四川省遂宁市2021-2022学年高二物理下学期期末监测试题（Word版附解析）

遂宁市高中2023届第四学期期末教学水平监测物理试题本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。总分100分。考试时间90分钟。第Ⅰ卷（选择题，满分48分）注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上。并检查条形码粘贴是否正确。2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。3.考试结束后，将答题卡收回。一、单选题（共48分，每题4分，其中1-9为单项选择题，10-12题中至少有两个选项符合要求，部分正确且无错误答案给2分/个，有错误选项不得分）1.一定质量的理想气体密闭在容器中，不同温度下各速率区间分子数占分子总数比例随速率v分布图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）A.如果气体体积不变，则温度T2时气体分子撞到器壁单位面积上平均作用力比T1时小B.温度T1时气体压强一定比温度T2时气体压强小些C.图中热力学温度T1<T2D.图中热力学温度T1>T2【答案】C【解析】【详解】CD．由图可知，T2中速率大的分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，所以T2对应的温度较高，即T1<T2 选项C正确，D错误；A．如果气体体积不变，则分子密度不变，温度T2时分子平均动能大，气体分子撞到器壁单位面积上平均作用力比T1时大，选项A错误；B．由于不知体积是否发生变化，所以温度T1时气体压强不一定比温度T2时气体压强小，选项B错误。故选C。2.天宫二号实现了太空课堂，让我们实时观察到了失重环境下许多奇妙的物理现象，实现了天地互动环节，是因为电磁波在空中传播，下列关于电磁波的理解正确的是（　　）A.电磁波在任何介质中传播速度都是相同的B.电磁波和机械波一样，都依靠介质传播振动形式和能量C.太空中传送至地面的无线电波是横波，其传播方向与电场强度方向和磁感应强度方向都垂直D电磁波与机械波一样可以发生反射、折射等现象，但不会产生偏振现象【答案】C【解析】【详解】A．电磁波在同种介质中传播速度都是相同的，不同介质中传播速度不同，选项A错误；B．电磁波可以在真空中传播，选项B错误；C．太空中传送至地面的无线电波是横波，其传播方向与电场强度方向和磁感应强度方向都垂直，选项C正确；D．电磁波与机械波一样可以发生反射、折射等现象，但电磁波会产生偏振现象，选项D错误。故选C。3.孤立绝热密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体（　　）A.分子排列将变得有序，其无规则运动停止B.分子平均动能保持不娈C.每个分子的速率都相同D.孤立系统的熵减小了【答案】B【解析】 【详解】A.分子排列将变得无序，且分子的无规则热运动永不停息，故A错误；B.孤立绝热密闭容器的理想气体，温度不变，分子的平均动能不变，故B正确；C.分子做无规则的热运动，在相同温度下各个分子的动能并不相同，所以每个分子的速率不相同，故C错误；D.孤立绝热密闭容器的理想气体静置足够长时间后，孤立系统的熵要增大，故D错误。故选B。4.一水平弹簧振子作简谐运动，从某时刻开始计时，其振动图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）A.振子计时起点位置是平衡位置B.图中振子振动方程为cmC.t=0s时振子振动方向沿x轴向上，速度增大D.振子在1s时的位移为2cm，速度最大，加速度最大且向指向平衡位置【答案】B【解析】【详解】A．由图知，振子计时起点位置不是平衡位置，故A错误；B．设图中振子振动方程为cm当t=0时x=-1cm当t=1s时x=2cm代入解得 所以图中振子振动方程为cm故B正确；C．由图知，t=0s时振子振动方向沿x轴向下，速度减小，故C错误；D．振子在1s时的位移为2cm，速度最小，加速度最大且向指向平衡位置，故D错误。故选B。5.下列说法中正确的是（　　）A.在各种晶体中，分子都是按照一定规则排列的，具有各向同性B.布朗运动是固体颗粒的分子无规则运动的表现，表明分子永不停息作无规则运动C.两气体相互扩散后，静置较长一段时间后可以自发分离开来D.空气的相对湿度越大，绝对湿度越接近水的饱和汽压，蒸发变得越慢，人感觉越潮湿【答案】D【解析】【详解】A．单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性，都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，选项A错误；B．布朗运动不是固体颗粒的分子的运动，而是固体颗粒受到撞击后的运动，它能间接反应液体分子的无规则运动，选项B错误；C．根据热力学第二定律可知两气体相互扩散后，静置较长一段时间后不能自发分离开来，选项C错误；D．空气的相对湿度越大，绝对湿度越接近水的饱和汽压，蒸发变得越慢，人感觉越潮湿，选项D正确。故选D。6.下列说法中正确的是A.白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象B.照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象C.门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉 【答案】D【解析】【详解】A.白光通过三棱镜后呈现彩色光带是由于不同颜色的光折射率不同，相同的入射角经过折射后折射角不同，故A错误；B.表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故B错误；C.门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象，故C错误；D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，故D正确．故选D.7.一定质量的理想气体，由温度为T1的状态1经等容变化到温度为T2的状态2，再经过等压变化到状态3，最后变回到初态1，其变化过程如图所示，则（　　）A.从1到2过程中，气体对外做功，内能减小B.从2到3过程中，气体对外做功，内能减小C.从1到2到3到再回到1的过程中，气体一定从外界吸热D.从3到1过程中，气体分子数密度变大，内能增加【答案】C【解析】【详解】A．从1到2过程中为等容变化，体积不变，气体不对外做功，选项A错误；B．从2到3过程中，体积增大，气体对外做功；压强不变，根据可知温度升高，内能增大，选项B错误；D．从3到1过程中，体积减小，气体分子数密度变大；两个状态温度相同，内能相同，所以3到1过程中内能不可能增加，选项D错误；C．从1到2过程中气体对外不做功；2到3过程中，体积增大，气体对外做功；3到1过程中，体积减小，外界对气体做功。根据p—V图像中图线与坐标轴所围面积表示气体做功可知，整个过程气体对外做功大于外界对气体做功，而内能不变，根据热力学第一定律可知气体一定从外界吸热，选项C正确。 故选C。8.如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃砖的上表面，得到三束光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，若玻璃砖的上下表面足够宽，下列说法正确的是（　　）A.光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，且真空中传播速度II光束比III光束小些B.玻璃对光束Ⅲ的折射率等于对光束Ⅱ的折射率C.通过相同的双缝干涉装置，光束Ⅱ产生的明暗条纹宽度小于光束Ⅲ的宽度D.改变α角，光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以相交【答案】C【解析】【详解】A．两种色光都在玻璃砖的上表面发生了反射，入射角相同，由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束Ⅰ是复色光；而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光。但光在真空中的传播速度都相同，选项A错误；B．作出光路图如图所示：由图知光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度，根据折射定律可知玻璃对光束Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率，选项B错误；C．光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率，光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长，由可知双缝干涉条纹间距与波长成正比，则双缝干涉实验中光束Ⅱ产生的条纹间距比光束Ⅲ的 小，选项C正确；D．一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射出，经过反射、再折射后，光线仍是平行，因为光反射时入射角与反射角相等．所以由光路可逆可得出射光线平行．改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行，选项D错误。故选C。9.如图所示为一定质量的理想气体从状态A沿直线变化到状态B，直线反向延长后过坐标原点，下列说法正确的是（　　）A.气体变化过程中体积不变B.气体在A状态体积比B状态体积大C.气体变化过程中一定从外界吸热D.气体变化过程中每个分子速率均增大【答案】B【解析】【详解】AB．气体从状态A若做等容变化，则图像如图：从图中可以看出：状态C变化到状态B气体的温度不变，压强增大，根据可知，气体的体积一定减小，所以气体在A状态体积比B状态体积大，选项A错误，B正确；C．由于体积减小，外界对气体做功，气体的温度升高，内能增加，不能判断外界做功和内能 变化的大小，所以不能判断气体是吸热还是放热，选项C错误；D．气体温度升高，分子平均动能增大，但气体变化过程中每个分子速率不一定均增大，选项D错误。故选B。10.一列简谐波沿x轴传播，t=0.4s时刻的波形如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是（　　）A沿x轴正方向，25m/sB.沿x轴负方向，25m/sC.沿x轴负方向，12.5m/sD.沿x轴正方向，12.5m/s【答案】B【解析】【详解】由乙图可知，质点P在0.4s时向下振动，由“同侧法”该波沿x轴负方向传播，由甲图可知，波长为10m，由乙图可知，周期为0.4s，故波速为故选B。11.如图所示为一理想变压器，其中a、b、c为三个额定电压相同的灯泡，电源电压。电源电压有效值为灯泡额定电压的4倍，三个灯泡刚好都正常发光。下列说法正确的是（　　）A.三个灯泡的额定电压为2VB.变压器原、副线圈匝数比为5：2C.流过灯泡c的电流，每0.02s方向改变一次D.此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2：3 【答案】D【解析】【详解】A．电源电压有效值三个灯泡的额定电压为故A错误；B．三个灯泡刚好都正常发光，此时原线圈两端的电压为副线圈两端的电压为则变压器原、副线圈匝数比为故B错误；C．周期而变压器不会改变交变电流的周期，故每0.02s电流方向改变两次，故C错误；D．根据因为a、b此时都能正常发光，故电压都为额定电压，根据此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2：3，故D正确。故选D。12.近代物理研究表明粒子的半衰期约为T=0.79，其衰变方程为或 ，其中粒子带正电，带电量的值与元电荷相同，介子不带电，介子带正电。某粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做半径为R的匀速圆周运动，在某时刻粒子发生衰变，产物a沿图示圆轨道运动，轨迹半径为2R，产物b做直线运动（轨迹未画出）。下列说法正确的是（　　）A.根据图示轨迹可知粒子的衰变方式B.粒子衰变产物总质量比粒子质量大C.衰变后瞬间产物a的动量方向与产物b的动量方向相反D.粒子、产物a和产物b的动量大小之比为2：1：2【答案】C【解析】【详解】B．粒子发生衰变时有质量亏损，释放能量，选项B错误；C．由图示可知衰变后瞬间产物a的速度与衰变前瞬间粒子的速度同向，根据洛伦兹力提供向心力可得粒子的动量为产物a的动量为设产物b的动量大小为，根据动量守恒定律可得可知衰变后瞬间产物b的动量与产物a的动量方向相反，选项C正确；D．结合C项分析可知，三者动量大小之比为，选项D错误；A．两种衰变方式中产物均有带正电和不带电的粒子，因不知粒子间的质量关系，无法根据轨迹半径的关系判断产物。是哪种粒子，选项A错误。 故选C。13.天宫二号太空授课引人注目，航天员们通过实验，展示了失重环境下许多神奇现象，其中的“液桥”现象，让我们认识了表面张力的魅力，下面关于表面张力的说法正确的是（　　）A.表面张力是液体内部分子间作用力引起的B.表面张力能让液面具有收缩趋势，在太空失重环境下，液滴呈球形C.表面张力方向与液体表面垂直且向上D.表面张力是由于液体表层分子间距离小于液体内部分子间距离，且小于分子平衡距离，表层液体分子作用力表现为斥力而产生【答案】B【解析】【详解】AD．表面张力是由于液体表层分子间距离大于液体内部分子间距离，且大于分子平衡距离，表层液体分子作用力表现为引力而产生的，AD错误；B．表面张力能让液面具有收缩趋势，在太空失重环境下，液滴呈球形，B正确；C．表面张力方向与液体表面垂直且向下，C错误。故选B。14.一根长20m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动，形成两列振幅分别为10cm、20cm的相向传播的机械波。已知P的波速为2m/s，t=0时刻的波形如图所示。