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2022-2023学年江西省赣州市大余县高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析）
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这是一份2022-2023学年江西省赣州市大余县高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )
A. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以计算出气体分子的体积
B. 悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动就越明显
C. 一定质量理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大
D. 第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
2.下列有关物理学史或物理理论的说法中，正确的是( )
A. 伽利略直接通过上百次自由落体运动的实验证实了自由落体运动是匀加速直线运动
B. 牛顿在探究太阳对行星的引力规律时，引用了公式r3T2=k，这个关系式是开普勒第三定律，可以在实验室中通过实验得到证明的
C. 玻尔提出的原子理论解释了所有元素的原子具有不同特征谱线
D. 密立根以精湛的技术测量出光电效应中金属的遏正电压与入射光的频率，由此算出普朗克常量h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射的h一致证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性
3.如图所示，两束单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是( )
A. a光一个光子的能量小于b光一个光子的能量
B. a光的折射率大于b光的折射率
C. 实验条件完全相同的情况下做双缝干涉实验，b光比a光条纹间距大
D. 若用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应现象
4.三束单色光a、b、c沿图示方向射向圆形玻璃砖，经两次折射后变成复色光d，以下说法正确的是( )
A. 在真空中，a光传播速度比b、c小B. 在玻璃砖中，a光传播速度比b、c小
C. b光的频率比c光大D. a光的光子能量最小
5.由a、b两种单色光组成的细光束AO以45∘的入射角从某种介质射向空气时，光路如图所示，关于这两种单色光，下列说法中正确的是( )
A. 从该介质射向空气时，a光发生全反射时的临界角一定大于45∘
B. 该介质对b光的折射率一定大于 2
C. 用a光和b光分别做双缝干涉实验，若实验条件相同，则b光在屏上形成的明条纹的间距比a光小
D. 若用a光照射某金属板能发生光电效应，则用b光照射该金属板也可能发生光电效应
6.扩大核能应用是减少碳排放的必要手段，我国目前拥有的22座核电站均采用核裂变的链式反应获取能量，下列说法正确的是( )
A. 重核裂变释放出大量能量，产生了质量亏损，核子数要减少
B. 反应堆中镉棒插入深一些将会减慢核反应速度
C. 核裂变比核聚变效率更高，更清洁安全
D. 裂变反应后生成的新核的比结合能小于反应前原子核的比结合能
7.用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积ΔV=300cm3，轮胎容积V=3L，原来压强p=1.5atm.现要使轮胎内压强变为p′=3.5atm，问用这个打气筒要打气几次(设打气过程中空气的温度不变)( )
A. 25次B. 20次C. 15次D. 10次
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
8.下列说法正确的是( )
A. 在自发过程中，分子一定从高温区域扩散到低温区域
B. 气体的内能包括气体分子的重力势能
C. 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但气体压强不一定增大
D. 理想气体等压压缩过程一定放热
9.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. 三种光中，丙光的频率最大
B. 乙光的波长等于甲光的波长
C. 乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率
D. 甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流
10.如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面，得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃砖的下表面有反光膜，下列说法正确的是( )
A. 光束Ⅰ为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B. 光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率
C. 改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ无法保持平行
D. 在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度
11.如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在O点时，弹簧处于原长，A、B为关于O对称的两个位置，现在使小球带上负电，并让小球从B点静止释放，那么下列说法正确的是( )
A. 小球仍然能在A、B间做简谐运动，O点是其平衡位置
B. 小球从B运动到A的过程中，动能一定先增大后减小
C. 小球仍然能做简谐运动，但其平衡位置不在O点
D. 小球从B点运动到A点，其动能的增加量一定等于电势能的减少量
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
12.用如图甲所示装置来探究功和物体速度变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道固定在水平桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。
(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是______；
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d=______ cm；
(3)主要实验步骤如下：
①测量木板(含遮光条)的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲正确连接器材。
②将木板左端与轨道左端对齐。由静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门所用的时间t1、t2，则可以测出遮光条B、A通过光电门时的速度大小和合外力对木板做的功；
③加挂钩码，重复②的操作，建立木板速度v和细线拉力对木板做的功W的相关图像，分析得出实验结论。
(4)根据实验中可能遇到的困难，回答下列问题：
①由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会______(填“变大”“变小”或“不变”)；
②如果将钩码的个数成倍增加，细线拉力对木板做的功W将______(填“会”或“不会”)成倍增加；
③利用图像法处理实验结果时，应该建立______(填“Δv−W”“v2−W”或“Δv2−W”)图像，如果得到的图像是线性变化的，则说明实验探究成功，此时图像的斜率的表达式为k=______(用已知物理量的符号表示)。
13.(1)如图所示，用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体压强与体积的关系，实验中所研究的对象是______，应保持不变的物理量是______和______，它的体积可从______直接读出，它的压强由图中的______传感器等计算机辅助系统得到；
(2)某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p⋅V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是______；
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B.实验时环境温度增大了
C.实验时外界大气压强发生了变化
D.实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
(3)某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的______；
A.热力学温度T
B.摄氏温度t
C.体积V
D.体积的倒数1V
(4)实验过程中，下列哪些操作是错误的______。
A.推拉活塞时，动作要慢
B.推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C.压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验
D.活塞与针筒之间要保持气密性
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
14.一水平弹簧振子做简谐运动，其位移与时间的关系如图所示。求：
(1)写出该简谐运动的表达式；
(2)t=0.9s时的位移；
(3)振子在0∼3.6s内通过的路程。
15.如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R=10cm，折射率n= 2，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5 2cm，CD为出射光线．
(1)补全光路图并求出光从B点传到C点的时间；
(2)求CD与MN所成的角α.
16.如图所示为某款按压式免洗消毒液容器的原理简易图，当向下按压顶盖时同时带动可活动塑料管往下移动，固定塑料管内气体的压强变大，此时向上单向阀门A自动打开，管内气体流出。当可活动塑料管压至最低位置，设此时固定塑料管内气体的压强和体积分别为p0和V0；松开手后，可活动塑料管在弹力装置的作用下往上弹开，固定塑料管内气体的体积变大、压强变小，向上单向阀门A闭合；当固定塑料管内气体的体积变大到一定程度后，液体能通过向上单向阀门B进入固定塑料管内，假设初始时向上单向阀门B到瓶内液体上表面的距离为h，向上单向阀门B的质量为m，其下端管道横截面积为S，瓶内液体密度为ρ，重力加速度为g。整个过程认为气体的温度保持不变，外界气体压强为p0，求：
(1)向上单向阀门B刚被顶开时，固定塑料管内气体的压强；
(2)向上单向阀门B刚被顶开时，固定塑料管内气体的体积V1。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、由于气体分子间距较大，根据气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数能算出每个气体分子占据的空间大小，该空间大小比气体分子的体积大的多，不能算出气体分子的体积．故A错误；
B、悬浮在液体中的固体微粒越小，液体分子与固体颗粒碰撞的不平衡性越明显，布朗运动就越明显，故B错误；
C、一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律，温度越高，体积越大，故C正确；
D、第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，没有违反能量守恒定律，故D错误
故选：C
知道阿伏伽德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，气体不能根据摩尔体积和阿伏伽德罗常数算出气体分子的体积；第二类永动机不可能制成，但它不违反了能量守恒定律．
本题考查气体分子的特点、布朗运动、气体实验定律以及第二类永动机，要注意能根据相关知识解释所见到的现象．
2.【答案】D
【解析】解：A.伽利略的时代，由于计时工具的局限，伽利略没法直接通过实验研究自由落体运动，而是通过实验与逻辑推理的方法得到自由落体运动是匀加速直线运动，而不是直接通过实验证实的，故A错误；
B.开普勒第三定律没法在实验室进行验证，故B错误；
C.玻尔提出的原子理论只能解释氢原子的特征谱线，不是解释了所有元素的原子具有不同特征谱线，故C错误；
D.密立根算出普朗克常量h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射的h一致证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性，故D正确；
故选：D。
本题根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的物理学贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，重视历史知识的积累。
3.【答案】A
【解析】解：AB、通过折射定律以及光的可逆性，知半圆形玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，所以b光的频率大于a光的频率，则a光一个光子的能量小于b光一个光子的能量，故A正确，B错误；
C、b光的频率大于a光的频率，则b光的波长小于a光的波长，根据条纹间距公式△x=ld⋅λ可知，b光比a光条纹间距小，故C错误；
D、因为b光的频率大于a光的频率，用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，a光照射该金属不一定能发生光电效应现象，故D错误。
故选：A。
通过光路图，判断出玻璃砖对两束光的折射率大小，从而知道两束光的频率大小关系，根据条纹间距公式分析两种光的条纹间距，根据频率关系分析a光能否发生光电效应现象。
解决该题需要根据光路图正确判断两种光在玻璃中传播的折射率大小关系，熟记双缝干涉条纹间距共识，掌握光电效应现象的条件。
4.【答案】D
【解析】解：A.在真空中，三束单色光a、b、c的传播速度相等，故A错误；
BCD.由图可知，a光的偏折程度最小，c光最大，故a光的折射率最小，c光的折射率最大，则a光的频率最小，c光的频率最大，则b光的频率比c光小，由公式n=cv可得，在玻璃砖中，a光传播速度最大，光的频率越小时，能量最小可知，a光的光子能量最小，故BC错误，D正确。
故选：D。
任何单色光在真空中传播速度均为光速，进入同一介质后，光的偏折程度大的，折射率大，频率大，能量越大，根据n=cv分析光在介质中的传播速度。
本题主要考查光的折射定律，关键能根据偏折角大小判断出折射率的大小，知道光的频率、波长等物理量与折射率的定性关系．
5.【答案】D
【解析】解：A、当入射角等于临界角时恰好发生全反射，由图可知入射角是45∘时a光已发生全反射，可知a的临界角小于等于45∘，故A错误；
B、由全反射的临界角公式sinC=1n，则当临界角为45∘时，折射率n= 2，由图知b没发生全反射，所以b的折射率一定小于 2，故B错误；
C、由前面的分析可知，a的折射率大，则波长短，根据公式Δx=λLd可知a光形成的条纹间距较小，故C错误；
D、a的波长比b短，频率比b大，所以a发生光电效应时b不一定发生光电效应，但b也可能会发生光电效应，故D正确；
故选：D。
理解全反射的临界角公式，结合题目选项完成分析；
根据题意得出a光和b光的频率大小关系，结合双缝干涉实验的条纹公式完成分析；
理解光电效应的发生条件，结合光的频率特点完成解答。
本题主要考查了光的折射定律，熟悉全反射的临界角公式，结合光电效应的发生条件即可完成分析。
6.【答案】B
【解析】解：A.核反应过程中仍满足电荷数守恒和质量数守恒，即核子数不变，故A错误；
B.铀235吸收慢中子后才可能发生裂变，而镉棒可以吸收慢中子，因此反应堆中将镉棒插入深一些将会减慢核反应速度，故B正确；
C.核裂变比核聚变效率低，而且核裂变产生的核废料放射性极强，核聚变原料好获取，产物无污染，不具有放射性，核聚变更清洁安全，故C错误；
D.裂变反应释放大量的能量，产生的新核更稳定，因此其比结合能比反应前原子核的比结合能大，故D错误。
故选：B。
裂变反应遵循质量数守恒；核裂变是释放核能的过程，释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量；根据裂变前后核子个数不变可判断重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能。
本题考查重核裂变，考查知识点有针对性，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
7.【答案】B
【解析】解：打气筒容积ΔV=300cm3=0.3L
设至少需要打n次气，打入气体的体积V1=nΔV=0.3nL，压强p0=1atm，
轮胎内原有气体压强p=1.5atm，体积V=3L
气体末态的体积V2=V=3L，压强p′=3.5tm，
气体温度不变，根据玻意耳定律得：p0V1+pV=p′V2，
代入数据解得：n=20次，故B正确，ACD错误。
故选：B。
气体温度不变，以轮胎内原有气体和打入的气体整体为研究对象，应用玻意耳定律解题。
本题考查了玻意耳定律的应用，分析清楚气体状态变化过程求出气体状态参量，应用玻意耳定律即可解题。
8.【答案】CD
【解析】解：A.扩散现象是一种自发进行的过程，物体分子不仅可以从高温区域扩散到低温区域，也可以从低温区域扩散到高温区域，故A错误；
B.气体内能包括分子动能和分子势能，不包括气体分子的重力势能，故B错误；
C.气体的压强是由于大量气体分子频繁地对器壁的碰撞而产生的，影响气体压强的大小的因素有气体分子平均动能大小、单位时间内打到器壁单位面积上的分子数的多少；气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，若同时气体的体积增大，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数减少，则气体的压强不一定增大，故C正确；
D.根据理想气体状态方程PVT=C，体等压压缩过，压强不变，体积减小，温度一定降低，内能也减小，即ΔU<0，再根据热力学第一定律W+Q=ΔU，体积减小，外界气体做功W>0，则Q<0，所以理想气体等压压缩过程一定放热，故D正确。
故选：CD。
A.从扩散现象分析作答；
B.从气体分子的内能分析作答；
C.从气体压强的微观含义分析作答；
D.理想气体不计分子的势能，根据理想气体的状态方程和热力学第一定律分析作答。
本题考查了分子动理论、气体压强的微观意义以及理想气体的状态方程和热力学第一定律的理解和运用。对于一定质量的理想气体，气体的内能与气体分子的平均动能大小有关，因此一定质量的理想气体的温度降低，内能一定减小。
9.【答案】ABD
【解析】解：A、根据eU遏止=Ekm=hγ−W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；丙光的遏止电压最大，所以丙的频率最大。故A正确。
B、乙光的遏止电压等于甲光的遏止电压，所以乙光的频率等于甲光的频率，则乙光的波长等于甲光的波长；故B正确。
C、同一光电管，截止频率是相同的，故C错误。
D、由图象可知，甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流，故D正确。
故选：ABD。
光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大。
光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零。eU遏止=Ekm=hγ−W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。从图象中看出，丙光对应的截止电压U截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大。
该题考查光电效应的实验，解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU遏止=Ekm=hγ−W。
10.【答案】AD
【解析】解：A、两种色光都在玻璃砖的上表面发生反射，入射角相同，由反射定律可知它们的反射角相同，可知光束Ⅰ是复色光。光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，故A正确；
B、光路如图所示。
由图可知，光线进入玻璃砖时，光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度，则玻璃对光束Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率，故B错误；
C、一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射入，经过折射、反射、再折射后，光线仍平行，这是因为从玻璃射出时的折射角等于从O点射入时的入射角，改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行，故C错误；
D、玻璃砖对光束Ⅱ折射率更大，根据n=cv可知，在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度，故D正确。
故选：AD。
由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束I是复色光，而光束II、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射入，经过折射、反射、再折射后，光线仍平行，这是因为光反射时入射角与反射角相等，根据v=cn可判断两束光在玻璃中的速度。
本题考查光的折射定律，解题关键掌握折射定律的应用，注意光在介质中传播速度的计算方式。
11.【答案】CD
【解析】解：AC、小球在匀强电场中受到水平向左的电场力，设电场力大小为F0，小球合力为零的位置应该在O点左侧，设为O1，设O1、O点的间距为x0，弹簧的劲度系数为k，则F0=kx0；取水平向右为正方向，当小球从O1点向右运动的位移为x时，回复力F=−F0+k(x0−x)=−kx，故小球会以O1点为平衡位置做简谐运动，故A错误，C正确；
B、因为不知道A点与平衡位置O1点的位置关系，所以不能确定小球从B运动到A的过程中合外力做功情况，也就不能确定动能如何变化，故B错误；
D、小球做简谐运动的过程中，小球的动能、电势能及弹簧的弹性势能之和保持不变。小球从B点运动到A点，弹簧的弹性势能变化量为零，根据能量守恒可知小球动能的增加量一定等于电势能的减少量，故D正确。
故选：CD。
对小球受力分析，求出小球受到的合外力表达式，根据简谐运动的条件：F=−kx，分析小球是否能做简谐运动。根据功能关系明确能量转化的情况。
本题要掌握简谐运动的判断，要注意根据回复力的公式F=−kx进行判断；因为电场力与重力类似，故本题类似与竖直方向的弹簧的简谐振动，可以借鉴其研究方法。
12.【答案】平衡摩擦力 0.560变小 不会 Δv2−W2M
【解析】解：(1)为了保证细绳的拉力为木板的合外力，本实验需要平衡摩擦力，即在实验中轨道应倾斜一定角度；
(2)20分度的游标卡尺的精确度为0.05mm，遮光条宽度d=5mm+12×0.05mm=5.60mm；
(4)①释放木板前，钩码处于平衡状态2F=mg
弹簧测力计示数F=12mg
由静止释放木板的瞬间，根据牛顿第二定律mg−2F′=ma>0
弹簧测力计示数F′<12mg
即由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会变小；
②设细线的拉力为F1，钩码的加速度为a1
根据牛顿第二定律，对钩码mg−2F1=ma1
对木板F1=M⋅2a1
细线的拉力F1=2Mmg4M+m
细线拉力对木板做的功W=F1x=2Mmgx4M+m
钩码的质量m增加2倍，细线拉力做功不是增加2倍；
③根据动能定理W=12MvA2−12MvB2=12M(vA2−vB2)=12M⋅Δv2
化简得Δv2=2M⋅W
因此Δv2−W的图象应该为经过原点的倾斜直线，图象的斜率的表达式为k=。
故答案为：(1)平衡摩擦力；(2)0.560；(4)①变小； ②不会； ③Δv2−W；2M。
(1)为了保证细绳的拉力为木板的合外力，本实验需要平衡摩擦力，据此分析作答；
(2)20分度的游标卡尺的精确度为0.05mm，测量值(d)=主尺对应读数(mm)+对齐格数(不估读)×精确度；
(4)释放木板前，钩码处于平衡状态，由静止释放木板的瞬间，钩码处于失重状态，据此分析作答；
②根据牛顿第二定律求细线的拉力，然后根据做功公式分析作答；
③根据动能定理可以推出Δv2与W一次函数关系式，通过图象和斜率去判断是否实验探究成功。
本实验考查了探究功与速度变化的关系的实验；实验的创新点我利用力的传感器或者弹簧测力计来记录小车受到细线的拉力大小，可以克服小车合力不等于钩码的重力带来的系统误差。
13.【答案】封闭在注射器中的气体 温度 气体质量 注射器 压强 D D C
【解析】解：(1)实验中的研究对象是封闭在注射器中的气体，实验中应保持不变的参量是温度和质量，它的体积由注射器直接读出，压强由压强传感器等计算机辅助系统得到；
(2)根据公式pV=nRT可知，pV的乘积与气体的质量成正相关，由此可知，造成这一现象的原因是实验时注射器内的气体向外发生了泄漏，故D正确，ABC错误；
故选：D。
(3)根据一定质量的理想气体的状态方程pV=CT可知，横坐标表示的物理量是体积的倒数1V时，图像的斜率表示pV的乘积，而因为气体的封闭的，质量保持不变，符合题意，故D正确，ABC错误；
故选：D。
(4)AB、推拉活塞时，动作要慢，否则会引起气体温度的变化；推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分，否则会改变气体的温度，故AB正确；
C、压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体已发生了泄漏，应重新开始实验，故C错误；
D、活塞与针筒之间要保持气密性，故D正确；
本题选错误的，故选：C。
故答案为：(1)封闭在注射器中的气体，温度，气体质量，注射器，压强；(2)D；(3)D；(4)C。
本题主要考查了一定质量的理想气体的实验规律，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式pV=CT即可完成分析。
本题主要考查了一定质量的理想气体的实验规律，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式pV=CT即可完成分析。
14.【答案】解：(1)由图像可知振幅A=2cm，周期T=0.8s，则ω=2πT=2π0.8rad/s=5π2rad/s
由简谐运动表达式x=Asinωt，可得x=2sin(52πt)cm
(2)将t=0.9s代入(1)式，得：x=2sin(52π×0.9)cm= 2cm
(3)在0∼3.6s内，经过的周期数n=tT=
振子在1T内通过的路程为4A，0.5T内通过的路程为2A，
则在0∼3.6s内，振子通过的路程为s=4×4A+2A=18A=18×2cm=36cm
答：(1)该简谐运动的表达式为x=2sin(52πt)cm；
(2)t=0.9s时的位移为 2cm。
(3)振子在0∼3.6s内通过的路程为36cm。
【解析】(1)根据图像求出振幅周期，写出该简谐运动的表达式；
(2)将时间代入该简谐运动的表达式，即可求解位移；
(3)根据一个周期内振动四个振幅，确定时间为周期的多少倍，求出振子通过的路程。
本题主要考查了通过振动图像来确定振子位移随时间变化的关系式，振子路程由振动周期来确定。
15.【答案】解：①连接BC，作出光路图如图．设光线在B点处入射角、折射角分别为i、r.
由几何知识得
sini=5 210= 22，则i=45∘
根据折射定律得
n=sinisinr
代入解得，r=30∘
BC=2Rcsr，光在球体中传播的速度为v=cn
则光从B点传到C点的时间为t=BCv=2Rcsrc⋅n
代入解得，t= 63×10−9s
②由几何知识得，∠COP=15∘，∠OCP=135∘，则α=180∘−∠COP−∠OCP=30∘
答：
①补全光路如图，光从B点传到C点的时间为t= 36×10−9s；
②CD与MN所成的角α=30∘.
【解析】(1)连接BC，作出光路图．由几何知识求出光线在B点时的入射角，根据折射定律求出折射角，由几何关系求出BC，由n=cv求出光在球体中传播的速度v，再求解光从B点传到C点的时间；
(2)根据几何知识求出CD与MN所成的角α.
本题是几何光学问题，作出光路图是解题的基础，此类问题往往是折射定律、光速公式和几何知识的综合应用．
16.【答案】解：(1)设向上单向阀门B恰好要被顶开时，固定塑料管内气体压强为p1，体积为V1。
对向上单向阀门B，由平衡条件得
p1S+mg=(p0−ρgh)S
解得：p1=p0−ρgh−mgS
(2)从可活动塑料管压至最低位置到向上单向阀门B将被顶开过程，固定塑料管内气体发生等温变化，根据玻意耳定律得
p0V0=p1V1
解得：V1=p0V0Sp0S−mg−ρghS
答：(1)向上单向阀门B刚被顶开时，固定塑料管内气体的压强为p0−ρgh−mgS；
(2)向上单向阀门B刚被顶开时，固定塑料管内气体的体积V1为p0V0Sp0S−mg−ρghS。
【解析】(1)对向上单向阀门B，由平衡条件列方程，即可求解。
(2)从可活动塑料管压至最低位置到向上单向阀门B将被顶开过程，固定塑料管内气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解。
对于封闭气体的压强，往往以与气体接触的活塞为研究对象，运用平衡条件或牛顿第二定律求压强。序号
V(mL)
p(×105Pa)
p⋅V(×105Pa⋅mL)
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621
1.关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )
A. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以计算出气体分子的体积
B. 悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动就越明显
C. 一定质量理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大
D. 第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
2.下列有关物理学史或物理理论的说法中，正确的是( )
A. 伽利略直接通过上百次自由落体运动的实验证实了自由落体运动是匀加速直线运动
B. 牛顿在探究太阳对行星的引力规律时，引用了公式r3T2=k，这个关系式是开普勒第三定律，可以在实验室中通过实验得到证明的
C. 玻尔提出的原子理论解释了所有元素的原子具有不同特征谱线
D. 密立根以精湛的技术测量出光电效应中金属的遏正电压与入射光的频率，由此算出普朗克常量h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射的h一致证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性
3.如图所示，两束单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是( )
A. a光一个光子的能量小于b光一个光子的能量
B. a光的折射率大于b光的折射率
C. 实验条件完全相同的情况下做双缝干涉实验，b光比a光条纹间距大
D. 若用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应现象
4.三束单色光a、b、c沿图示方向射向圆形玻璃砖，经两次折射后变成复色光d，以下说法正确的是( )
A. 在真空中，a光传播速度比b、c小B. 在玻璃砖中，a光传播速度比b、c小
C. b光的频率比c光大D. a光的光子能量最小
5.由a、b两种单色光组成的细光束AO以45∘的入射角从某种介质射向空气时，光路如图所示，关于这两种单色光，下列说法中正确的是( )
A. 从该介质射向空气时，a光发生全反射时的临界角一定大于45∘
B. 该介质对b光的折射率一定大于 2
C. 用a光和b光分别做双缝干涉实验，若实验条件相同，则b光在屏上形成的明条纹的间距比a光小
D. 若用a光照射某金属板能发生光电效应，则用b光照射该金属板也可能发生光电效应
6.扩大核能应用是减少碳排放的必要手段，我国目前拥有的22座核电站均采用核裂变的链式反应获取能量，下列说法正确的是( )
A. 重核裂变释放出大量能量，产生了质量亏损，核子数要减少
B. 反应堆中镉棒插入深一些将会减慢核反应速度
C. 核裂变比核聚变效率更高，更清洁安全
D. 裂变反应后生成的新核的比结合能小于反应前原子核的比结合能
7.用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积ΔV=300cm3，轮胎容积V=3L，原来压强p=1.5atm.现要使轮胎内压强变为p′=3.5atm，问用这个打气筒要打气几次(设打气过程中空气的温度不变)( )
A. 25次B. 20次C. 15次D. 10次
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
8.下列说法正确的是( )
A. 在自发过程中，分子一定从高温区域扩散到低温区域
B. 气体的内能包括气体分子的重力势能
C. 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但气体压强不一定增大
D. 理想气体等压压缩过程一定放热
9.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. 三种光中，丙光的频率最大
B. 乙光的波长等于甲光的波长
C. 乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率
D. 甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流
10.如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面，得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃砖的下表面有反光膜，下列说法正确的是( )
A. 光束Ⅰ为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B. 光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率
C. 改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ无法保持平行
D. 在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度
11.如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在O点时，弹簧处于原长，A、B为关于O对称的两个位置，现在使小球带上负电，并让小球从B点静止释放，那么下列说法正确的是( )
A. 小球仍然能在A、B间做简谐运动，O点是其平衡位置
B. 小球从B运动到A的过程中，动能一定先增大后减小
C. 小球仍然能做简谐运动，但其平衡位置不在O点
D. 小球从B点运动到A点，其动能的增加量一定等于电势能的减少量
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
12.用如图甲所示装置来探究功和物体速度变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道固定在水平桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。
(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是______；
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d=______ cm；
(3)主要实验步骤如下：
①测量木板(含遮光条)的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲正确连接器材。
②将木板左端与轨道左端对齐。由静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门所用的时间t1、t2，则可以测出遮光条B、A通过光电门时的速度大小和合外力对木板做的功；
③加挂钩码，重复②的操作，建立木板速度v和细线拉力对木板做的功W的相关图像，分析得出实验结论。
(4)根据实验中可能遇到的困难，回答下列问题：
①由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会______(填“变大”“变小”或“不变”)；
②如果将钩码的个数成倍增加，细线拉力对木板做的功W将______(填“会”或“不会”)成倍增加；
③利用图像法处理实验结果时，应该建立______(填“Δv−W”“v2−W”或“Δv2−W”)图像，如果得到的图像是线性变化的，则说明实验探究成功，此时图像的斜率的表达式为k=______(用已知物理量的符号表示)。
13.(1)如图所示，用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体压强与体积的关系，实验中所研究的对象是______，应保持不变的物理量是______和______，它的体积可从______直接读出，它的压强由图中的______传感器等计算机辅助系统得到；
(2)某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p⋅V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是______；
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B.实验时环境温度增大了
C.实验时外界大气压强发生了变化
D.实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
(3)某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的______；
A.热力学温度T
B.摄氏温度t
C.体积V
D.体积的倒数1V
(4)实验过程中，下列哪些操作是错误的______。
A.推拉活塞时，动作要慢
B.推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C.压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验
D.活塞与针筒之间要保持气密性
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
14.一水平弹簧振子做简谐运动，其位移与时间的关系如图所示。求：
(1)写出该简谐运动的表达式；
(2)t=0.9s时的位移；
(3)振子在0∼3.6s内通过的路程。
15.如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R=10cm，折射率n= 2，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5 2cm，CD为出射光线．
(1)补全光路图并求出光从B点传到C点的时间；
(2)求CD与MN所成的角α.
