确的是（　　） A. 液晶属于液体 B. 水会浸润玻璃 C. 只有单晶体有固定的熔点 D. 所有晶体均具有各向异性 【答案】B 【解析】 【详解】A．液晶是介于液态和晶态之间的特殊聚集态，既不属于纯晶体也不属于纯液体，故A错误； B．水和玻璃接触时，附着层分子间距小于液体内部分子间距，分子力表现为斥力，附着层有扩张趋势，因此水可以浸润玻璃，故B正确； C．单晶体和多晶体都属于晶体，二者均有固定的熔点，只有非晶体没有固定熔点，故C错误； D．只有单晶体具有各向异性，多晶体由大量杂乱排列的单晶体组成，宏观上表现为各向同性，故D错误。 故选B。 2. 根据你所学的知识，判断下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，在利用插针法测量玻璃折射率的实验中，所选玻璃的两个光滑表面必须平行 B. 乙图中，利用油膜法测量分子直径时，配制好的油酸酒精溶液需静置一段时间后再实验 C. 丙图中，探究气体等温变化规律的实验过程中，不能为了操作方便而用手握住注射器管 D. 丁图中，观察水波的干涉图样时，两列频率相同的水波相遇后，振动加强点始终处于波峰位置 【答案】C 【解析】 【详解】A．插针法测量玻璃折射率时，利用的是光在玻璃砖一个界面上的折射。实验只要求入射面是光滑的，玻璃砖的两个表面不必严格平行。常用的平行玻璃砖只是为了方便操作和测量，但“必须平行”不是实验原理的要求，故A错误； B．油膜法测分子直径的实验中，配制好的油酸酒精溶液需要摇匀后立即使用，目的是保证溶液浓度均匀。如果长时间静置，酒精挥发会导致浓度变化，或者油酸析出，影响实验精度，故B错误； C．探究气体等温变化规律（玻意耳定律）的实验中，必须保持气体温度恒定。用手握住注射器会传递热量给管内气体，导致温度升高，破坏等温条件，因此不能为了方便而用手握住注射器管，故C正确； D．水波干涉图样中，振动加强点是指该处质点振动的振幅等于两列波振幅之和，振动始终加强，但质点仍在平衡位置附近做简谐运动，位移随时间按正弦规律变化，有时在波峰，有时在波谷，并不是始终处于波峰位置。振动加强点位移可以为零（通过平衡位置时），也可以为负值（波谷），故D错误。 故选C。 3. 下列有关分子动理论的说法正确的是（ ） A. 图甲是海绵放入水杯中吸水的过程，海绵吸水表明分子间存在间隙 B. 图乙中的折线反映了液体分子永不停息的无规则运动，液体分子的运动被称为布朗运动 C. 图丙是同一气体在不同温度下的分子速率分布图，图线③对应的分子平均动能最大 D. 图丁是分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化的关系图，图线②表示分子力f随分子间距离r变化的关系图线 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲是海绵放入水杯中吸水的过程，海绵吸水表明水依靠毛细作用填满孔隙，故A错误； B．折线显示的是固体小颗粒的无规则运动每隔一定时间的位置连线，故B错误； C．温度越高，速率大的分子占比越大，则图线③对应的温度高，其分子平均动能最大，故C正确； D．当分子间距等于时，引力等于斥力，合力为0，而此时分子间的分子势能最小，所以图线②表示分子势能随分子间距离r变化的关系图线，故D错误。 故选C。 4. 医用彩色B超利用超声波的多普勒效应测量人体血液的流向与流速。在彩色多普勒超声图像中，红色代表朝向探头的血流，蓝色代表背离探头的血流。当超声波探头固定于皮肤表面时，在彩色多普勒超声图像中，显示红色时与显示蓝色时相比（ ） A. 接收波的频率更小 B. 接收波的波长更短 C. 接收波的波速更小 D. 接收波的波速更大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据多普勒效应可知，当血流朝向探头运动时，探头接收到的反射波频率高于血流背离时的接收频率，即显示红色时接收波频率更大，故A错误； BCD．超声波在人体组织中的传播速度由介质决定，与血流运动方向无关，所以同种介质中波速恒定，即接收波波速不变。由波速公式可知，频率越大则波长越小，所以显示红色时接收波频率更高，因此波长更短，故B正确，CD错误。 故选B。 5. 一个质量为0.3 kg、以10 m/s的速度水平飞来的小球与竖直墙壁发生碰撞，并以15 m/s的速度沿与原方向相反的方向弹回，小球与墙壁相接触的时间为0.1 s，墙壁对小球平均作用力的大小为（ ） A. 75 N B. 70 N C. 45 N D. 15 N 【答案】A 【解析】 【详解】规定小球水平飞来的方向为正方向，水平方向小球仅受墙壁的作用力，根据动量定理分析： 已知，初速度，反弹后末速度（与正方向相反故取负），接触时间 代入公式解得，负号表示作用力方向与初速度方向相反，即墙壁对小球平均作用力的大小为。 故选A。 6. Hα谱线是氢原子光谱巴耳末系中波长最长的谱线。如图甲为巴耳末系的氢原子能级图，氢原子发出Hα谱线时的能量恰好能使铯金属板发生光电效应。现改变入射光的能量hν，利用图乙所示的电路测量对应的遏止电压Uc，绘制Uc-hν的图像，下列图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】Hα谱线是氢原子从能级跃迁到能级发出的，其光子能量为 该光子能量恰好能使铯金属发生光电效应，因此铯金属的逸出功，根据爱因斯坦光电效应方程 解得 当以为单位时，纵坐标的截距为，横坐标的截距为。 故选A。 7. 中国科学院上海光学精密机械研究所研制出高纯度、超大尺寸无气泡的石英玻璃，解决了光刻机照明系统、天文望远镜等领域的多项难题。如图为某高透明均匀介质的玻璃砖截面图，其可以看成两部分：AOB部分是半径为R的四分之一圆，OBC部分是∠C=60°的直角三角形，该介质的折射率为。现有一束平行单色光从BC界面射入玻璃砖，已知入射角θ=45°，不考虑光的多次反射，则圆弧AB上有光射出的长度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设经BC折射后折射角为，由折射定律  解得  结合折射角的几何关系可得，所有进入玻璃砖的折射光线平行于 。设介质的全反射临界角为 ，则有 解得 光路图如下 圆弧AB上有光射出的长度为BD，对应圆心角，则有光射出的长度为 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 在恒星演化过程中，内部会持续发生氢核聚变反应，为恒星提供能量。其中一种反应为两个氘核聚变成氦核，其核反应方程为，根据如图所示的比结合能与质量数的关系，可得（ ） A. 核比核更稳定 B. 核的结合能约为28MeV C. 该核反应释放的能量约为24MeV D. 核子的平均质量小于核子的平均质量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由题图可知核的比结合能小于核的比结合能，则核比核更稳定，故A错误； B．由题图可知核的比结合能约为7MeV，则核的结合能约为，故B正确； C．反应释放的能量等于反应后总结合能减去反应前总结合能。每个氘核结合能约为 两个氘核总结合能为，则该核反应释放的能量约为，故C正确； D．该核聚变释放能量，存在质量亏损，反应前两个氘核总质量大于反应后氦核总质量；反应前后总核子数均为4，因此氘核的核子平均质量大于氦核的核子平均质量，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，有一竖直绝热汽缸，其绝热活塞的质量，横截面积。当活塞处于静止状态时，封闭气体的高度。在活塞上轻置一个质量的物块，当活塞重新达到平衡状态时封闭气体的高度。已知大气压强，重力加速度取，可认为物块的下降过程是缓慢的，气体视为理想气体。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 内部气体的温度降低 B. 内部气体的内能增加了 C. 单位时间碰撞单位面积器壁的气体分子数不变 D. 放置物块后稳定时内部气体的压强比放置物块前气体的压强大 【答案】BD 【解析】 【详解】D．初状态，以活塞为研究对象，受力平衡 解得 末状态，活塞和物块整体受力平衡 解得 压强差，故D正确； AB．汽缸绝热、活塞绝热，且活塞缓慢下移，系统与外界无热交换，即 初态体积 末态体积 因此，气体体积减小，外界对气体做功。对于缓慢压缩过程，外界对气体做的功等于 由热力学第一定律，绝热过程， 因此内能增加 理想气体内能只与温度有关，内能增加说明温度升高，故A错误，B正确； C．末态压强，温度 温度升高，分子平均动能增大，平均速率增大。同时体积减小，分子数密度增大。 单位时间碰撞单位面积器壁的分子数 和均增大，故必然增大，故C错误。 故选BD。 10. 如图所示，由细线连接的质量相等的A、B两个小球，悬挂在轻质弹簧下端，弹簧的上端固定于天花板。现在在A球上施加一个外力，使弹簧恢复至原长后，突然撤去外力并计时，经过时间t，两个小球运动至最低点，此时立刻剪断细线。已知重力加速度为g，简谐运动的周期为（m是做简谐运动物体的质量，k是弹簧的劲度系数），忽略一切阻力。下列说法正确的是（ ） A. 小球A第一次从最低点上升到弹簧原长位置时的时间为t B. 剪断细线前，小球A由释放位置到最低点运动的距离为 C. 剪断细线的瞬间，小球A的加速度大小为3g D. 小球A第一次上升到最高点时，小球B的速度为 【答案】BCD 【解析】 【详解】撤去外力后，两个小球的运动可看成简谐振动，初态两个小球的速度为，为振动的最高点，末态两个小球在最低点，速度也为，为振动的最低点，故从最高点到最低点经历的时间为半个周期，即 设小球质量为，根据简谐运动的周期公式，有 得 B．剪断细线前，当两个小球在平衡位置时，有 得 则振幅 故剪断细线前，小球由释放位置到最低点运动的距离为，B正确； C．