下列判断正确的有（　　）A.两波源的起振方向相反，Q的传播速度小于2m/sB.t=4.5s时，坐标原点处质点位移为30cmC.两列波的频率均为2Hz，叠加区域有稳定干涉图样 D.两波在t=3.5s时第一次相遇，相遇处质点位移为10cm【答案】B【解析】【详解】A．P起振方向沿y轴负方向，而Q起振方向沿y轴正方向，因此起振方向相反，波速由介质决定的，因此两列波的速度相等，则Q的传播速度等于2m/s，选项A错误；B．t=4.5s时，两列波都向前传播了则P、Q的波峰传播到了坐标原点处，该质点位移为10cm+20cm=30cm选项B正确；C．由于波长两列波的速度相等，根据可知，因此两列波的频率均为0.5Hz，叠加区域有稳定干涉图样，选项C错误；D．两波第一次相遇时，有解得相遇处两列波都在平衡位置，因此质点位移为0，选项D错误。故选B。15.如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图。输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不变。输出电压通过输电线送给用户，两条输电线总电阻用R0表示。当负载增加时，则（　　） A.电压表V3的读数减小，电流表A2的读数增大B.电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小C.电压表V1读数不变、V2的读数减小D.电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值变小【答案】A【解析】【详解】C．依题意，电压表V1读数不变，根据可知电压表V2的读数不变。故C错误；B．根据可知当负载增加时，相当于R电阻减小电流表A2的读数增大，由可知电流表A1的读数增大。故B错误；D．根据变压器副线圈串联电路关系可得电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变。故D错误；A．负载两端电压为可知电流表A2的读数增大时，电压表V3的读数减小。故A正确。故选A。 16.氢原子能级图如图所示，当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，下列判断正确的是（　　）A.氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长大于656nmB.当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25eV的钾发生光电效应C.大量处于n=4的能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线D.用能量为1.0eV的光子照射处于n=4能级的氢原子，可以使氢原子电离，其电离后的电子动能为0.15eV【答案】CD【解析】【详解】A．n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射的光子能量n=2的能级跃迁到n=1的能级辐射的光子能量根据光子能量氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级辐射的光子能量大，则辐射光的波长小于656nm，A错误；B．从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射的光子能量辐射出的光子能使逸出功为2.25eV的钾发生光电效应，B错误；C．大量处于n=4的能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生谱线数 C正确；D．处于n=4能级的氢原子的电离能为用能量为1.0eV的光子照射处于n=4能级的氢原子，可以使氢原子电离，其电离后的电子动能为0.15EvD正确。故选CD。17.用如图甲所示的装置研究光电效应现象。用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，-b），下列说法中正确的是（　　）A.普朗克常量为，与光照频率和金属极限频率无关B.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大，光电子数增多C.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数减小D.甲图中将滑片P向右移动，有可能使电流表G的示数为零【答案】AC【解析】【详解】A．根据可得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为 那么普朗克常量为此常量与光照频率和金属极限频率无关，选项A正确；B．根据光电效应方程可以知道，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，选项B错误；C．若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小，那么电流表G的示数会减小，选项C正确。D．甲图中将滑片P向右移动，加在光电管两端正向电压增大，使管电子到达A极的速度更大，电流表G的示数不会为零，选项D错误。故选AC。18.如图所示，容器A和容器B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管相通，管内有一段水银柱将两种气体隔开，当氢气的温度为0℃，氧气温度是20℃时，水银柱静止。下列说法正确的是（　　）A.两气体均升高温度20℃时，水银柱向右边移动B.两气体均升高温度20℃时，水银柱向左边移动C.如果将容器在竖直平面内缓慢逆时针转动90°，保持各自温度不变（水银全部在细管中），现让温度都升高10℃，则水银柱向下移动D.如果将容器在竖直平面内缓慢逆时针转动90°，保持各自温度不变（水银全部在细管中），现让温度都升高10℃，则水银柱向上移动【答案】AD【解析】【详解】AB.假设两个容器体积不变，根据查理定律可知两气体均升高温度20℃时，氢气压强的增加量 氧气压强的增加量可知两气体均升高温度20℃时，氢气压强的增加量大于氧气压强的增加量，所以水银柱向右边移动，故A正确，B错误；CD．如果将容器在竖直平面内缓慢逆时针转动90°，稳定时氢气的压强大于氧气，假设两个容器体积不变，根据查理定律现让温度都升高10℃，氢气压强的增加量氧气压强增加量初始时氢气的压强大于氧气，可知两气体均升高温度10℃时，氢气压强的增加量大于氧气压强的增加量，所以水银柱向上边移动，故D正确，C错误。故选AD。19.如图所示，质量为m的物体放在弹簧上，在竖直方向上做简谐运动，当振幅为A时，物体对弹簧的最大压力是物重的1.9倍，则下列说法正确的是（　　）A.物体对弹簧的最小压力为0.1mgB.若在物体运动到最低点时加上一质量为0.1m的物体，随弹簧一起振动（不分离），则振动的振幅将增大C.物体在振动过程中机械能守恒 D.要使物体在振动过程中不离开弹簧，则振幅不能超过【答案】AD【解析】【详解】A．当物体运动到最低点时，对弹簧压力最大，此时由牛顿第二定律得由题意知所以当木块运动到最高点时，对弹簧弹力最小，此时由牛顿第二定律得由运动的对称性知，最高点与最低点的加速度大小相等，即，代入求得选项A正确；B．若在物体运动到最低点时加上一质量为0.1m的物体，随弹簧一起振动（不分离），其平衡位置降低，则振动的振幅将减小，选项B错误；C．在振动过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，物体与弹簧组成的系统机械能守恒，但物体机械能不守恒，选项C错误；D．在最高点或最低点有解得物体在平衡位置下方处于超重状态，不可能离开弹簧，只有在平衡位置上方可能离开弹簧。要使物体在振动过程中恰好不离开弹簧，物体在最高点的加速度a=g此时弹簧的弹力为零。若振幅再大，物体便会脱离弹簧。物体在最高点刚好不离开弹簧时，回复力为重力，所以 则振幅要使物体在振动过程中不离开弹簧，则振幅不能超过，选项D正确。故选AD。第Ⅱ卷（非选择题，满分52分）注意事项：1.请用蓝黑钢笔或圆珠笔在第Ⅱ卷答题卡上作答，不能答在此试卷上。2.试卷中横线及框内注有“▲”的地方，是需要你在第Ⅱ卷答题卡上作答。三、实验题（共14分）20.如图甲所示，电源的电动势E=10V，电源内电阻可忽略不计；G是内阻为的灵敏电流表，定值电阻R上标有“2V、”的字样，为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S，当的温度等于120℃时，电流表示数。（1）由图乙可知，当的温度逐渐增加时，的阻值___________（选填“增大”、“减小”、“不变”）（2）电流表内阻为___________Ω（3）定值电阻R两端电压为2V时，热敏电阻的温度为___________℃【答案】①.减小②.500③.20【解析】【详解】（1）[1]由图乙可知，当的温度逐渐增加时，的阻值减小；（2）[2]当的温度等于120℃时，由图可知 由闭合电路欧姆定律其中解得电流表内阻（3）[3]定值电阻R两端电压为2V时，则解得热敏电阻由图可知对应的温度为20℃。21.某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，完成油酸分子大小测定。（1）该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，下列有助于较准确完成实验的理想化方法有（）A.分子都视为立方体形B.分子都能形成单分子油膜C.分子都是一个一个紧挨着排列的D.滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精溶液（2）现有按酒精与纯油酸的体积比为a∶b配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴。现用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示（已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去）。则估算油酸分子直径的表达式___________ （3）为了减小“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是（）A.油酸未完全散开时开始描绘油膜轮廓B.把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些C.先在浅盘水中撒些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形【答案】①.BC②.③.B【解析】【详解】[1]（1）该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，下列有助于较准确完成实验的理想化方法有，滴入的油酸溶液是稀释的油酸酒精溶液，可认为油酸分子都能形成单分子油膜，并将分子都视为一个一个紧挨着排列的球体，故BC正确，AD错误。故选BC。[2]一滴纯油酸的体积估算油酸分子直径为解得[3]AB.为了减小“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些，要等油酸完全散开时开始描绘油膜轮廓，故B正确，A错误；CD．先在浅盘水中撒些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上，等油酸分子自由扩散，形成稳定的单分子油膜，不能用牙签把水面上的油膜拨弄成矩形，故CD错误。 故选B。22.在“用单摆测定重力加速度”实验中，若均匀小球在垂直纸面的平面内做小幅度的摆动，悬点到小球顶点的细线长L，小球直径为d，将激光器与传感器左右对准，分别置于摆球的平衡位置两侧，激光器连续向左发射激光束。在摆球摆动过程中，当摆球经过激光器与传感器之间时，传感器接收不到激光信号。将其信息输入计算机，经处理后画出相应图线。图甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号I随时间t变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，则：（1）在实验中，若摆线的长度L可以准确测量，摆球直径忘记测量，现使用同一摆球，多次改变摆线长度L，并测得每一次相应的摆动周期T，用作图法进行数据处理，下列说法中正确的是（）A.L与T不是直线关系，作图时不能用直线连接各点B.L与是直线关系，图像与纵轴的交点绝对值表示摆球半径C.是直线关系，其斜率与准确测量摆长和周期T作出的图像斜率相同D.L与是直线关系，但不能测出当地重力加速度（2）由上述已知量（L、d、、）可以求出当地的重力加速度大小的计算公式g=___________。（3）关于上述实验，下列说法正确的是（）A.为了使实验减小误差，应该让细线偏离竖直位置的夹角尽可能大些B.实验中若增大摆球半径，时间间隔将变大C.如果将摆球换成质量更小（半径不变）的塑料球，对实验不产生影响 D.如果将实验用的细线换成弹性细橡皮筋，对实验没有影响【答案】①.ABC②.③.B【解析】【详解】（1）[1]由单摆周期公式整理得可见L与T不是直线关系，作图时不能用直线连接各点；L与是直线关系，图像与纵轴的交点绝对值表示摆球半径，其斜率与准确测量摆长和周期T作出的图像斜率相同，并可求出当地重力加速度。故选ABC；（2）[2]在摆球摆动过程中，当摆球经过激光器与传感器之间时，传感器接收不到激光信号,结合图乙可知又可得当地的重力加速度大小的计算公式为（3）[3]A．在摆角较小时，摆球的运动可以看作简谐运动，所以摆线偏离竖直方向的角度应小于5°，选项A错误；B．实验中若增大摆球半径，则摆长变大，根据可知周期将变大，时间间隔 将变大，选项B正确；C．如果将摆球换成质量更小（半径不变）的塑料球，阻力变大，对实验会产生影响，选项C错误；D．如果将实验用的细线换成弹性细橡皮筋，摆长会发生变化，会对实验有影响，选项D错误。故选B。三、计算题（共38分）23.一个静止的铀核衰变为钍核，释放出一个粒子，已知铀核的质量为238.007u，钍核（其元素符号为Th）的质量为234.038u，粒子质量为3.897u，1u相当于931.5MeV，请完成以下问题：（1）写出核反应方程（2）求此衰变过程释放的核能为多少MeV？（保留两位有效数字）【答案】（1）；（2）67MeV【解析】【详解】解：（1）核反应方程为（2）设m1=238.007u，m2=234.0377600u，m2=3.897305u则质量亏损为根据公式解得释放的核能24.如图所示，导热良好的细玻璃管长45cm，里面有一段水银柱长16cm，开口竖直向下时，空气柱长度为23cm，现将玻璃管缓慢转动至开口竖直向上，已知当地大气压强为76cmHg，环境温度为27℃，求：（1）开口竖直向上时，气柱长度；（2）若开口向上后，对玻璃管缓慢加热，使水银恰到管口，求管内气体温度。 【答案】（1）15cm；（2）580K【解析】【详解】（1）设玻璃管长为，水银柱高，空气柱长，大气压强p0=76cmHg，玻璃管横截面积为S，则管口向下时空气柱压强为p1=p0-ph=60cmHg管口向上时空气柱压强为p2=p0+ph=92cmHg设管口向下时，气柱长为，由玻意耳定律可得解得=15cm（2）开口向上后，缓慢加热过程中，气体压强不变，设气体温度开始为t1=27℃，则T1=t1+273K由盖吕萨克定律知解得25.如图所示，实线为某时刻的波形图，虚线是0.2s后的波形图。（1）若波向左传播，请指出图中P点的振动方向；（2）若波向右传播，求它的周期；（3）若波速是35m/s，求波的传播方向。 【答案】（1）方向竖直向上；（2）（n=0、1、2、3、···）；（3）向左传播【解析】【详解】（1）若波向左传播，根据“逆向爬坡”可知，图中P点的振动方向竖直向上；（2）由图像可知，能量向右匀速传播距离为（n=0、1、2、3、···）得（n=0、1、2、3、···）解得（n=0、1、2、3、···）（3）设波在0.2s内传播距离为S，v=35m/s，则：S=vt解得可得波向左传播。26.如图所示，是交流发电机示意图，正方形线圈的匝数N=50匝，线圈的边长L=0.6m，正方形线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度的大小B=0.1T，线圈总电阻r=1.5Ω，外接电阻R=7.5Ω，线圈以n=r/s的转速在磁场中匀速转动。求：（1）线圈产生的感应电动势的最大值。（2）若线圈从中性面开始计时，写出回路中的电流随时间变化的关系式。（3）从图中开始计时，半周期内电阻R产生的热量。（4）从图中开始线圈转过60°角过程中通过线圈的电荷量。 【答案】（1）Em=360V；（2）；（3）94.2J；（4）0.1C【解析】【详解】（1）设最大值为Em，则Em=NBL2ω解得Em=360V（2）从中性面计时开始，则表达式为代入数据可得（3）设半周期内R产生的热量为Q，则Q=I2R解得Q=（4）设电荷量为q，则q= 解得q=0.1C27.如图所示，绝热气缸底部有一体积不计的电热丝，可以给气体2加热，现在有导热性能良好的活塞A和绝热良好厚度不计的活塞B将理想气体分成1、2两部分，活塞横截面积为S，可以无摩擦地自由移动。已知两活塞质量均为M=，其中大气压强为p0，重力加速度为g，开始两气体温度相同，都为T0=270K，两活塞静止后高度如图所示。现在A活塞上缓慢加上质量为2M的物体，活塞再次处于平衡，气体2的温度为T1=280K。求：（1）加上物体稳定后，B活塞距离气缸底部的高度。（2）现通电对气体2缓慢加热，让A活塞回到原来位置处，求气体2的温度。【答案】（1）h；（2）565.7K【解析】【详解】（1）设未加物体时气体1的压强为p1，气体2的压强为p2，则：p1S=p0S+Mgp2S=p1S+Mg加上物体稳定后气体2的压强为，设气体2高度为h2，则：S=p0S+4Mg由气体状态方程知解得 h2=h（2）放上物体稳定后，设气体1的高度为h1，压强为，则：S=p0S+3Mg由玻意尔定律知p12hS=h1S对气体2加热过程中，气体1的温度压强不变，所以气体1的高度不变，稳定时，设气体2温度为T，B活塞距离气缸底部距离为h3.h3=3h-h1由于气体1温度和压强不变，则气体2压强恒定这变，则：（或者）解得28.某透明材料制成的一棱镜的截面图如图所示，一细光束从距OB高度为的E点沿半径射入棱镜后，在圆心0点恰好发生全反射，经CD面反射，再从圆弧上的F点射出。已知OA=a，。求：（1）F点的出射光线与法线的夹角；（2）光在棱镜中传播的时间（光在空中传播速度为c）。【答案】（1）；（2） 【解析】【详解】（1）作出光路如图所示：设，则有由几何关系知设，从F点射出的光与法线夹角为，则由折射定律可知又OGsin=OD解得（2）由光路图可知光在介质中的路程为s=OE+OG+GF解得s=设光在介质中速度为v，传播时间为t，则 解得