精品解析：广东广州市荔湾区2025-2026学年高二下学期学业综合素养练习物理试题

2025学年第一学期高中学业综合素养练习 高二物理 本试卷6页，共15小题，满分100分。考试时间为75分钟。 注意事项： 1、答卷前，考生务必在答题卡第1面和第3面上用黑色字迹的钢笔或签字笔填写学校、班级、姓名、试室号和座位号，将自己的条形码粘贴在答题卡的“条形码粘贴处”。 2、答题卡上第一部分必须用2B铅笔作答，将选中项涂满涂黑，黑度以遮住框内字母为准，修改时用橡皮擦除干净。第二部分必须用黑色字迹的签字笔按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，未在对应的答题区域内作答或超出答题区域作答的均无效。 3、考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。 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，只有一项符合题目要求） 1. 关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（ ） A. 电磁波从真空进入介质时频率不变 B. 微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 C. 车站、机场“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线 D. 紫外线的频率比可见光低，常用于杀菌消毒，长时间照射可损害健康 2. 近日，甘肃武威的钍基熔盐实验堆首次实现了钍铀核燃料转换并成功运行。反应堆中，主要核反应为：①；②。下列说法正确的是（ ） A. ②中发生了衰变 B. ②中产生的来自原子核外 C. ①中产生的的电离作用比②中产生的的电离作用小 D. 实验堆的温度升高时，的半衰期变长 3. 下列关于热学的图片，说法正确的是（ ） A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B. 图乙中，两分子间距从减小到的过程中，分子势能一直减小 C. 图丙为大量气体分子热运动的速率分布曲线图，其中曲线Ⅰ对应的分子平均动能大于曲线Ⅱ对应的分子平均动能 D. 图丁是用针刺破小棉线圈内的薄膜后发生的现象，说明液体表面有扩张趋势 4. 下列说法正确的是（ ） A. 图甲是肥皂膜的干涉图样，观察者应该和光源分别位于膜的两侧 B. 图乙中，若孔的大小不变，增大波源的频率，则能观察到更明显的衍射现象 C. 图丙中，救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率比B听到的频率高 D. 图丁中，观众看到的3D立体电影利用了光的衍射 5. 图甲所示的“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成，可简化为如图乙所示模型。现固定底座B，用力向下按物块A，松手后物块A沿竖直方向做简谐运动。取向上为正方向，物块A的位移随时间的变化规律如图丙所示，下列说法正确的是（ ） A. 物块A做简谐运动的回复力由弹簧弹力提供 B. 时和时，物块A的位移大小相等、方向相反 C. 物块A在任意内经过的路程不一定为 D. 内，头部的动能与弹簧的弹性势能之和增加 6. 热机循环是将内能转化为机械能的过程。卡诺循环是其中最典型的热机循环之一，其图像如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，沿循环曲线回到初始状态，其中和为两条等温线，和为两条绝热线。下列说法正确的是（ ） A. 过程中，每个气体分子的速率均不变 B. 过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均撞击力增大 C. 过程中，气体对外界做的功大于过程中外界对气体做的功 D. 一次循环过程中，气体吸收的热量大于放出的热量 7. 水上蹦床设施如图甲所示，游客在蹦床上规律跳动，水面激起一圈圈水波，波源位于点，水波在水平面内沿各方向匀速传播，导致波面呈现为圆形。时刻的部分波面分布如图乙所示，虚线、实线表示两相邻的波谷、波峰。已知处质点的振动图像如图丙所示，轴正方向表示竖直向上。下列说法正确的是（ ） A. 水波的波速为 B. 时，处质点位于波峰 C. 时，处质点具有负向最大加速度 D. 若游客加快跳动频率，则相邻波峰的间距将变大 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，有多项符合题目要求。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. “油膜法估测分子直径”实验通过测量宏观量实现了对微观量的间接测量。下列说法正确的是（ ） A. 根据滴油酸溶液的体积和油膜面积可估算出油酸分子的直径 B. 甲、乙、丙图中，丙图油膜最接近实验要求 C. 油酸的酒精溶液放置时间太久，则分子直径的测量值偏小 D. 若痱子粉偏厚，则分子直径的测量值偏大 9. 甲图为氢原子能级图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出的光，仅有、两种光能使乙图所示的光电管阴极产生光电效应。用、两种光分别照射阴极，测得光电流随电压变化的图像如丙图所示。下列说法正确的是（ ） A. 光电效应现象证明了光具有粒子性 B. 光的频率大于光的频率 C. 处于能级的氢原子向跃迁时发出光 D. 处于基态的氢原子可以吸收能量为的光子发生跃迁 10. 如图所示，一块镶嵌在展示柜里装饰用的长方体玻璃砖，其面露于柜外，玻璃砖厚度，左下侧棱上安装一条双色细灯带，能同时发出、两种颜色的光。在面上能观察到、复色光区域和单色光区域。已知真空中光速为，光在该玻璃砖中的折射率为，，。则下列说法正确的是（ ） A. 复色光区域的宽度为 B. 光在此玻璃中传播速度为 C. 光折射率为 D. 若把光更换为折射率更小的光，单色光区域宽度变窄 三、非选择题（共54分，考生根据要求作答） 11. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件从左到右依次为光源、、、、、遮光筒、毛玻璃（屏）、目镜，如图1所示。 （1）为保证实验效果，、、、四个光学元件依次为__________； A. 滤光片、透镜、单缝、双缝 B. 透镜、滤光片、单缝、双缝 C. 滤光片、透镜、双缝、单缝 D. 透镜、单缝、滤光片、双缝 （2）转动手轮时，观察初、末两个视场，如图2所示，分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐，记下读数；转动手轮，分划板中心刻线与第7条亮纹中心对齐，记下读数。已知图1中双缝间距为，双缝到毛玻璃（屏）的距离为，则波长__________。 12. 在“利用单摆测量重力加速度”的实验中： （1）如图所示，用游标卡尺测得小球的直径__________； （2）某同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长和对应周期的数值，画出如图图像中的实线；如果实验中测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的图像为__________。 A. 虚线，不平行实线 B. 虚线，平行实线 C. 虚线，平行实线 13. 管道天然气的主要成分是甲烷，当空气中天然气浓度达到，遇火就会引发爆炸，使用时要谨防泄漏。某同学组装了一个天然气浓度测试仪，欲通过电压表示数反映天然气浓度，以判断是否达到爆炸极限，所用传感器的电阻随天然气浓度的变化规律如图甲所示，测试仪电路如图乙所示。实验室提供的器材有： A．传感器； B．直流电源（电动势为，内阻不计） C．电压表（量程为，内阻非常大）； D．电阻箱（最大阻值为）； E．定值电阻（阻值为）； F．定值电阻（阻值为）； G．单刀双掷开关一个，导线若干。 （1）请根据图乙测试仪的电路图，在图丙中完成实物连线； （2）要判断是否达到爆炸极限，图乙中应选用定值电阻__________（填“”或“”）； （3）按照下列步骤调试测试仪： ①电路接通前，将电阻箱调为，然后开关向__________（填“”或“”）端闭合，把此时电压表指针对应的刻度线标记为天然气浓度值__________%； ②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大，结合甲图数据把电压表上“电压”刻度标为对应的天然气浓度值； ③将开关拨至另一端，测试仪即可正常使用。 （4）根据图甲可知，采用此测试仪检测天然气浓度，当浓度较__________（填“高”或“低”）时其检测灵敏度较高。 14. 水电站用交流发电机组向远处电动机供电，模型如图所示。已知发电机线圈的面积，匝数，匀强磁场的磁感应强度大小，线圈匀速转动的角速度，输电线路的总电阻，降压变压器原、副线圈的匝数比，变压器可视为理想变压器。若用户端标有“，”的电动机M恰能正常工作。从图示位置开始计时，求： （1）电动势的瞬时表达式（计算结果可用根式表示）； （2）输电线路上的发热功率和发电机的输出功率。 15. 如图所示，某同学设计了一个超重报警装置，装置主体为一个竖直倒挂、高为、横截面积为、导热性能良好的柱状容器，预警传感器距离容器底部。容器内有一质量和厚度均不计的活塞，与被监测的重物通过轻绳连接。初始时未悬挂重物，活塞静止，封闭气体的竖直长度为。缓慢增加被监测重物的质量，当活塞下降至预警传感器处时系统发出超重预警，停止增加重物的质量。已知大气压强为，重力加速度为，初始环境温度为，不计一切摩擦，封闭气体可视为理想气体。 （1）若外界温度保持不变，求刚好触发超重预警时封闭气体的压强和被监测重物的质量； （2）活塞到达预警传感器处后，若外界温度缓慢降低了1%，忽略大气压强的变化，求此时封闭气体的体积； （3）若在（2）的过程中，封闭气体向外界放出热量，求此过程中封闭气体内能的变化量。 16. “撞木榨油”如图甲所示，其过程可简化为撞木撞击木楔，木楔获得速度后向里运动挤压胚饼，重复上述过程，直到榨出油来。如图乙所示，长度的轻绳上端固定于屋梁，下端悬挂一质量的撞木，将撞木拉至轻绳与竖直方向夹角为的位置由静止释放，撞木运动至最低点时与质量的木楔发生正碰，撞击时间，碰后撞木的速度方向不变、大小为撞击前的0.9倍。每次撞击后立刻将撞木拉回原释放位置，待木楔静止后，再次由静止释放撞木，如此反复。当系统内力大于外力的10倍时，系统可近似视为动量守恒。木楔被撞后向前运动扎入胚饼，同时挤压胚饼，运动过程中所受阻力与位移的关系如图丙所示。已知重力加速度，，，不计空气阻力，撞木和木楔均可视为质点。求： （1）撞击前，撞木在最低点时所受轻绳拉力的大小； （2）碰撞过程中，撞木所受平均撞击力的大小； （3）已知木楔的位移时胚饼开始出油，则至少需撞击多少次才开始出油。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年第一学期高中学业综合素养练习 高二物理 本试卷6页，共15小题，满分100分。考试时间为75分钟。 注意事项： 1、答卷前，考生务必在答题卡第1面和第3面上用黑色字迹的钢笔或签字笔填写学校、班级、姓名、试室号和座位号，将自己的条形码粘贴在答题卡的“条形码粘贴处”。 2、答题卡上第一部分必须用2B铅笔作答，将选中项涂满涂黑，黑度以遮住框内字母为准，修改时用橡皮擦除干净。第二部分必须用黑色字迹的签字笔按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，未在对应的答题区域内作答或超出答题区域作答的均无效。 3、考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。 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，只有一项符合题目要求） 1. 关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（ ） A. 电磁波从真空进入介质时频率不变 B. 微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 C. 车站、机场“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线 D. 紫外线的频率比可见光低，常用于杀菌消毒，长时间照射可损害健康 【答案】A 【解析】 【详解】A．电磁波的频率由波源决定，传播过程中频率不随介质变化，电磁波从真空进入介质时仅波速、波长发生改变，频率不变，故A正确； B．微波炉是利用微波的共振效应（微波频率与水分子固有频率接近，引发水分子共振生热）加热食物，并非利用红外线的热效应，故B错误； C．车站、机场的安检透视装置利用的是穿透能力较强的X射线，红外线穿透能力弱，无法实现透视金属、箱包内部的功能，故C错误； D．根据电磁波谱的频率分布，紫外线的频率高于可见光，其具有杀菌消毒作用，但长时间照射会损害人体健康，选项中“紫外线频率比可见光低”的描述错误，故D错误。 故选A。 2. 近日，甘肃武威的钍基熔盐实验堆首次实现了钍铀核燃料转换并成功运行。反应堆中，主要核反应为：①；②。下列说法正确的是（ ） A. ②中发生了衰变 B. ②中产生的来自原子核外 C. ①中产生的的电离作用比②中产生的的电离作用小 D. 实验堆的温度升高时，的半衰期变长 【答案】C 【解析】 【详解】A．②中生成核的质量数不变、原子序数增加2，是连续发生两次衰变的结果，不是衰变，故A错误； B．②中为电子，衰变产生的电子来自原子核内中子转化为质子的过程，并非来自原子核外，故B错误； C．①中产生的射线电离作用很弱，②中产生的为粒子，射线的电离作用比射线强，故C正确； D．半衰期由原子核内部结构决定，不随温度等外界条件改变，实验堆温度升高时的半衰期不变，故D错误。 故选C。 3. 下列关于热学的图片，说法正确的是（ ） A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B. 图乙中，两分子间距从减小到的过程中，分子势能一直减小 C. 图丙为大量气体分子热运动的速率分布曲线图，其中曲线Ⅰ对应的分子平均动能大于曲线Ⅱ对应的分子平均动能 D. 图丁是用针刺破小棉线圈内的薄膜后发生的现象，说明液体表面有扩张趋势 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，越趋于平衡，布朗运动会越不明显，故A错误； B．由图乙可知，当r=r1时分子势能最小，在r由r2变到r1的过程中，分子力一直做正功，分子势能一直减小，故B正确； C．图丙中，曲线I对应的分子速率大的分子数占总分子数的百分比小一些，可知曲线Ⅰ对应的气体温度低于曲线Ⅱ对应的气体温度，所以曲线Ⅰ对应的分子平均动能低于曲线Ⅱ对应的分子平均动能，故C错误； D．图丁是用针刺破小棉线圈内的薄膜后发生的现象，说明液体表面有收缩趋势，故D错误。 故选B。 4. 下列说法正确的是（ ） A. 图甲是肥皂膜的干涉图样，观察者应该和光源分别位于膜的两侧 B. 图乙中，若孔的大小不变，增大波源的频率，则能观察到更明显的衍射现象 C. 图丙中，救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率比B听到的频率高 D. 图丁中，观众看到的3D立体电影利用了光的衍射 【答案】C 【解析】 【详解】A．肥皂膜干涉属于薄膜干涉，干涉条纹是膜前后表面的反射光叠加形成的，观察者需要和光源位于肥皂膜同侧才能观察到干涉图样，故A错误； B．衍射明显的条件是障碍物尺寸与波长相近或更小。孔大小不变时，增大波源频率，由​，可知波长减小，波长越小衍射越不明显，故B错误； C．该现象为多普勒效应：救护车向右运动，靠近观察者A、远离观察者B，波源靠近观察者时，观察者接收到的频率升高，波源远离时接收频率降低，因此A听到警笛声的频率比B高，故C正确； D．观众看到的3D立体电影利用了光的偏振，故D错误。 故选C。 5. 图甲所示的“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成，可简化为如图乙所示模型。现固定底座B，用力向下按物块A，松手后物块A沿竖直方向做简谐运动。取向上为正方向，物块A的位移随时间的变化规律如图丙所示，下列说法正确的是（ ） A. 物块A做简谐运动的回复力由弹簧弹力提供 B. 时和时，物块A的位移大小相等、方向相反 C. 物块A在任意内经过的路程不一定为 D. 内，头部的动能与弹簧的弹性势能之和增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．物块A做简谐运动的回复力由弹簧弹力与物块A的重力的合力提供，故A错误； B．物块A做简谐运动，在平衡位置运动的速度最大，离平衡位置越远运动速度越小，时物块A的位移比时大；时和时，物块A的位移均为负值，方向相同，故B错误； C．只有当物块A从平衡位置或最大位移处开始运动时，0.2s内经过的路程才为10cm，从其余位置开始运动时0.2s内路程不一定为10cm，故C正确； D．运动过程中头部与弹簧系统机械能守恒，内，头部向上运动，头部的重力势能增大，头部的动能与弹簧的弹性势能之和减小，故D错误。 故选C。 6. 热机循环是将内能转化为机械能的过程。卡诺循环是其中最典型的热机循环之一，其图像如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，沿循环曲线回到初始状态，其中和为两条等温线，和为两条绝热线。下列说法正确的是（ ） A. 过程中，每个气体分子的速率均不变 B. 过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均撞击力增大 C. 过程中，气体对外界做的功大于过程中外界对气体做的功 D. 一次循环过程中，气体吸收的热量大于放出的热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．温度是分子平均动能的标志。过程为等温过程，气体的温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率不变，但由于分子热运动的无规则性，并不是每个气体分子的速率均不变，故A错误； B． 过程为等温膨胀过程，气体的体积增大，温度不变，根据理想气体状态方程可知气体的压强减小。压强在宏观上表现为气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均撞击力，故该平均撞击力减小，故B错误； C．理想气体的内能仅由温度决定。因、为两段等温线，故状态与状态温度相等，状态与状态温度相等，所以过程与过程气体的温度变化量大小相等，内能变化量大小相等。因和均为绝热过程，与外界无热量交换，根据热力学第一定律可知，这两个过程中做功大小均等于各自内能变化量的大小，因此过程中气体对外界做的功等于过程中外界对气体做的功，故C错误； D．图像中曲线与体积轴围成的面积大小表示做功大小。由图可知，膨胀过程（）气体对外界做的功大于压缩过程（）外界对气体做的功，即一次完整循环过程中气体对外界做正功。因一次循环回到初态，气体的内能变化量为零，根据热力学第一定律可知，气体净吸收的热量等于对外做功，故气体吸收的热量大于放出的热量，故D正确。 故选D。 7. 水上蹦床设施如图甲所示，游客在蹦床上规律跳动，水面激起一圈圈水波，波源位于点，水波在水平面内沿各方向匀速传播，导致波面呈现为圆形。时刻的部分波面分布如图乙所示，虚线、实线表示两相邻的波谷、波峰。已知处质点的振动图像如图丙所示，轴正方向表示竖直向上。下列说法正确的是（ ） A. 水波的波速为 B. 时，处质点位于波峰 C. 时，处质点具有负向最大加速度 D. 若游客加快跳动频率，则相邻波峰的间距将变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图丙可知周期，图乙中相邻波峰与波谷间距为，故水波波速，故A错误； B．由和，可得，从到，波峰传播距离，原来半径为的波峰到达半径为的处，故B正确； C．由和，可得，从到，原来半径为的波峰向外传播，到达半径为处，处与该波峰相距，故其位移为，由简谐运动规律，故C错误； D．水波传播介质不变，波速不变，由，可知频率增大时波长减小，即相邻波峰的间距变小，故D错误。 故选B。 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，有多项符合题目要求。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. “油膜法估测分子直径”实验通过测量宏观量实现了对微观量的间接测量。下列说法正确的是（ ） A. 根据滴油酸溶液的体积和油膜面积可估算出油酸分子的直径 B. 甲、乙、丙图中，丙图油膜最接近实验要求 C. 油酸的酒精溶液放置时间太久，则分子直径的测量值偏小 D. 若痱子粉偏厚，则分子直径的测量值偏大 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．为一滴油酸酒精溶液的体积，而不是其中纯油酸的体积，估测时应有，故A错误； B．油膜应尽可能充分展开、分布均匀且轮廓清晰，丙图中的油膜最符合要求，故B正确； C．油酸酒精溶液放置时间过久，酒精挥发使实际油酸浓度增大，按原浓度计算的一滴溶液中油酸体积偏小，而形成的油膜面积偏大，由 可知测量值偏小，故C正确； D．痱子粉偏厚时油膜不易充分扩散，测得的油膜面积偏小，由 可知测量值偏大，故D正确。 故选BCD。 9. 甲图为氢原子能级图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出的光，仅有、两种光能使乙图所示的光电管阴极产生光电效应。用、两种光分别照射阴极，测得光电流随电压变化的图像如丙图所示。下列说法正确的是（ ） A. 光电效应现象证明了光具有粒子性 B. 光的频率大于光的频率 C. 处于能级的氢原子向跃迁时发出光 D. 处于基态的氢原子可以吸收能量为的光子发生跃迁 【答案】AD 【解析】 【详解】A．光电效应现象表明光的能量以离散的“光子”形式传递，即，无法用经典波动理论解释，因此证明了光具有粒子性，故 A正确； B．根据光电效应方程 ，遏止电压的绝对值越大，光的频率越大，由丙图可知，b光遏止电压绝对值更大，因此光的频率大于光的频率，故B错误； C．因为只有a、b两种光能发生光电效应，又因b光频率大于a光，则说明b光能量最大，b光应是处于能级的氢原子向跃迁时释放的光子，故C错误； D．基态氢原子能量，吸收光子后，总能量为 恰好等于能级的能量，满足氢原子跃迁的条件，因此可以发生跃迁，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，一块镶嵌在展示柜里装饰用的长方体玻璃砖，其面露于柜外，玻璃砖厚度，左下侧棱上安装一条双色细灯带，能同时发出、两种颜色的光。在面上能观察到、复色光区域和单色光区域。已知真空中光速为，光在该玻璃砖中的折射率为，，。则下列说法正确的是（ ） A. 复色光区域的宽度为 B. 光在此玻璃中传播速度为 C. 光折射率为 D. 若把光更换为折射率更小的光，单色光区域宽度变窄 【答案】AC 【解析】 【详解】A．光从玻璃射向空气，能出射的条件是入射角小于临界角。 对于光，折射率 则临界角满足， 临界位置距边的水平距离 所以复色光区域宽度，故A正确； B．根据折射率公式 可知光在玻璃中的速度为，故B错误； C．由题知单色光区域宽度，则光的临界位置为 所以， 解得，故C正确； D．根据全反射公式，若光换成折射率更小的光，临界角更大，单色光区域宽度会增大，故D错误。 故选AC。 三、非选择题（共54分，考生根据要求作答） 11. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件从左到右依次为光源、、、、、遮光筒、毛玻璃（屏）、目镜，如图1所示。 （1）为保证实验效果，、、、四个光学元件依次为__________； A. 滤光片、透镜、单缝、双缝 B. 透镜、滤光片、单缝、双缝 C. 滤光片、透镜、双缝、单缝 D. 透镜、单缝、滤光片、双缝 （2）转动手轮时，观察初、末两个视场，如图2所示，分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐，记下读数；转动手轮，分划板中心刻线与第7条亮纹中心对齐，记下读数。已知图1中双缝间距为，双缝到毛玻璃（屏）的距离为，则波长__________。 【答案】（1）B （2） 【解析】 【小问1详解】 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，为了得到相干单色光源，光具座从左到右的光学元件顺序为，光源→透镜（汇聚光线，提高入射光亮度）→滤光片（获得单色光）→单缝（获得线光源）→双缝（获得相干光源）→遮光筒→毛玻璃→目镜，因此M、N、P、Q依次为透镜、滤光片、单缝、双缝。 故选B。 【小问2详解】 由题意可知相邻亮条纹间距为 双缝干涉公式为 联立解得波长为 12. 在“利用单摆测量重力加速度”的实验中： （1）如图所示，用游标卡尺测得小球的直径__________； （2）某同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长和对应周期的数值，画出如图图像中的实线；如果实验中测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的图像为__________。 A. 虚线，不平行实线 B. 虚线，平行实线 C. 虚线，平行实线 【答案】（1）13.75 （2）B 【解析】 【小问1详解】 [1] 游标卡尺的主尺读数为，游标尺第15格与主尺刻度线对齐，分度值为，故小球直径 【小问2详解】 [2] 设记录的摆长为，摆球半径为，则实际摆长 由 整理得 图线斜率不变且纵轴截距为正。 故选B。 13. 管道天然气的主要成分是甲烷，当空气中天然气浓度达到，遇火就会引发爆炸，使用时要谨防泄漏。某同学组装了一个天然气浓度测试仪，欲通过电压表示数反映天然气浓度，以判断是否达到爆炸极限，所用传感器的电阻随天然气浓度的变化规律如图甲所示，测试仪电路如图乙所示。实验室提供的器材有： A．传感器； B．直流电源（电动势为，内阻不计） C．电压表（量程为，内阻非常大）； D．电阻箱（最大阻值为）； E．定值电阻（阻值为）； F．定值电阻（阻值为）； G．单刀双掷开关一个，导线若干。 （1）请根据图乙测试仪的电路图，在图丙中完成实物连线； （2）要判断是否达到爆炸极限，图乙中应选用定值电阻__________（填“”或“”）； （3）按照下列步骤调试测试仪： ①电路接通前，将电阻箱调为，然后开关向__________（填“”或“”）端闭合，把此时电压表指针对应的刻度线标记为天然气浓度值__________%； ②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大，结合甲图数据把电压表上“电压”刻度标为对应的天然气浓度值； ③将开关拨至另一端，测试仪即可正常使用。 （4）根据图甲可知，采用此测试仪检测天然气浓度，当浓度较__________（填“高”或“低”）时其检测灵敏度较高。 【答案】（1） （2） （3） ①. b ②. 5 （4）低 【解析】 【小问1详解】 [1] 按图乙，传感器与电阻箱分别接开关、端，二者公共端接电源，开关公共端与定值电阻相连，电压表并联在两端，连接如答案图所示。 【小问2详解】 [2] 当天然气浓度增大时，减小，定值电阻两端电压增大。在爆炸浓度范围内，当时，图甲中约为，此时电压表示数最大。若选，则 若选，则 因此应选择作为图乙中的定值电阻，以避免电压表超量程。 【小问3详解】 [3] 校准时应让电阻箱替代传感器接入电路，故开关接端。 [4] 此时电阻箱的阻值为，由图甲可知传感器电阻对应的天然气浓度为，故将该刻度标为的天然气浓度值。 【小问4详解】 [5] 图甲中低浓度区域的曲线较陡，相同的浓度变化会引起较大的变化。定值电阻两端电压为 在和一定时，电压表示数在低浓度的变化较明显，因此低浓度时检测灵敏度较高。 14. 水电站用交流发电机组向远处电动机供电，模型如图所示。已知发电机线圈的面积，匝数，匀强磁场的磁感应强度大小，线圈匀速转动的角速度，输电线路的总电阻，降压变压器原、副线圈的匝数比，变压器可视为理想变压器。若用户端标有“，”的电动机M恰能正常工作。从图示位置开始计时，求： （1）电动势的瞬时表达式（计算结果可用根式表示）； （2）输电线路上的发热功率和发电机的输出功率。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 发电机的电动势最大值为 从图示位置开始计时，电动势的瞬时表达式为 【小问2详解】 电动机的电流大小为 变压器可视为理想变压器，则， 输电线上的电流大小为 输电线路上的发热功率为 发电机的输出功率为 15. 如图所示，某同学设计了一个超重报警装置，装置主体为一个竖直倒挂、高为、横截面积为、导热性能良好的柱状容器，预警传感器距离容器底部。容器内有一质量和厚度均不计的活塞，与被监测的重物通过轻绳连接。初始时未悬挂重物，活塞静止，封闭气体的竖直长度为。缓慢增加被监测重物的质量，当活塞下降至预警传感器处时系统发出超重预警，停止增加重物的质量。已知大气压强为，重力加速度为，初始环境温度为，不计一切摩擦，封闭气体可视为理想气体。 （1）若外界温度保持不变，求刚好触发超重预警时封闭气体的压强和被监测重物的质量； （2）活塞到达预警传感器处后，若外界温度缓慢降低了1%，忽略大气压强的变化，求此时封闭气体的体积； （3）若在（2）的过程中，封闭气体向外界放出热量，求此过程中封闭气体内能的变化量。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 未悬挂重物，活塞静止时，气体压强，气体体积 触发预警时体积 气体做等温变化，设此时气体压强为，由玻意耳定律 代入数据解得 活塞受力平衡 解得重物质量 【小问2详解】 活塞到达预警传感器后封闭气体压强保持不变，降温前： 降温后： 等压过程满足盖－吕萨克定律 代入数据 【小问3详解】 等压过程中，外界对气体做功 解得 由热力学第一定律 解得 16. “撞木榨油”如图甲所示，其过程可简化为撞木撞击木楔，木楔获得速度后向里运动挤压胚饼，重复上述过程，直到榨出油来。如图乙所示，长度的轻绳上端固定于屋梁，下端悬挂一质量的撞木，将撞木拉至轻绳与竖直方向夹角为的位置由静止释放，撞木运动至最低点时与质量的木楔发生正碰，撞击时间，碰后撞木的速度方向不变、大小为撞击前的0.9倍。每次撞击后立刻将撞木拉回原释放位置，待木楔静止后，再次由静止释放撞木，如此反复。当系统内力大于外力的10倍时，系统可近似视为动量守恒。木楔被撞后向前运动扎入胚饼，同时挤压胚饼，运动过程中所受阻力与位移的关系如图丙所示。已知重力加速度，，，不计空气阻力，撞木和木楔均可视为质点。求： （1）撞击前，撞木在最低点时所受轻绳拉力的大小； （2）碰撞过程中，撞木所受平均撞击力的大小； （3）已知木楔的位移时胚饼开始出油，则至少需撞击多少次才开始出油。 【答案】（1） （2） （3）3次 【解析】 【小问1详解】 撞木下摆中，根据机械能守恒得 解得 最低点时，拉力与重力的合力提供向心力 解得 【小问2详解】 以撞木为研究对象，取运动方向为正方向，由动量定理得 代入数据计算得 所以平均碰撞力大小 【小问3详解】 由图丙可得过程中力线性变化，设位移时，，则位移时，。计算撞木的平均碰撞力和木楔阻力的比值：， 因此整个过程中碰撞力远大于阻力，碰撞过程可近似认为动量守恒，第一次碰撞过程 解得木楔速度 单次撞击木楔获得的动能 由图丙可得过程中阻力做的功为图像与位移轴围成的面积 可知次数取正整数，故次。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $