2023-2024学年浙江省宁波市镇海中学高二（下）期中物理试卷（含解析）

2023-2024学年浙江省宁波市镇海中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共13小题，共39分。
1.单位是测量过程中的重要组成部分，根据单位制，以下公式表述可能正确的是( )
A. 为压强 B. 为功率
C. D.
2.电子在原子核外绕核做匀速圆周运动，若核外电子绕原子核运动的周期为，电子的质量为，电子绕行的线速度为，只考虑电子和原子核之间的库仑力，则在内( )
A. 电子的速度没有发生变化 B. 电子的速度的变化量大小为
C. 电子的动量变化量大小为 D. 原子核对电子作用力的冲量大小为
3.“青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归。”如图所示，这是古诗描述的情景。若斗笠的直径，细雨在空中分布均匀，竖直下落的速度始终为，湖可以看成一个露天的圆柱形的大容器，细雨持续的时间，导致湖面的水位上升了。设雨滴垂直撞击斗笠后无反弹，且斗笠的坡面接近水平，不计雨滴所受重力，水的密度则斗笠受到雨的平均作用力大小最接近于( )
A.
B.
C.
D.
4.如图甲所示，轻质弹簧下端挂一质量为的小球并处于静止状态。现将小球竖直向上推动距离后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向开始做简谐振动，弹簧弹力与小球运动时间的关系如图乙所示选竖直向上为正方向，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 小球做简谐运动的周期为 B. 小球在时间内下降的高度为
C. 小球的最大加速度为 D. 弹簧的最大弹性势能为
5.如图所示，一列振幅为的简谐横波，其传播方向上有两个质点和，两者的平衡位置相距。某时刻两质点均在平衡位置且二者之间只有一个波谷，再经过，第一次到达波峰。则下列说法不正确的是( )
A. 波长可能为 B. 周期可能为
C. 波速可能为 D. 内质点的位移大小为
6.如图所示，是底角为的等腰梯形棱镜的横截面，与底边平行的两束单色光、间距及位置均可调从边射入，经边一次反射后直接从边射出图中未画出。已知棱镜对、两束光的折射率满足。下列说法正确的是( )
A. 边入射光线与边的出射光线不平行
B. 、两束光不可能从边同一位置射出
C. 光在棱镜中传播的时间更长
D. 从边射出的位置光一定在光上面
7.如图所示，一个曲率半径较大的凸透镜的凸面和一块水平放置的平面玻璃板接触，用平行的红色光和紫色光分别竖直向下照射，可以观察到明暗相间的同心圆环。关于这种现象，下列说法正确的是( )
A. 该原理是光的干涉现象，观察到的是等间距的明暗相间的同心圆环
B. 、两种光分别照射所形成的同心圆环，单色光的更密集
C. 若用单色光照射某金属不发生光电效应，换用单色光照射该金属更不可能发生光电效应
D. 若换成曲率半径更大的凸透镜，同种单色光照射时形成的同心圆环将变稀疏
8.甲图是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为乙图所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是( )
A. 时电压表的示数为
B. 电压表的示数始终为
C. 原线圈中交变电流的频率为，原线圈中的电流方向每秒改变次
D. 若，则可以实现燃气灶点火
9.关于分子动理论的规律，下列说法正确的是( )
A. 在显微镜下可以观察到水中花粉小颗粒的布朗运动，这说明水分子在做无规则运动
B. 一滴红墨水滴入清水中不搅动，经过一段时间后水变成红色，这是重力引起的对流现象
C. 在一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈
D. 悬浮在液体中的微粒越大，某时刻与它相撞的液体分子数越多，布朗运动就越明显
10.在物理学发展的历程中，许多科学家的科学研究为物理学的建立做出了巨大贡献。下列叙述中正确的是( )
A. 松香在熔化过程中温度保持不变，松香分子的平均动能会变大
B. 年的诺贝尔物理学奖授予“采用实验方法产生阿秒脉冲光的技术”，阿秒脉冲光是一种非常短的光脉冲，其持续时间在阿秒的量级，即，阿秒对应的物理量不是国际单位制的基本量
C. 法拉第提出了电场的观点，其实电场以及磁场是一种客观存在，变化的电磁场和分子、原子组成的实物一样具有能量和动量
D. 德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律，提出了能量子的假说，他同时最早发现了光电效应，爱因斯坦由于发现了光电效应的规律而获得诺贝尔物理学奖
11.如图所示，两端封闭的形管中装有水银，分别封闭住、两部分气体，当它们温度相同且、端竖直向上放置，静止时左右液面高度差为，以下说法中错误的是( )
A. 使、两部分气体降低相同的温度，则水银柱高度差变大
B. 两部分气体升高到相同的温度后，两部分气体的压强差比升温前大
C. 当形管由图示位置开始下落时，两侧水银柱高度差变大
D. 若形管加速下落过程中液柱稳定，则两部分气体的压强差为零
12.我国已经在空间站上开展过四次精彩的太空授课，在亿万中小学生心里播撤下科学的种子。“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验。在两个固体表面之间可形成大尺寸液析，如图所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的培养皿，水在管内不断上升，直到管顶，如图所示。对于这两个实验的原理及其就用的理解，下列说法正确的是( )
A. 液体表面张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”
B. 分子势能和分子间距离的关系图像如图所示，能总体上反映水表面层中水分子势能的是图中“”位置
C. 农民使用“松土保熵”进行耕作，通过松土形成了在壤毛细管，使得土壤下面的水分更容易被输送到地表
D. 航天员在太空微重力环境中会因为无法吸墨、运墨而写不成毛笔字
13.一定质量的理想气体从状态开始。第一次经绝热过程到状态；第二次先经等压过程到状态，再经等容过程到状态。图像如图所示。则( )
A. 过程。气体从外界吸热
B. 过程比过程气体对外界所做的功多
C. 气体在状态时比在状态时的分子平均动能小
D. 气体在状态时比在状态时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少
二、多选题：本大题共2小题，共6分。
14.如图甲所示，在平面内有两个沿轴方向做简谐运动的点波源和分别位于和处，某时刻波源在轴上产生的波形图如图乙所示，波源的振动图像如图丙所示，由两波源所产生的简谐波波速均为，质点、、的平衡位置分别位于、、处。已知在时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，下列说法正确的是( )
A. 两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉
B. 时，质点向轴正方向振动
C. 在内，质点运动的总路程是
D. 稳定后质点振动的表达式为
15.氢原子的能级图如图所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图电路阴极的金属，只有种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是( )
A. 题述氢原子跃迁一共能发出种不同频率的光子
B. 阴极金属的逸出功为
C. 题述光电子能使处于能级的氢原子电离
D. 若图中饱和光电流为，则内最少有个氢原子发生跃迁
三、实验题：本大题共1小题，共14分。
16.Ⅰ实验小组用如图所示装置来验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒。、为两个直径相同的小球，质量分别为、，且。实验时，接球板水平放置，让入射球多次从斜轨上点静止释放，平均落点为；再把被碰小球静放在水平轨道末端，再将入射小球，从斜轨上某一位置静止释放，与小球相撞，并多次重复，分别记录两个小球碰后的平均落点、。
为了确认两个小球的直径相同，实验小组用游标卡尺对它们进行了测量，图四幅图分别是四次测量情景，其中最佳的操作是______。
关于该实验的要求，说法正确的是______。
A.斜槽末端必须是水平的
B.斜槽轨道必须是光滑的
C.必须测出斜槽末端的高度
D.放上小球后，球必须仍从点释放
图中点为斜槽末端在接球板上的投影点，实验中，测出、、的长度分别为、、，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为______用题中给定的物理量表示。
图中，仅改变接球板的放置，把接球板竖放在斜槽末端的右侧，点为碰前球球心在接球板上的投影点。使小球仍从斜槽上点由静止释放，重复上述操作，在接球板上得到三个落点、、，测出、、长度分别为、、，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为______用题中给定的物理量表示。
如图所示。再一次仅改变接球板的放置，让接球板的一端紧靠在斜槽末端，使小球仍从斜槽上点由静止释放，重复第一次实验操作，在接球板上得到三个落点、、，其中点为斜槽末端与接球板的接触点，测出、、长度分别为、、，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为______用题中给定的物理量表示。
Ⅱ在“油膜法估测分子大小”的实验中，将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，用注射器测得溶液为滴，再滴入滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是，根据以上信息，回答下列问题：
滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为______；
油酸分子的直径约为______；此小题保留一位有效数字
甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径偏小的是______。
A.甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些
B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
C.丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些
Ⅲ下列关于一些物理实验的说法正确的是______。
A.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，若图像模糊不清，可以通过旋转测量头来调节
B.在“利用单摆测重力加速度”实验中，要在摆球通过平衡位置处开始计时
C.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，若配置好的油酸酒精溶液放置时间较长后再进行实验，可能导致油酸分子直径测量结果偏大
D.在“探究气体等温变化的规律”实验中，推动柱塞改变气体体积的操作要缓慢进行
四、简答题：本大题共4小题，共41分。
17.如图所示，固定在水平地面开口向上的圆柱形导热气缸，用质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在气缸内无摩擦移动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮与地面上质量的物块连接。初始时，活塞与缸底的距离，缸内气体温度，轻绳恰好处于伸直状态，且无拉力。已知大气压强，活塞横截面积，忽略一切摩擦。现使缸内气体温度缓慢下降，则：
当物块恰好对地面无压力时，求缸内气体的温度；
当缸内气体温度降至时，求物块上升高度；
已知整个过程缸内气体内能减小，求其放出的热量。
18.物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的水平轨道、半径为的半圆单层轨道、半径为的半圆圆管轨道、平台和、凹槽组成，且各段各处平滑连接。凹槽里停放着一辆质量为的无动力摆渡车并紧靠在竖直侧壁处，其长度且上表面与平台、平齐。水平面的左端通过挡板固定一个弹簧，弹簧右端可以通过压缩弹簧发射能看成质点的不同滑块，弹簧的弹性势能最大能达到。现三位同学小张、小杨、小振分别选择了质量为、、的同种材质滑块参与游戏，游戏成功的标准是通过弹簧发射出去的滑块能停在平台的目标区段。已知凹槽段足够长，摆渡车与侧壁相撞时会立即停止不动，滑块与摆渡车上表面和平台段的动摩擦因数都是，其他所有摩擦都不计，段长度，段长度。问：
已知小振同学的滑块以最大弹性势能弹出时都不能进入圆管轨道，求小振同学的滑块经过与圆心等高的处时对轨道的最大压力；
如果小张同学以的弹性势能将滑块弹出，请根据计算后判断滑块最终停在何处？
如果小杨将滑块弹出后滑块最终能成功地停在目标区段，则他发射时的弹性势能应满足什么要求？
19.如图所示，水平面内有和两光滑导体轨道，与平行且足够长，与成角，两导轨左右两端接有定值电阻，阻值分别为和，不计导轨电阻。一质量为，电阻不计的导体棒横跨在两导轨上，导体棒与，两轨道分别接触于、。导体棒与轨道垂直，间距为，导体棒与点间距也为。以点为原点建立坐标系，、两轴分别与轨道和导体棒重合。空间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。从某时刻开始，给导体棒一水平向右的初速度，同时在一沿轴方向的外力作用下开始运动，运动至点前的图像如图所示，导体棒运动至点时撤去外力，随后又前进一段距离后停止运动，此过程中棒与两导轨始终接触良好且保持与轨道垂直。
求导体棒在轨道上通过的距离；
求撤去外力前流过电阻的电流；
求导体棒运动过程中电阻中产生的焦耳热。
20.如图所示，在平面的第一象限内有半径为的圆形区域，该区域内有一匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。已知圆形区域的圆心为，其边界与轴、轴分别相切于、点。位于处的质子源均匀地向纸面内以大小为的相同速率发射质量为、电荷量为的质子，且质子初速度的方向被限定在两侧与的夹角均为的范围内。第二象限内存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小为，在轴的某区间范围内放置质子接收装置。已知沿方向射入磁场的质子恰好从点垂直轴射入匀强电场，不计质子受到的重力和质子间的相互作用力。
求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度大小；
求轴正方向上有质子射出的区域范围；
若要求质子源发出的所有质子均被接收装置接收，求接收装置的最短长度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：．的单位是，的单位是，故A错误；
B.的单位是，功率的单位为，故B错误；
C.和的单位都是，都是速度单位，故C正确；
D.体积单位是；而单位是，故D错误。
故选：。
将各物理量的单位根据公式进行计算，求出最终的单位，判断是否与等号前的物理量相匹配，从而判断各选项是否正确。
本题考点力学单位制的内容，要知道物理学中物理量的单位是可以单独进行计算的，难点在于要熟练掌握各个物理量的单位及其变形。
2.【答案】
【解析】解：、电子在原子核外绕核做匀速圆周运动，速度大小不变，方向时刻在变化，经过个周期，电子速度方向改变，则速度的变化量大小为，故AB错误；
、动量的变化量为，根据动量定理知动量的变化量等于合外力的冲量，则知原子核对电子作用力的冲量大小为，故C正确，D错误。
故选：。
电子在原子核外绕核做匀速圆周运动，速度大小不变，方向时刻在变化。根据末速度与初速度之间的夹角求速度的变化量大小，再求动量变化量大小，根据动量定理求冲量大小。
解答本题时，要知道速度是矢量，要根据矢量运算法则求速度变化量，由求动量变化量。
3.【答案】
【解析】解：取一小段时间为，并以在这段时间内与斗笠面作用的雨水为研究对象，其质量为
斗笠面积为
取竖直向上为正方向，由动量定理得

代入数据联立解得：，根据牛顿第三定律知斗笠受到雨的平均作用力大小约为，故A正确，BCD错误。
故选：。
以极短时间内与斗笠面作用的雨水为研究对象，对其应用动量定理求出其受到斗笠给的撞击力，再由牛顿第三定律得到斗笠受到雨的平均作用力。
本题要正确选取雨水量，建立物理模型，应用动量定理时要注意方向。
4.【答案】
【解析】解：分析乙图可知小球从上方的最大位移处到下方的最大位移处用时为，结合简谐振动的对称性可知小球做简谐运动的周期为，故A错误。
B.因为小球从上方最大位移处运动四分之一周期，振动路程为，根据简谐振动的特点可知在时间内的前速度小于在时间内的速度，故小球在时间内下降的高度小于，故B错误。
C.在下方最大位移处，小球受到向上的最大弹力为，根据牛顿第二定律得
可得小球最大加速度为，故C正确。
D.小球从上方的最大位移处运动到下方的最大位移处，动能增量为，弹簧弹性势能增量等于小球重力势能的减小量，但是初始弹簧具有一定的弹性势能，所以弹簧的最大弹性势能应大于，故D错误。
故选：。
根据简谐振动的对称性判断其周期；小球从最高点向下运动的过程中做变加速运动，根据运动学规律分析小球运动的距离与振幅的关系；根据受力分析，结合牛顿第二定律求出其最大加速度；结合重力势能的变化与机械能守恒定律求出弹簧的弹性势能。
解答本题时，要明确小球做简谐运动的过程中速度变化情况，结合运动规律分析运动距离与振幅的关系。
5.【答案】
【解析】解：、根据题意可知，、之间的波形图可能有如图所示的几种情况：
当、之间有一个波谷两个波峰时，如图，则有：，解得：，故A正确；
B、根据波形图，由于波的传播速度方向有两种可能，则质点第一次到达波峰经历的时间可能为：或
解得：或，故B错误；
C、图、、、的波长分别为：
当周期为时，根据周期与波速之间的关系
可得图、、、对应的波速分别为：
，，
当周期为时，可得波速为
，，
故C正确；
D、经过，当质点到达波峰时，图、中质点到达波峰，图中质点到达波谷，图中质点到达波谷，因此内质点的位移大小为，故D正确。
本题选不正确的，故选：。
根据题意画出可能的波形图，从而根据传播方向得到振动方向；根据波动图像求出波长，结合经过，第一次到达波峰得到周期，即可求得波速。根据与运动情况关系分析内质点的位移大小。
本题是简谐波中多解问题，要掌握波的双向性，根据题意画出可能的波形图，从而得到波长可能值，这是解题的关键。
6.【答案】
【解析】解：作出光路图如图所示。
A、根据光路图，由几何关系和折射定律以及反射定律可知，边入射光线与边的出射光线平行，故A错误；
B、由图可知，由于、光束的间距可调，所以若光束上移，光束下移，、光束就有可能从边同一位置射出，故B错误；
C、根据图中光束的光路图，根据正弦定理有
可知
同理可得
光束在玻璃中的路程为
光束在玻璃运动的速度为
光束在玻璃运动的时间为
同理可得
由于
可知，则
即有
所以
可知，故C正确；
D、由图可知，光束从边射出可能离底边更远，从边射出的位置光不一定在光上面，故D错误。
故选：。
根据题意画出光路图，由几何关系和折射定律以及反射定律分析边入射光线与边的出射光线是否平行。、光束的间距可调，若光束上移，光束下移，、光束就有可能从边同一位置射出。根据几何关系求出两光在棱镜中通过的路程，由求出两光在棱镜中传播速度，再比较传播时间关系。根据光路图分析项。
解决该题需要正确作出光路图，能根据几何知识求解相关的角度，熟记折射定律的表达式，结合几何知识进行处理。
7.【答案】
【解析】解：明暗相间的同心圆环是由透镜和玻璃板之间的空气膜上下两表面的反射光发生干涉后形成的，同一亮圆环或暗圆环处空气膜的厚度相等，相邻的两个明圆环处，空气膜的厚度差等于半个波长，离圆心越远的位置，空气膜的厚度减小的越快，则圆环越密，所以同心圆环内疏外密，故A错误；
B.、两种光分别照射所形成的同心圆环，光的波长大，出现同一级亮纹的光程差大，空气层厚度应增大，所以，同一级圆环的半径大，即圆环状条纹间距将增大，单色光的更稀疏，故B错误；
C.红色光和紫色光的频率关系为，可知紫色光光子的能量大于红色光光子的能量，若用单色光照射某金属不发生光电效应，换用单色光照射该金属，结合光电效应的条件可知可能发生光电效应，故C错误；
D.若换成曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹间距变大，即同种单色光照射时形成的同心圆环将变稀疏，故D正确。
故选：。
从空气层的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹。使牛顿环的曲率半径越大，相同的水平距离使空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹间距变大。
理解了牛顿环的产生机理就可顺利解决此类题目，故对物理现象要知其然更要知其所以然。
8.【答案】
【解析】解：、根据图乙得到原线圈输入电压的最大值为，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，原线圈输入电压的有效值为，则电压表的示数始终为，故AB错误；
C、根据图乙可知原线圈输入电压周期为，频率为，一个周期内电流方向改变次，变压器不改变交变电流的频率，故副线圈电流方向每秒改变次，故C错误；
D、瞬时电压大于即火花放电，即副线圈输出电压最大值为，根据变压比可得
所以实现燃气灶点火的条件是：
若，则可以实现燃气灶点火，故D正确。
故选：。
根据图乙读出原线圈电压的最大值，根据有效值与最大值的关系求出电压表的示数；由图读出周期，由求出频率，再确定原线圈中的电流方向每秒改变的次数。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会点火，根据电压与线圈匝数比的关系分析项。
此题考查变压器的构造和原理，掌握理想变压器的电压、电流和匝数之间的关系，知道电压表的示数为有效值。
9.【答案】
【解析】解：水中花粉小颗粒的运动是花粉颗粒受到液体分子频繁碰撞，而出现了布朗运动，这说明水分子在做无规则运动，故A正确；
B.一滴红墨水滴入清水中不搅动，经过一段时间后水变成红色，属于扩散现象，故B错误；
C.一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，是水的对流引起的，不是布朗运动，故C错误；
D.悬浮在液体中的微粒越大，某时刻与它相撞的各个方向液体分子数越多，各个方向的撞击力越趋向平衡，布朗运动越不明显，故D错误。
故选：。
布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的；一滴红墨水滴入清水中，经过一段时间后水变成红色，这是分子的扩散引起的。
布朗运动既不颗粒分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映。
10.【答案】
【解析】解：、只有晶体熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，而松香是非晶体，在熔化过程中，温度是升高的，而温度是分子热运动平均动能的标志，所以分子平均动能变大，故A错误；
B、“阿秒”是一个单位，对应的物理量是时间，时间是国际单位制的基本量，故B错误；
C、法拉第提出了电场的观点，其实电场以及磁场是一种客观存在的特殊物质；变化的电磁场和分子、原子组成的实物一样具有能量和动量，故C正确；
D、德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律，提出了能量子的假说，赫兹发现的光电效应现象，爱因斯坦提出了光电效应方程而获得诺贝尔物理学奖，故D错误。
故选：。
明确晶体和非晶体的性质，知道非晶体熔化过程中温度是升高的，所以分子平均动能是增大的；
知道国际单位制的基本内容，明确哪些量为基本物理量，哪些单位为基本单位；
了解有关原子物理的发现历程，牢记各物理学家的主要贡献。
本题考查晶体和非晶体的性质、物理学史以及国际单位制的基本内容，了解物理学史，有利于培养学生学习物理的兴趣，所以物理学史也是考查内容之一。
11.【答案】
【解析】解：、设管中气压为，管中气压为，则，此时。
升高或降低相同的温度，假设水银柱不动，两部分气体都发生等容变化，根据查理定律有
则
则知在体积不变时有：
所以升高同样温度，初状态压强大的气体气体压强增加量大，水银柱向左移动，所以变大，两部分气体的压强差比升温前大；
反之降低相同的温度，气体压强减小量大，水银柱右移，高度差变小，故A错误，B正确；
C、当形管由图示位置开始下落时，系统处于完全失重状态，高出的水银柱不再对产生压强，右边的气体会将水银柱向左压，所以变大，故C正确；
D、若形管加速下落过程中液柱稳定时，通过对水银柱受力分析加速度等于重力加速度可知、两部分气体压强相等，则两部分气体的压强差为零，故D正确。
本题选错误的，故选：。
使、两部分气体降低或升高相同的温度，可采用假设法分析水银柱高度差的变化：假设水银柱不动，两部分气体都发生等容变化，根据查理定律分析气体压强变化量的大小，再判断水银柱移动方向，即可判断水银柱高度差的变化。当形管由图示位置开始下落时，处于完全失重状态，最终两部分气体的压强相等。
本题关键是掌握住这种分析问题的方法：假设法，假设气体的体积不变，分析压强的变化，再得出气体的体积如何变化，这是常用的一种方法，要学会运用。
12.【答案】
【解析】解：由于气液界面之间存在表面张力，使得液体表面好比有一层很薄的弹性薄膜，使得液桥的表面形貌得以维持，而不会“垮塌”；正常的重力环境下，液桥的尺寸通常只有几毫米，太空环境下，重力几近消失，表面张力便能维持建立起很大尺寸的液桥，故A正确；
B.分子势能和分子间距离的关系图像如图所示，“”位置为平衡位置，表面张力表现为引力，因此能总体上反映水表面层中水分子势能的是图中“”位置，故B错误；
C.锄地的核心是“松土保熵”。土壤在过水后会形成通往地表的毛细管，还会在缩水过程中开裂；“松土”，就是切断毛细管，堵塞裂缝；从而“保熵”，抑制水分沿毛细管上行至地表蒸发和直接经裂缝蒸发。因此“锄”的核心作用是松动表土，截断土壤毛细管，减少蒸发，故C错误；
D.毛笔书写过程中，在毛细现象作用下，墨汁与可以被浸润的毛笔材料发生相互作用力的平衡，于是墨汁便被吸入毛笔材料中，并牢牢“困”在毛笔内部；而当毛笔尖与纸张接触时，留在毛笔表面的墨汁，同样在毛细作用下，被吸附到纸上，其间根本无须重力作用，故D错误。
故选：。
A.根据液体表面张力的含义分析作答；
B.根据分子势能与分子间距的关系分析作答；
根据毛细现象的含义和成因分析作答。
本题考查了液体的表面张力、毛细现象和分子势能与分子间距的关系；本题是一道理论联系实际的好题，可以培养学生用所学物理知识解决实际问题的能力。
13.【答案】
【解析】解：、过程，气体体积不变，即气体发生等容变化过程，气体压强变小，温度降低，故气体的内能减小。该过程气体对外不做功，由热力学第一定律可知气体向外界放热，故A错误；
B、图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，过程比过程气体对外界所做的功多，故B正确；
C、过程为绝热过程，气体体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低。结合温度是分子平均动能的标志，可知气体在状态时比在状态时的分子平均动能大，故C错误；
D、过程，气体的压强不变，温度升高，分子的平均动能变大，平均每次分子撞击容器壁的冲力变大。由气体压强的微观解释可知，在状态时比在状态时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，故D错误。
故选：。
过程，气体发生等容变化，根据压强变化分析温度变化，进而判断出内能变化，由热力学第一定律分析吸放热情况。根据图像与横坐标围成的面积表示为气体做功多少，分析气体对外界所做的功大小。温度是分子平均动能的标志，根据温度关系分析分子平均动能关系。过程，气体的压强不变，结合压强的微观意义分析单位时间内撞击在单位面积上的分子数多少。
本题主要考查气体实验定律和热力学第一定律，要理解图像的物理意义，结合一定质量的理想气体只与温度有关，温度是分子平均动能的标志进行分析。
14.【答案】
【解析】解：、由图乙可知，波源的波长，可得波源的频率为
由图丙可知波源的振动周期为，波源的频率为
所以波源和波源的频率相同，两列波振动方向相同，相位差恒定，为相干波源，则两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉，故A正确；
B、由图丙知，在时，波源在平衡位置且向轴负方向运动，则在时，波源也在平衡位置且向轴负方向运动，由可知，波源的波长为
则可得：，
由此可知，在时，由于波源和波源所引起处质点的振动都在平衡位置向轴负方向运动，那么在，即经过
后由波源和波源所引起处质点在平衡位置下方且向轴负方向运动，故B错误；
C、质点到波源的距离为，质点到波源的距离为，质点到两波源的距离差为
可知点为振动减弱点，则点的振幅为
在内，质点经过了时间，则质点运动的总路程为，故C正确；
D、质点到两波源的距离差为，可知点为振动加强点，则点的振幅为
而
由题意，在时两波源均在平衡位置且向下振动，而有，
所以在时质点在平衡位置且向上振动，相位为，设质点的初相位为，则当时有
可得：
所以稳定后质点振动的表达式为，故D正确。
故选：。
由波动图象读出波长，根据波速公式即可求出的频率，从而判断两列波能否发生稳定干涉；根据与周期的关系，结合两波源起振的方向，确定质点的振动方向；根据点到两波源的距离之差与波长的关系，确定质点的振动加强与减弱情况，确定其振幅，再根据振动时间与周期的关系确定点在该时间内的总路程；先确定质点的加强或减弱，求出质点的振幅，根据题意再求出相位，从而写出质点的振动表达式。
本题要掌握波的独立传播原理：两列波相遇后保持原来的性质不变。理解波的叠加遵守矢量合成法则，例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅之和；当波峰与波谷相遇时此处的位移大小两振幅之差。
15.【答案】
【解析】解：一群处于能级的氢原子，根据可知，氢原子跃迁一共能发出种不同频率的光子，故A错误；
B.根据能级公式，最大的能级差
根据爱因斯坦光电效应方程
逸出功为，故B错误；
C.原子跃迁时的最大初动能
能级氢原子电离所需要的能量为，因此能够使能级的氢原子电离，故C正确；
D.饱和光电流为，则内氢原子发生跃迁的光电子数目为，故D正确。
故选：。
A.根据求解发出光子的种类；
B.根据能级公式求能级差，根据爱因斯坦光电效应方程求逸出功；
C.将原子从所在能级跃迁到无穷远处，所需要的最小能量大于和等于能级差，原子就会发生电离；
D.根据求总电荷量，再根据求光电子数。
本题主要考查了光电效应的相关应用，熟悉玻尔理论和能级差的计算公式，结合光电效应方程即可完成分析。
16.【答案】
【解析】解：Ⅰ根据游标卡尺的使用方法可知应用图测量直径，故ABD错误，C正确；
、为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须是水平的，故A正确；
B、斜槽轨道无需光滑，对实验无影响，故B错误；
C、斜槽轨道末端到水平地面的高度不需要测量，因为每个小球经过这段高度的时间都是相同的，列式后可以约掉，故C错误；
D、放上小球后，为保证球速度不变，则球必须仍从点静止释放，故D正确；
若碰擦的过程中动量守恒，则有
因为下落高度相同，即小球下落时间均相同，等式两边同时乘以时间，整理后有
小球离开轨道后做平抛运动，设木板与抛出点之间的距离为，由平抛运动规律可知水平方向：
竖直方向：，解得：
碰撞前，小球落在图中的点，设其水平初速度为，小球和发生碰撞后，的落点在图中的点，设其水平初速度为，的落点是图中的点，设其水平初速度为小球碰撞的过程中若动量守恒，则
即：
则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
碰撞前，落在图中的点，设其水平初速度为，小球和发生碰撞后，的落点在图中点，设其水平初速度为，的落点是图中的点，设其水平初速度为设斜面与水平面的倾角为
由平抛运动规律得：
解得：，同理可得：，
碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
整理得：
Ⅱ一滴溶液中含纯油的体积
由图示根据超过一半格数的算一格，不足一半的不计，可知油膜所占坐标纸的格数约个，油膜的面积为
油酸分子的直径约为
、甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，导致所测的分子直径偏小，故A正确；
B、乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积变小，但体积还是按原来的细的算的，导致所测的分子直径偏大，故B错误；
C、在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，导致所测的分子直径偏大，故C错误。
Ⅲ、若观察到的条纹不清晰，可能是单缝与双缝不平行，可以尝试用拨杆来调节，故A错误；
B、由于摆球在平衡位置的速度最大，则摆球通过平衡位置处开始计时，误差较小，故B正确；
C、在“用油膜法估测油酸分子的大小实验中，若配置好的油酸酒精溶液放置时间较长后再进行实验，油酸溶液的实际浓度变大，则油酸的体积测量值偏小，导致油酸分子直径测量结果偏小，故C错误；
D、在“探究气体等温变化的规律”实验中，推动柱塞改变气体体积的操作要缓慢进行，尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变，故D正确。
故答案为：Ⅰ；；；；
Ⅱ；；；Ⅲ
Ⅰ、明确实验原理，从而确定需要测量哪些物理量；在该实验中，小球做平抛运动，相等，时间就相等，水平位移，与成正比，因此可以用位移来代替速度。根据水平方向上的分运动即可验证动量守恒；根据动量守恒定律以及平抛运动规律可确定对应的表达式；
Ⅱ先计算出一滴溶液中的含纯油的体积，再根据图示估算出油膜面积，后求出油膜分子直径；根据计算油膜分子直径的方法，分析操作步骤的问题，判断测算结果是偏大还是偏小；
Ⅲ根据实验原理和实验操作注意事项分析。
该题考查动量守恒定律的验证和测定油酸分子的直径的实验，验证动量守恒定律实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速度和时间，而是用位移来代替速度，成为是解决问题的关键。要注意理解该方法的使用。
17.【答案】解：初始时，对活塞：
解得：
当物块对地面无压力时，对活塞：
解得：
对气体，由等容变化：
解得：；
对气体，由等压变化：
即
解得： 所以，；
整个降温压缩过程活塞对气体做功：
解得
根据热力学第一定律：
解得：，即放出热量为
答：缸内气体的温度为；
物块上升高度为；
其放出的热量为。
【解析】根据平衡方程求解初末状态下气体压强，再根据等容变化公式即可求解；
根据等压变化公式代入数据求解；
求出整个降温压缩过程活塞对气体做功，再结合热力学第一定律解题。
该题考查了等容变化、等压变化以及热力学第一定律等知识点的综合应用，题目具有一定的综合性，难度适中。
18.【答案】解：当弹性势能最大弹出时，经过与圆心等高的处时对轨道的压力最大。从弹出到处，根据动能定理有：
经过处时，根据牛顿第二定律有：
由牛顿第三定律可知：
联立解得最大压力：，方向由指向。
当刚好经过时，根据牛顿第二定律有：
代入数据解得：
假设滑块在点不脱离轨道，由能量守恒得：
解得：
故滑块在点不脱离轨道，从起点到车左端，根据动能定理有：
故以的弹性势能弹出到达车左端的速度：
与车共速时，以向右为正，根据动量守恒有：
由能量守恒定律有：
解得共速时与摆渡车的相对位移：
所以，如果小张同学的滑块能滑上摆渡车但又不从摆渡车上掉进凹槽，摆渡车与右端碰后停止，滑块继续向前滑行的距离：
代入数据得：
故滑块所停位置在离车右端距离：
当刚好经过时：
根据能量关系能：
将弹出到平台上，根据动能定理有：
与车共速时：
由能量守恒：
要使得滑块停在目标区：
联立上面四式解得：，且：
故当小杨同学游戏能成功时，弹簧的弹性势能范围为：
答：小振同学的滑块经过与圆心等高的处时对轨道的最大压力为；
根据计算后判断滑块最终停在离点左侧距离；
发射时的弹性势能应满足：。
【解析】滑块运动到与等高处的过程，根据滑块与弹簧组成的系统的机械能守恒解答；
判断滑块能够通过点后，根据通过动能定理求出滑上车前的速度。再对车系统根据动量守恒定律和能量守恒定律求滑块的位置；
根据滑块不脱离轨道在点的临界条件、能够到达水平平台的条件、由动能定理、能量守恒定律、动量守恒定律等确定弹性势能的范围。
本题考查了功能关系的应用以及竖直平面内圆周运动的临界问题，要区分管状圆周轨道与内圆轨道临界的条件和意义不同，对于管状圆周轨道物体在其中做完整圆周运动的条件是达到最高点临界速度为零，在最高点物体对上或下壁产生弹力存在速度临界；对于内圆轨道物体在其中做完整圆周运动的条件是达到最高点时与轨道之间的弹力为零。
19.【答案】解：由图知，导体棒运动至点时速度为。对导体棒从点开始沿轨道运动直至静止，取向右为正方向，根据动量定理有
又有通过导体棒的电荷量为
其中
联立解得：
导体棒在轨道上运动时，产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律得

由图像可知：
流过电阻的电流
联立解得：
撤去力前电路中的总热量为
其中可以从图像中围成图形的面积得
撤去力后导轨运动，整个回路产生的热量
根据并联电路知识可得，电阻产生的热量为
联立解得：
答：导体棒在轨道上通过的距离为；
撤去外力前流过电阻的电流为；
导体棒运动过程中电阻中产生的焦耳热为。
【解析】由图读出导体棒运动至点时速度为，对导体棒从点开始沿轨道运动直至静止，根据动量定理结合电荷量可列方程求解导体棒在轨道上通过的距离。
撤去外力前，根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律分别列方程，结合图像解析式求解流过电阻的电流
撤去外力前，根据焦耳定律求出电阻中产生的焦耳热。撤去外力之后，通过功能关系和能量守恒定律列式求解电阻中产生的焦耳热，从而求得电阻中产生的总焦耳热。
解答本题时，要知道导体棒在磁场中做的是非匀变速直线运动，不能根据运动学公式求出导体棒通过的距离，可利用动量定理求解。
20.【答案】解：沿方向射入磁场的质子恰好从点垂直轴射入电场，在磁场中由几何关系可知：该质子运动半径为，
根据牛顿第二定律有：
变形解得：
如图所示，设在左右两侧角方向上射入磁场的质子，最终分别有磁场边界上的、两点射出，对应圆周运动的圆心分别为、，则四边形和均为菱形，则粒子由、两点水平飞出，且与点重合。
根据几何关系可知：
而点到轴的距离为，所以轴正方向上有质子射出的区域范围为：
若质子由处飞入电场时打在点，由处飞入电场时打在点，根据类平抛运动的规律
由牛顿第二定律有：
沿电场线方向：，
垂直于电场方向：，
代入解得：，
所以的最短长度为：
答：圆形区域内匀强磁场的磁感应强度大小为；
轴正方向上有质子射出的区域范围为；
接收装置的最短长度。
【解析】质子在圆形磁场区域中做圆周运动，确定出圆心和半径，由洛伦兹力等于向心力，列式求磁感应强度的大小；
分析质子以临界角入射但最终均水平射出磁场的运动情况，根据几何关系求轴上有质子射出的范围；
考虑从最上和最下射入电场的质子，根据类平抛运动规律解答。
本题关键是明确粒子的受力情况和运动规律，画出临界轨迹，结合牛顿第二定律和几何关系分析解答。
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