精品解析：山东青岛第五十八中学2025-2026学年高二下学期期末物理试题

2024级高二（下）期末测试 物理 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案题号。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8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。 1. 在电梯顶板上固定一个力传感器，将所受重力为G的物体挂在力传感器的挂钩上。在电梯从跳台底部上升至顶部平台的全过程中，下列力传感器示数随时间变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态； B. 图b中增大，但保持圆锥摆的高度不变，则圆锥摆的角速度增大； C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的实际的力小于所需的向心力从而被甩出； D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨。 3. 为了研究光的干涉现象，如图甲，某同学将弓形的玻璃柱体平放在平板玻璃上，截面图如图乙所示，玻璃柱体上表面水平，用单色光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，看到的是（ ） A. 外疏内密的明暗相间的圆环 B. 外密内疏的明暗相间的圆环 C. 外疏内密的明暗相间的条纹 D. 外密内疏的明暗相间的条纹 4. 如图，当一束单色线偏振光A经过装满透明含糖饮料的容器B后，其振动方向相对于初始振动方向会偏转一定夹角，这称为旋光效应。其中夹角为旋光度，当旋光度时，若要使用偏振片完全遮挡该光线，则偏振片的偏振方向与线偏振光初始振动方向之间的夹角可能是（ ） A. 180° B. 120° C. 90° D. 30° 5. 物体从O点由静止开始做匀加速直线运动，依次途经A、B、C三点，其中，。若物体通过AB和BC这两段位移的时间相等，从A到C的时间为2s，则OB为（ ） A. 3m B. 6.125m C. 5.125m D. 3.5m 6. 图甲是某光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图像，图乙为氢原子的能级图。用处于能级的一群氢原子向低能级跃迁时发出的光照射该光电管，逸出的光电子的最大初动能的最大值为（ ） A. 2.29eV B. 9.80eV C. 10.46eV D. 12.09eV 7. 如图（a）所示，一可视为质点的滑块放在水平转台上，滑块恰好能随转台绕O点做半径为r的匀速圆周运动，图（b）为俯视图。某学校物理兴趣小组利用位移传感器采集滑块的位置和时刻信息，画出某时刻起滑块沿x轴的分速度vx随时间t的变化关系如图（c）所示。取水平向右为正方向，滑块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，不计空气阻力。则滑块与转台间动摩擦因数和图（c）中阴影部分面积S大小分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 8. 在某次训练中，乒乓球运动员将A、B两个相同的乒乓球从同一位置先后水平击出。A球以初速度水平击出后直接落到e点；B球以初速度水平击出后先落到本方场地后弹起，并再次反弹后也落到e点。已知两球与地面发生弹性碰撞，两球的运动轨迹如图所示，忽略空气阻力，且两球在空中的运动互不影响。下列说法正确的是（ ） A. 两球一定会在b点相遇 B. 两球的初速度之比为 C. a、b两点的水平距离小于d、e两点的水平距离 D. a、b两点的竖直距离与c、d两点的竖直距离之比为 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，漏选得2分，错选得0分。 9. 1896年物理学家贝克勒尔在实验中发现铀的化合物能自发地放射某种看不见的、穿透力很强的射线，使附近包在黑纸里的照相底片感光的现象，即天然放射现象。下列说法正确的是（ ） A. 温度变化时，天然放射性元素的半衰期不会变化 B. 发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 C. 射线与射线都是电磁波，但射线的穿透本领比射线的强 D. 铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过6次衰变和8次衰变 10. 某中学田径运动会上，一名同学在投掷区将实心球从某一高度斜向上抛出，实心球抛出后在空中飞行的速率v随时间t的变化关系如图所示，时刻刚好落入沙坑，实心球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 实心球在最高点的速度大小为 B. 抛球点到落地点间的水平距离为 C. 实心球从抛出点到最高点运动的时间为 D. 实心球运动过程中离沙坑的最大高度为 11. 发电所用的燃气轮机，通过布雷顿循环将内能转化为机械能，包括四个主要过程：绝热压缩、等压加热、绝热膨胀和等压冷却。若1mol封闭理想气体在布雷顿循环中压强p和体积V的关系图像如图所示，以下说法正确的是（ ） A. a→b过程，气体温度下降 B. c→d过程，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 C. 若气体在状态a处温度为，则在状态d处温度为 D. 若b→c过程气体内能变化量为，气体吸收热量为 12. 月球有类似于地球的南北两极和纬度。如图所示，月球半径为R，表面重力加速度为g月，不考虑月球自转。从月球北极正上方水平发射一物体，要求落在纬度的M处，其运动轨迹为椭圆的一部分。假设月球质量集中在球心O点，如果物体沿椭圆运动的周期最短，则（ ） A. 发射点离月面的高度 B. 物体沿椭圆运动的周期为 C. 此椭圆两焦点之间的距离为 D. 若水平发射的速度为v，发射高度为h，则物体落到M处的速度为 三、实验题：本题共两小题，13题6分，14题8分，共14分 13. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 （1）关于该实验下列说法正确的是________ A. 为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 （2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙、丙所示。则造成这一结果的原因是________ （3）若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是________ A. B. C. D. 14. 某同学利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，实验装置如图1所示。 （1）关于光具座上放置的光学元件，下列说法正确的是________（多选）。 A. ①②③④分别对应的仪器是凸透镜、滤光片、单缝和双缝 B. ②的作用是获得单色光，若取走②将无法看到干涉条纹 C. 单缝和双缝应该均与水平方向平行放置 D. 若将灯泡换成激光光源，去掉①②③，仍可以观察到干涉条纹 （2）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。 A. 转动测量头 B. 将红色滤光片换成绿色滤光片 C. 使用间距更小的双缝 D. 减小透镜与单缝的距离 （3）该同学调整手轮后，观察到的干涉条纹如图2（a）所示，分划线中心刻线对准第3亮条纹的中心，此时游标卡尺的读数为；接着再转动手轮，使分划线中心刻线对准第9亮纹中心，看到的干涉条纹如图2（b）所示，此时游标卡尺的读数如图3所示，其读数为________mm，已知双缝间距为d，单缝与双缝间的距离为，光屏与双缝间的距离为。则入射的单色光波长的计算表达式为________（用题中字母表示）。 四、计算题：本题共四小题，共46分 15. 光学反射棱镜被广泛应用于摄像、校准等领域，其中一种棱镜的截面如图所示，eh边为镀膜反射面，，，，，。已知光在真空中的传播速度为c，若一单色细光束从O点以60°的入射角从真空射入棱镜，光恰好全部沿原路返回。求： （1）棱镜的折射率； （2）光在棱镜中传播的时间。 16. 某兴趣小组设计的拉力测量装置如图所示，由两个不同横截面积的导热圆筒连接成的汽缸水平固定放置，汽缸内用一刚性轻质细杆连接两导热活塞A、B，两活塞间密封一定质量的理想气体，汽缸两侧与大气相通。活塞A左侧连接一水平拉伸的轻质细绳，细绳另一端绕过定滑轮被施加大小为F的力。已知环境温度保持不变，大气压始终为，活塞A、B的横截面积分别为，初始时拉力，两活塞与汽缸连接处的距离都为，不计活塞与汽缸之间的摩擦，不计活塞厚度的影响。 （1）当拉力缓慢增大到时，求活塞A与汽缸连接处的距离x； （2）保持拉力不变，改变环境温度，使汽缸内气体温度由300K缓慢上升到360K，求该过程中汽缸内气体对外界做的功。 17. 如图所示，可视为质点的质量的滑块以的速度从A点滑上光滑平台AB，随后滑块再从B点相切滑入半径为的光滑圆弧轨道，圆弧轨道另一端与传送带相切。传送带长，与水平面夹角，顺时针传动速度为，滑块与传送带间的动摩擦因数，传送带的主动轮和从动轮半径相同，且远小于传送带长度，传送带不打滑，主动轮顶端与货车车厢上边沿的高度差为。滑块到达传送带主动轮的最高点时即水平抛出，并恰好落到车厢上边沿P点，车厢长度，抛出点到车厢尾部的水平距离为x（未知），不计空气阻力，重力加速度，，，请回答： （1）滑块从传送带的底部运动到顶部的时间； （2）装运系统传送该滑块过程需额外消耗的电能； （3）若要使滑块总能落入货车车厢，求传送带速度的可调节范围。 18. 在智能物流仓库的水平分拣区，有一辆足够长的平板车C，平板车的质量，车上两个包裹A和B（均视为质点）的质量，如图甲所示。包裹A与平板车间的动摩擦因数，包裹B与平板车间的动摩擦因数，平板车与轨道间的动摩擦因数。时刻，平板车静止在水平轨道上，此时平板车上的包裹A具有向右的速度，在平板车上A的右侧一定距离处有包裹B，此时B具有向右的速度，简化图如图乙所示。已知全程包裹A、B未发生碰撞，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度取。求： （1）时刻，包裹A、包裹B和平板车C各自的加速度大小？ （2）为保证两包裹不发生碰撞，时刻，包裹A与包裹B最小间距是多少？ （3）平板车最终停止时，它相对轨道滑行的距离是多少？ 【附加题】 19. 一根线电荷密度为λ的均匀带电绝缘杆置于水平面上，绕过固定点O的竖直轴以角速度旋转。已知杆的延长线始终过O点，杆的一端与O的距离始终为a，另一端与O的距离始终为b，则O处的电场强度E和磁感应强度B大小，以及杆的磁矩m分别为？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高二（下）期末测试 物理 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案题号。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8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。 1. 在电梯顶板上固定一个力传感器，将所受重力为G的物体挂在力传感器的挂钩上。在电梯从跳台底部上升至顶部平台的全过程中，下列力传感器示数随时间变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】电梯从跳台底部上升到顶部的全过程分为5个阶段，结合超重失重的规律分析拉力的变化： 初始静止在底部：加速度为0，； 向上加速阶段：加速度方向向上，物体超重，因此； 匀速上升阶段：加速度为0，，该阶段位移大、时间长，对应图像中长时间水平段在处； 向上减速阶段：加速度方向向下，物体失重，因此； 到达顶部静止：加速度为0，最终回到。 故选B。 2. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态； B. 图b中增大，但保持圆锥摆的高度不变，则圆锥摆的角速度增大； C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的实际的力小于所需的向心力从而被甩出； D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨。 【答案】C 【解析】 【详解】A．汽车通过凹形桥最低点时，向心加速度方向向上，由牛顿第二定律有 所以，汽车处于超重状态，故A错误； B．圆锥摆做匀速圆周运动时，设圆锥摆的高度为，由受力关系可得，可得 保持不变时角速度不变，故B错误； C．脱水桶转动时，水滴随桶壁做圆周运动需要向心力；当桶壁对水滴的实际作用力不足以提供所需向心力时，水滴不能继续随桶壁做圆周运动而从孔中甩出，故C正确； D．火车在倾斜弯道以规定速度转弯时，重力和支持力的合力恰好提供向心力；速度超过规定速度时，所需向心力增大，火车有向外侧运动的趋势，会挤压外轨而不是内轨，故D错误。 故选C。 3. 为了研究光的干涉现象，如图甲，某同学将弓形的玻璃柱体平放在平板玻璃上，截面图如图乙所示，玻璃柱体上表面水平，用单色光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，看到的是（ ） A. 外疏内密的明暗相间的圆环 B. 外密内疏的明暗相间的圆环 C. 外疏内密的明暗相间的条纹 D. 外密内疏的明暗相间的条纹 【答案】D 【解析】 【详解】玻璃柱体下表面是柱面，它和平板玻璃之间形成空气薄膜。用单色光垂直照射时，从上方看到的是空气膜上下表面反射光形成的等厚干涉条纹，条纹形状由空气膜等厚线决定。 该柱面沿玻璃柱轴线方向的空气膜厚度相同，等厚线是与轴线平行的直线，所以看到的是明暗相间的条纹，而不是圆环；离接触处越远，空气膜厚度随位置变化越快，相邻等厚位置间距越小，因此外密内疏，故D正确。 故选D。 4. 如图，当一束单色线偏振光A经过装满透明含糖饮料的容器B后，其振动方向相对于初始振动方向会偏转一定夹角，这称为旋光效应。其中夹角为旋光度，当旋光度时，若要使用偏振片完全遮挡该光线，则偏振片的偏振方向与线偏振光初始振动方向之间的夹角可能是（ ） A. 180° B. 120° C. 90° D. 30° 【答案】B 【解析】 【详解】若要使用偏振片完全遮挡该光线，则偏振片的偏振方向应该与旋光后的偏振光的偏振方向垂直，则偏振片的偏振方向与线偏振光初始振动方向之间的夹角可能是或者，故选B。 5. 物体从O点由静止开始做匀加速直线运动，依次途经A、B、C三点，其中，。若物体通过AB和BC这两段位移的时间相等，从A到C的时间为2s，则OB为（ ） A. 3m B. 6.125m C. 5.125m D. 3.5m 【答案】B 【解析】 【详解】已知从A到C的时间为2s，，AB、BC两段运动时间相等，故每段时间 根据匀变速直线运动推论 解得加速度大小为 由中间时刻瞬时速度等于该段时间的平均速度，可得B点速度为 根据运动学公式可得 解得 故选B。 6. 图甲是某光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图像，图乙为氢原子的能级图。用处于能级的一群氢原子向低能级跃迁时发出的光照射该光电管，逸出的光电子的最大初动能的最大值为（ ） A. 2.29eV B. 9.80eV C. 10.46eV D. 12.09eV 【答案】C 【解析】 【详解】从图甲可以看出，该金属的逸出功为 处于n = 4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能辐射出6种不同频率的光，其中从n = 4跃迁到n = 1能级时辐射出的光子能量最大，处于n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时辐射出的光子能量最大值 当用上述最大能量的光子照射光电管时，逸出的光电子有最大初动能，所以逸出的光电子的最大初动能，根据光电效应方程 故选C。 7. 如图（a）所示，一可视为质点的滑块放在水平转台上，滑块恰好能随转台绕O点做半径为r的匀速圆周运动，图（b）为俯视图。某学校物理兴趣小组利用位移传感器采集滑块的位置和时刻信息，画出某时刻起滑块沿x轴的分速度vx随时间t的变化关系如图（c）所示。取水平向右为正方向，滑块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，不计空气阻力。则滑块与转台间动摩擦因数和图（c）中阴影部分面积S大小分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】滑块恰能随转台绕点做半径为的匀速圆周运动，最大静摩擦力提供向心力，有 由图可知， 解得 由图可知阴影部分对应的运动时间为，故转过的圆心角为，阴影部分的面积为沿轴方向的位移大小，可得阴影部分面积大小为 故选D。 8. 在某次训练中，乒乓球运动员将A、B两个相同的乒乓球从同一位置先后水平击出。A球以初速度水平击出后直接落到e点；B球以初速度水平击出后先落到本方场地后弹起，并再次反弹后也落到e点。已知两球与地面发生弹性碰撞，两球的运动轨迹如图所示，忽略空气阻力，且两球在空中的运动互不影响。下列说法正确的是（ ） A. 两球一定会在b点相遇 B. 两球的初速度之比为 C. a、b两点的水平距离小于d、e两点的水平距离 D. a、b两点的竖直距离与c、d两点的竖直距离之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设从a到e，A球在空中运动的时间是t，则B球在空中运动的时间是5t，由于A先抛出先到达b，两球不会在b点相遇，A错误； B．从a到e，两球的水平位移相等，由可得，B错误； C．设A球水平击出后经过到达b点，则B球水平击出后经过到达b点，根据两球水平位移相等有 解得 同理A球到c点的时间为，根据 解得 同理A球到d点的时间为，根据 解得 则A球d到e点的时间，与A球从a到b点相等，a、b两点的水平距离等于d、e两点的水平距离，故C错误； D．a、b两点的竖直距离 c、d两点的竖直距离 解得，故D正确。 故选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，漏选得2分，错选得0分。 9. 1896年物理学家贝克勒尔在实验中发现铀的化合物能自发地放射某种看不见的、穿透力很强的射线，使附近包在黑纸里的照相底片感光的现象，即天然放射现象。下列说法正确的是（ ） A. 温度变化时，天然放射性元素的半衰期不会变化 B. 发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 C. 射线与射线都是电磁波，但射线的穿透本领比射线的强 D. 铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过6次衰变和8次衰变 【答案】AB 【解析】 【详解】A．