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浙江省金华市2023-2024学年高二下学期6月期末物理试题
1．（2024高二下·金华期末）能量密度是指单位体积内所包含的能量，若用国际单位制中的基本单位来表示它的单位，正确的是（　　）
A． B． C． D．
2．（2024高二下·金华期末）金华首届城市马拉松于2024年3月31日进行，比赛起点和终点均设在金华体育中心东门，全程，途径江南、金东、江北等地，下列说法正确的是（　　）
A．比赛从早上7：30开始，7：30是指时间间隔
B．在记录某选手跑步轨迹的时候可以将选手视为质点
C．某选手完成完整马拉松的位移是
D．某选手以2小时13分33秒的成绩夺冠，平均速度约为
3．（2024高二下·金华期末）如图所示，杭州亚运会上利用机器狗来驮运铁饼，机器狗水平背部有个凹槽，铁饼放入凹槽后就可以被机器狗平稳移送到相应地方，下列说法正确的是（　　）
A．机器狗对铁饼的弹力是由铁饼的形变产生的
B．水平匀速前进时，铁饼对机器狗的压力大于机器狗对它的支持力
C．水平加速前进时，机器狗对铁饼的作用力大于铁饼重力
D．机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼处于超重状态
4．（2024高二下·金华期末）如图所示是羽毛球从点被击出后的飞行轨迹图，图中为该轨迹上等高的两点，为该轨迹的最高点，则对该羽毛球下列说法正确的是（　　）
A．在两点的速度相同
B．在上升阶段，羽毛球加速度的竖直分量大于重力加速度的值
C．段重力的冲量大于段重力的冲量
D．在点的动量为0
5．（2024高二下·金华期末）极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道）。如图所示，若某极地卫星从北纬的A地正上方按图示方向第一次运行至南纬的地（图中未画出）正上方，所用时间为。下列说法正确的是（　　）
A．该卫星每隔经过地的正上方一次
B．该卫星的角速度比同步卫星的角速度小
C．该卫星的线速度比同步卫星的线速度小
D．该卫星和同步卫星的轨道半径之比为
6．（2024高二下·金华期末）如图所示，振动桩锤是桩基础施工的重要设备之一。桩锤工作时引起桩身周围土体振动，使桩身和土体间的粘合度降低，从而减小沉桩阻力。下列说法正确的是（　　）
A．针对不同土体，最有利于沉桩的桩锤振动频率都相同
B．针对同种土体，桩锤的振动频率越大，桩身周围土体的振动幅度越大
C．桩锤稳定工作后，桩身周围无论哪种土体，其振动频率都与桩锤的振动频率相同
D．为保障打桩机机身稳定，桩锤的振动频率应尽量接近机身的固有频率
7．（2024高二下·金华期末）氢原子光谱巴耳末系中的四条可见光如图甲所示，是氢原子从能级6跃迁到能级2产生的，是从能级3跃迁到能级2产生的。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图乙和丙所示的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）
A．图乙中的干涉条纹对应的是
B．的波长大于的波长
C．的光子动量小于的光子动量
D．是氢原子从能级5跃迁到能级2产生的可见光
8．（2024高二下·金华期末）福岛核事故泄漏到海洋的污染物含有多种放射性物质，主要有三种：碘131、铂134和137，它们的半衰期分别为8天、2年和30年，其中铂137的衰变方程为：，下列说法正确的是（　　）
A．是电子，铂137每发生一次衰变，核外电子便少一个
B．从长时间来看，碘131的放射性危害小于铯137的放射性危害
C．要使铂137衰变能够顺利进行，放射性物质的体积必须要超过其临界体积
D．钡137的比结合能小于铯137的比结合能
9．（2024高二下·金华期末）“蜻蜓点水”是常见的自然现象，某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得了一张蜻蜓点水的俯视照片，照片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹每次点水的时间忽略不计。则关于蜻蜓的飞行方向及飞行速度与水波传播速度的大小关系正确的是（　　）
A．向左， B．向左，
C．向右， D．向右，
10．（2024高二下·金华期末）如图所示，为半圆形透明玻璃砖的横截面，半圆弧光屏的圆心与玻璃砖圆心重合。某单色光以的入射角沿半径方向射向点，在圆弧上形成两个光点，折射角为。已知弧的长度为，圆弧半径为。下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖对该单色光的折射率为
B．保持入射角不变，增大玻璃砖的折射率，两个光点间的距离变小
C．若逐渐增大入射角，点越来越亮，点比点先到达点
D．若折射率为，改变入射角，两光点所夹弧的长度的最小值为
11．（2024高二下·金华期末）如图甲所示的光电管是基于光电效应的一种光电转换器件，光电管可将光信号转换成电信号，在自动控制电路中有广泛应用，其基本工作原理如图乙所示，当金属极上发生光电效应时，电路导通。下列说法正确的是（　　）
A．只要照射到金属极上的光足够强，电路就能导通
B．照射光频率越大，逸出的光电子动能一定越大
C．电路导通情况下，通过电阻的电流方向是从下向上
D．电路导通情况下，光照越强，电阻上的电流越大
12．（2024高二下·金华期末）水面上有两个频率、振幅、振动方向均相同的振源，先后开始振动形成两列水波在空间叠加。先振动，形成的水波如图所示，是连线上的点，点是的中点，此时均处在波峰处，点和点分别是和的中点。当振动一段时间后，观察到处水面始终平静。已知两振源的频率为，波速为，下列说法中正确的是（　　）
A．点是振动加强点，点是振动减弱点
B．振动加强区的质点一直处于最大位移处
C．点到两振源之间的距离差为
D．点到两振源之间的距离差为
13．（2024高二下·金华期末）如图甲所示，一抽成真空的圆柱形薄筒，中心轴处有一细长直的紫光线光源。沿柱面位置放置一个弧长为a、长度为的光膜片，如图乙，光照到光膜片上形成的压强为p。为了简化问题，假设线光源只沿径向均匀射出紫光，光照到光膜片上，一部分被吸收，其余被完全反射，吸收率为。已知普朗克常量为，紫光频率为，光速为，则单位时间内照到光膜片上的光子数为（　　）
A． B． C． D．
14．（2024高二下·金华期末）关于下列插图的说法正确的是（　　）
A．甲图中细管材料制作防水衣的防水效果比好
B．乙图中方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象
C．丙图中观看3D电影时佩戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片
D．丁图的绝热容器中，为真空，内封闭一定量的气体，抽掉隔板，容器内气体平均分子动能减小
15．（2024高二下·金华期末）如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为（未标出），印迹上两点的纵坐标为和。不计一切阻力，则（　　）
A．该弹簧振子的振动周期为
B．在激光笔留下段印迹的过程中，弹簧对它做功为
C．在激光笔留下段印迹的过程中，弹簧对它的冲量为0
D．在激光笔留下段印迹的过程中，振动系统的重力势能和弹性势能之和先减小后增大
16．（2024高二下·金华期末）如图甲所示是“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
（1）最适合本实验用于提供拉力的重物是下列哪一个________。
A．
B．
C．
（2）在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时，正确的操作是________。
A．小车后面安装纸带，前面挂重物
B．小车后面安装纸带，前面不挂重物
C．小车后面不安装纸带，前面挂重物
D．小车后面不安装纸带，前面不挂重物
（3）经正确操作后获得一条如图乙所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的轴，各计数点的位置坐标分别为。已知打点计时器的打点周期为，小车加速度的表达式是__________。
A．
B．
C．
（4）某同学发现，木板水平放置，挂上槽码托拉动小车运动后，刚好能使打出的纸带点迹分布均匀，所以他就用槽码托的重力来补偿小车所受的阻力，用槽码的总重力表示小车受到的合力。在满足小车质量远大于槽码质量的条件下，用这种补偿阻力的方法：
①能否用来探究小车质量一定时（保持题干中补偿阻力时的小车质量），加速度与力的关系？　 　（选填“能”或者“不能”）；
②能否用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系？　 　（选填“能”或者“不能”）。
17．（2024高二下·金华期末）如图甲是用红光做“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。
（1）观察到如图乙所示的干涉条纹，使分划板中心刻线与亮条纹中心对齐，移动测量头进行测量，下列说法正确的是________。（多选）
A．该干涉条纹虽然倾斜，但不影响波长测量的结果
B．若去掉滤光片，将观察不到干涉条纹
C．若去掉单缝，用红色激光直接照射双缝，可以看到干涉条纹
D．若需得到竖直的条纹，只需要逆时针转动测量头即可
（2）在写实验报告时，要求将目镜中所观察到的现象描绘出来，甲同学和乙同学分别画了移动目镜时所观察到的初、末两个视场区如图丙所示，你觉得　 　同学的图样存在造假。
（3）已知该装置中，双缝间距为，双缝到毛玻璃屏的距离为，将测量头的分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丁（i）所示，读数为　 　mm；当分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图丁（ii）所示，根据以上数据，测得该光的波长约为　 　（保留两位有效数字）。
（2024高二下·金华期末）在做“用单摆测量重力加速度”的实验中：
18．测量单摆周期时，为减小误差，利用了累积放大的物理思想。下列实验中，有利用到相同思想的是_________。
A．研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒定律
B．探究气体等温变化的规律
C．用“油膜法”估测油酸分子的大小
19．测定单摆周期时，某同学在单摆经过平衡位置时按下秒表记为“1”，若同方向经过平衡位置时记为“2”，在数到“30”时停止秒表，读出这段时间，算出周期，其他操作步骤均正确。多次改变摆长时，他均按此方法记录多组数据，并绘制了图像，则他绘制的图形是________.
A． B． C．
20．（2024高二下·金华期末）如图所示，某柱形绝热汽缸竖直放置，底部有一加热装置（电热丝体积忽略不计），内置轻质光滑的绝热活塞密封一定质量的理想气体，汽缸内截面积。活塞上静止放置一质量为的物块，活塞距汽缸底部（图中位置），此状态下封闭气体温度为。已知外界大气压强。现开启加热装置，活塞缓慢上升：
（1）上升过程中，缸内气体分子的平均动能　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）若活塞缓慢上升了到位置，求状态下的气体温度　 　；
（3）若（2）问中，气体吸收热量，求气体内能的变化量　 　。
21．（2024高二下·金华期末）某游戏装置如图所示，倾斜轨道下端固定一弹射装置，上端与一段圆弧管道平滑连接，高处水平光滑平台上一木板紧靠管道出口，且与管道内壁平齐，平台左端地面上有一卡扣装置Q，木板经过时瞬间被卡住，停止运动。游戏时，滑块P每次都在A点弹射离开，通过调节弹射装置可以为滑块从A点弹出提供不同的初动能，滑块最终能停留在木板上则游戏挑战成功。已知斜轨道倾角，AB距离，圆管道半径，且比圆管口径大得多。木板质量，滑块与木板间摩擦因数，其余均光滑，滑块P质量，可看做质点，水平平台足够长，取。
（1）若滑块弹射后恰好能到点，求在点时对轨道压力的大小；
（2）假设木板足够长，某次滑块从A点弹出速度为，求木板能够获得的最大速度；
（3）假设木板的长度，若要游戏成功，求滑块从A点弹射的初动能范围。
22．（2024高二下·金华期末）某离子筛选装置如图所示：负半轴上存在两平行金属板，离子源置于板附近（大小可忽略），板中间开有小孔；轴右侧存在两个磁感应强度大小均为的有界匀强磁场区域，区域磁场方向垂直纸面向里，区域磁场方向垂直纸面向外，其中为区域磁场的上边界，点坐标为；在某处平行于轴放置一离子收集板，用于回收不满足比荷要求的离子；在第二象限区域内某位置设置有一离子收集器（未画出，尺寸很小可看作一个点），比荷符合要求的离子全部汇聚于该收集器中，工作时连接电压大小为的电极，使离子源内部比荷介于之间的正离子，从无初速度地飘出经电场加速，穿出板后从原点进入区域。求：
（1）比荷为的离子从点进入区域时的速度大小；
（2）能进入右侧收集板的离子比荷最大值；
（3）为回收该离子源中全部不符合要求的离子，收集板至少多长；
（4）为让符合比荷要求的离子全部汇聚于收集器，可在左上方无场区域设置一个磁感应强度大小也为的矩形匀强磁场，求该磁场的最小面积和收集器的位置坐标满足的方程。
23．（2024高二下·金华期末）某物理兴趣小组设计了一个电流天平，如图甲所示：“E”形磁铁的两侧为极，中心为极，磁极之间的磁场是沿半径向外的辐向磁场，磁场只分布在图乙左右各的范围内，距离中心处的磁感应强度大小为（为已知常数）；一半径为的圆形线圈，套在一个绝缘框架上，与上方的秤盘连为一体，线圈两端与外电路连接，秤盘与之间连接一轻质弹簧。当把待测重物放在秤盘上时，秤盘和线圈一起向下运动，弹簧被压缩，随后通过两端对线圈供电，使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流便可确定重物的质量。已知线圈匝数为，电阻为，弹簧劲度系数为，秤盘框架和线圈的总质量为，空气阻力忽略不计，分析以下问题：
（1）外电路对线圈供电时，电流要从端还是端流入 若供电的电流强度为，每一匝线圈受到安培力的长度为多少？待测物体的质量是多大？
（2）图丙是一备用线圈，材料、匝数与线圈完全相同，但半径比线圈的半径要大，当使用备用线圈测量物体质量时，通过计算说明测量值会发生怎样的变化？（“偏大”、“偏小”还是“不变”）
（3）如果把供电电源撤去、重物取走，将线圈两端短接，待秤盘静止后，再将质量为的重物轻轻置于秤盘上，秤盘会做阻尼振动，振动图像如图丁所示，为已知，求：
①从把的重物轻轻放秤盘上到最终秤盘停止运动，线圈中产生的焦耳热；（已知弹簧的弹性势能为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量。）
②时间内安培力的冲量大小。时刻时刻
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】在解决这类问题时，关键是要熟悉国际单位制的基本单位和它们之间的转换关系。同时，理解物理量的定义和单位也是解题的关键。能量密度是指单位体积内所包含的能量，能量的单位是J，体积的单位是，则
故能量密度的单位用国际单位制中的基本单位来表示为。
故选D。
【分析】单位制由基本单位和导出单位组成，导出单位是由基本单位根据物理关系推导出来的单位，国际单位制规定了七个基本物理量，然后根据物理公式计算即可。
2．【答案】B
【知识点】质点；时间与时刻；位移与路程；平均速度
【解析】【解答】本题考查学生对位移路程、时间时刻、质点等概念的掌握，比较基础。位移表示质点在空间的位置的变化，用有向线段表示，位移的大小等于有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置。A.7点30分为时间点，是指时刻，故A错误；
B．在记录某选手跑步轨迹的时候该选手的大小和形状可以忽略，所以可以将选手视为质点，故B正确；
C．比赛起点和终点均设在金华体育中心东门，完成完整马拉松的位移为零，42.195公里是指路程，故C错误；
D．该选手的位移为零，则平均速度为零，故D错误。
故选B。
【分析】时间在时间轴上对应一段，时刻对应一点；当物体大小和形状可以忽略情况下，物体可看作质点；马拉松公里数为路程；全程位移为零，则平均速度为零。
3．【答案】C
【知识点】形变与弹力；牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】本题的关键在于理解力的产生、方向以及作用力与反作用力的性质。同时，需要掌握平衡力的条件，即在没有加速度的情况下，物体受到的力是平衡的。在分析机器狗与铁饼之间的相互作用时，要考虑到铁饼的重力对平衡力的影响。A．机器狗对铁饼的弹力是由施力物体凹槽的形变产生的，故A错误；
B．水平匀速前进时，铁饼对机器狗的压力等于机器狗对它的支持力，故B错误；
C．水平加速前进时，机器狗对铁饼的作用力方向为斜向上，该作用力在竖直方向的分力等于铁饼的重力，水平方向的分力为ma，故机器狗对铁饼的作用力为
故C正确；
D．机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼处于失重状态，故D错误。
故选C。
【分析】根据力学中的基本概念，包括弹力、作用力与反作用力、平衡力等，需要理解力的产生、方向以及作用力与反作用力的性质，同时掌握平衡力的条件。
4．【答案】B
【知识点】功能关系；斜抛运动；动量；冲量
【解析】【解答】本题主要考查对运动过程的分析，解题的关键是，要先确定不同的力在哪个阶段做功，因为有些力在物体运动全过程中不是始终存在的。A．由题可知，羽毛球在运动过程中受到空气阻力作用，且空气阻力做负功，所以机械能减小，所以点速度大于B点的速度，故A错误；
BC．由于存在空气阻力作用，AP段羽毛球处于上升阶段，其竖直向下的加速度大于重力加速度，而PB段羽毛球处于下降阶段，加速度的竖直分量小于重力加速度，故由于位移大小相等，所以AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，则段重力的冲量小于段重力的冲量，故B正确，C错误；
D．羽毛球在最高点水平方向速度不为零，则在点的动量不为0，故D错误。
故选B。
【分析】由图可知，羽毛球运动轨迹不对称，可知羽毛球受空气阻力影响，做的不是做斜抛运动，由动能定理，即可分析判断；在竖直方向上，AP上升阶段，空气阻力竖直方向分力向下，PB下降阶段，空气阻力竖直方向分力向上，结合牛顿第二定律及运动学规律，即可分析判断；
5．【答案】D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】解决本题首先要根据圆周运动的基本知识算出该卫星周期，这是解题突破口；运动用万有引力提供圆周运动的向心力是解决本题的关键。A．卫星从北纬30°的正上方，第一次运行至南纬60°正上方时，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为12h，但因地球在自转，则卫星的轨道不会每隔12h经过A点的正上方一次，故A错误；
B．根据
知，该卫星的角速度比同步卫星的角速度大，故B错误；
D．根据开普勒第三定律可得
该卫星轨道半径与地球同步卫星轨道半径的比值为
故D正确；
C．根据万有引力提供向心力，有
解得
该卫星离地高度比同步卫星低，所以卫星线速度大，故C错误。
故选D。
【分析】根据圆周运动可知，卫星运行的周期为12h，考虑地球在自转，判断卫星的轨道会不会每隔12h经过A点的正上方一次；结合A选项以及角速度与周期关系，判断该卫星的角速度是否比同步卫星的角速度大；根据万有引力提供向心力，得出速度表达式，判断该卫星比同步卫星的线速度大还是小。
6．【答案】C
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】本题考查共振及其应用、阻尼振动与受迫振动，学生熟练掌握这些基本的知识点是解题的关键。A．针对不同土体，由于系统的固有频率可能不同，所以最有利于沉桩的桩锤振动频率可能不同，故A错误；
B．根据共振条件可知，当驱动力频率等于固有频率时，做受迫振动的振幅最大，则针对同种土体，桩锤的振动频率越大，桩身周围土体的振动幅度不一定越大，故B错误；
C．做受迫振动的频率等于驱动力的频率，可知桩锤稳定工作后，桩身周围无论哪种土体，其振动频率都与桩锤的振动频率相同，故C正确；
D．为保障打桩机机身的稳定，桩锤的振动频率应尽量远离机身的固有频率，故D错误。
故选C。
【分析】根据共振产生的条件，可知当振动频率等于或接近物体的固有频率时产生共振，使得振动幅度增大。
7．【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；干涉条纹和光的波长之间的关系；粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】本题考查了能级跃迁公式、波长与频率的关系、双缝干涉条纹间距公式、爱因斯坦光电效应以及光子的动量公式，涉及的知识点多，需要加强基础知识的积累；解决本题的关键知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，即Em-En=hν。A．根据氢原子跃迁规律可知，氢原子从能级6跃迁到能级2产生的的能量大于从能级3跃迁到能级2产生的的能量，光子能量越大，频率越大，波长越小，根据
由于的波长小于的波长，可知，干涉条纹间距小一些，即图乙中的干涉条纹对应的是，故A正确；
B．结合上述可知，的波长小于的波长，故B错误；
C．根据
由于的波长小于的波长，则的光子动量大于的光子动量，故C错误；
D．根据甲图可知光子能量大小从大到小排列的顺序时、、、，结合题意可知，氢原子从能级5跃迁到能级2产生，氢原子从能级4跃迁到能级2产生，故D错误。
故选A。
【分析】根据能级跃迁公式分析频率的大小，然后作出判断；根据波长与频率的关系判断波长的大小，根据双缝干涉条纹间距公式分析判断；据光子的动量公式分析判断；
8．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能
【解析】【解答】全面掌握半衰期概念，核能方程的书写原则才能做到更准确的解答问题。A．根据核反应质量数和电荷数守恒，铂137的衰变方程为
可知是电子，铂137每发生一次衰变，原子核内的一个中子会转变成一个质子，同时释放出一个电子，故A错误；
B．从长时间来看，碘131的放射性危害小于铯137的放射性危害，因为半衰期更短，故B正确；
C．衰变是原子核自发地放射出某种射线，从而转变成另外一种核素的过程，放射性物质的体积不需要超过其临界体积，故C错误；
D．钡137更稳定，钡137的比结合能大于铯137的比结合能，故D错误。
故选B。
【分析】半衰期的决定因素是原子核本身，不同元素的半衰期一般不同，时间越长危害越大，根据衰变方程的书写原则确定产物，原子核越稳定则比结合能越大。
9．【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】该题考查了运动的同时性，判断蜻蜓的飞行方向与速度问题，分析清楚图示情景是解题的关键。由图可见向右圆的半径变小，根据最先形成的水波半径小，然后随时间逐渐变大，所以蜻蜓向右飞行。由图可知相邻两圆的圆心距大于相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度。
故选C。
【分析】先形成的水波半径小，然后随时间逐渐变大，确定运动方向，圆心距大于相邻两圆的半径之差，从而判读速度大小。
10．【答案】B
【知识点】光的全反射
【解析】【解答】本题考查折射率的公式和全反射的知识点，需要熟练记住全反射的条件。利用几何知识计算相关问题。光射到两种介质的分界面上时，一部分光进入到另一种介质中去，光的传播方向发生改变的现象叫做光的折射。A．由题意可知，，所以
玻璃砖对该单色光的折射率
故A错误；
B．由可知，当入射角不变，折射率增大时，折射角增大，所以点位置不变，点沿逆时针运动，即两个光点间的距离变小。故B正确；
C．逐渐增大入射角时，点沿逆时针向点运动，当折射光线运动到点时，折射角等于，入射角小于，所以反射角小于，所以点比点后到达点。故C错误；
D．若折射率为，则临界角正弦值
即
当折射光线点到达点时，光线恰好要发生全反射，此时
两光点所夹弧的长度最小
故D错误。
故选B。
【分析】利用几何关系可以求得β的值，然后用公式可以求得折射率。增大折射率是让光线偏折程度增大，所以M、N两点间距变小。增大入射角会发生全反射，M亮，N点会暗。利用几何知识可以求得弧长。
11．【答案】D
【知识点】光电效应
【解析】【解答】本题的关键在于理解光电效应的基本原理，即光的频率与光电效应的关系，以及光电流的方向和大小与光照强度的关系。通过分析光电效应的条件和光电流的产生机制，可以正确判断各选项的正误。A．由光电效应方程
可知，只有入射光子的频率足够大时，才能有光电子，电路才能导通。故A错误；
B．由光电效应方程
可知，照射光频率越大，逸出的光电子的最大初动能越大。故B错误；
C．由图可知，电路导通情况下，通过电阻的电流方向是从上向下。故C错误；
D．电路导通情况下，光照越强，单位时间内通过导体横截面积的光电子越多，电阻上的电流越大。故D正确。
故选D。
【分析】光电效应是指当光照射到金属表面时，如果光的频率超过金属的截止频率，金属中的电子会吸收光子的能量而逸出，形成光电流。光电管正是利用这一原理，将光信号转换为电信号。
12．【答案】C
【知识点】波的干涉现象
【解析】【解答】本题考查了波的干涉，理解质点不同时刻振动的情况，合理利用干涉条件分析是解决此类问题的关键。A．当振动一段时间后，观察到e处水面始终平静，所以，e点为振动减弱点，即两波源都振动时，振动完全相反。c点到e点的距离为，则c点到两波源的距离差为，所以c点为振动减弱点；b点到e点的距离为，则b点到两波源的距离差为，所以b点为振动减弱点，故A错误；
B．振动加强区的质点振幅最大，并不是一直处于最大位移处，故B错误；
CD．根据
d点到e点的距离为，则d点到两波源的距离差为，即距离差为，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】e处水面始终平静，e点为振动减弱点，结合振动加强以及振动减弱的条件分析。
13．【答案】A
【知识点】粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】本题考查了动量定理的综合应用，解决本题的关键是应用波长与光子动量的关系解题。根据光速与频率的关系有
根据波长与光子动量的关系有
令时间照射到光膜片上的光子数目为，根据动量定理有
单位时间内照到光膜片上的光子数为
由于光照到光膜片上形成的压强为p，则有
结合上述解得
故选A。
【分析】根据波长与光子动量的关系求解单位时间内照到光膜片上的光子数，结合压强公式求解即可。
14．【答案】B,C
【知识点】光的偏振现象；热力学第一定律及其应用；晶体和非晶体；浸润和不浸润
【解析】【解答】浸润：（润湿）液体能附着在固体表面并扩展铺展的现象，如水滴在洁净玻璃表面形成薄膜。不浸润：液体无法附着固体表面并收缩成液滴的现象，如水银在玻璃上滚动不附着。A．E细管材料与水是浸润的，F细管材料与水是不浸润的，制作防水衣防水效果F细管材料好，故A错误；
B．方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象，故B正确；
C．观众观看3D电影时戴的眼镜镜片是一对透振方向互相垂直的偏振片，利用的是光的偏振原理，故C正确；
D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体自由膨胀不对外做功，根据热力学第一定律，可知气体的内能不变，最终温度不变，气体平均分子动能不变，故D错误。
故选BC。
【分析】单晶体具有各向异性特征，说明其内部分子排列是有规则的；浸润液体在细管中液面升高；根据光的偏振现象分析；根据热力学第一定律作答。
15．【答案】B,D
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】做简谐运动的物体在运动过程中经过某一位置时系统所具有的动能与势能之和即机械能，简谐运动中机械能守恒。A．图中相邻竖直虚线的间隔均为，则该弹簧振子的振动周期为
故A错误；
B．由于P、Q两位置弹簧振子的速度均为0，从P到Q根据动能定理得
解得
故B正确；
C．由于P、Q两位置弹簧振子的速度均为0，则P到Q的过程中，根据动量定理得
解得
故C错误；
D．振动系统从P到Q，重力势能、弹性势能和动能之和不变，由于动能先增大后减小，则重力势能和弹性势能之和先减小后增大。故D正确。
故选BD。
【分析】弹簧振子的振动与白板同时运动，由匀速运动的速度公式求出周期。根据动能定理求解弹簧对它做功，根据动量定理求解弹簧对它的冲量，结合系统机械能守恒分析。
16．【答案】（1）C
（2）B
（3）A
（4）能；不能
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】了解实验方案、理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提与关键，掌握基础知识应用牛顿第二定律即可解题，平时要注意基础知识的学习。
（1）为使绳子的拉力近似等于小车的合外力，重物的质量需远小于小车的质量，且重物的质量可以调节，以此改变小车的合外力，故提供拉力的重物是槽码盘和槽码。
故选C。
（2）由于小车运动过程中，纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦力，故平衡摩擦力时，小车后面安装纸带，前面不挂砝码盘，空车平衡摩擦力即可。
故选B。
（3）相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法求出小车加速度为
故选A。
（4）能，小车质量不变，小车所受摩擦力不变，可以用托盘的重力平衡摩擦力，实验过程中，通过改变槽码的质量从而改变小车的合外力，则能用来探究小车质量一定时，加速度与力的关系。
不能，当小车质量改变时，小车所受摩擦力改变，托盘的重力不在与摩擦力平衡，此时，槽码的重力不在是小车所受合力，随着摩擦力的变化，小车所受的合力变化，则不能用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系。
【分析】（1）重物的质量需远小于小车的质量，提供拉力的重物是槽码盘和槽码；
（2）纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦力，前面不挂砝码盘，空车平衡摩擦力即可；
（3）求出相邻两计数点的时间间隔，根据逐差法求出小车加速度；
（4）通过改变槽码的质量从而改变小车的合外力，随着摩擦力的变化，小车所受的合力变化，没有做到控制变量。
（1）为使绳子的拉力近似等于小车的合外力，重物的质量需远小于小车的质量，且重物的质量可以调节，以此改变小车的合外力，故提供拉力的重物是槽码盘和槽码。
故选C。
（2）由于小车运动过程中，纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦力，故平衡摩擦力时，小车后面安装纸带，前面不挂砝码盘，空车平衡摩擦力即可。
故选B。
（3）相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法求出小车加速度为
故选A。
（4）[1]能，小车质量不变，小车所受摩擦力不变，可以用托盘的重力平衡摩擦力，实验过程中，通过改变槽码的质量从而改变小车的合外力，则能用来探究小车质量一定时，加速度与力的关系。
[2]不能，当小车质量改变时，小车所受摩擦力改变，托盘的重力不在与摩擦力平衡，此时，槽码的重力不在是小车所受合力，随着摩擦力的变化，小车所受的合力变化，则不能用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系。
17．【答案】（1）A；C
（2）甲
（3）2.332；
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【分析】本题考查了两实验的实验注意事项与实验数据处理，知道实验原理、实验注意事项是解题的前提，解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读，以及理解双缝干涉条纹的间距公式。
（1）A． 该干涉条纹虽然倾斜，但中心刻线与亮条纹平行，不影响波长测量的结果，故A正确；
B． 若光源为单色光源，去掉滤光片，仍能观测到干涉条纹，故B错误；
C． 若去掉单缝，用红色激光直接照射双缝，由于激光相干性比较好，所以仍能看到干涉条纹，故C正确；
D． 若需得到竖直的条纹，只需要逆时针转动转动单、双缝和测量头即可，故D错误。
故选AC。
（2）实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应该移动，则甲同学的图象存在造假现象。
（3）分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐时的示数为
x1=2mm+33.3×0.01mm=2.333mm
分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时示数为
x2=15mm+37.5×0.01mm=15.375mm
条纹间距离
由相邻亮条纹的间距公式，解得光的波长为
【分析】（1） 测条纹间距时，分划板中心刻度线应与亮条纹中心线重合，根据实验注意事项与实验原理分析答题；
（2）实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应该移动；
（3） 游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读； 根据双缝干涉条纹的间距公式求出光的波长。
（1）A． 该干涉条纹虽然倾斜，但中心刻线与亮条纹平行，不影响波长测量的结果，故A正确；
B． 若光源为单色光源，去掉滤光片，仍能观测到干涉条纹，故B错误；
C． 若去掉单缝，用红色激光直接照射双缝，由于激光相干性比较好，所以仍能看到干涉条纹，故C正确；
D． 若需得到竖直的条纹，只需要逆时针转动转动单、双缝和测量头即可，故D错误。
故选AC。
（2）实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应该移动，则甲同学的图象存在造假现象。
（3）[1]分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐时的示数为
x1=2mm+33.3×0.01mm=2.333mm
[2]分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时示数为
x2=15mm+37.5×0.01mm=15.375mm
条纹间距离
由相邻亮条纹的间距公式，解得光的波长为
【答案】18．C
19．B
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】一个小球和一根细线就可以组成一个单摆．单摆在摆角很小的情况下做简谐运动．单摆的周期与振幅、摆球的质量无关．与摆长的二次方根成正比．与重力加速度的二次方根成反比 。
（1）A．研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒定律，利用气垫导轨来减少摩擦力，以确保系统合外力为0，没有利用到累积放大的物理思想，故A错误；
B．探究气体等温变化的规律是保持温度不变，探究一定质量的气体的压强与体积的关系，是控制变量法的实验思想，故B错误；
C．用“油膜法”估测油酸分子的大小，为了得到一滴纯油酸的体积，我们实验时一般测很多滴溶液的体积，采用了累积放大的物理思想，故C正确。
故选C。
（2）
根据单摆周期公式
可得
可知图像为过原点的倾斜直线。
故选B。
【分析】（1）为了得到一滴纯油酸的体积，我们实验时一般测很多滴溶液的体积，采用了累积放大的物理思想；
（2）操作都正确的情况下， 图像是过原点的倾斜的直线。
18．A．研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒定律，利用气垫导轨来减少摩擦力，以确保系统合外力为0，没有利用到累积放大的物理思想，故A错误；
B．探究气体等温变化的规律是保持温度不变，探究一定质量的气体的压强与体积的关系，是控制变量法的实验思想，故B错误；
C．用“油膜法”估测油酸分子的大小，为了得到一滴纯油酸的体积，我们实验时一般测很多滴溶液的体积，采用了累积放大的物理思想，故C正确。
故选C。
19．根据单摆周期公式
可得
可知图像为过原点的倾斜直线。
故选B。
20．【答案】（1）变大；变小
（2）解：已知，由盖-吕萨克定律可得解得
（3）解：由题意得解得气体压强活塞上升过程中，外界对气体做功由热力学第一定律得气体内能增加量
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体热现象的微观意义
【解析】【解答】本题考查了热力学第一定律与理想气体状态方程的应用，在应用热力学第一定律时要注意表达式中各个物理量的正负。
（1）活塞上升过程中，气体温度升高，缸内气体分子的平均动能增大。因为上升过程中气体压强不变，分子的平均动能又变大，所以缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数应变小。（2）
【分析】（1）气体温度升高，缸内气体分子的平均动能增大，压强不变，根据气体压强的微观决定因素分析；
（2）发生等压变化，明确体积等物理量，根据盖吕萨克定律列式求解；
（3）活塞上升过程中，外界对气体做功，由热力学第一定律得气体内能增加量。
（1）[1][2]活塞上升过程中，气体温度升高，缸内气体分子的平均动能增大。因为上升过程中气体压强不变，分子的平均动能又变大，所以缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数应变小。
（2）已知
，
由盖-吕萨克定律可得
解得
（3）由题意得
解得气体压强
活塞上升过程中，外界对气体做功
由热力学第一定律得气体内能增加量
21．【答案】解：（1）若滑块弹射后恰好能到点，由于滑块在D点最小速度为0，则有
由牛顿第三定律可得
（2）从过程，根据动能定理有
解得
当木板与滑块共速时，其速度最大，根据动量守恒定律有
解得
（3）①滑块能到木板上，则有
根据动能定理有
解得
②滑块恰好不从木板左端滑出，则滑块滑上木板，两者达到共同速度过程有
，
木板被卡住后，对滑块，根据动能定理有
其中
解得
滑块弹出过程，根据动能定理有
解得
结合上述，滑块初动能范围为
解得，初动能范围为1.5J~2.0J。
【知识点】动能定理的综合应用；碰撞模型
【解析】【分析】（1）由题意，物块恰到达D点的速度，再根据牛顿第二定律求解物块a在D点轨道的支持力，进一步根据牛顿第三定律求解物块a到达D点时对管道的作用力；
（2）当物块与长木板共速时，根据动能定理、动量守恒定律求解共速时的速度；
（3）找到物块恰能到达长木板和恰能到达木板的最左端的临界状态，由动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律等求弹射的速度范围。
22．【答案】解：（1）离子在两平行金属板内加速，根据动能定理
可得
（2）离子在两平行金属板内加速，根据动能定理
根据洛伦兹力提供向心力
可得
其中临界半径
可得
（3）当比荷为时，半径为
轨迹如图①，打到S点，当比荷为时，半径为
轨迹如图②，打到T点。离子在区域的轨迹对应的圆心角满足
可得
收集板长度至少为
（4）当时，半径为
点坐标满足
，
从点离开，当时，半径为
点坐标满足
，
从点离开，所有从OQ离开磁场的离子，均与OQ成离开，之后匀速运动。可做矩形如图，点为离子收集器的最低点，其坐标为，其中
，
所以最小面积
其余可能位置与点在倾角为的同一直线上上，恰好过原点，所以坐标方程满足
（其中）
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动；带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）离子在两平行金属板内加速，根据动能定理求解离子从点进入区域时的速度大小；
（2）离子在两平行金属板内加速，根据动能定理求解速度，根据洛伦兹力提供向心力得到半径表达式，根据临界半径求解离子比荷最大值；
（3）根据题意确定临界条件，作出粒子的临界运动轨迹，由几何关系求解右侧收集板至少的长度；
（4）根据题意确定临界条件，作出粒子的临界运动轨迹，根据几何关系确定矩形磁场区域的位置，求得其最小面积，以及离子收集器的位置坐标满足的方程。
23．【答案】解：（1）当线圈通电后在磁场中受到安培力作用，结合题意，安培力方向应该向上，所以由左手定则可以判断，电流应从端流入；每匝线圈在磁场中受安培力的有效长度为，由平衡条件得
将代入上式可得
（2）设备用线圈在距离极中心处磁感应强度为，有
由
可得
与线圈半径无关，故测量值不变。
（3）①没放重物时，弹簧的压缩量
最终静止时，弹簧的压缩量
由能量守恒定律得
联立得
②安培力的冲量大小为
平均电流
时间内线圈向上运动的位移为
联立以上各式
【知识点】法拉第电磁感应定律；电磁感应中的磁变类问题
【解析】【分析】（1）求出每匝线圈在磁场中受安培力的有效长度，由平衡条件得到得到质量表达式；
（2）求出备用线圈在距离极中心处磁感应强度，根据平衡条件求解质量表达式，结合质量表达式分析；
（3） ①根据平衡条件和胡克定律相结合求出没放重物时和最终静止时弹簧的压缩量，再由能量守恒定律求该过程中线圈产生的焦耳热；
②运用冲量的定义式求解线圈受到的安培力的冲量大小。
1 / 1浙江省金华市2023-2024学年高二下学期6月期末物理试题
1．（2024高二下·金华期末）能量密度是指单位体积内所包含的能量，若用国际单位制中的基本单位来表示它的单位，正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】在解决这类问题时，关键是要熟悉国际单位制的基本单位和它们之间的转换关系。同时，理解物理量的定义和单位也是解题的关键。能量密度是指单位体积内所包含的能量，能量的单位是J，体积的单位是，则
故能量密度的单位用国际单位制中的基本单位来表示为。
故选D。
【分析】单位制由基本单位和导出单位组成，导出单位是由基本单位根据物理关系推导出来的单位，国际单位制规定了七个基本物理量，然后根据物理公式计算即可。
2．（2024高二下·金华期末）金华首届城市马拉松于2024年3月31日进行，比赛起点和终点均设在金华体育中心东门，全程，途径江南、金东、江北等地，下列说法正确的是（　　）
A．比赛从早上7：30开始，7：30是指时间间隔
B．在记录某选手跑步轨迹的时候可以将选手视为质点
C．某选手完成完整马拉松的位移是
D．某选手以2小时13分33秒的成绩夺冠，平均速度约为
【答案】B
【知识点】质点；时间与时刻；位移与路程；平均速度
【解析】【解答】本题考查学生对位移路程、时间时刻、质点等概念的掌握，比较基础。位移表示质点在空间的位置的变化，用有向线段表示，位移的大小等于有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置。A.7点30分为时间点，是指时刻，故A错误；
B．在记录某选手跑步轨迹的时候该选手的大小和形状可以忽略，所以可以将选手视为质点，故B正确；
C．比赛起点和终点均设在金华体育中心东门，完成完整马拉松的位移为零，42.195公里是指路程，故C错误；
D．该选手的位移为零，则平均速度为零，故D错误。
故选B。
【分析】时间在时间轴上对应一段，时刻对应一点；当物体大小和形状可以忽略情况下，物体可看作质点；马拉松公里数为路程；全程位移为零，则平均速度为零。
3．（2024高二下·金华期末）如图所示，杭州亚运会上利用机器狗来驮运铁饼，机器狗水平背部有个凹槽，铁饼放入凹槽后就可以被机器狗平稳移送到相应地方，下列说法正确的是（　　）
A．机器狗对铁饼的弹力是由铁饼的形变产生的
B．水平匀速前进时，铁饼对机器狗的压力大于机器狗对它的支持力
C．水平加速前进时，机器狗对铁饼的作用力大于铁饼重力
D．机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼处于超重状态
【答案】C
【知识点】形变与弹力；牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】本题的关键在于理解力的产生、方向以及作用力与反作用力的性质。同时，需要掌握平衡力的条件，即在没有加速度的情况下，物体受到的力是平衡的。在分析机器狗与铁饼之间的相互作用时，要考虑到铁饼的重力对平衡力的影响。A．机器狗对铁饼的弹力是由施力物体凹槽的形变产生的，故A错误；
B．水平匀速前进时，铁饼对机器狗的压力等于机器狗对它的支持力，故B错误；
C．水平加速前进时，机器狗对铁饼的作用力方向为斜向上，该作用力在竖直方向的分力等于铁饼的重力，水平方向的分力为ma，故机器狗对铁饼的作用力为
故C正确；
D．机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼处于失重状态，故D错误。
故选C。
【分析】根据力学中的基本概念，包括弹力、作用力与反作用力、平衡力等，需要理解力的产生、方向以及作用力与反作用力的性质，同时掌握平衡力的条件。
4．（2024高二下·金华期末）如图所示是羽毛球从点被击出后的飞行轨迹图，图中为该轨迹上等高的两点，为该轨迹的最高点，则对该羽毛球下列说法正确的是（　　）
A．在两点的速度相同
B．在上升阶段，羽毛球加速度的竖直分量大于重力加速度的值
C．段重力的冲量大于段重力的冲量
D．在点的动量为0
【答案】B
【知识点】功能关系；斜抛运动；动量；冲量
【解析】【解答】本题主要考查对运动过程的分析，解题的关键是，要先确定不同的力在哪个阶段做功，因为有些力在物体运动全过程中不是始终存在的。A．由题可知，羽毛球在运动过程中受到空气阻力作用，且空气阻力做负功，所以机械能减小，所以点速度大于B点的速度，故A错误；
BC．由于存在空气阻力作用，AP段羽毛球处于上升阶段，其竖直向下的加速度大于重力加速度，而PB段羽毛球处于下降阶段，加速度的竖直分量小于重力加速度，故由于位移大小相等，所以AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，则段重力的冲量小于段重力的冲量，故B正确，C错误；
D．羽毛球在最高点水平方向速度不为零，则在点的动量不为0，故D错误。
故选B。
【分析】由图可知，羽毛球运动轨迹不对称，可知羽毛球受空气阻力影响，做的不是做斜抛运动，由动能定理，即可分析判断；在竖直方向上，AP上升阶段，空气阻力竖直方向分力向下，PB下降阶段，空气阻力竖直方向分力向上，结合牛顿第二定律及运动学规律，即可分析判断；
5．（2024高二下·金华期末）极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道）。如图所示，若某极地卫星从北纬的A地正上方按图示方向第一次运行至南纬的地（图中未画出）正上方，所用时间为。下列说法正确的是（　　）
A．该卫星每隔经过地的正上方一次
B．该卫星的角速度比同步卫星的角速度小
C．该卫星的线速度比同步卫星的线速度小
D．该卫星和同步卫星的轨道半径之比为
【答案】D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】解决本题首先要根据圆周运动的基本知识算出该卫星周期，这是解题突破口；运动用万有引力提供圆周运动的向心力是解决本题的关键。A．卫星从北纬30°的正上方，第一次运行至南纬60°正上方时，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为12h，但因地球在自转，则卫星的轨道不会每隔12h经过A点的正上方一次，故A错误；
B．根据
知，该卫星的角速度比同步卫星的角速度大，故B错误；
D．根据开普勒第三定律可得
该卫星轨道半径与地球同步卫星轨道半径的比值为
故D正确；
C．根据万有引力提供向心力，有
解得
该卫星离地高度比同步卫星低，所以卫星线速度大，故C错误。
故选D。
【分析】根据圆周运动可知，卫星运行的周期为12h，考虑地球在自转，判断卫星的轨道会不会每隔12h经过A点的正上方一次；结合A选项以及角速度与周期关系，判断该卫星的角速度是否比同步卫星的角速度大；根据万有引力提供向心力，得出速度表达式，判断该卫星比同步卫星的线速度大还是小。
6．（2024高二下·金华期末）如图所示，振动桩锤是桩基础施工的重要设备之一。桩锤工作时引起桩身周围土体振动，使桩身和土体间的粘合度降低，从而减小沉桩阻力。下列说法正确的是（　　）
A．针对不同土体，最有利于沉桩的桩锤振动频率都相同
B．针对同种土体，桩锤的振动频率越大，桩身周围土体的振动幅度越大
C．桩锤稳定工作后，桩身周围无论哪种土体，其振动频率都与桩锤的振动频率相同
D．为保障打桩机机身稳定，桩锤的振动频率应尽量接近机身的固有频率
【答案】C
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】本题考查共振及其应用、阻尼振动与受迫振动，学生熟练掌握这些基本的知识点是解题的关键。A．针对不同土体，由于系统的固有频率可能不同，所以最有利于沉桩的桩锤振动频率可能不同，故A错误；
B．根据共振条件可知，当驱动力频率等于固有频率时，做受迫振动的振幅最大，则针对同种土体，桩锤的振动频率越大，桩身周围土体的振动幅度不一定越大，故B错误；
C．做受迫振动的频率等于驱动力的频率，可知桩锤稳定工作后，桩身周围无论哪种土体，其振动频率都与桩锤的振动频率相同，故C正确；
D．为保障打桩机机身的稳定，桩锤的振动频率应尽量远离机身的固有频率，故D错误。
故选C。
【分析】根据共振产生的条件，可知当振动频率等于或接近物体的固有频率时产生共振，使得振动幅度增大。
7．（2024高二下·金华期末）氢原子光谱巴耳末系中的四条可见光如图甲所示，是氢原子从能级6跃迁到能级2产生的，是从能级3跃迁到能级2产生的。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图乙和丙所示的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）
A．图乙中的干涉条纹对应的是
B．的波长大于的波长
C．的光子动量小于的光子动量
D．是氢原子从能级5跃迁到能级2产生的可见光
【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；干涉条纹和光的波长之间的关系；粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】本题考查了能级跃迁公式、波长与频率的关系、双缝干涉条纹间距公式、爱因斯坦光电效应以及光子的动量公式，涉及的知识点多，需要加强基础知识的积累；解决本题的关键知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，即Em-En=hν。A．根据氢原子跃迁规律可知，氢原子从能级6跃迁到能级2产生的的能量大于从能级3跃迁到能级2产生的的能量，光子能量越大，频率越大，波长越小，根据
由于的波长小于的波长，可知，干涉条纹间距小一些，即图乙中的干涉条纹对应的是，故A正确；
B．结合上述可知，的波长小于的波长，故B错误；
C．根据
由于的波长小于的波长，则的光子动量大于的光子动量，故C错误；
D．根据甲图可知光子能量大小从大到小排列的顺序时、、、，结合题意可知，氢原子从能级5跃迁到能级2产生，氢原子从能级4跃迁到能级2产生，故D错误。
故选A。
【分析】根据能级跃迁公式分析频率的大小，然后作出判断；根据波长与频率的关系判断波长的大小，根据双缝干涉条纹间距公式分析判断；据光子的动量公式分析判断；
8．（2024高二下·金华期末）福岛核事故泄漏到海洋的污染物含有多种放射性物质，主要有三种：碘131、铂134和137，它们的半衰期分别为8天、2年和30年，其中铂137的衰变方程为：，下列说法正确的是（　　）
A．是电子，铂137每发生一次衰变，核外电子便少一个
B．从长时间来看，碘131的放射性危害小于铯137的放射性危害
C．要使铂137衰变能够顺利进行，放射性物质的体积必须要超过其临界体积
D．钡137的比结合能小于铯137的比结合能
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能
【解析】【解答】全面掌握半衰期概念，核能方程的书写原则才能做到更准确的解答问题。A．根据核反应质量数和电荷数守恒，铂137的衰变方程为
可知是电子，铂137每发生一次衰变，原子核内的一个中子会转变成一个质子，同时释放出一个电子，故A错误；
B．从长时间来看，碘131的放射性危害小于铯137的放射性危害，因为半衰期更短，故B正确；
C．衰变是原子核自发地放射出某种射线，从而转变成另外一种核素的过程，放射性物质的体积不需要超过其临界体积，故C错误；
D．钡137更稳定，钡137的比结合能大于铯137的比结合能，故D错误。
故选B。
【分析】半衰期的决定因素是原子核本身，不同元素的半衰期一般不同，时间越长危害越大，根据衰变方程的书写原则确定产物，原子核越稳定则比结合能越大。
9．（2024高二下·金华期末）“蜻蜓点水”是常见的自然现象，某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得了一张蜻蜓点水的俯视照片，照片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹每次点水的时间忽略不计。则关于蜻蜓的飞行方向及飞行速度与水波传播速度的大小关系正确的是（　　）
A．向左， B．向左，
C．向右， D．向右，
【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】该题考查了运动的同时性，判断蜻蜓的飞行方向与速度问题，分析清楚图示情景是解题的关键。由图可见向右圆的半径变小，根据最先形成的水波半径小，然后随时间逐渐变大，所以蜻蜓向右飞行。由图可知相邻两圆的圆心距大于相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度。
故选C。
【分析】先形成的水波半径小，然后随时间逐渐变大，确定运动方向，圆心距大于相邻两圆的半径之差，从而判读速度大小。
10．（2024高二下·金华期末）如图所示，为半圆形透明玻璃砖的横截面，半圆弧光屏的圆心与玻璃砖圆心重合。某单色光以的入射角沿半径方向射向点，在圆弧上形成两个光点，折射角为。已知弧的长度为，圆弧半径为。下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖对该单色光的折射率为
B．保持入射角不变，增大玻璃砖的折射率，两个光点间的距离变小
C．若逐渐增大入射角，点越来越亮，点比点先到达点
D．若折射率为，改变入射角，两光点所夹弧的长度的最小值为
【答案】B
【知识点】光的全反射
【解析】【解答】本题考查折射率的公式和全反射的知识点，需要熟练记住全反射的条件。利用几何知识计算相关问题。光射到两种介质的分界面上时，一部分光进入到另一种介质中去，光的传播方向发生改变的现象叫做光的折射。A．由题意可知，，所以
玻璃砖对该单色光的折射率
故A错误；
B．由可知，当入射角不变，折射率增大时，折射角增大，所以点位置不变，点沿逆时针运动，即两个光点间的距离变小。故B正确；
C．逐渐增大入射角时，点沿逆时针向点运动，当折射光线运动到点时，折射角等于，入射角小于，所以反射角小于，所以点比点后到达点。故C错误；
D．若折射率为，则临界角正弦值
即
当折射光线点到达点时，光线恰好要发生全反射，此时
两光点所夹弧的长度最小
故D错误。
故选B。
【分析】利用几何关系可以求得β的值，然后用公式可以求得折射率。增大折射率是让光线偏折程度增大，所以M、N两点间距变小。增大入射角会发生全反射，M亮，N点会暗。利用几何知识可以求得弧长。
11．（2024高二下·金华期末）如图甲所示的光电管是基于光电效应的一种光电转换器件，光电管可将光信号转换成电信号，在自动控制电路中有广泛应用，其基本工作原理如图乙所示，当金属极上发生光电效应时，电路导通。下列说法正确的是（　　）
A．只要照射到金属极上的光足够强，电路就能导通
B．照射光频率越大，逸出的光电子动能一定越大
C．电路导通情况下，通过电阻的电流方向是从下向上
D．电路导通情况下，光照越强，电阻上的电流越大
【答案】D
【知识点】光电效应
【解析】【解答】本题的关键在于理解光电效应的基本原理，即光的频率与光电效应的关系，以及光电流的方向和大小与光照强度的关系。通过分析光电效应的条件和光电流的产生机制，可以正确判断各选项的正误。A．由光电效应方程
可知，只有入射光子的频率足够大时，才能有光电子，电路才能导通。故A错误；
B．由光电效应方程
可知，照射光频率越大，逸出的光电子的最大初动能越大。故B错误；
C．由图可知，电路导通情况下，通过电阻的电流方向是从上向下。故C错误；
D．电路导通情况下，光照越强，单位时间内通过导体横截面积的光电子越多，电阻上的电流越大。故D正确。
故选D。
【分析】光电效应是指当光照射到金属表面时，如果光的频率超过金属的截止频率，金属中的电子会吸收光子的能量而逸出，形成光电流。光电管正是利用这一原理，将光信号转换为电信号。
12．（2024高二下·金华期末）水面上有两个频率、振幅、振动方向均相同的振源，先后开始振动形成两列水波在空间叠加。先振动，形成的水波如图所示，是连线上的点，点是的中点，此时均处在波峰处，点和点分别是和的中点。当振动一段时间后，观察到处水面始终平静。已知两振源的频率为，波速为，下列说法中正确的是（　　）
A．点是振动加强点，点是振动减弱点
B．振动加强区的质点一直处于最大位移处
C．点到两振源之间的距离差为
D．点到两振源之间的距离差为
【答案】C
【知识点】波的干涉现象
【解析】【解答】本题考查了波的干涉，理解质点不同时刻振动的情况，合理利用干涉条件分析是解决此类问题的关键。A．当振动一段时间后，观察到e处水面始终平静，所以，e点为振动减弱点，即两波源都振动时，振动完全相反。c点到e点的距离为，则c点到两波源的距离差为，所以c点为振动减弱点；b点到e点的距离为，则b点到两波源的距离差为，所以b点为振动减弱点，故A错误；
B．振动加强区的质点振幅最大，并不是一直处于最大位移处，故B错误；
CD．根据
d点到e点的距离为，则d点到两波源的距离差为，即距离差为，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】e处水面始终平静，e点为振动减弱点，结合振动加强以及振动减弱的条件分析。
13．（2024高二下·金华期末）如图甲所示，一抽成真空的圆柱形薄筒，中心轴处有一细长直的紫光线光源。沿柱面位置放置一个弧长为a、长度为的光膜片，如图乙，光照到光膜片上形成的压强为p。为了简化问题，假设线光源只沿径向均匀射出紫光，光照到光膜片上，一部分被吸收，其余被完全反射，吸收率为。已知普朗克常量为，紫光频率为，光速为，则单位时间内照到光膜片上的光子数为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】本题考查了动量定理的综合应用，解决本题的关键是应用波长与光子动量的关系解题。根据光速与频率的关系有
根据波长与光子动量的关系有
令时间照射到光膜片上的光子数目为，根据动量定理有
单位时间内照到光膜片上的光子数为
由于光照到光膜片上形成的压强为p，则有
结合上述解得
故选A。
【分析】根据波长与光子动量的关系求解单位时间内照到光膜片上的光子数，结合压强公式求解即可。
14．（2024高二下·金华期末）关于下列插图的说法正确的是（　　）
A．甲图中细管材料制作防水衣的防水效果比好
B．乙图中方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象
C．丙图中观看3D电影时佩戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片
D．丁图的绝热容器中，为真空，内封闭一定量的气体，抽掉隔板，容器内气体平均分子动能减小
【答案】B,C
【知识点】光的偏振现象；热力学第一定律及其应用；晶体和非晶体；浸润和不浸润
【解析】【解答】浸润：（润湿）液体能附着在固体表面并扩展铺展的现象，如水滴在洁净玻璃表面形成薄膜。不浸润：液体无法附着固体表面并收缩成液滴的现象，如水银在玻璃上滚动不附着。A．E细管材料与水是浸润的，F细管材料与水是不浸润的，制作防水衣防水效果F细管材料好，故A错误；
B．方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象，故B正确；
C．观众观看3D电影时戴的眼镜镜片是一对透振方向互相垂直的偏振片，利用的是光的偏振原理，故C正确；
D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体自由膨胀不对外做功，根据热力学第一定律，可知气体的内能不变，最终温度不变，气体平均分子动能不变，故D错误。
故选BC。
【分析】单晶体具有各向异性特征，说明其内部分子排列是有规则的；浸润液体在细管中液面升高；根据光的偏振现象分析；根据热力学第一定律作答。
15．（2024高二下·金华期末）如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为（未标出），印迹上两点的纵坐标为和。不计一切阻力，则（　　）
A．该弹簧振子的振动周期为
B．在激光笔留下段印迹的过程中，弹簧对它做功为
C．在激光笔留下段印迹的过程中，弹簧对它的冲量为0
D．在激光笔留下段印迹的过程中，振动系统的重力势能和弹性势能之和先减小后增大
【答案】B,D
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】做简谐运动的物体在运动过程中经过某一位置时系统所具有的动能与势能之和即机械能，简谐运动中机械能守恒。A．图中相邻竖直虚线的间隔均为，则该弹簧振子的振动周期为
故A错误；
B．由于P、Q两位置弹簧振子的速度均为0，从P到Q根据动能定理得
解得
故B正确；
C．由于P、Q两位置弹簧振子的速度均为0，则P到Q的过程中，根据动量定理得
解得
故C错误；
D．振动系统从P到Q，重力势能、弹性势能和动能之和不变，由于动能先增大后减小，则重力势能和弹性势能之和先减小后增大。故D正确。
故选BD。
【分析】弹簧振子的振动与白板同时运动，由匀速运动的速度公式求出周期。根据动能定理求解弹簧对它做功，根据动量定理求解弹簧对它的冲量，结合系统机械能守恒分析。
16．（2024高二下·金华期末）如图甲所示是“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
（1）最适合本实验用于提供拉力的重物是下列哪一个________。
A．
B．
C．
（2）在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时，正确的操作是________。
A．小车后面安装纸带，前面挂重物
B．小车后面安装纸带，前面不挂重物
C．小车后面不安装纸带，前面挂重物
D．小车后面不安装纸带，前面不挂重物
（3）经正确操作后获得一条如图乙所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的轴，各计数点的位置坐标分别为。已知打点计时器的打点周期为，小车加速度的表达式是__________。
A．
B．
C．
（4）某同学发现，木板水平放置，挂上槽码托拉动小车运动后，刚好能使打出的纸带点迹分布均匀，所以他就用槽码托的重力来补偿小车所受的阻力，用槽码的总重力表示小车受到的合力。在满足小车质量远大于槽码质量的条件下，用这种补偿阻力的方法：
①能否用来探究小车质量一定时（保持题干中补偿阻力时的小车质量），加速度与力的关系？　 　（选填“能”或者“不能”）；
②能否用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系？　 　（选填“能”或者“不能”）。
【答案】（1）C
（2）B
（3）A
（4）能；不能
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】了解实验方案、理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提与关键，掌握基础知识应用牛顿第二定律即可解题，平时要注意基础知识的学习。
（1）为使绳子的拉力近似等于小车的合外力，重物的质量需远小于小车的质量，且重物的质量可以调节，以此改变小车的合外力，故提供拉力的重物是槽码盘和槽码。
故选C。
（2）由于小车运动过程中，纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦力，故平衡摩擦力时，小车后面安装纸带，前面不挂砝码盘，空车平衡摩擦力即可。
故选B。
（3）相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法求出小车加速度为
故选A。
（4）能，小车质量不变，小车所受摩擦力不变，可以用托盘的重力平衡摩擦力，实验过程中，通过改变槽码的质量从而改变小车的合外力，则能用来探究小车质量一定时，加速度与力的关系。
不能，当小车质量改变时，小车所受摩擦力改变，托盘的重力不在与摩擦力平衡，此时，槽码的重力不在是小车所受合力，随着摩擦力的变化，小车所受的合力变化，则不能用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系。
【分析】（1）重物的质量需远小于小车的质量，提供拉力的重物是槽码盘和槽码；
（2）纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦力，前面不挂砝码盘，空车平衡摩擦力即可；
（3）求出相邻两计数点的时间间隔，根据逐差法求出小车加速度；
（4）通过改变槽码的质量从而改变小车的合外力，随着摩擦力的变化，小车所受的合力变化，没有做到控制变量。
（1）为使绳子的拉力近似等于小车的合外力，重物的质量需远小于小车的质量，且重物的质量可以调节，以此改变小车的合外力，故提供拉力的重物是槽码盘和槽码。
故选C。
（2）由于小车运动过程中，纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦力，故平衡摩擦力时，小车后面安装纸带，前面不挂砝码盘，空车平衡摩擦力即可。
故选B。
（3）相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法求出小车加速度为
故选A。
（4）[1]能，小车质量不变，小车所受摩擦力不变，可以用托盘的重力平衡摩擦力，实验过程中，通过改变槽码的质量从而改变小车的合外力，则能用来探究小车质量一定时，加速度与力的关系。
[2]不能，当小车质量改变时，小车所受摩擦力改变，托盘的重力不在与摩擦力平衡，此时，槽码的重力不在是小车所受合力，随着摩擦力的变化，小车所受的合力变化，则不能用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系。
17．（2024高二下·金华期末）如图甲是用红光做“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。
（1）观察到如图乙所示的干涉条纹，使分划板中心刻线与亮条纹中心对齐，移动测量头进行测量，下列说法正确的是________。（多选）
A．该干涉条纹虽然倾斜，但不影响波长测量的结果
B．若去掉滤光片，将观察不到干涉条纹
C．若去掉单缝，用红色激光直接照射双缝，可以看到干涉条纹
D．若需得到竖直的条纹，只需要逆时针转动测量头即可
（2）在写实验报告时，要求将目镜中所观察到的现象描绘出来，甲同学和乙同学分别画了移动目镜时所观察到的初、末两个视场区如图丙所示，你觉得　 　同学的图样存在造假。
（3）已知该装置中，双缝间距为，双缝到毛玻璃屏的距离为，将测量头的分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丁（i）所示，读数为　 　mm；当分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图丁（ii）所示，根据以上数据，测得该光的波长约为　 　（保留两位有效数字）。
【答案】（1）A；C
（2）甲
（3）2.332；
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【分析】本题考查了两实验的实验注意事项与实验数据处理，知道实验原理、实验注意事项是解题的前提，解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读，以及理解双缝干涉条纹的间距公式。
（1）A． 该干涉条纹虽然倾斜，但中心刻线与亮条纹平行，不影响波长测量的结果，故A正确；
B． 若光源为单色光源，去掉滤光片，仍能观测到干涉条纹，故B错误；
C． 若去掉单缝，用红色激光直接照射双缝，由于激光相干性比较好，所以仍能看到干涉条纹，故C正确；
D． 若需得到竖直的条纹，只需要逆时针转动转动单、双缝和测量头即可，故D错误。
故选AC。
（2）实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应该移动，则甲同学的图象存在造假现象。
（3）分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐时的示数为
x1=2mm+33.3×0.01mm=2.333mm
分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时示数为
x2=15mm+37.5×0.01mm=15.375mm
条纹间距离
由相邻亮条纹的间距公式，解得光的波长为
【分析】（1） 测条纹间距时，分划板中心刻度线应与亮条纹中心线重合，根据实验注意事项与实验原理分析答题；
（2）实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应该移动；
（3） 游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读； 根据双缝干涉条纹的间距公式求出光的波长。
（1）A． 该干涉条纹虽然倾斜，但中心刻线与亮条纹平行，不影响波长测量的结果，故A正确；
B． 若光源为单色光源，去掉滤光片，仍能观测到干涉条纹，故B错误；
C． 若去掉单缝，用红色激光直接照射双缝，由于激光相干性比较好，所以仍能看到干涉条纹，故C正确；
D． 若需得到竖直的条纹，只需要逆时针转动转动单、双缝和测量头即可，故D错误。
故选AC。
（2）实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应该移动，则甲同学的图象存在造假现象。
（3）[1]分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐时的示数为
x1=2mm+33.3×0.01mm=2.333mm
[2]分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时示数为
x2=15mm+37.5×0.01mm=15.375mm
条纹间距离
由相邻亮条纹的间距公式，解得光的波长为
（2024高二下·金华期末）在做“用单摆测量重力加速度”的实验中：
18．测量单摆周期时，为减小误差，利用了累积放大的物理思想。下列实验中，有利用到相同思想的是_________。
A．研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒定律
B．探究气体等温变化的规律
C．用“油膜法”估测油酸分子的大小
19．测定单摆周期时，某同学在单摆经过平衡位置时按下秒表记为“1”，若同方向经过平衡位置时记为“2”，在数到“30”时停止秒表，读出这段时间，算出周期，其他操作步骤均正确。多次改变摆长时，他均按此方法记录多组数据，并绘制了图像，则他绘制的图形是________.
A． B． C．
【答案】18．C
19．B
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】一个小球和一根细线就可以组成一个单摆．单摆在摆角很小的情况下做简谐运动．单摆的周期与振幅、摆球的质量无关．与摆长的二次方根成正比．与重力加速度的二次方根成反比 。
（1）A．研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒定律，利用气垫导轨来减少摩擦力，以确保系统合外力为0，没有利用到累积放大的物理思想，故A错误；
B．探究气体等温变化的规律是保持温度不变，探究一定质量的气体的压强与体积的关系，是控制变量法的实验思想，故B错误；
C．用“油膜法”估测油酸分子的大小，为了得到一滴纯油酸的体积，我们实验时一般测很多滴溶液的体积，采用了累积放大的物理思想，故C正确。
故选C。
（2）
根据单摆周期公式
可得
可知图像为过原点的倾斜直线。
故选B。
【分析】（1）为了得到一滴纯油酸的体积，我们实验时一般测很多滴溶液的体积，采用了累积放大的物理思想；
（2）操作都正确的情况下， 图像是过原点的倾斜的直线。
18．A．研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒定律，利用气垫导轨来减少摩擦力，以确保系统合外力为0，没有利用到累积放大的物理思想，故A错误；
B．探究气体等温变化的规律是保持温度不变，探究一定质量的气体的压强与体积的关系，是控制变量法的实验思想，故B错误；
C．用“油膜法”估测油酸分子的大小，为了得到一滴纯油酸的体积，我们实验时一般测很多滴溶液的体积，采用了累积放大的物理思想，故C正确。
故选C。
19．根据单摆周期公式
可得
可知图像为过原点的倾斜直线。
故选B。
20．（2024高二下·金华期末）如图所示，某柱形绝热汽缸竖直放置，底部有一加热装置（电热丝体积忽略不计），内置轻质光滑的绝热活塞密封一定质量的理想气体，汽缸内截面积。活塞上静止放置一质量为的物块，活塞距汽缸底部（图中位置），此状态下封闭气体温度为。已知外界大气压强。现开启加热装置，活塞缓慢上升：
（1）上升过程中，缸内气体分子的平均动能　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）若活塞缓慢上升了到位置，求状态下的气体温度　 　；
（3）若（2）问中，气体吸收热量，求气体内能的变化量　 　。
【答案】（1）变大；变小
（2）解：已知，由盖-吕萨克定律可得解得
（3）解：由题意得解得气体压强活塞上升过程中，外界对气体做功由热力学第一定律得气体内能增加量
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体热现象的微观意义
【解析】【解答】本题考查了热力学第一定律与理想气体状态方程的应用，在应用热力学第一定律时要注意表达式中各个物理量的正负。
（1）活塞上升过程中，气体温度升高，缸内气体分子的平均动能增大。因为上升过程中气体压强不变，分子的平均动能又变大，所以缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数应变小。（2）
【分析】（1）气体温度升高，缸内气体分子的平均动能增大，压强不变，根据气体压强的微观决定因素分析；
（2）发生等压变化，明确体积等物理量，根据盖吕萨克定律列式求解；
（3）活塞上升过程中，外界对气体做功，由热力学第一定律得气体内能增加量。
（1）[1][2]活塞上升过程中，气体温度升高，缸内气体分子的平均动能增大。因为上升过程中气体压强不变，分子的平均动能又变大，所以缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数应变小。
（2）已知
，
由盖-吕萨克定律可得
解得
（3）由题意得
解得气体压强
活塞上升过程中，外界对气体做功
由热力学第一定律得气体内能增加量
21．（2024高二下·金华期末）某游戏装置如图所示，倾斜轨道下端固定一弹射装置，上端与一段圆弧管道平滑连接，高处水平光滑平台上一木板紧靠管道出口，且与管道内壁平齐，平台左端地面上有一卡扣装置Q，木板经过时瞬间被卡住，停止运动。游戏时，滑块P每次都在A点弹射离开，通过调节弹射装置可以为滑块从A点弹出提供不同的初动能，滑块最终能停留在木板上则游戏挑战成功。已知斜轨道倾角，AB距离，圆管道半径，且比圆管口径大得多。木板质量，滑块与木板间摩擦因数，其余均光滑，滑块P质量，可看做质点，水平平台足够长，取。
（1）若滑块弹射后恰好能到点，求在点时对轨道压力的大小；
（2）假设木板足够长，某次滑块从A点弹出速度为，求木板能够获得的最大速度；
（3）假设木板的长度，若要游戏成功，求滑块从A点弹射的初动能范围。
【答案】解：（1）若滑块弹射后恰好能到点，由于滑块在D点最小速度为0，则有
由牛顿第三定律可得
（2）从过程，根据动能定理有
解得
当木板与滑块共速时，其速度最大，根据动量守恒定律有
解得
（3）①滑块能到木板上，则有
根据动能定理有
解得
②滑块恰好不从木板左端滑出，则滑块滑上木板，两者达到共同速度过程有
，
木板被卡住后，对滑块，根据动能定理有
其中
解得
滑块弹出过程，根据动能定理有
解得
结合上述，滑块初动能范围为
解得，初动能范围为1.5J~2.0J。
【知识点】动能定理的综合应用；碰撞模型
【解析】【分析】（1）由题意，物块恰到达D点的速度，再根据牛顿第二定律求解物块a在D点轨道的支持力，进一步根据牛顿第三定律求解物块a到达D点时对管道的作用力；
（2）当物块与长木板共速时，根据动能定理、动量守恒定律求解共速时的速度；
（3）找到物块恰能到达长木板和恰能到达木板的最左端的临界状态，由动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律等求弹射的速度范围。
22．（2024高二下·金华期末）某离子筛选装置如图所示：负半轴上存在两平行金属板，离子源置于板附近（大小可忽略），板中间开有小孔；轴右侧存在两个磁感应强度大小均为的有界匀强磁场区域，区域磁场方向垂直纸面向里，区域磁场方向垂直纸面向外，其中为区域磁场的上边界，点坐标为；在某处平行于轴放置一离子收集板，用于回收不满足比荷要求的离子；在第二象限区域内某位置设置有一离子收集器（未画出，尺寸很小可看作一个点），比荷符合要求的离子全部汇聚于该收集器中，工作时连接电压大小为的电极，使离子源内部比荷介于之间的正离子，从无初速度地飘出经电场加速，穿出板后从原点进入区域。求：
（1）比荷为的离子从点进入区域时的速度大小；
（2）能进入右侧收集板的离子比荷最大值；
（3）为回收该离子源中全部不符合要求的离子，收集板至少多长；
（4）为让符合比荷要求的离子全部汇聚于收集器，可在左上方无场区域设置一个磁感应强度大小也为的矩形匀强磁场，求该磁场的最小面积和收集器的位置坐标满足的方程。
【答案】解：（1）离子在两平行金属板内加速，根据动能定理
可得
（2）离子在两平行金属板内加速，根据动能定理
根据洛伦兹力提供向心力
可得
其中临界半径
可得
（3）当比荷为时，半径为
轨迹如图①，打到S点，当比荷为时，半径为
轨迹如图②，打到T点。离子在区域的轨迹对应的圆心角满足
可得
收集板长度至少为
（4）当时，半径为
点坐标满足
，
从点离开，当时，半径为
点坐标满足
，
从点离开，所有从OQ离开磁场的离子，均与OQ成离开，之后匀速运动。可做矩形如图，点为离子收集器的最低点，其坐标为，其中
，
所以最小面积
其余可能位置与点在倾角为的同一直线上上，恰好过原点，所以坐标方程满足
（其中）
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动；带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）离子在两平行金属板内加速，根据动能定理求解离子从点进入区域时的速度大小；
（2）离子在两平行金属板内加速，根据动能定理求解速度，根据洛伦兹力提供向心力得到半径表达式，根据临界半径求解离子比荷最大值；
（3）根据题意确定临界条件，作出粒子的临界运动轨迹，由几何关系求解右侧收集板至少的长度；
（4）根据题意确定临界条件，作出粒子的临界运动轨迹，根据几何关系确定矩形磁场区域的位置，求得其最小面积，以及离子收集器的位置坐标满足的方程。
23．（2024高二下·金华期末）某物理兴趣小组设计了一个电流天平，如图甲所示：“E”形磁铁的两侧为极，中心为极，磁极之间的磁场是沿半径向外的辐向磁场，磁场只分布在图乙左右各的范围内，距离中心处的磁感应强度大小为（为已知常数）；一半径为的圆形线圈，套在一个绝缘框架上，与上方的秤盘连为一体，线圈两端与外电路连接，秤盘与之间连接一轻质弹簧。当把待测重物放在秤盘上时，秤盘和线圈一起向下运动，弹簧被压缩，随后通过两端对线圈供电，使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流便可确定重物的质量。已知线圈匝数为，电阻为，弹簧劲度系数为，秤盘框架和线圈的总质量为，空气阻力忽略不计，分析以下问题：
（1）外电路对线圈供电时，电流要从端还是端流入 若供电的电流强度为，每一匝线圈受到安培力的长度为多少？待测物体的质量是多大？
（2）图丙是一备用线圈，材料、匝数与线圈完全相同，但半径比线圈的半径要大，当使用备用线圈测量物体质量时，通过计算说明测量值会发生怎样的变化？（“偏大”、“偏小”还是“不变”）
（3）如果把供电电源撤去、重物取走，将线圈两端短接，待秤盘静止后，再将质量为的重物轻轻置于秤盘上，秤盘会做阻尼振动，振动图像如图丁所示，为已知，求：
①从把的重物轻轻放秤盘上到最终秤盘停止运动，线圈中产生的焦耳热；（已知弹簧的弹性势能为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量。）
②时间内安培力的冲量大小。时刻时刻
【答案】解：（1）当线圈通电后在磁场中受到安培力作用，结合题意，安培力方向应该向上，所以由左手定则可以判断，电流应从端流入；每匝线圈在磁场中受安培力的有效长度为，由平衡条件得
将代入上式可得
（2）设备用线圈在距离极中心处磁感应强度为，有
由
可得
与线圈半径无关，故测量值不变。
（3）①没放重物时，弹簧的压缩量
最终静止时，弹簧的压缩量
由能量守恒定律得
联立得
②安培力的冲量大小为
平均电流
时间内线圈向上运动的位移为
联立以上各式
【知识点】法拉第电磁感应定律；电磁感应中的磁变类问题
【解析】【分析】（1）求出每匝线圈在磁场中受安培力的有效长度，由平衡条件得到得到质量表达式；
（2）求出备用线圈在距离极中心处磁感应强度，根据平衡条件求解质量表达式，结合质量表达式分析；
（3） ①根据平衡条件和胡克定律相结合求出没放重物时和最终静止时弹簧的压缩量，再由能量守恒定律求该过程中线圈产生的焦耳热；
②运用冲量的定义式求解线圈受到的安培力的冲量大小。
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