根据前面分析，剪断细线前，两个小球在最高点和最低点时的加速度大小相等，根据牛顿第二定律 在最高点，有 在最低点，有 得 剪断细线的瞬间，对小球，有 得，C正确； A．剪断细线后，弹簧振子只有小球，周期变为，有 根据前面分析，知小球上升到最高点时的加速度为，此时弹簧被压缩，故小球上升到弹簧原长位置时的速度不为，则小球第一次从最低点上升到弹簧原长位置时的时间，即，，A错误； D．根据前面分析，小球第一次上升到最高点的时间 对小球，根据自由落体公式，有 得小球的速度，D正确。 故选BCD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为： a．将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； b．让质量为m1的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置； c．把质量为m2的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； d．记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为x1、x2、x3，如图乙。 （1）关于该实验，下列说法正确的有_________；（双选） A. 斜槽轨道不一定光滑 B. 斜槽末端不一定水平 C. 入射球和被碰球的半径必须相同 D. 实验中必须测量出小球抛出点的离地高度H （2）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为_________。（用题中所给物理量的符号表示） 【答案】（1）AC （2）m1x2=m1x1+m2x3 【解析】 【小问1详解】 A．只要入射球每次从斜槽上同一位置由静止释放，到达斜槽末端时的速度就相同，斜槽轨道不一定光滑，故A正确； B．为了保证小球碰后做平抛运动，斜槽末端必须水平，故B错误； C．为了保证两小球发生对心正碰，并且碰后均做平抛运动，入射球和被碰球的半径必须相同，故C正确； D．由于小球做平抛运动下落的高度相同，根据可知它们的运动时间相同，可以用小球的水平位移代替平抛运动的初速度，所以不需要测量小球抛出点的离地高度，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 入射球单独滚下时，平抛运动的水平位移为，对应的平抛初速度 两球碰撞后，入射球的水平位移为，平抛初速度 被碰球的水平位移为，平抛初速度 若两球碰撞时动量守恒，则满足 代入速度表达式并消去相同的时间，可得满足的关系式为 12. 某物理兴趣小组利用如图所示的双缝干涉实验装置，进行光的波长测定实验，根据实验操作步骤回答下列问题。 （1）实验时，要想减少从目镜中观察到的条纹个数，需将屏向_________（选填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 （2）小组同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第1条和第6条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如下表所示： 单色光类别 x1/mm x6/mm 单色光1 10.60 21.14 单色光2 8.44 18.08 根据表中数据，判断单色光1为_________（选填“红光”或“绿光”）。 【答案】（1）远离 （2）红光 【解析】 【小问1详解】 要想减少从目镜中观察到的条纹个数，即需要使相邻两条干涉亮条纹的间距变大。根据双缝干涉条纹间距公式 可知，在入射光波长和双缝间距不变的情况下，需要增大双缝到光屏的距离，故需将屏向远离双缝的方向移动。 【小问2详解】 根据相邻亮条纹间距公式可得，单色光1的条纹间距为 单色光2的条纹间距为 因为，结合公式可知，在和均相同的情况下，单色光1的波长大于单色光2的波长。由于红光的波长大于绿光的波长，故单色光1为红光。 13. 某学习小组设计了如图甲所示的实验装置，利用单摆测量当地的重力加速度。 （1）关于单摆装置的选择，下列最合理的是_________。 A. B. C. D. （2）测量摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长度（从悬点到摆球最上端）为L，再用游标卡尺测量摆球直径d，其读数如图乙所示，则d=_________cm。 （3）多次改变摆线长度，在小摆角条件下测得不同摆长l对应的小球摆动周期T，作出l-T2图像如图丙。根据图线斜率可计算重力加速度g=_________m/s2（保留3位有效数字，π2取9.87）。 （4）若误将摆线长度当作摆长，仍采用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）C （2）2.150 （3）9.87 （4）不变 【解析】 【小问1详解】 为防止摆球摇摆及实验过程摆长变化，应该用夹子固定摆线悬点；为了减小实验误差，摆线应选细一些、长度适当、伸缩性小的细线，弹性棉绳会造成摆长变化，故选C。 【小问2详解】 游标卡尺的读数为主尺读数与游标读数之和，所以 所以答案是2.150 【小问3详解】 根据单摆的周期公式 可得 结合图像斜率可知 解得 【小问4详解】 将摆线长度L误认为摆长l，则有 整理得 仍用上述图像法处理数据，图线斜率不变，故得到的重力加速度值不变。 14. 如图是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，其中质点P的坐标为（0，0.1 m），质点Q的坐标为（5 m，-0.1 m），已知质点P的振动方程为。 （1）判断简谐波的传播方向并求出波速的大小。 （2）写出质点Q的振动方程。（初相位在0～2π之间） 【答案】（1）向x轴负方向传播，6 m/s （2） 【解析】 【小问1详解】 由质点的振动方程，在时刻，质点向轴正方向运动。 结合时刻的波形图，可知该简谐横波沿轴负方向传播。 由质点的振动方程知，圆频率，则波的周期为 设该简谐横波的波动方程为 由点的振动方程可知振幅，且在处，故初相位 则时的波形方程为 由波形图可知，质点位于处，位移为。将代入波形方程得，即 观察图像可知，在、两点间波长不足一个，且点处的切线斜率为正，故点对应的空间相位为，即 解得 由可得波长为 则波速的大小为 【小问2详解】 因为简谐横波沿轴负方向传播，所以该波的整体波动方程为 将质点的位置坐标代入波动方程，可得质点的振动方程为 15. 学习完气体定律后，我们尝试还原初中学习过的“覆杯实验”。现用一根长h=1 m、内部横截面积S=10-3 m2、导热良好且两端开口的玻璃管演示覆杯实验。首先用一块轻质硬纸板盖住玻璃管的下端（硬纸板与玻璃管紧密接触），将玻璃管装满水，然后用另一块轻质硬纸板覆盖玻璃管（如图甲），下方硬纸板未掉落。忽略水与玻璃管的摩擦力、水的表面张力和粘滞力，环境温度和大气压p0=1×105 Pa保持不变，已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 m/s2。 （1）求装满水时下方硬纸板受到玻璃管的弹力大小。 （2）去掉上方的硬纸板，将玻璃管中的水倒掉一半，然后覆盖一块韧性较好的轻质橡胶垫，用手挤压橡胶垫排出管内部分空气，待橡胶垫恢复部分形状后，玻璃管内剩余气体体积为原气体体积的，此时下方的硬纸板恰能保持静止状态（如图乙）。求排出空气的质量与排气前玻璃管内空气质量的比值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对下方硬纸板受力分析，向上的大气压力为，向下的水对纸板的压力为，玻璃管对纸板的弹力为，平衡时有 解得 【小问2详解】 设排气前玻璃管内空气体积为，排出空气在大气压下的等效体积为。倒掉一半水后，管内剩余水柱高为，水对下方纸板的压强为 下方纸板恰能静止时，设管内空气压强为，由受力平衡有 解得== 橡胶垫恢复后管内剩余空气体积为，温度不变，对排气前全部空气按等温关系作等效分解，有 所以排出空气质量与排气前玻璃管内空气质量的比值为==== 16. 如图所示，半径R=1.6 m的四分之一光滑圆弧轨道固定在水平地面上，最低点切线水平，紧邻轨道左侧放置着一个下表面光滑、上表面粗糙的木板A，在木板A的左侧放置一小物块C。从圆弧轨道正上方R=1.6 m处静止释放小滑块B，经圆弧最低点滑上A，A与B共速后，再与C发生弹性碰撞。在以后的运动过程中，小滑块B始终在木板A上，且A与C的每次碰撞均为弹性碰撞。已知mA=3 kg，mB=1 kg，mC=3 kg，B与A间、C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度g=10 m/s2。求： （1）B经过圆弧轨道最低点时受到的支持力大小FN。 （2）A、C第一次碰撞前，A、B系统损失的机械能ΔE。 （3）A、C第三次碰撞前C运动的总位移x。 【答案】（1）50 N （2）24 J （3） 【解析】 【小问1详解】 由机械能守恒可得 在最低点时，由向心力公式得 代入数据解得 【小问2详解】 由（1）可知 由动量守恒定律得 解得A与B共同的速度 由能量守恒可知A、B系统损失的机械能 解得 【小问3详解】 A、C第一次碰撞，由动量守恒定律得 由机械能守恒可知 解方程得， 此后 解得 A、C第二次碰前，C在地面上运动，加速度为 减速到零时有 对木板A，有 解得 加速到有 可得， 可知A、C第二次碰前C已停止，且每次A、C再次碰撞前，C的速度都为零。A、C第二次碰后根据速度交换可得 设A、C第二次碰撞后C运动的位移为，则 解得 则第三次碰撞前C运动的总位移为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $