精品解析:辽宁抚顺市七校协作体2025-2026学年高二下学期期末物理试卷
2026-07-17
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | 抚顺市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.31 MB |
| 发布时间 | 2026-07-17 |
| 更新时间 | 2026-07-17 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58857226.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高二物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 如图甲所示,弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做简谐运动,O为平衡位置。以水平向右为正方向,从t=0时刻起,振子的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 该振子的振动周期为1s
B. A、B之间的距离为4cm
C. 0~0.5s内,该振子从O向B运动,且其加速度不断减小
D. 该振子在1.5cm处和在-1.5cm处的速度一定相同
2. 某同学在研究教室照明用荧光灯的发光原理时了解到:灯管内充有低压汞蒸气,通电后汞原子中的电子从能量较高的定态轨道(能量记为)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为)时,会释放紫外线光子;这些紫外线光子再激发灯管内壁的荧光粉,使其发出可见光。普朗克常量为,根据玻尔理论,可知该紫外线光子的频率为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,某同学做双缝干涉实验,单缝、双缝中点O、屏上的点均位于双缝、连线的中垂线上,屏上P点处出现暗条纹。已知入射光的波长为,与的差可能为( )
A. B.
C. D.
4. 研究表明,镤231()具有放射性,会发生衰变,衰变方程为。已知镤231的半衰期约为3.2万年。现有一定质量的镤231,在其衰变过程中,下列说法正确的是( )
A. 衰变过程中,电荷数、质量数都守恒
B. 经过6.4万年,剩余的镤231的质量为初始质量的
C. 镤231发生衰变是因为核外电子排布不稳定
D. 的比结合能大于的比结合能
5. 氢原子的能级图如图所示,一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时能放出多种不同频率的光,用这些频率的光分别照射某金属板,其中只有3种不同频率的光能够使金属板发生光电效应,则该金属的逸出功可能为( )
A. B.
C. D.
6. 一列沿轴负方向传播的简谐横波在某时刻的完整波形如图所示,波源的振动频率为,质点的平衡位置在处,下列说法正确的是( )
A. 该波传播的周期为 B. 该波的传播速度大小为
C. 质点已经运动的路程为 D. 质点已经运动的路程为
7. 近年来,科学家研发出一种新型的“纳米多孔气凝胶”材料,其内部由大量纳米级的微小孔隙组成,常被用于高端护肤品的保湿载体。假设将这种气凝胶材料浸入水中,水分子在毛细作用下进入并填充了这些纳米孔隙。下列说法正确的是( )
A. 水分子进入纳米孔隙后,由于空间受限,水分子的热运动会逐渐停止
B. 水分子在纳米孔隙中做无规则运动时,相邻水分子之间只存在引力,不存在斥力
C. 环境温度升高,水分子从气凝胶中挥发(脱离孔隙)的速度会加快,是因为温度升高使每个水分子的动能都增大了
D. 气凝胶能高效锁住水分,主要是因为水分子进入纳米孔隙后,水的表面张力作用显著,阻碍了水分的流失
8. 现代3C数码产品制造中会用到各类固体材料:蓝宝石屏幕为单晶体氧化铝,普通玻璃为人工合成非晶体,手机金属合金外壳属于多晶体材料。关于晶体、非晶体的性质,下列说法正确的是( )
A. 普通玻璃无固定熔点,属于各向异性的非晶体
B. 单晶体具有各向异性,具有固定的熔点
C. 玻璃有规则的天然几何外形
D. 多晶体由大量微小单晶体杂乱组合而成,表现为各向同性
