山西省运城市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4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．（2024高二下·运城期末）关于气体的压强，下列说法正确的是（ ）
A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
B．气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大
C．气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零
【答案】C
【知识点】气体压强的微观解释
【解析】【解答】AC．气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项A错误，C正确；
B．气体分子的平均速率增大，气体的压强不一定增大，选项B错误；
D．容器中气体分子的运动不受影响，气体的压强不为零，选项D错误。
故选C。
【分析】气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，
2．（2024高二下·运城期末）图1和图2中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律，为平衡位置。现有如下物理量：①分子间引力，②分子间斥力，③分子间引力和斥力的合力，④分子势能，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是（ ）
A．①③② B．④③② C．④①③ D．①④③
【答案】B
【知识点】分子间的作用力；分子势能
【解析】【解答】曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像；曲线II为分子间引力和斥力的合力随分子之间距离r变化的图像；根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小，曲线III为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。
故选B。
【分析】分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子势能最小，子之间斥力随分子之间距离的增大而减小。
3．（2024高二下·运城期末）下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（ ）
A．图甲表明晶体熔化过程中分子平均动能变大
B．图乙对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
C．图丙是显微镜下三颗小炭粒每隔一定时间的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹
D．图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象
【答案】D
【知识点】布朗运动；温度和温标；晶体和非晶体；浸润和不浸润
【解析】【解答】A．温度不变，分子平均动能不变，故A错误；
B．当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大，故B错误；
C．把这些位置依次连接成折线，布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，故C错误；
D．图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象，故D正确。
故选D。
【分析】温度不变，分子平均动能不变，当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大。
4．（2024高二下·运城期末）根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（ ）
A．是核裂变反应
B．结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C．氡的半衰期为3.8天，现有16个氡原子核，经过7.6天后剩下4个氡原子核
D．大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子
【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；玻尔理论与氢原子的能级跃迁；结合能与比结合能；核裂变
【解析】【解答】A．方程
是核裂变反应，故A正确；
B．比结合能越大核子结合得越牢固，故B错误；
C．半衰期对大量的原子核衰变的统计规律，对少量的原子核不适用，故C错误；
D．大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出3种不同频率的光子，故D错误；
故选A。
【分析】比结合能越大核子结合得越牢固，半衰期对大量的原子核衰变的统计规律。
5．（2024高二下·运城期末）2020年12月17日，我国嫦娥五号月面采样归来。研究发现月壤中含有大量氦3，可实现全人类数千年甚至上万年的能源供应。氦3聚变的核反应方程为，设、、的质量分别为、、，真空中光速为c，则该核反应释放的能量为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】质量亏损与质能方程
【解析】【解答】根据爱因斯坦质能方程，可得核反应过程中质量亏损该反应放出的能量为
故选C。
【分析】质能方程式E=mc2 ，E表示能量，m代表质量，c表示光速常量。质能方程表述了质量和能量之间的关系，所以不违背质量守恒定律。
6．（2024高二下·运城期末）斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象。一个容器中装水，一束单色光沿AO从O点射入水中，以O 点为圆心画圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆。则以下线段长度之比等于水的折射率的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】根据折射率的表达式有
解得
故选A。
【分析】折射率等于空气中角的正弦除以在其他介质中的角的正弦值，结合几何关系求解水的折射率 。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24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）
7．（2024高二下·运城期末）在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（ ）
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的频率大于丙光的频率
C．甲光的光照强度大于乙光
D．甲光所产生的光电子最大初动能小于丙光产生的光电子最大初动能
【答案】C,D
【知识点】光电效应
【解析】【解答】ABD．入射光的频率越大，遏制电压和光电子的最大初动能越大，因此甲光的频率等于乙光的频率，均小于丙光的频率，丙光的最大初动能大于甲光和乙光的最大出动能，故AB错误，D正确；
C．由于甲的饱和电流大于乙的饱和电流，则甲光的光照强度大于乙光，故C正确；
故选CD。
【分析】入射光的频率越大，遏制电压和光电子的最大初动能越大，光照强度越大，饱和光电流越大。
8．（2024高二下·运城期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历A→B→C→A，完成循环。下列说法正确的是（ ）
A．理想气体从A→B经历的是等温变化过程
B．气体分子在状态A的平均动能小于在状态B的平均动能
C．从A→B，气体吸收的热量大于
D．从B→C，气体从外界吸收热量
【答案】B,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；温度和温标
【解析】【解答】A．根据理想气体状态方程，有
易知温度必定升高。故A错误；
B．A→B温度升高，分子的平均动能增大。故B正确；
C．压强的平均值为
根据热力学第一定律
又
从A→B，气体吸收的热量大于。故C正确；
D．根据查理定律，可得
热力学温度降低，内能减小，气体向外界释放热量。故D错误。
故选BC。
【分析】由图可知状态A变化到状态B，压强与体积均增加，结合理想气体状态方程进行分析。
9．（2024高二下·运城期末）如图所示，小车与轻质弹簧组成一个弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动。当小车以水平向右的速度v0通过平衡位置时，一小球恰好以大小为v0的速度竖直落入小车车厢中的细砂内并立即与小车保持相对静止，已知小车质量是小球质量的9倍，弹簧振子的周期，其中k为弹簧的劲度系数，m为弹簧振子的质量，下列说法正确的是（ ）
A．小球落入车厢的过程中，小球和小车组成的系统动量守恒
B．小车再次经过平衡位置时的速度大小为
C．小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期不变
D．小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期变大
【答案】B,D
【知识点】碰撞模型；简谐运动
【解析】【解答】A．小球和小车在竖直方向上动量不守恒，应该是水平方向上动量守恒，故A错误；
B．小球、小车系统水平方向动量守恒可知
小车再次经过平衡位置时的速度大小为，选项B正确；
C D．弹簧振子的周期公式
整个弹簧振子的周期变大，故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】小球落入小车过程中，竖直方向上系统所受合外力不为零，结合弹簧振子的周期公式进行分析。
10．（2024高二下·运城期末）沿x轴传播的一列简谐横波在时的波动图像如图甲所示，处质点P的振动图像如图乙所示，质点M位于处。下列判断正确的是（ ）
A．该波的传播速率为4m/s
B．此波在向x轴负方向传播
C．经过2s时间，质点P沿波的传播方向移动8m
D．质点M从开始运动0.5m路程所需的时间为
【答案】A,D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．波的传播速率为
故A正确；
B．由上下坡法可知P点处于下坡，即波的传播方向为x轴正方向，故B错误；
C．质点P不会随波逐流，只会上下振动，故C错误；
D．质点M的振动方程为
（m）
当，可得
故D正确。
故选AD。
【分析】由图可知，波的波长为4m，周期为1s，由上下坡法可知P点知道振动方向。
三、实验题（每空2分，共16分）
11．（2024高二下·运城期末）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，则油酸膜的面积是 ，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m。（以上结果均保留两位有效数字）
【答案】；；
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】求出油酸膜的面积是
每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
估测出油酸分子的直径是
【分析】油酸膜的面积，求出每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积，体积除以油酸膜的面积等于油酸分子的直径。
12．（2024高二下·运城期末）在“利用单摆测重力加速度”的实验中，一同学利用智能手机软件中的“磁传感器”功能，可以实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。现用智能手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等实验器材，来测量当地重力加速度，实验步骤如下：
a.用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数 mm；
b.将细绳一端固定在O点，另一端系一小钢球，用毫米刻度尺测量出细绳的长度L；
c.如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件；
d.使单摆小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值，某次实验中采集到磁感应强度随时间变化的图像如图丙，由图得单摆的周期 s（保留两位有效数字）；
e.若该同学把O点到钢球中心的距离作为单摆摆长，则重力加速度的表达式可表示为 （用L、d、T进行表示）；若这次测量中绳长，则测得的重力加速度 （结果保留3位有效数字，取）；
f.根据以上操作，该同学实验得出重力加速度值与当地重力加速度相比会 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
【答案】20.2；2.0；；9.86；偏小
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】根据游标卡尺的读数规律，该读数为
根据图丙可知
解得
单摆的摆长为
根据单摆周期公式有
解得
结合上述，代入相关物理量的数值，解得
摆长应该等于摆动物体的重心到悬点的间距，实验中将悬点O点到钢球中心的距离作为单摆摆长，由于强磁铁吸附于小钢球下侧，摆动物体为钢球与强磁铁构成的整体，其重心应位于钢球中心的下侧，可知，实验中摆长的测量值偏小，结合上述可知，该同学实验得出重力加速度值与当地重力加速度相比会偏小。
【分析】求解单摆摆长，单摆摆长等于绳长加上球的半径，结合单摆周期公式求解重力加速度表达式，实验中摆长的测量值偏小，重力加速度值与当地重力加速度相比会偏小。
四、计算题（共3小题，共36分，要求必须写出必要的文字说明、公式、主要的计算步骤和明确的答案，只有最后答案不给分）
13．（2024高二下·运城期末）如图所示，一个质量的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处。已知运动员与网接触的时间为，重力加速度取。
（1）求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量；
（2）求网对运动员的平均作用力大小。
【答案】解：（1）设运动员触网前的速度大小为，下落过程有
解得
设运动员触网后的速度大小为，上升过程有
解得
以竖直向上为正方向，触网过程中动量的变化量为
方向竖直向上。
（2）触网过程中，根据动量定理可得
解得
【知识点】动量定理；机械能守恒定律；动量
【解析】【分析】（1）求出下落过程的末速度以及上升的初速度，结合动量定理求解 这段时间内动量的变化量 （2）根据动量定理，合力冲量等于物体动量变化量求解网对运动员的平均作用力大小。
14．（2024高二下·运城期末）航天回收舱实现软着陆时，回收舱接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为，此速度仍大于要求的软着陆设计速度，为此，科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的回收舱主体，回收舱主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面磁感应强度为B的匀强磁场，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当回收舱接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使回收舱主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知回收舱主体及轨道的总质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求：
（1）缓冲滑块刚落地时回收舱主体的加速度大小；
（2）达到回收舱软着陆要求的设计速度时，缓冲滑块K对地面的压力大小。
【答案】解：（1）线圈切割磁感线产生的感应电动势为
根据欧姆定律，线圈中的电流为
线圈受到的安培力为
根据牛顿第二定律
可得
（2）对滑块，设滑块受到的支持力为，由力的平衡
线圈的速度减小到原来的一半，则安培力减小为
根据牛顿第三定律，滑块对地面的压力为
可得
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求解电动势，根据欧姆定律求解线圈中的电流，根据牛顿第二定律求解加速度大小；
（2）线圈的速度减小到原来的一半，则安培力减小为原来的一半，根据牛顿第三定律，滑块对地面的压力。
15．（2024高二下·运城期末）图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其放在光滑斜面上进行研究，简化结构如图乙，带有活塞A的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离，汽缸底部到斜面底端挡板的距离，汽缸内气体的初始温度。已知汽缸质量，活塞的质量、横截面积，活塞能无摩擦滑动，重力加速度，
大气压。
（1）求初始状态下汽缸内气体压强；
（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板。已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，若气缸气密性良好，求该过程中气体吸收的热量Q；
（3）为了检验该装置的气密性，实验小组将该装置固定在一平板车上加速下坡，如图丙所示，已知坡度，加速度，活塞到汽缸底部的距离，环境温度保持不变，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若不良好，求进气或漏气气体占原有气体的百分比？
【答案】解：（1）对气缸受力分析可知
代入数据可得
（2）汽缸内气体的温度从上升到，汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中，可以看成等压变化，根据盖-吕萨克定律可知
其中
，
解得
所以气体内能的变化
气体对外界所做的功
根据热力学第一定律
代入数据
（3）对气缸受力分析，由牛顿第二定律
解得
，
气体体积、温度不变，压强变大，所以是进气；
由等温变化过程，根据玻意耳定律
进气气体占原体积的百分比为
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）对气缸受力分析，由受力平衡求解求初始状态下汽缸内气体压强；
（2）汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中，可以看成等压变化，根据盖-吕萨克定律结合热力学第一定律列式求解；
（3）气体体积、温度不变，压强变大，所以是进气，等温变化过程，根据玻意耳定律列式求解。
山西省运城市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4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．（2024高二下·运城期末）关于气体的压强，下列说法正确的是（ ）
A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
B．气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大
C．气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零
2．（2024高二下·运城期末）图1和图2中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律，为平衡位置。现有如下物理量：①分子间引力，②分子间斥力，③分子间引力和斥力的合力，④分子势能，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是（ ）
A．①③② B．④③② C．④①③ D．①④③
3．（2024高二下·运城期末）下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（ ）
A．图甲表明晶体熔化过程中分子平均动能变大
B．图乙对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
C．图丙是显微镜下三颗小炭粒每隔一定时间的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹
D．图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象
4．（2024高二下·运城期末）根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（ ）
A．是核裂变反应
B．结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C．氡的半衰期为3.8天，现有16个氡原子核，经过7.6天后剩下4个氡原子核
D．大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子
5．（2024高二下·运城期末）2020年12月17日，我国嫦娥五号月面采样归来。研究发现月壤中含有大量氦3，可实现全人类数千年甚至上万年的能源供应。氦3聚变的核反应方程为，设、、的质量分别为、、，真空中光速为c，则该核反应释放的能量为（ ）
A． B．
C． D．
6．（2024高二下·运城期末）斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象。一个容器中装水，一束单色光沿AO从O点射入水中，以O 点为圆心画圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆。则以下线段长度之比等于水的折射率的是（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24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）
7．（2024高二下·运城期末）在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（ ）
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的频率大于丙光的频率
C．甲光的光照强度大于乙光
D．甲光所产生的光电子最大初动能小于丙光产生的光电子最大初动能
8．（2024高二下·运城期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历A→B→C→A，完成循环。下列说法正确的是（ ）
A．理想气体从A→B经历的是等温变化过程
B．气体分子在状态A的平均动能小于在状态B的平均动能
C．从A→B，气体吸收的热量大于
D．从B→C，气体从外界吸收热量
9．（2024高二下·运城期末）如图所示，小车与轻质弹簧组成一个弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动。当小车以水平向右的速度v0通过平衡位置时，一小球恰好以大小为v0的速度竖直落入小车车厢中的细砂内并立即与小车保持相对静止，已知小车质量是小球质量的9倍，弹簧振子的周期，其中k为弹簧的劲度系数，m为弹簧振子的质量，下列说法正确的是（ ）
A．小球落入车厢的过程中，小球和小车组成的系统动量守恒
B．小车再次经过平衡位置时的速度大小为
C．小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期不变
D．小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期变大
10．（2024高二下·运城期末）沿x轴传播的一列简谐横波在时的波动图像如图甲所示，处质点P的振动图像如图乙所示，质点M位于处。下列判断正确的是（ ）
A．该波的传播速率为4m/s
B．此波在向x轴负方向传播
C．经过2s时间，质点P沿波的传播方向移动8m
D．质点M从开始运动0.5m路程所需的时间为
三、实验题（每空2分，共16分）
11．（2024高二下·运城期末）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，则油酸膜的面积是 ，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m。（以上结果均保留两位有效数字）
12．（2024高二下·运城期末）在“利用单摆测重力加速度”的实验中，一同学利用智能手机软件中的“磁传感器”功能，可以实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。现用智能手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等实验器材，来测量当地重力加速度，实验步骤如下：
a.用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数 mm；
b.将细绳一端固定在O点，另一端系一小钢球，用毫米刻度尺测量出细绳的长度L；
c.如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件；
d.使单摆小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值，某次实验中采集到磁感应强度随时间变化的图像如图丙，由图得单摆的周期 s（保留两位有效数字）；
e.若该同学把O点到钢球中心的距离作为单摆摆长，则重力加速度的表达式可表示为 （用L、d、T进行表示）；若这次测量中绳长，则测得的重力加速度 （结果保留3位有效数字，取）；
f.根据以上操作，该同学实验得出重力加速度值与当地重力加速度相比会 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
四、计算题（共3小题，共36分，要求必须写出必要的文字说明、公式、主要的计算步骤和明确的答案，只有最后答案不给分）
13．（2024高二下·运城期末）如图所示，一个质量的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处。已知运动员与网接触的时间为，重力加速度取。
（1）求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量；
（2）求网对运动员的平均作用力大小。
14．（2024高二下·运城期末）航天回收舱实现软着陆时，回收舱接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为，此速度仍大于要求的软着陆设计速度，为此，科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的回收舱主体，回收舱主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面磁感应强度为B的匀强磁场，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当回收舱接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使回收舱主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知回收舱主体及轨道的总质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求：
（1）缓冲滑块刚落地时回收舱主体的加速度大小；
（2）达到回收舱软着陆要求的设计速度时，缓冲滑块K对地面的压力大小。
15．（2024高二下·运城期末）图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其放在光滑斜面上进行研究，简化结构如图乙，带有活塞A的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离，汽缸底部到斜面底端挡板的距离，汽缸内气体的初始温度。已知汽缸质量，活塞的质量、横截面积，活塞能无摩擦滑动，重力加速度，
大气压。
（1）求初始状态下汽缸内气体压强；
（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板。已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，若气缸气密性良好，求该过程中气体吸收的热量Q；
（3）为了检验该装置的气密性，实验小组将该装置固定在一平板车上加速下坡，如图丙所示，已知坡度，加速度，活塞到汽缸底部的距离，环境温度保持不变，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若不良好，求进气或漏气气体占原有气体的百分比？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】气体压强的微观解释
【解析】【解答】AC．气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项A错误，C正确；
B．气体分子的平均速率增大，气体的压强不一定增大，选项B错误；
D．容器中气体分子的运动不受影响，气体的压强不为零，选项D错误。
故选C。
【分析】气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，
2．【答案】B
【知识点】分子间的作用力；分子势能
【解析】【解答】曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像；曲线II为分子间引力和斥力的合力随分子之间距离r变化的图像；根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小，曲线III为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。
故选B。
【分析】分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子势能最小，子之间斥力随分子之间距离的增大而减小。
3．【答案】D
【知识点】布朗运动；温度和温标；晶体和非晶体；浸润和不浸润
【解析】【解答】A．温度不变，分子平均动能不变，故A错误；
B．当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大，故B错误；
C．把这些位置依次连接成折线，布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，故C错误；
D．图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象，故D正确。
故选D。
【分析】温度不变，分子平均动能不变，当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大。
4．【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；玻尔理论与氢原子的能级跃迁；结合能与比结合能；核裂变
【解析】【解答】A．方程
是核裂变反应，故A正确；
B．比结合能越大核子结合得越牢固，故B错误；
C．半衰期对大量的原子核衰变的统计规律，对少量的原子核不适用，故C错误；
D．大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出3种不同频率的光子，故D错误；
故选A。
【分析】比结合能越大核子结合得越牢固，半衰期对大量的原子核衰变的统计规律。
5．【答案】C
【知识点】质量亏损与质能方程
【解析】【解答】根据爱因斯坦质能方程，可得核反应过程中质量亏损该反应放出的能量为
故选C。
【分析】质能方程式E=mc2 ，E表示能量，m代表质量，c表示光速常量。质能方程表述了质量和能量之间的关系，所以不违背质量守恒定律。
6．【答案】A
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】根据折射率的表达式有
解得
故选A。
【分析】折射率等于空气中角的正弦除以在其他介质中的角的正弦值，结合几何关系求解水的折射率 。
7．【答案】C,D
【知识点】光电效应
【解析】【解答】ABD．入射光的频率越大，遏制电压和光电子的最大初动能越大，因此甲光的频率等于乙光的频率，均小于丙光的频率，丙光的最大初动能大于甲光和乙光的最大出动能，故AB错误，D正确；
C．由于甲的饱和电流大于乙的饱和电流，则甲光的光照强度大于乙光，故C正确；
故选CD。
【分析】入射光的频率越大，遏制电压和光电子的最大初动能越大，光照强度越大，饱和光电流越大。
8．【答案】B,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；温度和温标
【解析】【解答】A．根据理想气体状态方程，有
易知温度必定升高。故A错误；
B．A→B温度升高，分子的平均动能增大。故B正确；
C．压强的平均值为
根据热力学第一定律
又
从A→B，气体吸收的热量大于。故C正确；
D．根据查理定律，可得
热力学温度降低，内能减小，气体向外界释放热量。故D错误。
故选BC。
【分析】由图可知状态A变化到状态B，压强与体积均增加，结合理想气体状态方程进行分析。
9．【答案】B,D
【知识点】碰撞模型；简谐运动
【解析】【解答】A．小球和小车在竖直方向上动量不守恒，应该是水平方向上动量守恒，故A错误；
B．小球、小车系统水平方向动量守恒可知
小车再次经过平衡位置时的速度大小为，选项B正确；
C D．弹簧振子的周期公式
整个弹簧振子的周期变大，故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】小球落入小车过程中，竖直方向上系统所受合外力不为零，结合弹簧振子的周期公式进行分析。
10．【答案】A,D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．波的传播速率为
故A正确；
B．由上下坡法可知P点处于下坡，即波的传播方向为x轴正方向，故B错误；
C．质点P不会随波逐流，只会上下振动，故C错误；
D．质点M的振动方程为
（m）
当，可得
故D正确。
故选AD。
【分析】由图可知，波的波长为4m，周期为1s，由上下坡法可知P点知道振动方向。
11．【答案】；；
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】求出油酸膜的面积是
每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
估测出油酸分子的直径是
【分析】油酸膜的面积，求出每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积，体积除以油酸膜的面积等于油酸分子的直径。
12．【答案】20.2；2.0；；9.86；偏小
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】根据游标卡尺的读数规律，该读数为
根据图丙可知
解得
单摆的摆长为
根据单摆周期公式有
解得
结合上述，代入相关物理量的数值，解得
摆长应该等于摆动物体的重心到悬点的间距，实验中将悬点O点到钢球中心的距离作为单摆摆长，由于强磁铁吸附于小钢球下侧，摆动物体为钢球与强磁铁构成的整体，其重心应位于钢球中心的下侧，可知，实验中摆长的测量值偏小，结合上述可知，该同学实验得出重力加速度值与当地重力加速度相比会偏小。
【分析】求解单摆摆长，单摆摆长等于绳长加上球的半径，结合单摆周期公式求解重力加速度表达式，实验中摆长的测量值偏小，重力加速度值与当地重力加速度相比会偏小。
13．【答案】解：（1）设运动员触网前的速度大小为，下落过程有
解得
设运动员触网后的速度大小为，上升过程有
解得
以竖直向上为正方向，触网过程中动量的变化量为
方向竖直向上。
（2）触网过程中，根据动量定理可得
解得
【知识点】动量定理；机械能守恒定律；动量
【解析】【分析】（1）求出下落过程的末速度以及上升的初速度，结合动量定理求解 这段时间内动量的变化量 （2）根据动量定理，合力冲量等于物体动量变化量求解网对运动员的平均作用力大小。
14．【答案】解：（1）线圈切割磁感线产生的感应电动势为
根据欧姆定律，线圈中的电流为
线圈受到的安培力为
根据牛顿第二定律
可得
（2）对滑块，设滑块受到的支持力为，由力的平衡
线圈的速度减小到原来的一半，则安培力减小为
根据牛顿第三定律，滑块对地面的压力为
可得
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求解电动势，根据欧姆定律求解线圈中的电流，根据牛顿第二定律求解加速度大小；
（2）线圈的速度减小到原来的一半，则安培力减小为原来的一半，根据牛顿第三定律，滑块对地面的压力。
15．【答案】解：（1）对气缸受力分析可知
代入数据可得
（2）汽缸内气体的温度从上升到，汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中，可以看成等压变化，根据盖-吕萨克定律可知
其中
，
解得
所以气体内能的变化
气体对外界所做的功
根据热力学第一定律
代入数据
（3）对气缸受力分析，由牛顿第二定律
解得
，
气体体积、温度不变，压强变大，所以是进气；
由等温变化过程，根据玻意耳定律
进气气体占原体积的百分比为
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）对气缸受力分析，由受力平衡求解求初始状态下汽缸内气体压强；
（2）汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中，可以看成等压变化，根据盖-吕萨克定律结合热力学第一定律列式求解；
（3）气体体积、温度不变，压强变大，所以是进气，等温变化过程，根据玻意耳定律列式求解。
