精品解析:山东青岛市莱西市2025-2026学年高二下学期学业水平阶段性检测(三)物理试题
2026-09-15
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内容正文:
高二学业水平阶段性检测(三)
物理试题
本试卷共100分。考试时间90分钟。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图甲所示,现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”,其原理为辅助麦克风收集背景噪声后,主动发出反噪声信号来降低耳机内噪声,从而来提高通话质量。图乙为声波叠加的原理简化图,下列说法正确的是( )
A. 降噪过程应用了声波的干涉原理
B. 降噪过程应用了声波的衍射原理
C. 反噪声与噪声源的频率不一定相等
D. 反噪声与噪声源的传播速度不一定相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.降噪过程是利用“反噪声”与“噪声”叠加,使振动减弱甚至抵消,这是利用了波的干涉原理(相消干涉),故A正确;
B.衍射是波绕过障碍物继续传播的现象,与本题中两列波叠加抵消的原理不同,故B错误;
C.要产生稳定的干涉现象(即持续抵消噪声),两列波的频率必须相等,故C错误;
D.声波在同一种介质(空气)中传播,其传播速度由介质决定,因此反噪声与噪声源的传播速度相等,故D错误。
故选A。
2. 某同学在准备运动会表演用的气球时,将4L标准状况下的空气充入气球中,已知在标准状况下空气的摩尔体积为22.4 L/mol,阿伏加德罗常数为。请估算该气球内空气分子个数的数量级为( )
A. 1019 B. 1021 C. 1023 D. 1026
【答案】C
【解析】
【详解】充入空气体积,已知在标准状况下空气的摩尔体积为
又因为,其中
所以,即分子个数的数量级为,故C正确。
故选C。
3. 圆环蘸上肥皂液后会形成薄膜,如图为薄膜竖直静置时拍摄的干涉图样(照片已转动),则薄膜最薄的地方是( )
A. a处 B. b处 C. c处 D. d处
【答案】D
【解析】
【详解】薄膜干涉是等厚干涉,即同一条纹处薄膜厚度相同。肥皂膜在重力作用下,形成上薄下厚的楔形膜。越往下薄膜越厚,同时厚度变化也越快,形成的干涉条纹也越密集。题中条纹为竖直方向,说明该照片是将原照片顺时针转动90度得到的。因此 处条纹最稀疏,薄膜厚度变化最慢,薄膜也最薄。
故选D。
4. 如图所示,原点O处固定一分子A,另一分子B位于x轴上,纵坐标表示这两个分子间的分子势能Ep,分子间距离为无穷远时,分子势能Ep为0,下列说法正确的是( )
A. 在x0处,两分子间作用力为0
B. B分子从x1处向右移动,分子力先增大后减小
C. B分子从x1处向左移动,分子力先减小后增大
D. 在x2处由静止释放B分子,它将在x1附近做简谐运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,在处分子势能最小,此时分子间作用力为 0,即为平衡位置。在处,图像切线斜率不为 0,根据可知分子力不为 0,故A错误;
B.B 分子从处向右移动,即,分子力表现为引力。由图像可知,曲线切线的斜率绝对值先增大后减小,说明分子力先增大后减小,故B正确;
C.B 分子从处向左移动,即,分子力表现为斥力。由图像可知,曲线切线的斜率绝对值一直增大,说明分子力一直增大,故C错误;
D.简谐运动的回复力满足,即力与位移成正比。分子力与分子间距离的关系是非线性的(图像不对称,左侧陡峭右侧平缓),不满足简谐运动的条件,故D错误。
故选B。
5. 人们在看见彩虹时常常还能看见一组相对“虹”颜色较淡的彩色圆弧,被称为“霓”。虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,光路图如图所示,以下说法正确的是( )
A. MN为形成虹的光带,N端为紫色
B. PQ为形成霓的光带,Q端为红色
C. 在PQ段,从左到右光在水珠中传播速度变小
D. 在MN段,从左到右光在水珠中全反射的临界角减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.虹是太阳光在水珠内经过1次反射形成的,对应图中实线光路,出射光带为MN;折射时紫光偏折程度更大,出射后N端为红色、M端为紫色,故A错误。
B. 霓是经过2次反射形成的,对应图中虚线光路,出射光带为PQ,经过两次反射后色光顺序反转,Q端为紫色、P端为红色,故B错误。
C. 段,从左到右()对应的光色为从红光到紫光。
故光的频率逐渐增大,水珠对光的折射率逐渐增大。
根据公式
可知光在水珠中的传播速度逐渐变小。故C正确。
D. 段为虹的光带,从左到右()对应的光色为从紫光到红光。
折射率逐渐减小。
根据全反射临界角公式
可知临界角逐渐增大。故D错误。
故选C。
6. 某同学为了测量某激光器发出的激光频率,他使用该激光照射双缝,利用光传感器获取到干涉后接收屏上光强的分布情况,图像如图所示。已知双缝间距为0.25 mm,双缝到接收屏距离为35 cm,空气中光速,则该激光的频率为( )
A. 4.6×1012 Hz B. 4.6×1014 Hz C. 6.8×1012 Hz D. 6.8×1014 Hz
【答案】B
【解析】
【详解】由双缝干涉条纹间距公式和光速公式,联立可得激光频率的表达式为
观察光强分布图,中央亮纹中心在处,右侧第5个亮纹中心大约在处(或者观察到范围内大约有5.5个条纹间距),故相邻亮条纹间距约为
代入已知数据,,
可得该激光的频率为
与 最接近,故 B 正确。
故选 B。
7. 如图所示为单反相机取景器的结构图,ABCDE为五棱镜的一个截面,AB⊥BC。光线经平面镜反射后垂直AB边射入五棱镜,经CD与AE两边全反射后垂直BC边射出,已知两次全反射的入射角相等。为了使进入五棱镜的所有可见光都能在CD与AE两边上发生全反射,下列对五棱镜的说法正确的是( )
A. 对红光的最小折射率为 B. 对红光的最大折射率为
C. 对紫光的最小折射率为 D. 对紫光的最大折射率为
【答案】A
【解析】
【详解】设光线在CD边上的入射角为,因为仅在CD和AE两条边上发生全反射,且两次反射的入射角相等,如图
根据几何关系有
解得
当光刚好在CD边和AE边上发生全反射时,折射率最小,根据
解得最小折射率
可见光中,红光的折射率最小,紫光的折射率最大。为了使所有可见光都能发生全反射,必须满足折射率最小的红光也能发生全反射。 因此,对红光的最小折射率要求为,A正确。
故选A。
8. 如图所示,一定质量的理想气体,从状态A经状态B、状态C再回到状态A。图中p0、V0均为已知量,气体在状态B时的热力学温度为T0,下列说法正确的是( )
A. 气体再回到状态A时,内能增加
B. 气体在状态A时的热力学温度为3T0
C. 在A→B过程中,外界对气体做功为2p0V0
D. 在A→B→C→A循环中,气体向外界放出热量p0V0
【答案】D
【解析】
【详解】A.理想气体的内能只与温度有关,气体再回到状态时,状态参量完全恢复,温度不变,内能不变,故A错误;
B.根据理想气体状态方程有代入数据得解得,故B错误;
C.在图像中,图线与横轴围成的面积表示功。在过程中,气体体积减小,外界对气体做功,功的大小为梯形面积: 故C错误;
D.在循环中,过程,外界对气体做功
过程,气体体积增大,气体对外做功
过程,气体体积不变,外界对气体做功
整个循环外界对气体做的总功为
气体回到状态,温度不变,内能变化量
根据热力学第一定律
可得即气体向外界放出热量,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。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。
9. 如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图均来自物理课本,下列说法正确的是( )
A. 图甲为同一装置产生的双缝干涉图像,b光的频率大于a光
B. 图乙中立体电影的原理利用了光的干涉现象
C. 图丙中“水流导光”反映了光的折射现象
D. 图丁中若只旋转偏振片P,屏幕上光斑亮度会周期性变化
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图甲为同一装置产生的双缝干涉图像,根据
因b光的条纹间距较a光小,可知b光的波长小于a光,根据频率可知,b光的频率大于a光,故A正确;
B.图乙中立体电影原理是光的偏振原理,并非干涉,故B错误;
C.图丙中“水流导光”反映了光的全反射现象,故C错误;
D.P是起偏器,Q是检偏器。旋转偏振片P,出射光的偏振方向同步旋转,与Q偏振方向的夹角周期性变化,透过Q的光强周期性变化,光斑亮度周期性明暗,故D正确。
故选AD。
10. 光纤准直器是将光纤内传输来的发散光转变成准直光(平行光),其简化光路如图所示。从光纤射出的三束同种单色光a、b、c照射到横截面为等腰三角形的棱镜上,b光与棱镜的中心线重合,a、c光恰好入射到上、下侧面的中点上,经棱镜折射后与中心线平行。已知棱镜横截面的底角和入射光与中心线的夹角均为30°,棱镜底边长为d,光在真空中的传播速度为c,则( )
A. 棱镜对光的折射率为 B. 棱镜对光的折射率为
C. a光通过棱镜需要的时间为 D. a光通过棱镜需要的时间为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.光路图如图所示
几何关系可知a光在棱镜侧面的入射角,折射角,则折射率为,故A正确,B错误;
CD.根据几何知识可知a光通过棱镜的路程为
它通过棱镜需要的时间为,故C错误,D正确。
故选AD。
11. 一列简谐机械横波沿x轴传播,其在1s时的波形图如图甲所示,P、Q是介质中的两个质点,Q点的坐标为x=9cm,其振动图像如图乙。则( )
A. 该列波沿x轴正方向传播
B. 该列波的波速是4cm/s
C. 质点P的平衡位置的坐标x=3cm
D. 内,原点处的质点振动路程为1.5A
【答案】CD
【解析】
【详解】A.图乙可知t=1s时P沿y轴正方向运动,结合图甲,同侧法可知该列波沿x轴负方向传播,故A错误;
B.图乙可知该波周期T为6s,结合图甲有
解得波长
则该列波的波速是,故B错误;
C.质点P的平衡位置的坐标,故C正确;
D.原点处的质点回到平衡位置用时
1.5s到3s恰好为四分之一个周期,因此1.5s到3s内质点运动路程为A,故1s到3s内,原点处的质点振动路程为,故D正确。
故选CD。
12. 某实验小组为测量一个不规则形状容器的容积,将一根两端开口、内横截面积为0.1cm2的均匀透明长塑料管竖直插入容器内,密封好接口,用一小段水柱封闭住内部气体。外界温度为27℃时,气柱长度为10cm;外界温度缓慢升高到47℃时,气柱长度变为50cm。已知外界大气压恒定为Pa,水柱质量忽略不计,绝对零度为-273℃。下列说法正确的是( )
A. 温度变化过程中,密封气体对外界做功0.4J
B. 温度变化过程中,密封气体的内能减少了0.4J
C. 该容器的容积为59cm3
D. 该容器的容积为68cm3
【答案】AC
【解析】
【详解】A.温度变化过程中气体对外界做的功为,故A正确;
B.气体温度升高,气体内能增加,由于不知道该过程气体吸收多少热量,根据热力学第一定律可知,气体内能具体增加多少无法计算,故B错误;
CD.该过程,气体做等压变化,根据盖吕萨克定律有
解得该容器的容积为,故C正确,D错误。
故选AC。
三、非选择题,共6小题,共60分。
13. 某兴趣小组利用图甲所示的双缝干涉仪观察光的干涉现象并测量光波的波长。
(1)实验过程中,在光屏上得到了明暗相间的红色条纹,下列说法正确的是( )
A. 实验中必须保证单缝和双缝平行
B. 若去掉单缝,可看到更多明暗相间的红色条纹
C. 若取下滤光片,则在屏上可得到明暗相间的白色条纹
D. 若仅将红色滤光片换成绿色滤光片,条纹间距将变小
(2)实验过程中观察到分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐时,游标卡尺显示如图乙所示,其读数为__________mm;
(3)已知双缝之间的距离为0.1mm,测得双缝到光屏之间的距离为1m,第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心的距离为26.00mm。则该红色光的波长为__________nm(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)AD (2)29.30
(3)650
【解析】
【小问1详解】
A.单缝相当于一个线光源,双缝相当于两个相干线光源。为了使从双缝射出的光信号能够完美叠加并产生清晰的干涉条纹,必须保证单缝和双缝相互平行,故A正确;
B.单缝的作用是获得一条线光源(提供空间相干性),若去掉单缝,光源将变成扩展光源,不同位置发出的光产生的干涉条纹会相互重叠,导致条纹模糊甚至无法观察到干涉现象,故B错误;
C.若取下滤光片,入射光变为白光。白光包含多种波长的光,不同波长的光干涉条纹间距不同。此时光屏上除了中央是一条白色亮纹外,两侧会出现彩色条纹,而不是单纯的白色条纹,故C错误;
D.根据双缝干涉条纹间距公式,红光的波长大于绿光的波长。若将红色滤光片换成绿色滤光片,波长变小,则条纹间距将变小,故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
游标卡尺为20分度,其精确度为,主尺上零刻度线所在位置对应的读数为,游标尺上第6条刻度线与主尺上的刻度线完全对齐,故该游标卡尺的读数为
【小问3详解】
第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心之间共有个条纹间距。相邻亮条纹的间距为
已知双缝间距,双缝到光屏的距离。根据条纹间距公式
可得红色光的波长为
代入数据得
14. 某实验小组使用图甲所示装置探究等压情况下,一定质量的气体体积与温度的关系。操作步骤如下:
a.组装仪器,将整个装置置于控温箱内,打开阀门K,使控温箱内、外气体相通;
b.用天平测出重物及柱塞总质量m,利用柱塞在注射器内密封一定质量的气体;
c.改变控温箱内温度,读取多组温度T(K)与体积V(m3)数值;
d.在密封气体质量一定的情况下,再次改变重物质量,重复步骤c;
e.根据所得数据,描绘出V-T图像得到两条直线,如图乙所示。
实验过程中外界大气压强保持不变,忽略柱塞与注射器间的摩擦,回答以下问题:
(1)实验过程中,下列说法正确的是( )
A. 密封气体体积应适当小一些,减小相对误差
B. 柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦和密封气体
C. 改变控温箱温度后,应立即读取空气柱体积V
D. 改变控温箱温度时,既可升高温度也可降低温度
(2)已知图乙中两条直线斜率分别为k1、k2,重物及柱塞质量之和分别为m1、m2,柱塞横截面积为S,重力加速度为g,则m1__________m2(选填“大于”“小于”或“等于”),大气压强可表示为__________(使用题中所给字母表示);
(3)某组员将阀门关闭,当控温箱内温度缓慢升高时,柱塞和重物的高度会__________(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】(1)BD (2) ①. 大于 ②.
(3)上升
【解析】
【小问1详解】
A.密封气体体积应适当大一些,这样可减小体积测量时的相对误差,A错误;
B.柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦和密封气体,B正确;
C.改变控温箱温度后,应等气体温度稳定后读取空气柱体积V,C错误;
D.改变控温箱温度时,既可升高温度也可降低温度,D正确。
故选BD。
【小问2详解】
[1]根据,可得
其中,则V-T图像的斜率
因,可知,可知
[2]由图中数据可知,
解得
【小问3详解】
某组员将阀门关闭,当控温箱内温度缓慢升高时,则控温箱内气体压强变大,使得柱塞和重物向上运动,即柱塞和重物的高度会上升。
15. 如图所示,在均匀介质中,位于和处的两波源S1和S2沿y轴方向不断振动,在x轴上形成两列振幅为4cm、波速为2m/s相向传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图所示。求:
(1)0~6s内,坐标原点处质点运动的路程s;
(2)经足够长时间后,x轴上两波源间(不含波源)振动减弱点的个数,并写出最右边振动减弱点的横坐标x。
【答案】(1)
(2)9个,
【解析】
【小问1详解】
由题图可知,波长为,则周期为
从时刻开始,波源S1的振动传到坐标原点所用时间为
波源S2的振动传到坐标原点所用时间为
可知在内,由波源S2的振动引起坐标原点处的质点振动了
该段时间坐标原点处质点运动的路程为
由图可知时刻,两波源均处于波峰位置,所以两波源振动同相位,由于坐标原点到两波源的距离差为0,所以坐标原点为振动加强点,叠加后的振幅为
在内坐标原点处的质点振动了
该段时间坐标原点处质点运动的路程为
故内,坐标原点处质点运动的路程为
【小问2详解】
由于两波源相位差为0,所以振动减弱点与两波源S1、S2的距离差满足(为整数)
x轴上两波源间(不含波源)的点与两波源S1、S2的距离差满足
联立可得满足条件分别有,,,,,
可知经足够长时间后,x轴上两波源间(不含波源)有9个振动减弱点;
时,对应最右边振动减弱点,则有
解得最右边振动减弱点的横坐标为
16. 如图所示,一束单色光从AB中点沿垂直于直角三棱镜AB边的方向射入棱镜,在AC边发生全反射后再从BC边射出棱镜,出射光线恰好与AC平行,已知∠A=60°,AC=L,光在真空中的速度为c,不考虑光在BC边上的反射。
(1)在答题卡上画出完整的光路图;
(2)求该棱镜的折射率n;
(3)求该单色光在棱镜中传播的时间t。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
完整的光路如下
【小问2详解】
根据几何关系可知,入射角
作AC界面法线交于BC于D点,光线在AB界面交于O点,P点发生全反射,Q点发生折射,则,
可知三角形PDQ为等边三角形,所以
因为最终出射光线与AC平行,所以
因此该棱镜的折射率
【小问3详解】
根据几何关系可知
光在玻璃内传播速度为
光在玻璃内传播的时间
17. 图甲为汽车的空气减震器,直立圆筒形汽缸内用横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞可无摩擦滑动,活塞通过连杆与车身相连,汽缸固定在车的轮轴上,其简化模型如乙图所示。封闭气体初始温度,长度、压强,外界大气压强为,重力加速度。
(1)为升高汽车底盘,用气泵将温度为的外界大气充入汽缸,让活塞缓慢上升,此过程中气体温度保持不变,求充入外界气体的体积V以及充入气体与缸内原有气体的质量之比;
(2)在(1)问情况下,当车辆载重时,相当于图乙活塞顶部加一质量;的物体,稳定时气体温度变为。求
①稳定时汽缸内气体长度;
②若该过程中气体内能的变化量,气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示,求该过程封闭气体放出的热量。
【答案】(1),;(2)①;②
【解析】
【详解】(1)设充入的气体体积为,则有
解得
充入气体的质量,缸内原有气体的质量。满足
解得
(2)①对活塞受力分析有
由理想气体状态方程有
解得
②外界对气体做功
由热力学第一定律有
解得
即封闭气体放出的热量为。
18. 如图所示,左端带有阀门、内壁粗糙的绝热汽缸被一绝热薄活塞分成A、B两室,B室内有细加热电阻丝,右端与足够长的U形细管连接。初始时阀门K打开,活塞位于汽缸中间,且与汽缸间恰好无摩擦,U形管两侧水银面等高。已知活塞面积为S,外界大气压cmHg,活塞与汽缸间最大静摩擦力为0.2p0S。现从阀门K缓慢向A室内充气,直到U形管两侧液面高度差为75cmHg停止充气,关闭阀门K,此过程A、B两室温度保持不变为K。整个过程中U形管内水银温度不变。
(1)求此时A室内气体压强;
(2)求充入的气体和A室原有气体的质量之比;
(3)通过电阻丝给B室加热,A室温度保持不变,求当B室内温度为多少时,活塞回到汽缸中间,此时U形管两侧液面高度差为多少?
【答案】(1)165cmHg
(2)
(3)187.5cm,840K
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,B室内气体末态压强分别为
对活塞有
其中
联立解得此时A室内气体压强
【小问2详解】
B室内气体,初态压强
设汽缸总体积为2V,对B室内气体,根据玻意耳定律有
联立解得末态B室内气体体积为
因此末态A室内气体体积为
将A室内原有气体与即将充入的气体(体积设为)作为整体,根据玻意耳定律有
联立解得充入的气体和A室原有气体的质量之比
【小问3详解】
活塞回到汽缸中间时,此时A室内气体体积为V,对A室内气体,根据玻意耳定律有
联立解得此时A室内气体压强为
此时对活塞有
联立解得此时B室内气体压强为
此时有
解得此时U形管两侧液面高度差
对B气体,根据查理定律有
联立解得有
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高二学业水平阶段性检测(三)
物理试题
本试卷共100分。考试时间90分钟。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图甲所示,现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”,其原理为辅助麦克风收集背景噪声后,主动发出反噪声信号来降低耳机内噪声,从而来提高通话质量。图乙为声波叠加的原理简化图,下列说法正确的是( )
A. 降噪过程应用了声波的干涉原理
B. 降噪过程应用了声波的衍射原理
C. 反噪声与噪声源的频率不一定相等
D. 反噪声与噪声源的传播速度不一定相等
2. 某同学在准备运动会表演用的气球时,将4L标准状况下的空气充入气球中,已知在标准状况下空气的摩尔体积为22.4 L/mol,阿伏加德罗常数为。请估算该气球内空气分子个数的数量级为( )
A. 1019 B. 1021 C. 1023 D. 1026
3. 圆环蘸上肥皂液后会形成薄膜,如图为薄膜竖直静置时拍摄的干涉图样(照片已转动),则薄膜最薄的地方是( )
A. a处 B. b处 C. c处 D. d处
4. 如图所示,原点O处固定一分子A,另一分子B位于x轴上,纵坐标表示这两个分子间的分子势能Ep,分子间距离为无穷远时,分子势能Ep为0,下列说法正确的是( )
A. 在x0处,两分子间作用力为0
B. B分子从x1处向右移动,分子力先增大后减小
C. B分子从x1处向左移动,分子力先减小后增大
D. 在x2处由静止释放B分子,它将在x1附近做简谐运动
5. 人们在看见彩虹时常常还能看见一组相对“虹”颜色较淡的彩色圆弧,被称为“霓”。虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,光路图如图所示,以下说法正确的是( )
A. MN为形成虹的光带,N端为紫色
B. PQ为形成霓的光带,Q端为红色
C. 在PQ段,从左到右光在水珠中传播速度变小
D. 在MN段,从左到右光在水珠中全反射的临界角减小
6. 某同学为了测量某激光器发出的激光频率,他使用该激光照射双缝,利用光传感器获取到干涉后接收屏上光强的分布情况,图像如图所示。已知双缝间距为0.25 mm,双缝到接收屏距离为35 cm,空气中光速,则该激光的频率为( )
A. 4.6×1012 Hz B. 4.6×1014 Hz C. 6.8×1012 Hz D. 6.8×1014 Hz
7. 如图所示为单反相机取景器的结构图,ABCDE为五棱镜的一个截面,AB⊥BC。光线经平面镜反射后垂直AB边射入五棱镜,经CD与AE两边全反射后垂直BC边射出,已知两次全反射的入射角相等。为了使进入五棱镜的所有可见光都能在CD与AE两边上发生全反射,下列对五棱镜的说法正确的是( )
A. 对红光的最小折射率为 B. 对红光的最大折射率为
C. 对紫光的最小折射率为 D. 对紫光的最大折射率为
8. 如图所示,一定质量的理想气体,从状态A经状态B、状态C再回到状态A。图中p0、V0均为已知量,气体在状态B时的热力学温度为T0,下列说法正确的是( )
A. 气体再回到状态A时,内能增加
B. 气体在状态A时的热力学温度为3T0
C. 在A→B过程中,外界对气体做功为2p0V0
D. 在A→B→C→A循环中,气体向外界放出热量p0V0
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。
9. 如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图均来自物理课本,下列说法正确的是( )
A. 图甲为同一装置产生的双缝干涉图像,b光的频率大于a光
B. 图乙中立体电影的原理利用了光的干涉现象
C. 图丙中“水流导光”反映了光的折射现象
D. 图丁中若只旋转偏振片P,屏幕上光斑亮度会周期性变化
10. 光纤准直器是将光纤内传输来的发散光转变成准直光(平行光),其简化光路如图所示。从光纤射出的三束同种单色光a、b、c照射到横截面为等腰三角形的棱镜上,b光与棱镜的中心线重合,a、c光恰好入射到上、下侧面的中点上,经棱镜折射后与中心线平行。已知棱镜横截面的底角和入射光与中心线的夹角均为30°,棱镜底边长为d,光在真空中的传播速度为c,则( )
A. 棱镜对光的折射率为 B. 棱镜对光的折射率为
C. a光通过棱镜需要的时间为 D. a光通过棱镜需要的时间为
11. 一列简谐机械横波沿x轴传播,其在1s时的波形图如图甲所示,P、Q是介质中的两个质点,Q点的坐标为x=9cm,其振动图像如图乙。则( )
A. 该列波沿x轴正方向传播
B. 该列波的波速是4cm/s
C. 质点P的平衡位置的坐标x=3cm
D. 内,原点处的质点振动路程为1.5A
12. 某实验小组为测量一个不规则形状容器的容积,将一根两端开口、内横截面积为0.1cm2的均匀透明长塑料管竖直插入容器内,密封好接口,用一小段水柱封闭住内部气体。外界温度为27℃时,气柱长度为10cm;外界温度缓慢升高到47℃时,气柱长度变为50cm。已知外界大气压恒定为Pa,水柱质量忽略不计,绝对零度为-273℃。下列说法正确的是( )
A. 温度变化过程中,密封气体对外界做功0.4J
B. 温度变化过程中,密封气体的内能减少了0.4J
C. 该容器的容积为59cm3
D. 该容器的容积为68cm3
三、非选择题,共6小题,共60分。
13. 某兴趣小组利用图甲所示的双缝干涉仪观察光的干涉现象并测量光波的波长。
(1)实验过程中,在光屏上得到了明暗相间的红色条纹,下列说法正确的是( )
A. 实验中必须保证单缝和双缝平行
B. 若去掉单缝,可看到更多明暗相间的红色条纹
C. 若取下滤光片,则在屏上可得到明暗相间的白色条纹
D. 若仅将红色滤光片换成绿色滤光片,条纹间距将变小
(2)实验过程中观察到分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐时,游标卡尺显示如图乙所示,其读数为__________mm;
(3)已知双缝之间的距离为0.1mm,测得双缝到光屏之间的距离为1m,第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心的距离为26.00mm。则该红色光的波长为__________nm(结果保留3位有效数字)。
14. 某实验小组使用图甲所示装置探究等压情况下,一定质量的气体体积与温度的关系。操作步骤如下:
a.组装仪器,将整个装置置于控温箱内,打开阀门K,使控温箱内、外气体相通;
b.用天平测出重物及柱塞总质量m,利用柱塞在注射器内密封一定质量的气体;