9. 一定质量的理想气体从状态开始,缓慢经历、、过程回到状态,其图像如图所示,平行于轴,平行于轴,为过原点的直线。气体在状态时的压强为,体积为,热力学温度为,气体在状态时的热力学温度为。图中为未知量,关于气体在状态时的压强和在状态时的压强,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图甲所示,在理想变压器、端输入电压为的正弦交流电,原、副线圈的匝数比。定值电阻、、的阻值分别为、、,滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于最左侧,在滑片向右缓慢移动至最右侧的过程中,记录理想电压表V的示数与理想电流表A的示数,描绘出如图乙所示的图像。下列说法正确的是( )
A. 通过的电流减小
B. 电压表示数先增大后减小
C. 图乙中纵截距,斜率的绝对值为
D. 消耗的功率先增大后减小
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学做“用油膜法估测分子的直径”实验。
(1)本实验做了三个理想化假设:将油酸分子视为__________(填“长方体”或“球形”),油酸分子在水面上形成单分子油膜,油酸分子是紧挨在一起的。
(2)整个实验过程如下,合理的操作顺序为AC__________F。(用字母代号表示)
A.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积溶液时的滴数
B.用浅盘装入约深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上
C.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积
D.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数,再根据方格的边长求出每格的面积,算出油膜的面积
E.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
F.用公式求出薄膜厚度,即油酸分子的直径
(3)在该实验中,每的油酸酒精溶液中含有油酸,一滴油酸酒精溶液的体积为。正确操作后,油膜形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长均为,则稳定后形成单分子油膜的面积约为__________(结果保留三位有效数字),由此可估算出油酸分子的直径为__________m(结果保留一位有效数字)。
12. 某学习小组用单摆测量重力加速度的实验装置如图所示。
(1)本实验____________(填“需要”或“不需要”)称量小球的质量;
(2)关于实验操作,下列说法正确的是____________。
A. 摆线要选择细一些、伸缩性小一些、适当短一些的
B. 摆球尽量选择质量大一些、体积小一些的
C. 为了使单摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆角尽量大一些
(3)测得摆线的长度为,小球的直径为,测出单摆完成次全振动所用的时间,则单摆的周期____________,重力加速度____________(用、、、、表示)。
(4)为了减少实验误差,改变摆线的长度,测量出多组周期和摆线长度,以为横坐标、为纵坐标作出图线,若图像的斜率为,则当地的重力加速度____________(用和表示)。
13. 光导管作为一种高效的光传输装置,在现代科技和生活中发挥着重要作用。如图所示,截面为矩形的光导管长度为,一单色光在光导管的截面中心线位置,以入射角射入光导管,恰好在光导管的上表面发生全反射,已知,光在真空中的传播速度大小为c。求:
(1)光导管的折射率;
(2)光在光导管中的传播速度大小;
(3)光在光导管中的传播时间。
14. 如图所示,竖直轻弹簧一端固定在点,另一端连接小球,构成弹簧振子。振子在轴上的、两点间做简谐运动,简谐运动的周期,振幅。时刻,小球从平衡位置点开始沿轴正方向运动。小球右侧连接一根水平轻质弹性绳,小球持续上下振动,激发出沿轴正方向传播的简谐横波,波速。绳上质点的平衡位置坐标,不计空气阻力与绳的能量损耗。
(1)求该简谐横波的波长,以及弹性绳上所有质点的起振方向;
(2)求波从波源传播到质点的过程中,波源(小球)通过的路程;
(3)若绳上有一质点(图中未标出),质点与质点平衡位置之间的距离,从波刚好传到质点开始计时,再经过,求此时质点相对平衡位置的位移。
15. 某冷链物流车的密闭保温储气罐容积,罐内储存保护用气,全过程不漏气,气体均可视为理想气体,不计罐体的热胀冷缩。已知气体的初始热力学温度,初始压强。