16.如图所示为某款按压式免洗消毒液容器的原理简易图，当向下按压顶盖时同时带动可活动塑料管往下移动，固定塑料管内气体的压强变大，此时向上单向阀门A自动打开，管内气体流出。当可活动塑料管压至最低位置，设此时固定塑料管内气体的压强和体积分别为p0和V0；松开手后，可活动塑料管在弹力装置的作用下往上弹开，固定塑料管内气体的体积变大、压强变小，向上单向阀门A闭合；当固定塑料管内气体的体积变大到一定程度后，液体能通过向上单向阀门B进入固定塑料管内，假设初始时向上单向阀门B到瓶内液体上表面的距离为h，向上单向阀门B的质量为m，其下端管道横截面积为S，瓶内液体密度为ρ，重力加速度为g。整个过程认为气体的温度保持不变，外界气体压强为p0，求：
(1)向上单向阀门B刚被顶开时，固定塑料管内气体的压强；
(2)向上单向阀门B刚被顶开时，固定塑料管内气体的体积V1。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、由于气体分子间距较大，根据气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数能算出每个气体分子占据的空间大小，该空间大小比气体分子的体积大的多，不能算出气体分子的体积．故A错误；
B、悬浮在液体中的固体微粒越小，液体分子与固体颗粒碰撞的不平衡性越明显，布朗运动就越明显，故B错误；
C、一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律，温度越高，体积越大，故C正确；
D、第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，没有违反能量守恒定律，故D错误
故选：C
知道阿伏伽德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，气体不能根据摩尔体积和阿伏伽德罗常数算出气体分子的体积；第二类永动机不可能制成，但它不违反了能量守恒定律．
本题考查气体分子的特点、布朗运动、气体实验定律以及第二类永动机，要注意能根据相关知识解释所见到的现象．
2.【答案】D
【解析】解：A.伽利略的时代，由于计时工具的局限，伽利略没法直接通过实验研究自由落体运动，而是通过实验与逻辑推理的方法得到自由落体运动是匀加速直线运动，而不是直接通过实验证实的，故A错误；
B.开普勒第三定律没法在实验室进行验证，故B错误；
C.玻尔提出的原子理论只能解释氢原子的特征谱线，不是解释了所有元素的原子具有不同特征谱线，故C错误；
D.密立根算出普朗克常量h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射的h一致证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性，故D正确；
故选：D。
本题根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的物理学贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，重视历史知识的积累。
3.【答案】A
【解析】解：AB、通过折射定律以及光的可逆性，知半圆形玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，所以b光的频率大于a光的频率，则a光一个光子的能量小于b光一个光子的能量，故A正确，B错误；
C、b光的频率大于a光的频率，则b光的波长小于a光的波长，根据条纹间距公式△x=ld⋅λ可知，b光比a光条纹间距小，故C错误；
D、因为b光的频率大于a光的频率，用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，a光照射该金属不一定能发生光电效应现象，故D错误。
故选：A。
通过光路图，判断出玻璃砖对两束光的折射率大小，从而知道两束光的频率大小关系，根据条纹间距公式分析两种光的条纹间距，根据频率关系分析a光能否发生光电效应现象。
解决该题需要根据光路图正确判断两种光在玻璃中传播的折射率大小关系，熟记双缝干涉条纹间距共识，掌握光电效应现象的条件。
4.【答案】D
【解析】解：A.在真空中，三束单色光a、b、c的传播速度相等，故A错误；
BCD.由图可知，a光的偏折程度最小，c光最大，故a光的折射率最小，c光的折射率最大，则a光的频率最小，c光的频率最大，则b光的频率比c光小，由公式n=cv可得，在玻璃砖中，a光传播速度最大，光的频率越小时，能量最小可知，a光的光子能量最小，故BC错误，D正确。
故选：D。
任何单色光在真空中传播速度均为光速，进入同一介质后，光的偏折程度大的，折射率大，频率大，能量越大，根据n=cv分析光在介质中的传播速度。
本题主要考查光的折射定律，关键能根据偏折角大小判断出折射率的大小，知道光的频率、波长等物理量与折射率的定性关系．
5.【答案】D
【解析】解：A、当入射角等于临界角时恰好发生全反射，由图可知入射角是45∘时a光已发生全反射，可知a的临界角小于等于45∘，故A错误；
B、由全反射的临界角公式sinC=1n，则当临界角为45∘时，折射率n= 2，由图知b没发生全反射，所以b的折射率一定小于 2，故B错误；
C、由前面的分析可知，a的折射率大，则波长短，根据公式Δx=λLd可知a光形成的条纹间距较小，故C错误；
D、a的波长比b短，频率比b大，所以a发生光电效应时b不一定发生光电效应，但b也可能会发生光电效应，故D正确；
故选：D。
理解全反射的临界角公式，结合题目选项完成分析；
根据题意得出a光和b光的频率大小关系，结合双缝干涉实验的条纹公式完成分析；
理解光电效应的发生条件，结合光的频率特点完成解答。
本题主要考查了光的折射定律，熟悉全反射的临界角公式，结合光电效应的发生条件即可完成分析。
6.【答案】B
【解析】解：A.核反应过程中仍满足电荷数守恒和质量数守恒，即核子数不变，故A错误；
B.铀235吸收慢中子后才可能发生裂变，而镉棒可以吸收慢中子，因此反应堆中将镉棒插入深一些将会减慢核反应速度，故B正确；
C.核裂变比核聚变效率低，而且核裂变产生的核废料放射性极强，核聚变原料好获取，产物无污染，不具有放射性，核聚变更清洁安全，故C错误；
D.裂变反应释放大量的能量，产生的新核更稳定，因此其比结合能比反应前原子核的比结合能大，故D错误。
故选：B。
裂变反应遵循质量数守恒；核裂变是释放核能的过程，释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量；根据裂变前后核子个数不变可判断重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能。
本题考查重核裂变，考查知识点有针对性，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
7.【答案】B
【解析】解：打气筒容积ΔV=300cm3=0.3L
设至少需要打n次气，打入气体的体积V1=nΔV=0.3nL，压强p0=1atm，
轮胎内原有气体压强p=1.5atm，体积V=3L
气体末态的体积V2=V=3L，压强p′=3.5tm，
气体温度不变，根据玻意耳定律得：p0V1+pV=p′V2，
代入数据解得：n=20次，故B正确，ACD错误。
故选：B。
气体温度不变，以轮胎内原有气体和打入的气体整体为研究对象，应用玻意耳定律解题。
本题考查了玻意耳定律的应用，分析清楚气体状态变化过程求出气体状态参量，应用玻意耳定律即可解题。
8.【答案】CD
【解析】解：A.扩散现象是一种自发进行的过程，物体分子不仅可以从高温区域扩散到低温区域，也可以从低温区域扩散到高温区域，故A错误；
B.气体内能包括分子动能和分子势能，不包括气体分子的重力势能，故B错误；
C.气体的压强是由于大量气体分子频繁地对器壁的碰撞而产生的，影响气体压强的大小的因素有气体分子平均动能大小、单位时间内打到器壁单位面积上的分子数的多少；气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，若同时气体的体积增大，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数减少，则气体的压强不一定增大，故C正确；
D.根据理想气体状态方程PVT=C，体等压压缩过，压强不变，体积减小，温度一定降低，内能也减小，即ΔU<0，再根据热力学第一定律W+Q=ΔU，体积减小，外界气体做功W>0，则Q<0，所以理想气体等压压缩过程一定放热，故D正确。
故选：CD。
A.从扩散现象分析作答；
B.从气体分子的内能分析作答；
C.从气体压强的微观含义分析作答；
D.理想气体不计分子的势能，根据理想气体的状态方程和热力学第一定律分析作答。
本题考查了分子动理论、气体压强的微观意义以及理想气体的状态方程和热力学第一定律的理解和运用。对于一定质量的理想气体，气体的内能与气体分子的平均动能大小有关，因此一定质量的理想气体的温度降低，内能一定减小。
9.【答案】ABD
【解析】解：A、根据eU遏止=Ekm=hγ−W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；丙光的遏止电压最大，所以丙的频率最大。故A正确。
B、乙光的遏止电压等于甲光的遏止电压，所以乙光的频率等于甲光的频率，则乙光的波长等于甲光的波长；故B正确。
C、同一光电管，截止频率是相同的，故C错误。
D、由图象可知，甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流，故D正确。
故选：ABD。
光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大。
光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零。eU遏止=Ekm=hγ−W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。从图象中看出，丙光对应的截止电压U截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大。
该题考查光电效应的实验，解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU遏止=Ekm=hγ−W。
10.【答案】AD
【解析】解：A、两种色光都在玻璃砖的上表面发生反射，入射角相同，由反射定律可知它们的反射角相同，可知光束Ⅰ是复色光。光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，故A正确；
B、光路如图所示。
由图可知，光线进入玻璃砖时，光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度，则玻璃对光束Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率，故B错误；
C、一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射入，经过折射、反射、再折射后，光线仍平行，这是因为从玻璃射出时的折射角等于从O点射入时的入射角，改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行，故C错误；
D、玻璃砖对光束Ⅱ折射率更大，根据n=cv可知，在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度，故D正确。
故选：AD。
由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束I是复色光，而光束II、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射入，经过折射、反射、再折射后，光线仍平行，这是因为光反射时入射角与反射角相等，根据v=cn可判断两束光在玻璃中的速度。
本题考查光的折射定律，解题关键掌握折射定律的应用，注意光在介质中传播速度的计算方式。
11.【答案】CD
【解析】解：AC、小球在匀强电场中受到水平向左的电场力，设电场力大小为F0，小球合力为零的位置应该在O点左侧，设为O1，设O1、O点的间距为x0，弹簧的劲度系数为k，则F0=kx0；取水平向右为正方向，当小球从O1点向右运动的位移为x时，回复力F=−F0+k(x0−x)=−kx，故小球会以O1点为平衡位置做简谐运动，故A错误，C正确；
B、因为不知道A点与平衡位置O1点的位置关系，所以不能确定小球从B运动到A的过程中合外力做功情况，也就不能确定动能如何变化，故B错误；
D、小球做简谐运动的过程中，小球的动能、电势能及弹簧的弹性势能之和保持不变。小球从B点运动到A点，弹簧的弹性势能变化量为零，根据能量守恒可知小球动能的增加量一定等于电势能的减少量，故D正确。
故选：CD。
对小球受力分析，求出小球受到的合外力表达式，根据简谐运动的条件：F=−kx，分析小球是否能做简谐运动。根据功能关系明确能量转化的情况。
本题要掌握简谐运动的判断，要注意根据回复力的公式F=−kx进行判断；因为电场力与重力类似，故本题类似与竖直方向的弹簧的简谐振动，可以借鉴其研究方法。
12.【答案】平衡摩擦力 0.560变小 不会 Δv2−W2M
【解析】解：(1)为了保证细绳的拉力为木板的合外力，本实验需要平衡摩擦力，即在实验中轨道应倾斜一定角度；
(2)20分度的游标卡尺的精确度为0.05mm，遮光条宽度d=5mm+12×0.05mm=5.60mm；
(4)①释放木板前，钩码处于平衡状态2F=mg
弹簧测力计示数F=12mg
由静止释放木板的瞬间，根据牛顿第二定律mg−2F′=ma>0
弹簧测力计示数F′<12mg
即由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会变小；
②设细线的拉力为F1，钩码的加速度为a1
根据牛顿第二定律，对钩码mg−2F1=ma1
对木板F1=M⋅2a1
细线的拉力F1=2Mmg4M+m
细线拉力对木板做的功W=F1x=2Mmgx4M+m
钩码的质量m增加2倍，细线拉力做功不是增加2倍；
③根据动能定理W=12MvA2−12MvB2=12M(vA2−vB2)=12M⋅Δv2
化简得Δv2=2M⋅W
因此Δv2−W的图象应该为经过原点的倾斜直线，图象的斜率的表达式为k=。
故答案为：(1)平衡摩擦力；(2)0.560；(4)①变小； ②不会； ③Δv2−W；2M。
(1)为了保证细绳的拉力为木板的合外力，本实验需要平衡摩擦力，据此分析作答；
(2)20分度的游标卡尺的精确度为0.05mm，测量值(d)=主尺对应读数(mm)+对齐格数(不估读)×精确度；
(4)释放木板前，钩码处于平衡状态，由静止释放木板的瞬间，钩码处于失重状态，据此分析作答；
②根据牛顿第二定律求细线的拉力，然后根据做功公式分析作答；
③根据动能定理可以推出Δv2与W一次函数关系式，通过图象和斜率去判断是否实验探究成功。
本实验考查了探究功与速度变化的关系的实验；实验的创新点我利用力的传感器或者弹簧测力计来记录小车受到细线的拉力大小，可以克服小车合力不等于钩码的重力带来的系统误差。
13.【答案】封闭在注射器中的气体 温度 气体质量 注射器 压强 D D C
【解析】解：(1)实验中的研究对象是封闭在注射器中的气体，实验中应保持不变的参量是温度和质量，它的体积由注射器直接读出，压强由压强传感器等计算机辅助系统得到；
(2)根据公式pV=nRT可知，pV的乘积与气体的质量成正相关，由此可知，造成这一现象的原因是实验时注射器内的气体向外发生了泄漏，故D正确，ABC错误；
故选：D。
(3)根据一定质量的理想气体的状态方程pV=CT可知，横坐标表示的物理量是体积的倒数1V时，图像的斜率表示pV的乘积，而因为气体的封闭的，质量保持不变，符合题意，故D正确，ABC错误；
故选：D。
(4)AB、推拉活塞时，动作要慢，否则会引起气体温度的变化；推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分，否则会改变气体的温度，故AB正确；
C、压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体已发生了泄漏，应重新开始实验，故C错误；
D、活塞与针筒之间要保持气密性，故D正确；
本题选错误的，故选：C。
故答案为：(1)封闭在注射器中的气体，温度，气体质量，注射器，压强；(2)D；(3)D；(4)C。
本题主要考查了一定质量的理想气体的实验规律，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式pV=CT即可完成分析。
本题主要考查了一定质量的理想气体的实验规律，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式pV=CT即可完成分析。
14.【答案】解：(1)由图像可知振幅A=2cm，周期T=0.8s，则ω=2πT=2π0.8rad/s=5π2rad/s
由简谐运动表达式x=Asinωt，可得x=2sin(52πt)cm
(2)将t=0.9s代入(1)式，得：x=2sin(52π×0.9)cm= 2cm
(3)在0∼3.6s内，经过的周期数n=tT=
振子在1T内通过的路程为4A，0.5T内通过的路程为2A，
则在0∼3.6s内，振子通过的路程为s=4×4A+2A=18A=18×2cm=36cm
答：(1)该简谐运动的表达式为x=2sin(52πt)cm；
(2)t=0.9s时的位移为 2cm。
(3)振子在0∼3.6s内通过的路程为36cm。
【解析】(1)根据图像求出振幅周期，写出该简谐运动的表达式；
(2)将时间代入该简谐运动的表达式，即可求解位移；
(3)根据一个周期内振动四个振幅，确定时间为周期的多少倍，求出振子通过的路程。
本题主要考查了通过振动图像来确定振子位移随时间变化的关系式，振子路程由振动周期来确定。
15.【答案】解：①连接BC，作出光路图如图．设光线在B点处入射角、折射角分别为i、r.
由几何知识得
sini=5 210= 22，则i=45∘
根据折射定律得
n=sinisinr
代入解得，r=30∘
BC=2Rcsr，光在球体中传播的速度为v=cn
则光从B点传到C点的时间为t=BCv=2Rcsrc⋅n
代入解得，t= 63×10−9s
②由几何知识得，∠COP=15∘，∠OCP=135∘，则α=180∘−∠COP−∠OCP=30∘
答：
①补全光路如图，光从B点传到C点的时间为t= 36×10−9s；
②CD与MN所成的角α=30∘.
【解析】(1)连接BC，作出光路图．由几何知识求出光线在B点时的入射角，根据折射定律求出折射角，由几何关系求出BC，由n=cv求出光在球体中传播的速度v，再求解光从B点传到C点的时间；
(2)根据几何知识求出CD与MN所成的角α.
本题是几何光学问题，作出光路图是解题的基础，此类问题往往是折射定律、光速公式和几何知识的综合应用．
16.【答案】解：(1)设向上单向阀门B恰好要被顶开时，固定塑料管内气体压强为p1，体积为V1。
对向上单向阀门B，由平衡条件得
p1S+mg=(p0−ρgh)S
解得：p1=p0−ρgh−mgS
(2)从可活动塑料管压至最低位置到向上单向阀门B将被顶开过程，固定塑料管内气体发生等温变化，根据玻意耳定律得
p0V0=p1V1
解得：V1=p0V0Sp0S−mg−ρghS
答：(1)向上单向阀门B刚被顶开时，固定塑料管内气体的压强为p0−ρgh−mgS；
(2)向上单向阀门B刚被顶开时，固定塑料管内气体的体积V1为p0V0Sp0S−mg−ρghS。
【解析】(1)对向上单向阀门B，由平衡条件列方程，即可求解。
(2)从可活动塑料管压至最低位置到向上单向阀门B将被顶开过程，固定塑料管内气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解。
对于封闭气体的压强，往往以与气体接触的活塞为研究对象，运用平衡条件或牛顿第二定律求压强。序号
V(mL)
p(×105Pa)
p⋅V(×105Pa⋅mL)
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621
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