2025-2026学年山东省淄博实验中学、淄博齐盛高中高二(下)期中物理试卷(含解析)

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2025-2026学年山东省淄博实验中学、淄博齐盛高中高二(下)期中物理试卷(含解析)

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2025-2026学年山东省淄博实验中学、淄博齐盛高中高二(下)期中
物理试卷
一、单选题:本大题共8小题,共24分。
1.关于固体和液体,下列说法正确的是( )
A. 液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B. 晶体在熔化过程中虽然温度保持不变,但吸热后分子的平均动能会变大
C. 水银附着在铅板上很难擦去,是因为水银不浸润铅
D. 液晶既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性
2.如图所示,甲分子固定在坐标原点,乙分子位于轴上,甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图。现把乙分子从处由静止释放,则( )
A. 乙分子从到先加速再减速
B. 乙分子从到过程中呈现引力,从到过程中呈现斥力
C. 乙分子从到过程中,乙分子的加速度先增大后减小
D. 乙分子从到过程中,分子间作用力先做正功后做负功
3.人工放射性在农业育种、考古断代、医学检测等经济生活中有非常广泛的应用,下列关于核衰变说法正确的是( )
A. 的半衰期约为天,随着储存方式的改变,半衰期可能会变短
B. 衰变成经过了次衰变和次衰变
C. 个放射性元素的原子核经过一个半衰期后,一定有个原子核发生衰变
D. 原子核发生衰变所释放的电子,是由原子核外电子跃迁而来的
4.如图所示,小球在竖直平面内的摆动可视为简谐运动,振动周期为,图示的位置为小球运动过程的最左侧位置。现每隔记录一次小球的位置,则一个周期内所记录的小球位置可能是( )
A. B. C. D.
5.一定量的理想气体从状态开始,经历等温或等压过程、、、回到原状态,其图像如图所示。其中对角线的延长线过原点。下列判断正确的是( )
A. 气体在状态时的体积大于它在状态时的体积
B. 气体在状态时的体积大于它在状态时的体积
C. 在过程中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D. 在过程中气体分子在单位时间内对单位面积器壁撞击的次数减少
6.如图所示为一束太阳光从空气射到六棱柱玻璃横截面时的光路图,图中标出了折射出的红色光和紫色光。下列说法正确的是( )
A. 逐渐改变太阳光的入射角,红色光首先发生全反射
B. 在六棱柱玻璃中,红色光的速度比紫色光的速度大
C. 红色光和紫色光从玻璃射入空气后,频率都变大
D. 用同一装置做双缝干涉实验,红色光的条纹间距比紫色光的条纹间距小
7.氢原子能级如图甲所示。用某一频率的光照射一群处于基态的氢原子后向低能级跃迁时能发出种频率的光,分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极,其中只有种不同频率的光、、能够发生光电效应,用如图乙所示的电路研究光电效应规律,可得电压与光电流之间的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 基态的氢原子受激跃迁至能级
B. 仅将滑动变阻器的滑片向右滑动,电流表的示数会减小
C. 光照射后逸出的光电子可能使能级的氢原子电离
D. 图丙中,、两束光照射金属,逸出的光电子的最小波长之比为
8.如图所示,一竖直放置的形玻璃管,各段粗细均匀,上端均开口。内部左右两侧有水银,水银柱竖直高度均为,底部水平管内封闭一段长的气柱,气柱紧贴左侧竖直管。已知管导热良好,周围环境温度不变,大气压强为。现在右侧管中再缓慢加入长的水银柱,稳定后,下列判断正确的是( )
A. 两侧水银面最上端仍然齐平
B. 气柱的长度变小,压强不变
C. 两侧水银面最上端高度差为
D. 左侧再加入长的水银柱,则气柱能够全部回到形管底部
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
9.下面说法正确的是( )
A. 甲图中悬浮在液体中的微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越不明显
B. 乙图为黑体辐射的实验规律,由图可知温度
C. 丙图是不同原子核比结合能按照实际测量结果画的图线,裂变成和的过程会释放能量
D. 丁图中为第一类永动机的其中一种设计方案,它违背了热力学第二定律
10.苏轼的“八月十八潮,壮观天下无”描述的是钱塘江大潮,鱼鳞潮就是其中的一种,如图甲所示。设某次观测到振幅均为的两列波呈夹角以的速度向前匀速行进,其模型可简化为图乙所示,实线表示波峰,虚线表示波谷,为的中点,是延长线上与点相距的点,与点相交的两条实线是两列波最靠前的波峰。已知,,假设本次鱼鳞潮的水波波长为,则下列说法正确的是( )
A. 图中、两点振动始终加强,而点振动始终减弱
B. 图中点稳定振动后的振幅为
C. 图示时刻、两点间的高度差为
D. 从图示时刻再经,点开始振动
11.某同学从标准圆柱形玻璃砖上截下图甲所示部分柱体平放在平板玻璃上,以检验平板玻璃的平整度,其横截面如图乙所示,、分别为玻璃柱体的上、下表面,、分别为平板玻璃的上、下表面。现用单色光垂直照射玻璃柱体的上表面,下列说法正确的是( )
A. 从上向下,能看到明暗相间的同心圆环
B. 从上向下,能看到与柱轴平行的明暗相间的直线条纹
C. 从到,条纹间距越来越大
D. 若干涉图样在某个位置向中间弯曲,表明平板玻璃上表面在该位置有小凹陷
12.一列简谐横波沿轴传播,在时的波形如图甲所示,、、、是介质中四个质点,已知点的平衡位置在处,、两质点平衡位置之间的距离为。如图乙所示为质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 波向轴负方向传播
B. 从开始,再经过,点的路程为
C. 该波的波速为
D. 质点的平衡位置位于处
三、实验题:本大题共2小题,共20分。
13.用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
关于该实验下列说法正确的是 ;
A.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B.为方便推拉柱塞,应用手握住注射器
C.为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
组同学在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强和体积的数据并作出图线,发现图线不通过坐标原点,如图丙所示。则造成这一结果的原因是 ;
该同学用此装置测量小米的密度。他取少许小米,先用天平测出其质量,再将其装入注射器内,重复上述实验操作,记录注射器上的体积刻度和压强传感器读数,根据实验测量数据,作出图像可能是图丁中的 。选填“”“”或“”
14.某实验小组进行“单摆测重力加速度”的实验装置如图甲所示。
用如图乙所示方式测量摆长,已知悬点对齐零刻度,测得的摆长 ;
释放摆球,从摆球第次经过平衡位置开始计时,第次经过平衡位置结束计时,秒表记录的时间为,则单摆周期 用和表示;