c.改变控温箱内温度,读取多组温度T(K)与体积V(m3)数值;
d.在密封气体质量一定的情况下,再次改变重物质量,重复步骤c;
e.根据所得数据,描绘出V-T图像得到两条直线,如图乙所示。
实验过程中外界大气压强保持不变,忽略柱塞与注射器间的摩擦,回答以下问题:
(1)实验过程中,下列说法正确的是( )
A. 密封气体体积应适当小一些,减小相对误差
B. 柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦和密封气体
C. 改变控温箱温度后,应立即读取空气柱体积V
D. 改变控温箱温度时,既可升高温度也可降低温度
(2)已知图乙中两条直线斜率分别为k1、k2,重物及柱塞质量之和分别为m1、m2,柱塞横截面积为S,重力加速度为g,则m1__________m2(选填“大于”“小于”或“等于”),大气压强可表示为__________(使用题中所给字母表示);
(3)某组员将阀门关闭,当控温箱内温度缓慢升高时,柱塞和重物的高度会__________(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
15. 如图所示,在均匀介质中,位于和处的两波源S1和S2沿y轴方向不断振动,在x轴上形成两列振幅为4cm、波速为2m/s相向传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图所示。求:
(1)0~6s内,坐标原点处质点运动的路程s;
(2)经足够长时间后,x轴上两波源间(不含波源)振动减弱点的个数,并写出最右边振动减弱点的横坐标x。
16. 如图所示,一束单色光从AB中点沿垂直于直角三棱镜AB边的方向射入棱镜,在AC边发生全反射后再从BC边射出棱镜,出射光线恰好与AC平行,已知∠A=60°,AC=L,光在真空中的速度为c,不考虑光在BC边上的反射。
(1)在答题卡上画出完整的光路图;
(2)求该棱镜的折射率n;
(3)求该单色光在棱镜中传播的时间t。
17. 图甲为汽车的空气减震器,直立圆筒形汽缸内用横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞可无摩擦滑动,活塞通过连杆与车身相连,汽缸固定在车的轮轴上,其简化模型如乙图所示。封闭气体初始温度,长度、压强,外界大气压强为,重力加速度。
(1)为升高汽车底盘,用气泵将温度为的外界大气充入汽缸,让活塞缓慢上升,此过程中气体温度保持不变,求充入外界气体的体积V以及充入气体与缸内原有气体的质量之比;
(2)在(1)问情况下,当车辆载重时,相当于图乙活塞顶部加一质量;的物体,稳定时气体温度变为。求
①稳定时汽缸内气体长度;
②若该过程中气体内能的变化量,气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示,求该过程封闭气体放出的热量。
18. 如图所示,左端带有阀门、内壁粗糙的绝热汽缸被一绝热薄活塞分成A、B两室,B室内有细加热电阻丝,右端与足够长的U形细管连接。初始时阀门K打开,活塞位于汽缸中间,且与汽缸间恰好无摩擦,U形管两侧水银面等高。已知活塞面积为S,外界大气压cmHg,活塞与汽缸间最大静摩擦力为0.2p0S。现从阀门K缓慢向A室内充气,直到U形管两侧液面高度差为75cmHg停止充气,关闭阀门K,此过程A、B两室温度保持不变为K。整个过程中U形管内水银温度不变。
(1)求此时A室内气体压强;
(2)求充入的气体和A室原有气体的质量之比;
(3)通过电阻丝给B室加热,A室温度保持不变,求当B室内温度为多少时,活塞回到汽缸中间,此时U形管两侧液面高度差为多少?
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