半衰期由原子核内部因素决定，与温度、压强、化学状态等外界条件无关，温度变化时天然放射性元素的半衰期不会变化，故A正确； B．发生衰变时，原子核内一个中子转化为一个质子，同时放出一个电子，故B正确； C．射线是电磁波，射线是高速氦核流，不是电磁波；且射线穿透本领比射线弱，故C错误； D．设衰变次数为，衰变次数为，由质量数守恒有 整理得 由电荷数守恒有 代入 整理得，所以应经过8次衰变和6次衰变，故D错误。 故选AB。 10. 某中学田径运动会上，一名同学在投掷区将实心球从某一高度斜向上抛出，实心球抛出后在空中飞行的速率v随时间t的变化关系如图所示，时刻刚好落入沙坑，实心球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 实心球在最高点的速度大小为 B. 抛球点到落地点间的水平距离为 C. 实心球从抛出点到最高点运动的时间为 D. 实心球运动过程中离沙坑的最大高度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．最高点竖直分速度为0，合速率等于水平分速度，大小就是速率最小值，故A正确； B．水平分速度恒为，总运动时间为，因此水平距离 故B错误； C．根据速度的分解可得抛出时竖直向上的初速度为 则实心球从抛出点到最高点运动的时间为 故C错误； D．根据速度的分解可得落地时的竖直速度为 从最高点到落地，竖直方向初速度为0，满足 所以 所以D正确。 故选AD。 11. 发电所用的燃气轮机，通过布雷顿循环将内能转化为机械能，包括四个主要过程：绝热压缩、等压加热、绝热膨胀和等压冷却。若1mol封闭理想气体在布雷顿循环中压强p和体积V的关系图像如图所示，以下说法正确的是（ ） A. a→b过程，气体温度下降 B. c→d过程，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 C. 若气体在状态a处温度为，则在状态d处温度为 D. 若b→c过程气体内能变化量为，气体吸收热量为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．a→b是绝热压缩，外界对气体做功，绝热过程，由热力学第一定律得，内能增加，理想气体温度升高，A错误； B．c→d是绝热膨胀，体积增大，分子数密度减小，因此单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少，B正确； C．d→a为等压过程，由盖-吕萨克定律，解得，C正确； D．b→c为等压过程，气体对外做功，由热力学第一定律，解得，D正确 故选BCD。 12. 月球有类似于地球的南北两极和纬度。如图所示，月球半径为R，表面重力加速度为g月，不考虑月球自转。从月球北极正上方水平发射一物体，要求落在纬度的M处，其运动轨迹为椭圆的一部分。假设月球质量集中在球心O点，如果物体沿椭圆运动的周期最短，则（ ） A. 发射点离月面的高度 B. 物体沿椭圆运动的周期为 C. 此椭圆两焦点之间的距离为 D. 若水平发射的速度为v，发射高度为h，则物体落到M处的速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设椭圆半长轴为，偏心率为，月心为焦点，发射点为远月点。取发射点方向为极轴，点与极轴夹角为 因为点纬度为 所以 椭圆在远月点方向的极坐标关系为 远月点到月心距离为 由，整理得 所以 周期最短即半长轴最小，有= 因为= 所以 此时 此时= 发射点离月面的高度 不是，故A错误； B．由月面重力加速度 椭圆运动周期 取最短周期时，得，故B正确； C．椭圆两焦点之间距离为=，故C正确； D．万有引力场中不能把重力加速度看成恒为。由机械能守恒有= 解得 不是，故D错误。 故选BC。 三、实验题：本题共两小题，13题6分，14题8分，共14分 13. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 （1）关于该实验下列说法正确的是________ A. 为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 （2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙、丙所示。则造成这一结果的原因是________ （3）若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是________ A. B. C. D. 【答案】（1）A （2）压强传感器与注射器之间的胶管内有气体（或胶管内的气体体积未计入，言之有理即可） （3）B 【解析】 【小问1详解】 A．