多次改变摆长,测量对应的单摆周期,用多组实验数据绘制得到如图丙的图像,可知当地重力加速度 用图丙中字母表示;
单摆可用于计时,当其位于不同地区时,有可能因值不同产生偏差。为能方便快捷地重新调准,某同学设计了一装置如图丁所示:劲度系数为的轻质弹性细绳两端分别与地面、不可伸长的轻绳拴连,绕过光滑定滑轮拴连一质量为的小球。操作步骤:
托住小球上下移动,当、两绳都竖直且刚好伸直时,记下球心位置,在此位置固定一小孔卡口可开合以释放、卡死摆线;
释放小球,使摆线穿过卡口。待小球静止后闭合卡口,若令 结果可用表示,则可使该摆球小角度摆动周期为,重新调准时,只需让小球停摆,打开卡口,待小球静止后再闭合卡口,重新让小球开始摆动即可。
四、计算题:本大题共4小题,共40分。
15.宇宙射线进入地球大气时,同大气作用产生中子,中子撞击大气中的引发核反应产生。已知中子质量为,质子质量为,质量为,质量为,真空中光速为。
写出该核反应方程,并求出一次反应释放的能量;
求的比结合能。
16.如图甲所示,质量为的物体放在水平面上,通过轻弹簧与质量为的物体连接,现在竖直方向给物体一初速度,当物体运动到最高点时,物体与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时,物体的位移随时间的变化规律如图乙所示,已知重力加速度为,求:
物体的加速度的最大值;
物体运动到最低点时,物体对地面的压力大小;
若,求弹簧的劲度系数。
17.如图所示,琉璃不对儿是以玻璃为原料吹制的传统发声玩具,形似苹果状烧瓶。从管口吹吸时,薄脆的底部振动,发出“卟噔”声。已知某琉璃不对儿的容积为,室内的温度恒为,压强为,室内气体的密度为。制作琉璃不对儿的炉窑结构开放,保持与外界大气相通。
若封闭琉璃不对儿的管口,缓慢升高气体温度,其底部向外膨胀,其容积达到最大值时,气体的压强增加,求此时内部气体的温度;
将该琉璃不对儿从的炉窑移至室温环境中,经足够长时间,求容器内气体增加的质量。
18.一透明介质放置在水平桌面上,该介质外形为长方体,其左侧有一半径为的半球形凹槽,通过球心的水平截面图如图甲所示俯视图,其中、的边长分别为、,为的中点。在点固定一发光功率为的点光源,光源可发出在空气中波长为的单色光,其中沿方向射出的光线从射出光源至其离开介质历时。已知为圆弧上的点,平行于,单位时间内光源沿各方向射出的光子数相同,光在空气中传播的速度为,普朗克常量为,不计有折射时的反射,取,。
求单位时间内射入介质的光子数。
如图乙所示,若光线在过点的平面内、与成夹角由点射出,求该光线在介质中的传播时间。
答案解析
1.【答案】
【解析】解:表面张力的作用方向平行于液体表面,并非垂直液面,故A错误;
B.分子平均动能只和温度有关,晶体熔化时温度恒定,分子平均动能不变,吸收的热量用于增大分子势能,故B错误;
C.液体牢固附着固体表面属于浸润现象,说明水银能够浸润铅,故C错误;
D.液晶同时拥有液体的流动属性与晶体的各向异性光学特征,故D正确。
故选:。
依托液体表面张力、晶体熔化规律、浸润现象、液晶的物理特性,逐项判断各选项描述是否正确。
本题全面考查固体与液体的基础热学概念,知识点覆盖广,侧重基础定义辨析,适合巩固热学微观与宏观基础。
2.【答案】
【解析】解:乙分子从到一直受甲分子的引力作用,且分子间作用力先增大后减小,故乙分子一直做加速运动,加速度先增大后减小,故C正确,AB错误;
D.乙分子从到的过程中,引力一直做正功,故D错误。
故选:。
先明确为分子力平衡位置,时分子力表现为引力,结合图像分子力大小变化,借助牛顿第二定律、力和位移的夹角判断加速状态与做功情况来辨析选项。
本题结合分子力图像,融合力学运动、牛顿定律、力做功知识考查分子力相关热学基础,重点检验图像信息提取与跨模块知识结合运用能力。
3.【答案】
【解析】解:半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,它由核内部自身的因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关,并且半衰期是针对大量原子核的统计规律,对于极少量的原子核并不适用,故AC错误;
B.设发生次衰变、次衰变:质量数守恒:
解得,电荷数守恒:
代入,解得因此经过了次衰变和次衰变,故B正确;
D.原子核发生衰变所释放的电子,是由原子核中的中子转化来的,故D错误。
故选:。
半衰期只看原子核本身,与外界无关;衰变次数计算:先由质量数变化求衰变次数,再由电荷数变化求衰变次数;衰变的电子来自核内中子的转化,不是核外电子。
本题全面考查了半衰期的本质、衰变次数的计算、衰变的本质,是核物理部分的典型基础题。核心易错点:误以为外界条件会改变半衰期;半衰期的统计意义理解错误,将其应用于少量原子核;混淆衰变中电子的来源,误以为是核外电子;衰变次数计算时,电荷数守恒关系列错。
4.【答案】
【解析】解:、单摆的周期为,若从最左侧位置开始计时,小球到最低点位置时的时间是,因为每隔记录一次小球的位置,所以第一次记录小球的位置在最低点的右侧,根据简谐运动的对称性可知,第二次记录的位置还是刚才第一次记录的位置,这样再经过一个正好是一个周期,小球回到开始计时的位置,故AD错误,B正确;
C、若是从最低点的左侧某一位置该位置不是最左侧位置开始计时,因为周期是,但是是经过记录一次位置,所以记录的小球应该有三个位置,不可能是两个位置,故C错误。
故选:。
根据从最左侧位置开始计时,四分之一个周期是,结合小球做一次全振动分析小球可能出现的位置;如果是从最低点的左侧但不是最大位移处开始计时,记录的小球位置可能有三个也有可能有个位置。
掌握简谐运动的对称性和周期性是解题的基础。
5.【答案】
【解析】解:、在图中,过原点的倾斜直线是等容线,斜率越大体积越小,故 AB错误;
C、由
可得过程中气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功,故C错误;
D、过程压强不变,温度升高,平均撞击力变大,所以单位时间内对单位面积器壁的撞击次数减少,故D正确。
故选:。
借助图像中等容线特征结合理想气体状态方程对比各状态体积,再利用热力学第一定律与气体压强微观原理逐一辨析选项正误。
本题以循环图像为载体,融合气体图像、状态方程、热力学定律与压强微观解释,综合考查热学图像分析与多知识点综合推理能力。
6.【答案】
【解析】解:、红色光的偏折程度较小,可知红色光的折射率小于紫色光的折射率,结合
可知紫色光的全反射角较小,故逐渐增大太阳光的入射角,紫色光首先发生全反射,故A错误;
B、红色光的折射率小于紫色光的折射率,结合
可知在六棱柱玻璃中,红色光的速度比紫色光的速度大,故B正确;
C、两种光从玻璃射入空气后,频率不会发生变化,故C错误;
D、红色光的频率小于紫色光的频率,结合
红色光的波长大于紫色光的波长,结合
用同一装置做双缝干涉实验,红色光的条纹间距比紫色光的条纹间距大,故D错误。
故选:。
利用红光与紫光的折射率差异,结合全反射条件、光在介质中的速度公式、光的频率不变规律、双缝干涉间距公式逐项辨析选项。
本题以玻璃分光的色散现象为背景,整合折射、全反射、光速、光的频率、双缝干涉多个光学基础知识点,综合考查不同色光光学性质的辨析能力。
7.【答案】
【解析】解:、氢原子向低能级跃迁发出种频率的光,由跃迁公式
可知基态的氢原子受激跃迁至能级,故A错误;
B、向右滑,加的正向电压,光电流可能会先增大后不变,不可能减小,故B错误;
C、能级氢原子的电离能为,则电离需至少吸收能量。能使阴极发生光电效应的种光中,其中光为第能级跃迁到第能级,能量为,其光电子的最大初动能,光电子可能具有大于的能量,可使能级氢原子电离,故C正确。
D、光电效应中,设遏止电压为,满足,光电子的最小波长

故D错误。
故选:。
氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出种不同频率的光;滑片向端移动时,施加正向电压,光电流不可能减小;根据电离的条件分析;光为氢原子从能级向能级跃迁时辐射的光子,光为氢原子从能级向能级跃迁时辐射的光子,结合跃迁理论和光电效应分析。
熟练掌握爱因斯坦的光电效应方程和跃迁理论是解题的基础,牢记相应的规律即可。
8.【答案】
【解析】解:、向右侧管中缓慢加入长的水银柱,稳定后,由于左侧管中水银柱长度不变,则封闭气体的压强不变,又温度不变,所以封闭气柱长度不变;若右侧管中水银刚好进入左侧管中,由于空气柱长度为,则可知此时,右侧管中水银柱高度为,则封闭气体压强为
显然,右侧管中有水银进入左侧管中,最终封闭气体压强为,所以右侧管中水银有进入左侧管中,此时左侧水银柱加空气柱总长度为
右侧侧水银柱总长度为
所以,稳定后两侧水银面最上端高度差为
代入数据可得,故AB错误,C正确;
D、若左侧再加入长的水银柱,稳定后,由于封闭气体温度不变,根据玻意耳定律有
代入数据可得,气柱长度将变短,气柱将不能到达左侧竖直管最低端,不能全部回到形管底部,故D错误。
故选:。
先分析初始封闭气体的压强,右侧加水银后,利用等温过程的玻意耳定律分析气体压强与体积变化,再结合水银柱的高度变化判断两侧水银面高度差及气柱状态。
本题考查等温过程的气体实验定律,结合形管水银柱的受力平衡,考查学生对玻意耳定律的应用和动态分析能力,是一道典型的气体状态变化基础题。
9.【答案】
【解析】解:微粒越大,惯性越大,而且受力越容易平衡,布朗运动越不明显,故A正确;
B.温度越高,辐射强度越大,故B错误;
C.裂变生成中等质量的原子核、,比结合能增大,核反应过程释放核能,根据质能方程,可知存在质量亏损,因此、原子核的总质量小于裂原子核的质量,故C正确;
D.第一类永动机违背了能量守恒定律,故D错误。
故选:。
分别运用布朗运动规律、黑体辐射维恩位移定律、比结合能与核裂变能量关系、两类永动机对应的热力学定律逐一甄别选项。
本题融合热学、原子物理四大图像情境,覆盖多个核心基础知识点,侧重图像信息读取与理论结合的基础考查。
10.【答案】
【解析】解:稳定的鱼鳞区域是干涉图样,波峰遇波峰振动加强,波谷遇波谷振动也加强,波峰遇波谷振动才减弱,因此、、所在的直线上都是振动加强点,故A错误;
B.、、、点所在的直线上都是振动加强点,点稳定振动后的振幅为
故B正确;
C.由于两列波的振幅均为,叠加的结果使点在平衡位置上方处,而点在平衡位置下方处,故图示时刻、两点间的高度差为
故C正确;
D.图示的两波沿垂直于波峰实线的方向向前传播,过点向两波峰作垂线,垂足处的振动形式波峰传到点处,用时
解得
由于波峰前的质点已经振动,所以点开始振动所需的时间少于,故D错误。
故选:。
先根据波的干涉条件判断各点的振动加强或减弱情况,再分析振动方向、高度差和振动时间等问题。
本题以鱼鳞潮为背景,将波的干涉知识与自然现象结合,考查了加强点、减弱点的判断、质点振动方向及波的传播时间等,能有效考查对波的干涉规律的理解和应用,帮助建立物理模型与自然现象的联系。
11.【答案】
【解析】解:该情境下看到的干涉图样是薄膜干涉,从上向下看到的干涉图样应该是条状的,因中间圆弧面的倾角小,而两侧的倾角大,故中间稀疏,两侧密集,B正确,AC错误;
D.干涉条纹在薄膜厚度相同的地方是连续的,当干涉图样在某个位置向中间弯曲时,表明可能玻璃板上表面在该位置有小凹陷,故D正确。
故选:。
识别该装置形成柱形空气薄膜,据此判断干涉条纹形态,结合空气膜厚度变化分析条纹间距,依靠条纹弯曲规律判断平板玻璃表面凹凸情况。
本题以检测玻璃平整度的薄膜干涉为背景,区分环形牛顿环与柱形薄膜干涉,综合考查干涉条纹形状、间距及平整度判定的光学核心知识。
12.【答案】
【解析】解:、由图乙可知,时质点向轴负方向运动,结合图甲,根据同侧法可知,波向轴负方向传播,故A正确;
B、由图乙可知,周期,则。由于时质点位于轴负半轴且向轴负方向运动,再经过,点的路程,故B错误;
C、图甲中质点的位移大小为,因,与数学正弦函数图像类比得,解得:。则该波的波速,解得:,故C正确;
D、、的平衡位置间距离为,解得:距离为,故质点的平衡位置位于处,故D正确。
故选:。
波向哪个方向传播需要结合振动图像中质点在时的运动方向与图甲的波形,通过同侧法判断。判断点经过的路程,需先由图乙确定周期,分析点在时的位置与运动状态,再根据时间与周期的比例关系确定其运动过程,从而判断路程是否达到特定值。求解波速需要波长与周期,周期由振动图像可得,波长则需利用图甲中、两点间距离与它们振动状态间的相位差关系,通过正弦函数类比建立方程求得。确定点位置需利用点的位置与位移,结合其相位关系推导出、间的平衡位置距离,进而确定坐标。
本题是一道综合性较强的机械波问题,考查了波动图像与振动图像的综合分析。题目涉及波速、波长、周期的计算,波传播方向的判断,以及质点在特定时间内路程的求解。解答本题需要学生熟练掌握振动图像与波动图像的物理意义及其相互关联,并能够运用“同侧法”判断波的传播方向。难点在于通过已知质点的位移和相位关系,结合几何知识求解波长,进而确定其他质点的平衡位置。本题对学生的图像分析能力、空间想象能力和数学应用能力均有较高的要求,是一道能够有效检验学生机械波知识掌握程度的好题。
13.【答案】
胶管内存在气体

【解析】解:在柱塞与注射器壁间涂润滑油,既可以增强装置的气密性,又能减小柱塞与管壁之间的摩擦,方便实验操作,故A正确;
B.手握住注射器,会使气体的温度升高,不符合实验要求,故B错误;
C.实验时应缓慢推拉柱塞和读取数据,故C错误;
D.压强传感器只能采集气体的压强,故D错误。
故选:。
根据,解得可知,图线不通过坐标原点的原因是胶管内存在气体。
设小米的体积为,注射器内气体的体积为其中是注射器刻度体积,根据玻意耳定律有
可得,故图像是一条截距为,斜率为的直线,当时,故A图像符合。
故答案为:;胶管内存在气体;。
结合实验气密性、恒温条件、仪器读数规则逐一甄别选项描述正误;
利用玻意耳定律修正气体实际体积,结合图像横轴截距反向推导系统误差来源;
扣除小米固体占据的固定体积改写气体状态方程,对照图像截距选出对应图线。
本题依次考查等温气体实验操作规范、图像系统误差分析、实验拓展应用,完整检验玻意耳定律结合图像的数理分析能力。
14.【答案】

【解析】解:刻度尺的最小分度值为,测得的摆长;
由题意可知,单摆的周期为;
根据单摆的周期公式有,整理得,结合图像斜率有,解得;
当、两绳都竖直且伸直时,记下球心位置,在此位置固定一小孔卡口,此时轻质弹性细绳的弹力为零;释放小球,使摆线穿过卡扣,待小球静止后闭合卡口,故单摆的摆长为;单摆的周期为
联立解得

故答案为:;;;。
先确定刻度尺的最小分度值再读数;
根据题意和单摆周期概念计算;
根据单摆的周期公式结合图像计算;
根据胡克定律、单摆的周期公式计算周期,再根据题意计算。
本题考查利用“单摆测重力加速度”的实验,关键掌握实验原理和数据处理方法,注意。
15.【答案】写出该核反应方程,一次反应释放的能量;
的比结合能
【解析】根据质量数和电荷数守恒,写出该核反应方程为
根据质能方程,求出一次反应释放的能量为
结合能
的比结合能
整理得
答:写出该核反应方程,一次反应释放的能量;
的比结合能。
根据核反应中电荷数和质量数守恒写出核反应方程,再利用质能方程计算释放能量;
先求出的总结合能,再除以核子数得到比结合能。
本题考查核反应方程的书写及结合能的计算。关键是理解质量亏损与结合能的关系及比结合能的定义。
16.【答案】物体的加速度的最大值为;
物体运动到最低点时,物体对地面的压力大小为;
若,求弹簧的劲度系数为
【解析】当运动到最高点时,与水平面间的作用力刚好为零,则弹簧对有向下的拉力
对受力分析
解得
当物体运动到最低点时,由简谐运动的对称性可知,物体在最低点时加速度向上,且大小等于,由牛顿第二定律得
解得
由物体的受力可知,物体受水平面的支持力为
由牛顿第三定律得物体对水平面的压力为
设位于平衡位置时,弹簧的压缩量为,根据受力平衡有
设位于最高点时,弹簧的伸长量为,此时恰好不能离开水平面,则有
做简谐运动的振幅
解得
答:物体的加速度的最大值为;
物体运动到最低点时,物体对地面的压力大小为;
若,求弹簧的劲度系数为。
根据牛顿第二定律求出物体的加速度的最大值,再结合牛顿第二、第三定律求物体运动到最低点时,物体对地面的压力大小;
根据平衡关系和胡克定律求若,求弹簧的劲度系数。
本题要注意把握在简谐运动过程中,最高点和最低点的回复力具有对称性。
17.【答案】若封闭琉璃不对儿的管口,缓慢升高气体温度,其底部向外膨胀,其容积达到最大值时,气体的压强增加,此时内部气体的温度为 将该琉璃不对儿从的炉窑移至室温环境中,经足够长时间,容器内气体增加的质量为
【解析】解:由题意可知,封闭琉璃不对儿的内部气体的初状态为
末状态为,
根据理想气体状态方程可得
解得
该琉璃不对儿内气体的压强不变,根据盖吕萨克定律可得
其中
解得

其中
解得
答:若封闭琉璃不对儿的管口,缓慢升高气体温度,其底部向外膨胀,其容积达到最大值时,气体的压强增加,此时内部气体的温度为;
将该琉璃不对儿从的炉窑移至室温环境中,经足够长时间,容器内气体增加的质量为。
先明确封闭气体的初始状态参数,再结合末态的压强、体积,利用理想气体状态方程,建立初末状态的等式,求解末态温度;
先以炉窑内的气体为研究对象,将其等温变化到室温环境,求出在室温下对应的总体积;再用总体积减去容器容积,得到额外进入容器的气体体积,结合气体密度,计算出增加的气体质量。
这道题以传统玩具“琉璃不对儿”为情境,综合考查了理想气体状态方程和等温变化规律,既需要利用理想气体状态方程处理变温变压变容的问题,又要通过等效体积法计算气体质量变化,对气体实验定律的应用和等效思维能力有一定要求,是一道结合生活情境、考点全面的热学计算题。
18.【答案】单位时间内射入介质的光子数为 该光线在介质中的传播时间为
【解析】解:由题可知,从点的光源发射的光子有一半进入介质,可得
则单位时间内射入介质的光子数
光在介质中的速度
沿方向射出的光线在介质中传播的距离
沿方向射出的光线从射出光源至其离开介质的时间
联立可得
若光线在过点的平面内、与成夹角由点射出,光在介质中的路径如图
由几何关系可得
其中;
该光线在介质中的传播时间
联立解得
答:单位时间内射入介质的光子数为;
该光线在介质中的传播时间为。
点的光源发射的光子有一半进入介质,结合光子能量的表达式求出单位时间内射入介质的光子数;
根据沿方向射出的光线从射出光源至其离开介质的时间,结合求出光的折射率,有几何关系求出光在介质中传播的距离,然后求出该光线在介质中的传播时间。
本题主要考查了光的折射和全反射,充分利用好几何关系和临界角公式是解题的关键。
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