(1)由于车辆露天停放暴晒,罐内气体的热力学温度升高至,求此时罐内气体的压强;
(2)保持气体的热力学温度始终为,使储气罐缓慢放出一部分气体,罐内剩余气体压强降至安全工作压强,求放出的气体在压强下的体积;
(3)完成第(2)问放气操作后,车辆开进高海拔低温作业区,罐内气体的热力学温度下降至,然后依次给(且为整数)个和原罐相同的空罐(内部为真空)充气,充气过程中气体的温度始终不变,当原罐内气体的压强与空罐内气体的压强相等时结束充气,求给第个罐充完气后,原罐内气体的压强。
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高二物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 如图甲所示,弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做简谐运动,O为平衡位置。以水平向右为正方向,从t=0时刻起,振子的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 该振子的振动周期为1s
B. A、B之间的距离为4cm
C. 0~0.5s内,该振子从O向B运动,且其加速度不断减小
D. 该振子在1.5cm处和在-1.5cm处的速度一定相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙振动图像可知,从到经历了半个周期,则该振子的周期为2s,故A错误;
B.由图乙可知该振子的振幅,图甲中、两点分别对应简谐运动的正、负最大位移处,因此、之间的距离为,故B正确;
C.由图乙可知,在内,该振子从点向点(平衡位置)运动,加速度不断增大,故C错误;
D.根据简谐运动的对称性,振子在处和在处的速度大小相同,但方向可能相同也可能相反,因此速度不一定相同,故D错误。
故选B。
2. 某同学在研究教室照明用荧光灯的发光原理时了解到:灯管内充有低压汞蒸气,通电后汞原子中的电子从能量较高的定态轨道(能量记为)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为)时,会释放紫外线光子;这些紫外线光子再激发灯管内壁的荧光粉,使其发出可见光。普朗克常量为,根据玻尔理论,可知该紫外线光子的频率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据玻尔跃迁理论,可知电子从高能级(能量)跃迁到低能级(能量)时,释放的光子能量等于两个定态的能量差,满足关系
变形可得光子的频率
故选A。
3. 如图所示,某同学做双缝干涉实验,单缝、双缝中点O、屏上的点均位于双缝、连线的中垂线上,屏上P点处出现暗条纹。已知入射光的波长为,与的差可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】暗条纹条件
即光程差为 、、、、
故选C。
4. 研究表明,镤231()具有放射性,会发生衰变,衰变方程为。已知镤231的半衰期约为3.2万年。现有一定质量的镤231,在其衰变过程中,下列说法正确的是( )
A. 衰变过程中,电荷数、质量数都守恒
B. 经过6.4万年,剩余的镤231的质量为初始质量的
C. 镤231发生衰变是因为核外电子排布不稳定
D. 的比结合能大于的比结合能
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子核衰变过程中,反应前后的电荷数、质量数均保持守恒,故A正确;
B.镤的半衰期约为万年,经过万年即经过了个半衰期
根据半衰期公式可知,剩余的镤质量为初始质量的,故B错误;
C.放射性衰变是由原子核内部的不稳定性引起的,与核外电子的排布无关,故C错误;
D.发生衰变生成过程中释放核能,说明生成物核子结合得更紧密,因此的比结合能小于比结合能,故D错误。
故选A。
5. 氢原子的能级图如图所示,一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时能放出多种不同频率的光,用这些频率的光分别照射某金属板,其中只有3种不同频率的光能够使金属板发生光电效应,则该金属的逸出功可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时,可以发出的光子种类数为
这种光子的能量分别对应如下能级差:
①
②
③
④
⑤
⑥
则释放的6种光子的能量依次为0.66eV、2.55eV、12.75eV、1.89eV、12.09eV、10.2eV
已知只有种不同频率的光能够使金属板发生光电效应,根据光电效应方程,发生光电效应的条件是光子能量
因此,这种光的能量(即较大的个)必须大于等于逸出功,而另外种光的能量(较小的个)必须小于逸出功,即金属板的逸出功需要满足:,逐一分析选项,可知仅D项符合题意,故D正确。
故选D。
6. 一列沿轴负方向传播的简谐横波在某时刻的完整波形如图所示,波源的振动频率为,质点的平衡位置在处,下列说法正确的是( )
A. 该波传播的周期为 B. 该波的传播速度大小为
C. 质点已经运动的路程为 D. 质点已经运动的路程为
【答案】D
【解析】
【详解】A.该波传播的周期,故A错误;
B.该波的传播速度大小,故B错误;
CD.由题图可知,质点已经运动的时间为,故其运动的路程,故C错误,D正确。
故选D。
7. 近年来,科学家研发出一种新型的“纳米多孔气凝胶”材料,其内部由大量纳米级的微小孔隙组成,常被用于高端护肤品的保湿载体。假设将这种气凝胶材料浸入水中,水分子在毛细作用下进入并填充了这些纳米孔隙。下列说法正确的是( )
A. 水分子进入纳米孔隙后,由于空间受限,水分子的热运动会逐渐停止
B. 水分子在纳米孔隙中做无规则运动时,相邻水分子之间只存在引力,不存在斥力
C. 环境温度升高,水分子从气凝胶中挥发(脱离孔隙)的速度会加快,是因为温度升高使每个水分子的动能都增大了
D. 气凝胶能高效锁住水分,主要是因为水分子进入纳米孔隙后,水的表面张力作用显著,阻碍了水分的流失
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子热运动永不停息,只要温度高于绝对零度,水分子的热运动就不会停止,与空间是否受限无关,故A错误;
B.分子间的引力和斥力是同时存在的,仅随分子间距变化表现为引力为主或斥力为主,不存在只有引力没有斥力的情况,故B错误;
C.温度是分子平均动能的标志,温度升高时水分子的平均动能增大,并非每个水分子的动能都增大,个别分子动能可能减小,故C错误;
D.纳米孔隙的尺寸极小,水的表面张力作用十分显著,可阻碍水分从孔隙中流出,是气凝胶高效锁水的主要原因,故D正确。
故选D。
8. 现代3C数码产品制造中会用到各类固体材料:蓝宝石屏幕为单晶体氧化铝,普通玻璃为人工合成非晶体,手机金属合金外壳属于多晶体材料。关于晶体、非晶体的性质,下列说法正确的是( )
A. 普通玻璃无固定熔点,属于各向异性的非晶体
B. 单晶体具有各向异性,具有固定的熔点
C. 玻璃有规则的天然几何外形
D. 多晶体由大量微小单晶体杂乱组合而成,表现为各向同性
【答案】BD
【解析】
【详解】A.非晶体(玻璃、沥青、松香等)无固定熔点,且物理性质表现为各向同性,故A错误;
B.单晶体普遍具有各向异性,所有晶体(单晶体、多晶体)都具有固定熔点,故B正确;
C.玻璃是非晶体,无规则天然几何外形,故C错误;
D.多晶体是由大量微小单晶体无规则排列形成的,单个单晶体具有各向异性,但整体宏观上抵消,表现为各向同性,故D正确。
故选BD。
9. 一定质量的理想气体从状态开始,缓慢经历、、过程回到状态,其图像如图所示,平行于轴,平行于轴,为过原点的直线。气体在状态时的压强为,体积为,热力学温度为,气体在状态时的热力学温度为。图中为未知量,关于气体在状态时的压强和在状态时的压强,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由题图可知,气体从状态c到状态a对应的V-T图线为过原点的直线,所以气体发生等压变化,即,故A正确,B错误;
CD.从状态到状态,有,可得
结合题图可得,气体由状态到状态为等温膨胀,所以,所以,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示,在理想变压器、端输入电压为的正弦交流电,原、副线圈的匝数比。定值电阻、、的阻值分别为、、,滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于最左侧,在滑片向右缓慢移动至最右侧的过程中,记录理想电压表V的示数与理想电流表A的示数,描绘出如图乙所示的图像。下列说法正确的是( )
A. 通过的电流减小
B. 电压表示数先增大后减小
C. 图乙中纵截距,斜率的绝对值为
D. 消耗的功率先增大后减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由等效电阻知识可知,副线圈中电阻等效至原线圈中后,有,
滑片向右缓慢移动至最右侧的过程中,先增大后减小,先增大后减小,所以原线圈电流先减小后变大,因此电阻两端电压先减小后变大,根据,
则副线圈电压先变大后变小,设滑动变阻器滑片左端电阻为,滑片右端电阻为,变小,通过的电流
根据可知副线圈电流先减小后变大,当副线圈电压先变大时,可知变大;
当副线圈电压变小时,变小,可知变大,综上通过的电流一直增大,故A错误;
C.图像中纵截距为,根据,,
可得
所以,题图乙斜率的绝对值为,故C正确;
B.设滑动变阻器滑片左端电阻为,滑片右端电阻为,则副线圈电路中总电阻
当时,取最大值
当,时,
当,时,
则在滑片自左向右移动过程中,由增至再减至,电压表的示数先增大后减小,故B正确;
D.由等效电阻知识可知,副线圈中电阻等效至原线圈中后,有
则等效电阻同样先增大后减小,原线圈中电流先减小后增大,消耗的功率先减小后增大,故D错误。
故选BC。
【点睛】原线圈电阻为,副线圈总电阻为,根据电压关系,其中,
电流关系
联立可得
即把理想变压器和负载等效为电阻
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学做“用油膜法估测分子的直径”实验。
(1)本实验做了三个理想化假设:将油酸分子视为__________(填“长方体”或“球形”),油酸分子在水面上形成单分子油膜,油酸分子是紧挨在一起的。
(2)整个实验过程如下,合理的操作顺序为AC__________F。(用字母代号表示)
A.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积溶液时的滴数
B.用浅盘装入约深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上
C.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积
D.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数,再根据方格的边长求出每格的面积,算出油膜的面积
E.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
F.用公式求出薄膜厚度,即油酸分子的直径
(3)在该实验中,每的油酸酒精溶液中含有油酸,一滴油酸酒精溶液的体积为。正确操作后,油膜形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长均为,则稳定后形成单分子油膜的面积约为__________(结果保留三位有效数字),由此可估算出油酸分子的直径为__________m(结果保留一位有效数字)。
【答案】(1)球形 (2)BED
(3) ①. (或均正确) ②.
【解析】
【小问1详解】
本实验做了三个理想化假设:将油酸分子视为球形,油酸分子在水面上形成单分子油膜,油酸分子是紧挨在一起的。
【小问2详解】
本实验步骤为:配制油酸酒精溶液→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅盘→形成油膜→描绘油膜边缘,测量油膜面积→计算油酸分子直径;
先后顺序为ACBEDF。
【小问3详解】
[1][2]一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
由坐标纸求出油膜散开后的面积
所以油酸分子的直径。
12. 某学习小组用单摆测量重力加速度的实验装置如图所示。
(1)本实验____________(填“需要”或“不需要”)称量小球的质量;
(2)关于实验操作,下列说法正确的是____________。
A. 摆线要选择细一些、伸缩性小一些、适当短一些的
B. 摆球尽量选择质量大一些、体积小一些的
C. 为了使单摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆角尽量大一些
(3)测得摆线的长度为,小球的直径为,测出单摆完成次全振动所用的时间,则单摆的周期____________,重力加速度____________(用、、、、表示)。
(4)为了减少实验误差,改变摆线的长度,测量出多组周期和摆线长度,以为横坐标、为纵坐标作出图线,若图像的斜率为,则当地的重力加速度____________(用和表示)。
【答案】(1)不需要 (2)B
(3) ①. ②.
(4)
【解析】
【小问1详解】
该实验不需要称量小球的质量。
【小问2详解】
A.摆线要选择细一些、伸缩性小一些、适当长一些的,可以减小实验误差,故A错误;
B.摆球尽量选择质量大一些的,体积小一些的,故B正确;
C.摆球的摆动角度不能太大,一般不超过,且周期与角度无关,故C错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]根据题意可知,单摆的周期
[2]根据
解得重力加速度
【小问4详解】
由
可得
则图像的斜率
解得
13. 光导管作为一种高效的光传输装置,在现代科技和生活中发挥着重要作用。如图所示,截面为矩形的光导管长度为,一单色光在光导管的截面中心线位置,以入射角射入光导管,恰好在光导管的上表面发生全反射,已知,光在真空中的传播速度大小为c。求:
(1)光导管的折射率;
(2)光在光导管中的传播速度大小;
(3)光在光导管中的传播时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设光进入光导管时的折射角为,由折射定律有
光在光导管上表面的入射角为
由于恰好发生全反射,则该入射角等于全反射临界角,即
根据全反射临界角公式,可得:
将代入
得
代入
解得折射率为
【小问2详解】
根据光在介质中传播速度的公式
解得
【小问3详解】
光在光导管中沿管轴(水平)方向的分速度大小为
光需要沿管轴方向传播的距离为,因此传播时间为:
将和代入上式,解得
14. 如图所示,竖直轻弹簧一端固定在点,另一端连接小球,构成弹簧振子。振子在轴上的、两点间做简谐运动,简谐运动的周期,振幅。时刻,小球从平衡位置点开始沿轴正方向运动。小球右侧连接一根水平轻质弹性绳,小球持续上下振动,激发出沿轴正方向传播的简谐横波,波速。绳上质点的平衡位置坐标,不计空气阻力与绳的能量损耗。
(1)求该简谐横波的波长,以及弹性绳上所有质点的起振方向;
(2)求波从波源传播到质点的过程中,波源(小球)通过的路程;
(3)若绳上有一质点(图中未标出),质点与质点平衡位置之间的距离,从波刚好传到质点开始计时,再经过,求此时质点相对平衡位置的位移。
【答案】(1),沿轴正方向
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
由波速公式
代入数据得该简谐横波的波长
由时刻小球(波源)沿轴正方向运动,可知所有质点起振方向均为沿轴正方向。
【小问2详解】
波传到质点所用的时间
在这段时间内,波源(小球)完成振动的周期数为个周期
小球通过的路程
【小问3详解】
①若点在点右侧:
波从点传到点所需的时间
从波刚传到开始计时,经过
则此时质点实际振动的时间为
因为周期,故
质点起振方向向上,经过四分之一周期时,它刚好从平衡位置运动到正的最大位移处
所以此时质点相对平衡位置的位移为
②若点在点左侧:
波传到点需要的时间为
则此时质点实际振动的时间为
在这段时间内,其经历的周期数为个周期,最后质点回到波谷
所以此时质点相对平衡位置的位移为
综上所述,此时质点相对平衡位置的位移为或。
15. 某冷链物流车的密闭保温储气罐容积,罐内储存保护用气,全过程不漏气,气体均可视为理想气体,不计罐体的热胀冷缩。已知气体的初始热力学温度,初始压强。
(1)由于车辆露天停放暴晒,罐内气体的热力学温度升高至,求此时罐内气体的压强;
(2)保持气体的热力学温度始终为,使储气罐缓慢放出一部分气体,罐内剩余气体压强降至安全工作压强,求放出的气体在压强下的体积;
(3)完成第(2)问放气操作后,车辆开进高海拔低温作业区,罐内气体的热力学温度下降至,然后依次给(且为整数)个和原罐相同的空罐(内部为真空)充气,充气过程中气体的温度始终不变,当原罐内气体的压强与空罐内气体的压强相等时结束充气,求给第个罐充完气后,原罐内气体的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
罐体容积不变,封闭气体的质量不变,气体发生等容变化,由查理定律有
解得
【小问2详解】
把原来罐内全部气体当作整体研究
初态:、
末态:压强降到,总体积设为
由玻意耳定律有
解得
罐内剩余气体体积仍为,所以放出气体体积
解得
【小问3详解】
由查理定律有
解得
由玻意耳定律有
解得。
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