在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，可以起到密封作用，保证封闭气体的气密性，故A正确； B．实验要求气体温度保持不变，用手握住注射器会改变封闭气体的温度，故B错误； C．若快速推拉柱塞，气体经历的不是等温过程，操作时应缓慢推拉，故C错误； D．实验中气体的体积是通过注射器上的刻度读取的，不能通过数据采集器获得，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 由于压强传感器与注射器之间连接管内有部分气体，而这部分气体的体积并没有被计入读出的体积中 设连接管的体积为，则封闭气体的实际总体积为 根据玻意耳定律有（常数） 变形可得 以为纵坐标、为横坐标作图，得到的图线在纵轴上的截距为，所以图线不通过坐标原点，而是与纵轴的负半轴相交。 【小问3详解】 由（2）的分析可知，气体的实际总体积为 根据玻意耳定律有（常数） 整理得 当逐渐减小时（即逐渐增大），逐渐趋近于，即压强的值会逐渐趋近于一个恒定值，不会无限增大 因此，图线应该是一条趋于平缓的曲线，故B正确。 故选B。 14. 某同学利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，实验装置如图1所示。 （1）关于光具座上放置的光学元件，下列说法正确的是________（多选）。 A. ①②③④分别对应的仪器是凸透镜、滤光片、单缝和双缝 B. ②的作用是获得单色光，若取走②将无法看到干涉条纹 C. 单缝和双缝应该均与水平方向平行放置 D. 若将灯泡换成激光光源，去掉①②③，仍可以观察到干涉条纹 （2）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。 A. 转动测量头 B. 将红色滤光片换成绿色滤光片 C. 使用间距更小的双缝 D. 减小透镜与单缝的距离 （3）该同学调整手轮后，观察到的干涉条纹如图2（a）所示，分划线中心刻线对准第3亮条纹的中心，此时游标卡尺的读数为；接着再转动手轮，使分划线中心刻线对准第9亮纹中心，看到的干涉条纹如图2（b）所示，此时游标卡尺的读数如图3所示，其读数为________mm，已知双缝间距为d，单缝与双缝间的距离为，光屏与双缝间的距离为。则入射的单色光波长的计算表达式为________（用题中字母表示）。 【答案】（1）AD （2）B （3） ①. 31.10 ②. 【解析】 【分析】 【小问1详解】 A．双缝干涉实验的光学元件顺序为：光源→凸透镜→滤光片→单缝→双缝，故A正确； B．滤光片的作用是获得单色光，取走滤光片后会观察到彩色干涉条纹，仍能看到干涉条纹，故B错误； C．为得到便于测量的竖直干涉条纹，单缝、双缝都应竖直放置（与水平方向垂直），故C错误；  D．激光相干性、平行度好，换成激光光源后，去掉①②③，激光直接通过双缝仍可发生干涉，能观察到干涉条纹，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 A．增加目镜中观察到的条纹个数，需要减小相邻干涉条纹间距。根据双缝干涉公式：转动测量头不改变，故A错误； B． 绿光波长小于红光，换成绿色滤光片后减小，减小，固定视野内条纹个数增加，故B正确； C．双缝间距减小，增大，条纹个数减少，故C错误； D． 与透镜到单缝的距离无关，故D错误。 故选B。 【小问3详解】 [1]图3为20分度游标卡尺，精度为：主尺读数为，游标尺第2格与主尺刻度对齐，故读数为 [2]从第3亮纹到第9亮纹，共个相邻条纹间隔，因此 代入公式​，整理得波长 【点睛】 四、计算题：本题共四小题，共46分 15. 光学反射棱镜被广泛应用于摄像、校准等领域，其中一种棱镜的截面如图所示，eh边为镀膜反射面，，，，，。已知光在真空中的传播速度为c，若一单色细光束从O点以60°的入射角从真空射入棱镜，光恰好全部沿原路返回。求： （1）棱镜的折射率； （2）光在棱镜中传播的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出光路图如答图所示，光线在处发生全反射，根据几何关系可知，光线垂直射到边，边为镀膜反射面，结合光路的可逆性，则光线沿着原路返回，，其中 由几何关系可知，，故 由光的折射定律，解得棱镜的折射率 【小问2详解】 根据几何关系可知， 在棱镜里传播速度变为 解得光在棱镜中传播的时间 16. 某兴趣小组设计的拉力测量装置如图所示，由两个不同横截面积的导热圆筒连接成的汽缸水平固定放置，汽缸内用一刚性轻质细杆连接两导热活塞A、B，两活塞间密封一定质量的理想气体，汽缸两侧与大气相通。活塞A左侧连接一水平拉伸的轻质细绳，细绳另一端绕过定滑轮被施加大小为F的力。已知环境温度保持不变，大气压始终为，活塞A、B的横截面积分别为，初始时拉力，两活塞与汽缸连接处的距离都为，不计活塞与汽缸之间的摩擦，不计活塞厚度的影响。 （1）当拉力缓慢增大到时，求活塞A与汽缸连接处的距离x； （2）保持拉力不变，改变环境温度，使汽缸内气体温度由300K缓慢上升到360K，求该过程中汽缸内气体对外界做的功。 【答案】（1） （2）12J 【解析】 【小问1详解】 初始时，拉力，系统处于平衡状态 整理可得 因为，所以初始时汽缸内气体压强 封闭气体的体积 当拉力缓慢增大到时，根据平衡条件 解得 根据玻意耳定律 解得 因为活塞A和B通过刚性轻杆连接，它们之间的距离始终为2L，所以此时活塞B与汽缸连接处的距离为，此时气体的总体积 解得 【小问2详解】 根据盖-吕萨克定律 解得 气体对外界做的功为恒定压强与体积变化量的乘积 17. 如图所示，可视为质点的质量的滑块以的速度从A点滑上光滑平台AB，随后滑块再从B点相切滑入半径为的光滑圆弧轨道，圆弧轨道另一端与传送带相切。传送带长，与水平面夹角，顺时针传动速度为，滑块与传送带间的动摩擦因数，传送带的主动轮和从动轮半径相同，且远小于传送带长度，传送带不打滑，主动轮顶端与货车车厢上边沿的高度差为。滑块到达传送带主动轮的最高点时即水平抛出，并恰好落到车厢上边沿P点，车厢长度，抛出点到车厢尾部的水平距离为x（未知），不计空气阻力，重力加速度，，，请回答： （1）滑块从传送带的底部运动到顶部的时间； （2）装运系统传送该滑块过程需额外消耗的电能； （3）若要使滑块总能落入货车车厢，求传送带速度的可调节范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】（1）滑块从水平轨道B点到传送带从动轮处，由动能定理，有 解得 所以滑块先加速，设加速度为，则有 解得 根据速度-位移公式有 解得 之后滑块做匀速运动，位移 滑块加速的时间为 滑块匀速的时间为 所以总时间 （2）滑块动能的增加量为 滑块重力势能的增加量为 滑块在传送带运动的相对位移为 系统产生的热量为 所以装运系统传送该滑块过程需额外消耗的电能为 （3）滑块做平抛运动的时间为 滑块恰好落到车厢上边沿点，则有 要使滑块总能落入货车车厢，对应最大速度为 若滑块在传送带全程加速，则有 解得 综上，只需要控制传送带速度 18. 在智能物流仓库的水平分拣区，有一辆足够长的平板车C，平板车的质量，车上两个包裹A和B（均视为质点）的质量，如图甲所示。包裹A与平板车间的动摩擦因数，包裹B与平板车间的动摩擦因数，平板车与轨道间的动摩擦因数。时刻，平板车静止在水平轨道上，此时平板车上的包裹A具有向右的速度，在平板车上A的右侧一定距离处有包裹B，此时B具有向右的速度，简化图如图乙所示。已知全程包裹A、B未发生碰撞，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度取。求： （1）时刻，包裹A、包裹B和平板车C各自的加速度大小？ （2）为保证两包裹不发生碰撞，时刻，包裹A与包裹B最小间距是多少？ （3）平板车最终停止时，它相对轨道滑行的距离是多少？ 【答案】（1），， （2）1.75m （3）2.25m 【解析】 【小问1详解】 由于包裹A与小车C初速度不同，两者必然发生相对滑动。 对包裹A应用牛顿第二定律有解得 分析包裹B，根据牛顿第二定律有解得 分析小车C，根据牛顿第二定律解得 【小问2详解】 设包裹B先与小车C达到共速，达到共速所需时间为，则B与小车共速时满足 解得，，此时A的速度为 ，说明包裹B先与小车C共速成立 时间内A的位移 包裹B的位移 A与B相对位移为 后，A与小车C继续相对滑动，加速度不变 对B和小车C整体分析，根据牛顿第二定律 则一起匀速运动，设再经时间三者共速，有解得 A与共速后，假设保持相对静止，则整体的加速度 由于小于也小于，则A和B与C一起保持相对静止匀减速向右滑动，设时 间内A相对B向右的位移为，则解得 为保证A、B不发生碰撞，两包裹初始距离最小值 【小问3详解】 小车C对地位移，， 平板车最终停止时，它相对轨道滑行的距离为 【附加题】 19. 一根线电荷密度为λ的均匀带电绝缘杆置于水平面上，绕过固定点O的竖直轴以角速度旋转。已知杆的延长线始终过O点，杆的一端与O的距离始终为a，另一端与O的距离始终为b，则O处的电场强度E和磁感应强度B大小，以及杆的磁矩m分别为？ 【答案】，， ，磁矩的方向垂直旋转平面由所带电荷正负决定 【解析】 【详解】根据电场强度的定义，取长度为dr的线元分析，在O点产生的电场强度为 从a端积分到b端即为杆在O点的电场强度 带电杆旋转，形成等效的环形电流，在距O点r处的环形电流在O点产生的磁感应强度大小为 由电流的定义可得 联立可得 杆上长度为dr的磁矩 因此杆的磁矩 方向垂直旋转平面由所带电荷正负决定。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $