1、江苏省常州市2020-2021学年高二第二学期期末模拟测试物理试题A2021年6月1. 如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，Ep0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法中不正确的是()A虚线为Epr图线、实线为Fr图线B乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动，从r2到r1做加速度增大的减速运动C乙分子从r4到r2的过程中，分子势能先增大后减小，在r1位置时分子势能最小D乙分子的运动范围为r4
2、rr12. 我国航天员漫步太空已变成现实。已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，飞船专门用来完成此功能的舱叫“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡。若将此气体近似看成为理想气体，则下列说法正确的是()A气体体积膨胀，对外做功，内能减小B气体体积变小，气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数将变多CB中气体不可能自发地全部退回到A中 D气体温度变小，体积增大，压强减小3. 图甲为某一简谐波在t0时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置
3、位于x2 m处的质点B的振动图象，质点C的平衡位置位于x4 m处。则下列说法不正确的是()A该简谐波沿x轴负方向传播，其波速v2 m/sB在03.5 s时间内，质点B运动的路程为3.5 mC要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于4 mD若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为0.5 Hz4. 现有两动能均为E00.35 MeV的H在一条直线上相向运动，两个H发生对撞后能发生核反应，得到He和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为He和新粒子的动能。已知H的质量为2.014 1 u，He的质量为3.016 0 u，新粒子的质量为1.008 7 u，核反应时质量亏损1
4、 u释放的核能约为931 MeV(如果涉及计算，结果保留整数)。则下列说法正确的是()A核反应方程为HHHeHB核反应前后不满足能量守恒定律C新粒子的动能约为3 MeVD.He的动能约为4 MeV5. 某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率的关系图象如图5所示。则由图象可知()A该金属的逸出功等于h0B遏止电压是确定的，与入射光的频率无关C入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为2h0D入射光的频率为30时，产生的光电子的最大初动能为h06. 如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰的相遇点。设这两列波的振幅均为A
5、，则下列说法正确的是()A此时刻位于O处的质点正处于平衡位置BP、N两处的质点始终处在波谷位置C随着时间的推移，M处的质点将向O处移动D从此时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零7. 一台激光器发出的激光功率为P，光束垂直入射到真空中的某一平面，被平面完全反射后频率保持不变。已知光的波长为，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（）A激光的波长越短，其光子的动量越小B被平面反射后激光光子的动量变大C.光束对平面的压力为2P/C D.单位时间里入射到平面的光子数为P/h8. 如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量是乙的质
6、量的4倍，弹簧振子做简谐运动的周期T2，式中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数。当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中()A甲的振幅是乙的振幅的4倍B甲的最大速度是乙的最大速度的1/4C甲的振动周期是乙的振动周期的2倍D甲的振动频率是乙的振动频率的2倍9. 光在科学技术，生产和生活中有着广泛的应用，下列说法不正确的是()A光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象B用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象D在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄10. 下列说法正确的是()A相对论与量子力学否定了经典力学
7、理论B真空中的光速在不同惯性参考系中不同C狭义相对论只适用于惯性参考系D光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理11. 某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移时间图象。图中的线段a、b、c分别表示沿光滑水平面上同一条直线运动的滑块、和它们发生正碰后结合体的位移变化关系。已知相互作用时间极短，由图象给出的信息可知()A碰前滑块与滑块速度大小之比为72B碰前滑块的动量大小比滑块的动量大小大C碰前滑块的动能比滑块的动能小D滑块的质量是滑块的质量的二、非选择题：共5题，共56分其中第13题第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只
8、写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12. 一同学采用如图a所示的实验装置，设计了“验证动量守恒定律”的实验。实验装置中的斜面和水平面之间用很短的平滑曲面连接，物块通过平滑曲面时速度大小不变。实验步骤主要包括： 选取两块表面粗糙程度相同的物块A、B。将两个粘扣分别钉到两物块的侧面上，使两物块相碰时能粘合在一起。让物块A从斜面上某一位置O处由静止开始滑下，记下物块A在水平面上停下的位置P(多次滑下以准确确定位置P)，如图b所示。在靠近斜面底端处放物块B，并使带有粘扣的一侧朝左，标出此时B所处位置M，如图c所示，让物块A从同一位置O处由静止开始滑下，A、B碰撞后粘合
9、在一起，标出停止时两物块的位置N，如图c所示。用刻度尺测MP、MN的长度s1和s2，用天平测出A、B的质量mA、mB。(1)只要mA、mB、s1、s2之间满足关系式_，就可以认为碰撞瞬间A、B系统的总动量保持不变。(2)为了增大碰前物块A的速度，可采取的措施有：_；_。13. 如图所示，竖直放置的均匀细U形管，左管上端封闭，长OA30 cm，右管足够长且上端开口，底部管长AB20 cm。初始时左右两管水银面等高、且水银柱高为10 cm，左管中封闭气体温度为27 。已知大气压强为p075 cmHg，g取10 m/s2。()若对左管中封闭气体加热，直至左、右管中水银面形成5 cm长的高度差，则此时
10、封闭气体的温度为多少摄氏度？()若保持封闭气体温度为27 不变。使U形管在竖直面内沿水平方向做匀加速直线运动，则当左管的水银恰好全部进入AB内时，加速度为多大？14. 一列简谐横波在t s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图象。求()波速及波的传播方向；()质点Q的平衡位置的x坐标。15. 如图所示，在平静的湖面岸边处，垂钓者的眼睛恰好位于岸边P点正上方0.9 m高度处，浮标Q离P点1.2 m远，鱼饵灯M在浮标正前方1.8 m远处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率n。()求鱼饵灯离水面的深度；()若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时
11、，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ间射出？16. 如图所示，光滑轨道由倾角=30的斜面AB、小圆弧BC（长度可忽略）、水平面CD连接而成。轻弹簧一端固定在斜面底端的挡板上，另一端被锁定在斜面上的P点，此时弹簧压缩量x=0.1m。两个小物块M、N分别静止在P点和水平面上的Q点。某时刻解除弹簧锁定，经t=0.ls后物块M离开弹簧，离开时速度vM=6m/s，此后继续沿斜面运动，通过小圆弧后与物块N发生弹性碰撞。若整个过程中物块M不会脱离轨道，已知mM=0.2kg，mN=0.1kg，P，B两点间距离xPB=1.2m，g=10m/s2。求：（1） 从解除弹簧锁定到物块M离开弹簧，弹簧弹力的冲量大小I；（
12、2） 锁定弹簧时，弹簧的弹性势能Ep；（3）物块M与物块N 碰撞后它们的速度大小。江苏省常州市 2020-2021 学年高二第二学期期末模拟测试物理试题 A 解析版2021 年 6 月1. 如图所示，将甲分子固定于坐标原点 O 处，乙分子放置于 r 轴上距离 O 点很远的 r4 处，r1、r2、r3 为 r 轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力 F 和分子势能 Ep 随两分子间距离 r 的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，Ep0。现把乙分子从 r4 处由静止释放，下列说法中不正确的是()A. 虚线为 Epr 图线、实线为 Fr 图线B. 乙分子从 r4 到 r2 做
13、加速度先增大后减小的加速运动，从 r2 到 r1 做加速度增大的减速运动C. 乙分子从 r4 到 r2 的过程中，分子势能先增大后减小，在 r1 位置时分子势能最小D. 乙分子的运动范围为 r4rr1【答案】C【解析】由于分子间的距离等于平衡位置的距离时，分子势能最小，所以虚线为分子势能图线(Epr 图线)，实线为分子间作用力图线(Fr 图线)，选项 A 正确；乙分子从 r4 到 r2 所受的分子力(表现为引力)先增大后减小，根据牛顿第二定律，乙分子做加速度先增大后减小的加速运动，乙分子从 r2 到 r1 所受的分子力(表现为斥力)一直增大，根据牛顿第二定律，乙分子做加速度增大的减速运动，选项
14、 B 正确；根据分子势能图线可知，乙分子从 r4 到 r1 的过程中，分子势能先减小后增大，在 r2 位置时分子势能最小，选项 C 错误；根据能量守恒，乙分子的运动范围为 r4rr1， 选项 D 正确。2. 我国航天员漫步太空已变成现实。已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要 “升压”，飞船专门用来完成此功能的舱叫“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱 A、B 间装有阀门 K，指令舱 A 中充满气体，气闸舱 B 内为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门 K 后，A 中的气体进入 B 中，最终达到平衡。若将此气体近似看成为理想气体，则下列说法正确的是()A. 气
15、体体积膨胀，对外做功，内能减小B. 气体体积变小，气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数将变多CB 中气体不可能自发地全部退回到 A 中D气体温度变小，体积增大，压强减小【答案】C【解析】气体自由膨胀，没有对外做功，故内能不变，温度也不变，故 A、D 错误；一切宏观热现象均具有方向性，故 B 中气体不可能自发地全部退回到 A 中，故 D 正确；根据pVTC 可知当 T 不变、V 增大时，p 减小，故气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数将变少，B 错误。3. 图甲为某一简谐波在 t0 时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于 x2 m 处的质点 B 的振动图象，质点 C 的平衡位置位于 x4
16、 m 处。则下列说法不正确的是()A. 该简谐波沿 x 轴负方向传播，其波速v2 m/sB. 在 03.5 s 时间内，质点 B 运动的路程为 3.5 mC. 要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于 4 mD. 若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为 0.5 Hz【答案】D【解析】由题图乙质点 B 的振动图象可知，t0 时刻，质点 B 的振动方向为沿 y 轴负方向，对照题图甲，可知该简v谐波沿 x 轴正方向传播，由题图甲可知简谐波的波长为4 m，由题图乙可知，波的周期为 T2 s，其波速 T2 m/s，选项 A 错误；在 03.5 s 时间内，质点 B 运动路程为 s
17、7A70.5 m3.5 m，选项 B 错误；在 t2 s 时刻， 质点 C 经过一个周期恰好经过平衡位置向 y 轴正方向运动，选项 B 正确；要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应小于 4 m 或与 4 m 差不多，选项 C 错误；若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的周期应为 2 s，频率为 0.5 Hz，选项 D 正确。1124. 现有两动能均为 E00.35 MeV 的 2H 在一条直线上相向运动，两个 2H 发生对撞后能发生核反应，得到 3He 和新212粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为 3He 和新粒子的动能。已知 2H 的质量为 2.014 1 u，3He
18、的质量为3.016 0 u，新粒子的质量为 1.008 7 u，核反应时质量亏损 1 u 释放的核能约为 931 MeV(如果涉及计算，结果保留整数)。则下列说法正确的是()A. 核反应方程为 2H2H3He1H1121B. 核反应前后不满足能量守恒定律C新粒子的动能约为 3 MeV2D.3He 的动能约为 4 MeV【答案】C【解析】由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知 2H2H3He1n，则新粒子为中子 1n，所以 A 错误；核反应11200过程中质量亏损，释放能量，亏损的质量转变为能量，仍然满足能量守恒定律，B 错误；由题意可知E(2.014 1 u23.016 0 u1.008 7
19、u)931 MeV/u3.3 MeV，根据核反应中系统的能量守恒有 EkHeEkn2E0E，根据核反应中系统的动量守恒有 p p 0，由 E p2 ，可知EkHe mn ，解得 E mn(2E E)1 MeV，E Henk2mEknmHekHe0knmnmHe mHe(2E0E)3 MeV，所以 C 正确，D 错误。mnmHe5. 某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压 Uc 与入射光频率的关系图象如图 5 所示。则由图象可知()A. 该金属的逸出功等于 h0B. 遏止电压是确定的，与入射光的频率无关C. 入射光的频率为 20 时，产生的光电子的最大初动能为 2h0D. 入射光的频率为 3
20、0 时，产生的光电子的最大初动能为 h0【答案】A【解析】当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以 W0h0，故选项 A 正确；根据光电效应方程 EkmhW0 和eUc0Ekm 得，UchW0，可知当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与ee入射光的频率成线性关系，故选项 B 错误；从图象上可知， 逸出功 W0h0。根据光电效应方程 Ekmh20W0h0，故选项 C 错误；Ekmh30W02h0，故选项 D 错误。6. 如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此刻，M 是波峰与波峰的相遇点。设这两列波的振幅均为 A，则下列说法正确的是()
21、A此时刻位于 O 处的质点正处于平衡位置BP、N 两处的质点始终处在波谷位置C. 随着时间的推移，M 处的质点将向 O 处移动D. 从此时刻起，经过四分之一周期，M 处的质点到达平衡位置，此时位移为零【答案】D【解析】此时刻位于 O 处的质点正处于波谷与波谷的相遇点，不在平衡位置，选项 A 错误；P、N 两处的质点处于波峰和波谷的相遇点，两列波在这两处的位移始终相反，合位移为 0，选项 B 正确；质点并不随波迁移，选项 C 错误；从此时刻起，经过四分之一周期，两列波在 M 点的振动均达到平衡位置，合位移为零，选项 D 正确；7. 一台激光器发出的激光功率为 P，光束垂直入射到真空中的某一平面，
22、被平面完全反射后频率保持不变。已知光的波长为，光在真空中的速度为 c，下列说法正确的是（ ）A激光的波长越短，其光子的动量越小 B被平面反射后激光光子的动量变大C.光束对平面的压力为 2P/CD.单位时间里入射到平面的光子数为 P/h l【答案】C【解答】解：A、光子的动量 ph/l，可知激光的波长越短，其光子的动量越大，故 A 错误；B、光子被平面完全反射后频率保持不变，则该激光被平面反射后激光光子的动量变大，故 B 错误； 故该激光器在单位时间内辐射的光子数 nPt/Et=Pl/hc。 F-2P/c，负号表示光受到的作用力的方向与光的初速度的方向相反， 根据牛顿第三定律可知，光束对平面的压
23、力大小为，故 C 正确，D 错误。故选：C。8. 如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量是乙的质量的 4 倍，弹簧振子做简谐运动的周期 T2m，式中 m 为振子的质量，k 为弹簧的劲度系数。当细线突然断开k后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中()A. 甲的振幅是乙的振幅的 4 倍B. 甲的最大速度是乙的最大速度的 1/4 C甲的振动周期是乙的振动周期的 2 倍D甲的振动频率是乙的振动频率的 2 倍【答案】C【解析】细线断开前，两根弹簧上的弹力大小相同，弹簧的伸长量相同，细线断开后，两物块都开始做简谐运动， 简谐运动的平衡位置都在弹簧原长位
24、置，所以它们的振幅相等，A 错误；两物块做简谐运动时，动能和势能相互转化，总机械能保持不变，细线断开前，弹簧的弹性势能就是物块开始做简谐运动时的机械能，二者相等，根据机械能守恒，可知在振动过程中，它们的机械能相等，到达平衡位置时，它们的弹性势能为零，动能达到最大，二者相等，因为甲的质量是乙的质量的 4 倍，根据动能公式可知甲的最大速度是乙的最大速度的1，B 正确；根据弹簧振2子做简谐运动的周期公式 T2m，甲的质量是乙的质量的 4 倍，甲的振动周期是乙的振动周期的 2 倍，C 正确；k根据周期与频率成反比可知，甲的振动频率是乙的振动频率的1，D 错误。29. 光在科学技术，生产和生活中有着广泛
25、的应用，下列说法不正确的是() A光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象B用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象D在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄【答案】B【解析】光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度，A 正确；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象，B 错误；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，C 正确；根据公式xl可得红光变成绿光，波长变小，故干涉条纹间距变窄，D 正确。d10. 下列说法正确的是( )A相对论与量子力学否定了经典力学理论B真空中的光
26、速在不同惯性参考系中不同C狭义相对论只适用于惯性参考系D光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理【答案】C【解析】相对论并不否定经典力学，它是在一定条件下的特殊情形，故选项 A 错误；根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故选项 B 正确；根据狭义相对论的基本假设可知，选项 C 正确；全息照相不是利用全反射，而是和光的干涉有关，选项 D 错误。11. 某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移时间图象。图中的线段 a、b、c 分别表示沿光滑水平面上同一条直线运动的滑块、和它们发生正碰后结合体的位移变化关系。已知相互作用时间
27、极短，由图象给出的信息可知()A碰前滑块与滑块速度大小之比为 72 B碰前滑块的动量大小比滑块的动量大小大C碰前滑块的动能比滑块的动能小D滑块的质量是滑块的质量的16【答案】D【解析】根据 xt 图象的斜率等于速度，可知碰前滑块速度为v12 m/s，滑块的速度为v20.8 m/s，则碰 前速度大小之比为 52，故选项 A 错误；碰撞前后系统动量守恒，碰撞前，滑块的动量为负，滑块的动量为正，由于碰撞后总动量为正，故碰撞前总动量也为正，故碰撞前滑块的动量大小比滑块的小，故选项 B 错误；碰撞后的共同速度为v0.4 m/s，根据动量守恒定律，有 m1v1m2v2(m1m2)v，解得 m26m1，由动
28、能的表达式可知，1m v21m v2，故选项 C 错误，D 正确。1 12 222二、非选择题：共 5 题，共 56 分其中第 13 题第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤， 只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12. 一同学采用如图 a 所示的实验装置，设计了“验证动量守恒定律”的实验。实验装置中的斜面和水平面之间用很短的平滑曲面连接，物块通过平滑曲面时速度大小不变。实验步骤主要包括：选取两块表面粗糙程度相同的物块 A、B。将两个粘扣分别钉到两物块的侧面上，使两物块相碰时能粘 合在一起。让物块 A 从斜面上某一位置 O 处由静止开始
29、滑下，记下物块 A 在水平面上停下的位置 P(多次滑下以准确确定位置 P)，如图 b 所示。在靠近斜面底端处放物块 B，并使带有粘扣的一侧朝左，标出此时 B 所处位置 M，如图 c 所示，让物块 A 从同一位置 O 处由静止开始滑下，A、B 碰撞后粘合在一起，标出停止时两物块的位置 N，如图 c 所示。用刻度尺测 MP、MN 的长度 s1 和 s2，用天平测出 A、B 的质量 mA、mB。(1) 只要 mA、mB、s1、s2 之间满足关系式 ，就可以认为碰撞瞬间 A、B 系统的总动量保持不变。(2) 为了增大碰前物块 A 的速度，可采取的措施有： ； 。【答案】(1)mA s1(mAmB) s
30、2(2)增加物块 A 开始下滑时的高度让碰撞点尽量接近斜面底端1【解析】(1)设碰前物块 A 的速度大小为v1，碰后瞬间物块 A、B 的共同速度为v2，对未放物块 B 时物块 A 从 M 运 动到 P 的过程，由动能定理得mAgs11mAv2，解得v1 2gs1，对碰撞后 A、B 一起从 M 运动到 N 的过程，22由动能定理可得(mAmB)gs21(mAmB)v2，解得v2 2gs2，碰撞瞬间若满足动量守恒，则应有 mAv1(mA2mB)v2，即 mA 2gs1(mAmB) 2gs2，解得 mA s1(mAmB) s2。即只要 mA、mB、s1、s2 之间满足关系式 mA s1(mAmB)
31、s2，碰撞瞬间 A、B 系统的总动量就保持不变。(2)为了增大碰前物块 A 的速度，可采取的措施有：增加物块 A 开始下滑时的高度；让碰撞点尽量接近斜面底端。13. 如图所示，竖直放置的均匀细 U 形管，左管上端封闭，长 OA30 cm，右管足够长且上端开口，底部管长 AB20 cm。初始时左右两管水银面等高、且水银柱高为 10 cm，左管中封闭气体温度为 27 。已知大气压强为 p075 cmHg，g 取 10 m/s2 。()若对左管中封闭气体加热，直至左、右管中水银面形成 5 cm 长的高度差，则此时封闭气体的温度为多少摄氏度？ ()若保持封闭气体温度为 27 不变。使 U 形管在竖直面
32、内沿水平方向做匀加速直线运动，则当左管的水银恰好全部进入 AB 内时，加速度为多大？【答案】(1)ABD (2)()87 ()22.5 m/s2 方向 水平向左【解析】(1)由题图可知，在 AB 的过程中，气体温度升高，体积变大，且体积与温度成正比，由pVC 可知，T气体压强不变，故选项 A 正确；在 BC 的过程中，体积不变，而温度降低，由pVC 可知，气体压强变小，故T选项 B 正确，C 错误；在 CD 的过程中，气体温度不变，体积变小，由pVC 可知，气体压强变大，故选项 DT正确，E 错误。(2)()设 U 形管的横截面积为 S状态一：V120 cmS、T1273t1300 K、p1p
33、075 cmHg状态二：V222.5 cmS、T2273t2、p2p05 cm Hg80 cmHg由理想气体状态方程有p1V1p2V2T1T2解得 t287 ()设水银密度为，左管的水银恰好全部进入 AB 时状态三：V330 cmS、p3由玻意耳定律有 p1V1p3V3 AB 段水银柱的质量 mSABAB 段水银柱右侧所受压强 p3p0gh2 由 牛 顿 第 二 定 律 有 p3Sp3Sma h220 cm、AB20 cm解得 a22.5 m/s2，方向水平向左14. 一列简谐横波在 t13s 时的波形图如图(a)所示，P、Q 是介质中的两个质点。图(b)是质点 Q 的振动图象。求()波速及波
34、的传播方向；()质点 Q 的平衡位置的 x 坐标。【答案】()18 cm/s波沿 x 轴负方向传播()9 cm【解析】()由图(a)可以看出，该波的波长为36 cm由图(b)可以看出，周期为 T2 sv波速为 18 cm/sT由图(b)知，当 t13s 时，质点 Q 向上运动，结合图(a)可得，波沿 x 轴负方向传播。()设质点 P、Q 平衡位置的 x 坐标分别为 xP、xQ。由图(a)知，x0 处 yAAsin(30)，2因此 xP 30 3 cm 360由图(b)知，在 t0 时，质点 Q 处于平衡位置，经t13s，其振动状态向 x 轴负方向传播至 P 点处，由此及式有xQxPvt6 cm
35、由式得，质点 Q 的平衡位置的 x 坐标为xQ9 cm15. 如图所示，在平静的湖面岸边处，垂钓者的眼睛恰好位于岸边 P 点正上方 0.9 m 高度处，浮标 Q 离 P 点 1.2 m远，鱼饵灯 M 在浮标正前方 1.8 m 远处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率 n4。3()求鱼饵灯离水面的深度；()若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面 PQ 间射出？)【答案】()2.4 m( 3 7 m5【解析】()如图所示，设入射角、折射角分别为 r、i，鱼饵灯离水面的深度为 h2，则s2h211s2h222sin i s1，sin r s2根据光的折
36、射定律得 nsin isin r联立解得 h22.4 m()当鱼饵灯离水面深度为 h3 时，水面 PQ 间恰好无光射出，此时鱼饵灯与浮标的连线和竖直方向的夹角恰好为临界角，则 sin C1ns2h223由几何关系得 sin C s2解得 h33 7 m516. 如图所示，光滑轨道由倾角=30的斜面 AB、小圆弧 BC（长度可忽略）、水平面 CD 连接而成。轻弹簧一端固定在斜面底端的挡板上，另一端被锁定在斜面上的 P 点，此时弹簧压缩量 x=0.1m。两个小物块 M、N 分别静止在 P 点和水平面上的 Q 点。某时刻解除弹簧锁定，经t=0.ls 后物块 M 离开弹簧，离开时速度 vM=6m/s，
37、此后继续沿斜面运动，通过小圆弧后与物块 N 发生弹性碰撞。若整个过程中物块 M 不会脱离轨道，已知 mM=0.2kg，mN=0.1kg，P，B 两点间距离 xPB=1.2m，g=10m/s2。求：（1） 从解除弹簧锁定到物块 M 离开弹簧，弹簧弹力的冲量大小 I；（2） 锁定弹簧时，弹簧的弹性势能 Ep；（3） 物块 M 与物块 N 碰撞后它们的速度大小。【答案】（1）从解除弹簧锁定到物块 M 离开弹簧，弹簧弹力的冲量大小 I 为 1.3Ns；（2） 锁定弹簧时，弹簧的弹性势能 Ep 为 3.7J；（3） 物块 M 与物块 N 碰撞后它们的速度大小分别为 5/3m/s、20/3m/s。【解答】解：（1）从解除弹簧锁定到物块离开弹簧过程，对滑块，由动量定理得： ImMgsin30tmMvM0（2） 解除弹簧锁定到物块离开弹簧过程，由能量守恒定律得， 代入数据解得：EP=mMgsin30x+1/2mMVM2； 带入数据得 Ep=3.7J（3） 从物块脱离弹簧到滑到 B 点，由机械能守恒的那规律：1/2mMvM2mMgsin30xPB+1/2mMVB2 解得 VB=5m/s当物块 M 与物块 N 碰撞时，由动量守恒和能量守恒可得：mMVB=mMvM+mNVN 1/2mMVB2=1/2mMvM2+1/2mNVN2带入数据得 VM=5/3m/s、VN=20/3m/s。