河北邢台市2025-2026学年高二年级下册学业水平调研物理试题（试卷+解析）

物理学业水平调研

本试卷满分100分，考试用时75分钟。

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需

改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写

在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有

一项符合题目要求。

1.某足球赛赛前，裁判员用抛硬币的方法来确定双方球队的进攻方向。已知硬币从裁判员手中离开后竖直

向上运动的距离为0.8m,硬币在空中经过Is落地，取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力，则

硬币下落至地面时的速度大小为（）

A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.6m/s

2.我国科学家近期发现了一种具芍本征相干性的新型光阴极最子材料（如钛酸锢SiTiOj），这种材料是当

代粒子加速器、自由电子激光等尖端技术的核心元件。已知该光阴极材料的逸出功为叱…关亍该新型光阴

极材料，下列说法正确的是（）

A.只要照射时间足够长，任何频率的光都能使该材料产生光电子

B.只要入射光的强度足够大，就能使该材料产生光电子

C.只要入射光光子的能量大于比：，就能使该材料产生光电子

D.若紫光能使该材料发生光电效应，则红光也一定能使该材料发生光电效应

3.利用薄膜干涉检测工件平滑度，如图甲所示，两板之间形成一个空气薄层，用。、〃两种不司颜色的单

色光从上向下照射，得到如图乙所示的干涉图像，下列说法正确的是（）

乙

A.被检测工件的上表面有一明显的凸起B.在同一介质中，。光的波长比b光的波长长

C.a光的频率比b光的频率大D.在真空中，〃光的速度大于〃光的速度

4.一个带有可移动活塞的密闭汽缸中封闭着一定质量的理想气体。初始时，气体处于状态4先后经过状

态B、C,最终回到状态4其变化过程的〃-V图像如图所示，A8的反向延长线过原点，4c平行于横

轴，8c平行于纵轴，关于气体的这一系列变化过程，下列说法正确的是（）

A.气体由状态人到状态〃的过程中，每个分子的动能都变大

B.气体由状态8到状态。的过程中，分子数密度减小

C.气体由状态C到状态A的过程中，气体的温度降低

D.气体由状态C到状态A的过程中，气体的温度不变

5.在现代化的智慧物流仓库中，用平的分拣机器人正忙碌地工作着。如图所示，某快递包裹正平放在机器

人顶部的粗糙水平托盘上，随机港人一起在水平地面上向右做匀速直线运动。关于该包裹在运输过程中的

受力情况，下列说法正确的是（）

A.包裹受到向左的摩擦力

B.包裹受到向右的摩擦力

C.若机器人突然停止运动，则包裹在向右滑动的过程中受到水平托盘的作用力方向为斜向右二方

D.若机器人突然停止运动，则包裹在向右滑动的过程中受到水平托盘的作用力方向为斜向左上方

6.为了应对极端寒冷和光照不足的环境，某些探测器搭载了放射性同位素热电机作为“核电池”。这种电

池利用放射性同位素（如杯238）衰变时释放的热量转化为电能，为探测器提供长达数十年的稳定能源。

已知杯238（2■Pu）发生。衰变的半衰期为88年，下列说法正确的是（）

A.一个杯238核中有144个中子

B.将杯238制成化合物或置于高玉环境下，可以改变其半衰期

3

C.经过176年，该核电池中剩余的杯238核的数量将变为原来的二

4

D.杯238核的比结合能大于其衰变产生的新核的比结合能

7.如图甲所示，工人师傅的工具箱为长方体，其总质量为0.4kg,长度为60cm,轻绳长为1m,轻绳

左、右两端分别固定在工具箱上表面的左、右两边的中点A、6。工具箱挂在墙上的一颗光滑的钉子C

上，如图乙所示，此时轻绳所在平面与光滑竖直墙面间的夹角为60。，则轻绳的拉力大小为（）

A.4NB.5NC.6ND.8N

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选顼中，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。

8.如图所示，左管的横截面积比右管横截面积大的U形管，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭一定

质量的理想气体，开始时，左管内水银面比右管内水银面高，已知大气压强恒定。卜.列说法正确的是

A.开始时，左管内气体的压强小于大气压强

B.开始时，左管内气体的压强大于大气压强

C.若加热左管内气体，使左、右两管内的水银面相平，则左侧液面下降的高度比右侧液面上升的高度小

D.若加热左管内气体，使左、右两管内的水银面相平，则左侧液面下降的高度比右侧液面上升的高度大

9.4、8两列简谐横波在同种均匀介质中传播。，=0时刻，两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所

示，已知A波的频率为2Hz,沿二轴正方向传播，8波沿x轴负方向传播，关于两列简谐横波，下列说法

正确的是（）

A.B波的传播速度大小为4m/s

B6波与8波的周期之比为2:1

c.，一0时刻，平衡位置在不一。处的质点沿丁轴负方向运动

D.0〜0.5s内，平衡位置在x=-4m处的质点运动的路程为40cm

10.1=0时刻，某无人机从高空。点由静止开始沿竖直方向向下运动，经三段不同运动后恰好降落到地面

时速度为0,其速度随时间变化的u—/图像如图所示，无人机在七=2%时运动到8点，在左=4%时运动

到C点，在。）=5/0时运动到。点，且C。段图线的斜率绝对值是OB段斜率的3倍。下列说法正确的是

A.无人机在。点时的速度是在8点时的速度的2倍

B.无人机在C点时的速度是在8点时的速度的1.5倍

C.OB段与C。段的位移大小之比为4：3

D.OB段与CD段的位移大小之比为5：3

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.“积木摆”通常指用积木搭建的摆动装置，使用积木搭建摆动装置不仅能让学习过程更有趣，还能直

观地观察到摆动周期、平衡性以及重力作用等物理现象。一个简单的积木摆如图所示，直径为。的刚性小

球在半径为R的固定光滑圆弧面内做往返运动，从小球运动至最低点开始计时，再•次回到最低点所用时

间为3通过这样简单的实验可以测出当地的重力加速度。

（1）在本实验中，R应（填“远大于”“等于”或“远小于”）。，小球在最高点时，与圆弧圆

心的连线和竖直方向的夹角应________（填“小于5。”或“大于10。”）o

（2）由实验可测得重力加速度g=（用/、R和。表示）。

（3）若小球没到最低点就开始计时，则导致重力加速度的测量直________（填“大于”“等于”或“小

于"）真实值。

12.某实验小组用如图甲所示的装置探究橡皮筋弹力与形变量的关系。刻度尺固定在水平木板上，橡皮筋

一端用大头针固定在刻度尺的。刻度线处，另一端与细绳的一端打结（标记结点。），细绳另一端挂在弹

簧测力计挂钩上。沿刻度尺拉宜橡皮筋，弹簧测力计示数为0时，结点位置示数为500cm；水平拉弹簧

测力计，使橡皮筋结点沿刻度尺移动，记录结点位置和对应的弹簧测力计示数。

（1）当橡皮筋结点位置示数为15.00cm时，橡皮筋的伸长量=cm,弹簧测力计示数如图乙所

示，则此时橡皮筋的拉力大小尸=No

（2）以测得的弹力大小尸为纵轴，以对应的橡皮筋的伸长量x为横轴，根据实验数据作出尸-X图像如图

丙所示，可知橡皮筋的劲度系数及=N/m；图线末端弯曲的原因是（写一条即可）。

13.光导管作为一种高效的光传输装置，在现代科技和生活中发挥着重要作用。如图所示，截面为矩形的

光导管长度为L，一单色光在光导管的截面中心线位置，以入射角i射入光导管，恰好在光导管的上表面

发生全反射，已知42=立，光在真空中的传播速度大小为小求：

3

（1）光导管的折射率〃；

（2）光在光导管中的传播速度大小入

（3）光在光导管中的传播时间L

14.救生圈是一种常见的救生用品，可以通过按压式气筒对救生圈进行充气，已知救生圈容积为50L,按

压一次充入0.5L、压强〃o=LO、lOSPa的气体，气体可视为理想气体，热力学温度与摄氏温度的关系为

T=，+273K。救生圈的容积不变。

（1）某次救生圈充满气后内部压强Pi=Llxl（）5pa,温度为27℃。救生圈放在汽车内，而汽车在太阳

下暴晒，车内温度升高为57。（3,求此时救生圈内气体的压强〃2；

（2）若充气时环境温度为27"\充气过程中气体的温度不变，要使放完气的救生圈充满气后的压强为

5

p3=1.4xlOPa,求按压充气的次数〃；

（3）要使（2）中充满气后的救生圈内气体的压强变为〃4=L25xl（）5pa（温度不变），则要放出一定量

的气体，求放出气体的质量与原有气体的质量的比值（结果保留两位有效数字）。

15.两智能物流机器人A和3正在同一条足够长的平直轨道上进行货物转运测试。0时刻，机器人A以

吸=6m/s的速度匀速通过轨道上的。点。与此同时，，位于机器人A后方环=27m处的机涉人3从静止

开始启动，以大小q=2m/s2的加速度做匀加速直线运动追赶机器人A。当机器人力的速度达到

%=I2m/s后，由于电机过热触发保护机制，它立即改为做匀减速直线运动，减速时的加速度大小

2

a2-0.5m/s。

（I）求机器人8在加速阶段刚结束时（速度刚达到12m/s时），两机器人之间的距离Ar；

<2）求在。〜12s内，两机器人之间的最大距离；

（3）在0〜12s内，求当两机器人之间的距离x=16m时，机器人8的速度大小。

物理学业水平调研

本试卷满分100分，考试用时75分钟。

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需

改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写

在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有

一项符合题目要求。

1.某足球赛赛前，裁判员用抛硬币的方法来确定双方球队的进攻方向。已知硬币从裁判员手中离开后竖直

向上运动的距离为0.8m,硬币在空中经过Is落地，取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力，则

硬币下落至地面时的速度大小为（）

A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.6m/s

【答案】D

【解析】

【详解】硬币鞋直上升最大高度力=0.8m,上升到最高点时速度为0,将上升过程逆向视为自由落体运

动，有h=；gR

可得上升时间a=0.4s

下落时间，2=%一4=0.6s

根据自由落体速度公式U=

可得落地速度大小u=6m/s

故选

2.我国科学家近期发现了一种具芍本征相干性的新型光阴极量子材料（如钛酸锯S"iC）3）,这种材料是当

代粒子加速器、自由电子激光等尖端技术的核心元件。已知该光阴极材料的逸出功为卬°。关F该新型光阴

极材料•，下列说法正确的是（）

A.只要照射时间足够长，任何频率的光都能使该材料产生光电子

B.只要入射光的强度足够大，就能使该材料产生光电子

C.只要入射光光子的能量大于叱:，就能使该材料产生光电子

D.若紫光能使该材料发生光电效应，则红光也一定能使该材料发生光电效应

【答案】C

【解析】

【详解】A.光电效应发生与照射时间无关，若入射光频率低于极限频率，无论照射多久都不会产生光电

子，故A错误：

B.光电效应发生与入射光强度无关，若入射光单个光子能量小于叱…光强再大也无法打出光电子，故B

错误；

C.入射光光子能量大于叱）时，满足光电效应发生条件，可使材料逸出光电子，故C正确；

D.紫光频率高于红光频率，紫光能发生光电效应仅说明紫光频率大于材料极限频率，红光频率可能低于

极限频率，不一定能发生光电效应，故D错误。

故选C。

3.利用薄膜干涉检测工件平滑度，如图甲所示，两板之间形成一个空气薄层，用。、〃两种不司颜色的单

色光从上向下照射，得到如图乙所示的干涉图像，下列说法正确的是（）

A.被检测工件的上表面有一明显的凸起B.在同一介质中，。光的波长比〃光的波长长

C.u光的频率比b光的频率大D.在真空中，。光的速度大于力光的速度

【答案】B

【详解】A.由图可知，弯曲的亮条纹提前出现,同一亮条纹所对应的光程差相等，说明该检测工件上表

面有一个明显的凹坑，故A错误；

B.设空气劈尖夹角为巴相邻同类条纹对应空气膜厚度差为△”=!，又有△d=ZUtan。

2

解得加•=

2tan。

图乙中。光条纹间距较大，说明。光在同一介质中的波长较长，故B正确；

C.频率由光源决定，波长越长的单色光频率越小，由B可知。光波长比人光长，所以〃光频率比。光频

率小，故C错误;

D.在真空中所有单色光传播速度均为c,所以。光和人光在真空中的速度相等，故D错误。

故选B<,

4.一个带有可移动活塞的密闭汽缸中封闭着一定质量的理想气体。初始时，气体处于状态A,先后经过状

态B、C,最终回到状态4,其变化过程的〃-丫图像如图所示，A8的反向延长线过原点，AC平行于横

轴，8c平行于纵轴，关于气体的这一系列变化过程，下列说法正确的是（)

A.气体由状态A到状态B的过程中，每个分子的动能都变大

B.气体由状态4到状态。的过程中，分子数密度减小

C.气体由状态C到状态A的过程中，气体的温度降低

D.气体由状态。到状态A的过程中，气体的温度不变

【答案】C

【解析】

【洋解】A.气体由状态A到状态3的过程中，根据理想气体状态方程华二C,由于"V乘积在增大,

所以气体温度升高，则气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都变大，故A错误；

B.气体由状态8到状态。的过程中，气体体积不变，分子数密度不变，故B错误；

CD.气体由状态C到状态A的过程中，气体压强不变，体积变小，根据”=C,可知气体的温度降

T

低，故C正确，D错误。

故选C。

5.在现代化的智慧物流仓库中，扁平的分拣机器人正忙碌地工作着。如图所示，某快递包裹正平放在机器

人顶部的粗糙水平托盘上，随机器人一起在水平地面上向右做匀速直线运动。关于该包裹在运输过程中的

受力情况，下列说法正确的是（）

A.包裹受到向左的摩擦力

B.包裹受到向右的摩擦力

C.若机器人突然停止运动，则包裹在向右滑动的过程中受到水平托盘的作用力方向为斜向右上方

D.若机器人突然停止运动，则包裹在向右滑动的过程中受到水平托盘的作用力方向为斜向左上方

【答案】D

【解析】

【详解】已知包裹随机器人和托盘一起在水平地面上向右匀速直线运动，匀速阶段包裹加速度为4=0,

根据牛顿第一定律可知包裹所受合力为零，水平方向不需要摩擦力提供加速度。

A.匀速运动阶段，包裹相对托盘静止，且水平方向无加速度，根据水平方向受力平衡有/=0,所以包

裹不受向左的摩擦力，故A错误；

B.匀速运动阶段，包裹相对托盘静止，且水平方向无加速度，摩擦力为/=0,所以包裹也不受向右的

摩擦力，故B错误；

CD.机器人突然停止运动时，包裹由于惯性仍保持向右运动趋势，相对托盘向右滑动，滑动摩擦力方向与

相对运动方向相反，因此托盘对包裹的摩擦力水平向左；托盘对包裹还有竖直向上的支持力外，两个力

的合力应斜向左上方，故C错误；D正确。

故选D。

6.为了应对极端寒冷和光照不足的环境，某些探测器搭载了放射性同位素热电机作为“核电池”。这种电

池利用放射性同位素（如杯238）衰变时释放的热量转化为电能，为探测器提供长达数十年的稳定能源。

已知杯238/£Pu）发生a衰变的半衰期为88年，下列说法正确的是（）

A.一个坏23S核中有144个中子

B.将杯238制成化合物或置于高玉环境下，可以改变其半衰期

3

C.经过176年，该核电池中剩余的杯238核的数量将变为原来E勺二

4

D.杯238核的比结合能大于其衰变产生的新核的比结合能

【答案】A

【解析】

【详解】A.杯238核的质子数为94,质量数为238,故中子数为238—94=144,故A正确；

B.半衰期是放射性元素原子核的固有属性，与元素的化学状态、所处的物理环境（压强、温茂等）均无

关，无法通过改变外界条件调整半衰期，故B错误；

£

C.176年对应2个半衰期，根据放射性元素剩余核数公式N=N。（；y

代人得剩余钵238核数量为原来的=+故c错误：

D.a衰变是放能反应，说明衰变产生的新核比杯238核更稳定，根据原子核的比结合能越大，原子核越

稳定，可知新核的比结合能大于杯238核的比结合能，故D错误。

故选A。

7.如图甲所示，工人师傅的工具箱为长方体，其总质量为0.4kg,长度为60cm,轻绳长为1n轻绳

左、右两端分别固定在工具箱上表面的左、右两边的中点4、8。工具箱挂在墙上的一颗光滑的钉子C

上，如图乙所示，此时轻绳所在平面与光滑竖直墙面间的夹角为60。，则轻绳的拉力大小为（）

甲乙

A.4NB.5NC.6ND.8N

【答案】B

【解析】

【详解】设轻绳张力为丁，取中点为。。钉子光滑，故两段轻绳张力大小相等；工具箱受重力、墙面

对工具箱的支持力和轻绳拉力作用。

由受力平衡可知，两段轻绳对工具箱的合力沿0。方向。由于4c=8C=!=0.50m,

2

AO=80,=0.30m,在三角形AOC中有℃=JAC?-40?

代入数据解得OC=0.40m

oc

两段轻绳拉力的合力大小为F=2T—

AC

轻绳所在平面与竖直墙面夹角为60”,合力/沿OC方向，其竖直分最为4=/以均60一

nr

工具箱竖直方向平衡，有2r£；cos60'=〃zg

AC

〃吆AC

解得T=

2OCcos60

代入〃？=0.4kg,g=10m/s。AC=0.50m,OC=0.40m

解得r=5N

故选B。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选顷中，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。

8.如图所示，左管的横截面积比右管横截面积大的U形管，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭一定

质量的理想气体，开始时，左管内水银面比右管内水银面高，己知大气压强恒定。下列说法正确的是

A.开始时，左管内气体的压强小于大气压强

B.开始时，左管内气体的压强大于大气压强

C.若加热左管内气体，使左、右两管内的水银面相平，则左侧液面下降的高度比右侧液面上升的高度小

D.若加热左管内气体，使左、右两管内的水银面相平，则左侧液面下降的高度比右侧液面上升的高度大

【答案】AC

【解析】

【详解】A.设左管内气体压强为P,大气压强为〃°,左、右管内水银面高度差为力，且左侧水银面高于

右侧水银面。取连通器底部同一水平面，根据静止液体压强关系有〃+=+

由干力左〉也「可得〃<%,故A正确；

B.由A选项分析可知，开始时左管内气体压强小于大气压强，故B错误；

C.加热左管内气体后，气体膨胀，左侧水银面下降、右侧水银面上升。设左管横截面积为S左，右管横截

面枳为S右，左侧水银面下降高度为A〃左，右侧水银面上升高度为△为「根据水银体积不变有

S左「二s右△”右

又因为S左〉S右，所以故C正确：

D.由C选项分析可知，左侧液面下降高度比右侧液面上升高度小，故D错误。

故选AC.

9/、3两列简谐横波在同种均匀介质中传播。，=()时刻，两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所

示，已知A波的频率为2Hz,沿二轴正方向传播，8波沿x轴负方向传播，关于两列简谐横波，下列说法

正确的是()

A.8波的传播速度大小为4m/s

B.A波与B波的周期之比为2:1

C.，=0时刻，平衡位置在x=0处的质点沿y轴负方向运动

D.0〜0.5s内，平衡位置在x=Ym处的质点运动的路程为4（心］1

【答案】BD

【解析】

【详解】A.AB两列波在同种均匀介质中传播，波速相等。由图知A波的波长乙=4m,

VB=VA=~^T~=^A/A=8m/s,A错误；

JA

B.A波周期4=；=1s

JAL

B波周期及=&_=；S

VB4

则〃：1=2:1,B正确;

C.A波向右传播，x=0处质点速度方向向上；8波向左传播，x=0处质点速度方向向上；两波振动方向

叠加后，x=0处质点速度方向仍向上，沿）'轴正方向运动，C错误；

D.1=0.5s时，8波传播到x=1/=-4m

则B波在0~0.5s内不影响x=-4m处质点的振动

7；=gs,则一个周期内x=-4m处质点振动的路程为44=4xl0cm=40cm,D正确；

故选BD。

10.，=（）时刻，某无人机从高空。点由静止开始沿竖直方向向下运动，经三段不同运动后恰好降落到地面

时速度为0,其速度随时间变化的丫一，图像如图所示，无人机在勿=2%时运动到8点，在攵=40时运动

到C点，在。）=5/0时运动到。点，且C。段图线的斜率绝对值是OB段斜率的3倍。下列说法正确的是

A.无人机在。点时的速度是在8点时的速度的2倍

B.无人机在。点时的速度是在8点时的速度的1.5倍

C.。8段与C。段的位移大小之比为4：3

D.。8段与C。段的位移大小之比为5：3

【答案】BC

【解析】

【详解】AB.设08段图线斜率为2,则OB段加速度大小为女，由图像可知8点速度为

vB=kx2()=2kt0

又CD段图线斜率绝对值是08段斜率的3倍，且CO段时间为《),故％=3人八=3内0

v3,_

可得，c=不=1・5,故A错误，B正确;

02

CD.口一，图像与时间轴围成的面积表示位移大小，08段位移大小为%8=gx2f0x2灯0=2公；

।3

C。段位移大小为々7)=]X(0X31%=-^0

X()B_2ko_4

所以募一至一§，故C正确，D错误。

故选BCo

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.“积木摆”通常指用积木搭建的摆动装置，使用积木搭建摆动装置不仅能让学习过程更有趣，还能直

观地观察到摆动周期、平衡性以及重力作用等物理现象。一个简单的积木摆如图所示，直径大。的刚性小

球在半径为A的固定光滑圆弧面内做往返运动，从小球运动至最低点开始计时，再一次回到最低点所用时

间为/,通过这样简单的实验可以测出当地的重力加速度。

（1）在本实验中，宠应________（填“远大于”“等于”或“远小于”）。，小球在最高点时，与圆弧圆

心的连线和竖直方向的夹角应________（填“小于5。”或“大于10。”）。

（2）由实验可测得重力加速度g=（用/、R和。表示）。

（3）若小球没到最低点就开始计时，则导致重力加速度的测量直________（填“大于”“等于”或“小

于”）真实值。

【答案】（1）①.远大于②.小于5。

（3）小于

【解析】

【小问I详解】

[1]本实验将小球的运动等效为单摆，需要将小球视为质点，因此圆弧半径R需要远大于小球直径。。

⑵只有当摆角（本题对应连线与唳直方向的夹角）小于5时，小球的运动才可近似为简谐运动，能使用单

摆周期公式计算。

【小问2详解】

小球做简谐运动的等效摆长为/=H-2=空二2;从最低点出发再一次回到最低点经过半个周期，因

22

此周期丁=2小

根据单摆冏期公式T=27i\-

联立可得g。

【小问3详解】

若没到最低点就开始计时，测量得到的时间，（从计时开始到再•次回到最低点的间隔）会比真实的半个

周期偏大；

由g」（2R「。）可知,g与「成反比，因此重力加速度的测量值小于真实值。

2r

12.某实验小组用如图甲所示的装置探究橡皮筋弹力与形变量的关系。刻度尺固定在水平木板上，橡皮筋

一端用大头针固定在刻度尺的。刻度线处，另一端与细绳的一端打结（标记结点0），细绳另一端挂在弹

簧测力计挂钩上。沿刻度尺拉直橡皮筋，弹簧测力计示数为。时，结点位置示数为5.00cm；水平拉弹簧

测力计，使橡皮筋结点沿刻度尺移动，记录结点位置和对应的弹簧测力计示数。

（1）当橡皮筋结点位置示数为15.00cm时，橡皮筋的伸长量AY=cm,弹簧测力计示数如图乙所

示，则此时橡皮筋的拉力大小/=No

（2）以测得的弹力大小/为纵轴，以对应的橡皮筋的伸长量x为横轴，根据实验数据作出尸-X图像如图

丙所示，可知橡皮筋的劲度系数〃=N/m；图线末端弯曲的原因是（写一条即可）。

【答案】⑴0.10.00②.2.00

（2）①.20②.超出了橡皮筋的弹性限度

【解^5]

【小问1详解】

[1]弹簧测力计示数为0时，结点位置示数为%=5.00cm,当结点位置示数为E=15.00cm时，橡皮筋的

伸长量为以=%-毛

代人数据解得加•=10.00cm

[2]由图乙可知，弹簧测力计的分度值为0.1N,指针所指示数为2.00N,所以橡皮筋的拉力大小为

F=2.00N

【小问2详解】

[1]在图丙中，图线前段为直线，橡皮筋满足胡克定律，根据胡克定律有尸=去

可得劲度系数为

x

取图线直线部分上一点x=10cm=0.10m,尸=2.00N,代入解得〃=20N/m

⑵图线末端弯曲，说明弹力与伸长量不再成正比，原因是弹力超过橡皮筋弹性限度。

13.光导管作为一种高效的光传输装置，在现代科技和生活中发挥着重要作用。如图所示，截面为矩形的

光导管长度为L，一单色光在光导管的截面中心线位置，以入射角i射入光导管，恰好在光导管的上表面

发生全反射，已知sini=X3,光在真空中的传播速度大小为c。求：

3

（1）光导管的折射率〃；

（2）光在光导管中的传播速度大小L

（3）光在光导管中的传播时间

【答案】（1）〃=毡

3

(2)\>=Bc

2

4L

(3)t=—

3c

【解析】

【小问1详解】

设光进入光导管时的折射角为，由折射定律有〃=—

sinr

光在光导管上表面的入射角为90-r

由于恰好发生全反射，则该入射角等于全反射临界角C,H[J90-r=C

根据全反射临界角公式sinC=,，可得：cosr=l

nn

sinz八、、_

将〃=——代入sin7+cos7=1

sinr

得（幽

nn

代入sini=

3

解得折射率为〃=2叵

3

【小问2详解】

根据光在介质中传播速度的公式v=-

n

解得

2

【小问3详解】

光在光导管中沿管轴（水平）方向的分速度大小为L=vcosr

LL

光需要沿管轴方向传播的距离为因此传播时间f为：/=一二------

匕vcosr

厂r_L_L_4L

将i，二—,和cosr='二—"代入上式，解得6G33c

2〃2丁飞4

14.救生圈是一种常见的救生用品，可以通过按压式气筒对救生圈进行充气，已知救生圈容积为50L,按

压一次充入0.5L、压强〃o=1.0xl05Pa的气体，气体可视为理想气体，热力学温度与摄氏温度的关系为

T=1+273K.救生圈的容积不变。

（1）某次救生圈充满气后内部压强巧=1.1x10$Pa,温度为27℃。救生圈放在汽车内，而汽车在太阳

下暴晒，车内温度升高为57。（2,求此时救生圈内气体的压强〃2；

（2）若充气时环境温度为27。。，充气过程中气体的温度不变，要使放完气的救生圈充满气后的压强为

〃3=1.4x105Pa,求按压充气的次数〃；

（3）要使（2）中充满气后的救生圈内气体的压强变为〃4=L25xl（）5pa（温度不变），则要放出一定量

的气体，求放出气体的质量与原有气体的质量的比值（结果保留两位有效数字）。

【答案】（1）1.21X105Pa

（2）140

（3）0.11

【解析】

【小问1详解】

救生圈容积不变，气体质量不变，初温为7；=（27+273）K=300K,末温为7；=（57+273）K=330K,

根据理想气体状态方程可知压强与热力学温度成正比，有牛

/112

T、

解得〃2=〃1元

330

代入数据得〃2=L1x105X而Pa=1.21X10‘Pa

【小问2详解】

每按压一次充入气体体积为匕）=0.51=5.0x1071113,救生圈容积为V=50L=5.0xl（）2m3,充气过程

温度不变，设按压次数为〃，每次充入的气体物质的量为罂，救生圈充满后气体物质的量为强，根

R/R/

据气体物质的量守恒有〃鬻二

解得〃二p七y/

〃（）％

代人数据得”黑黜小。

所以需要按压140次。

【小问3详解】

放气过程温度不变、容积不变，由理想气体状态方程〃V=可知气体质量与压强成正比，设放气前气

体质量为，〃3,放气后气体质量为帆4，则有也=△

团3〃3