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题型组合练12　选择题、计算题 说明：选择题每小题4分，本试卷总分40分 1．(2024·江苏金陵中学校考模拟)利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法正确的是(　　) A．测量过程中误将6个条纹间距数成5个，波长测量值偏大 B．将屏向右移动，其他不动，则干涉条纹间距变小 C．将双缝换为间距更大的双缝后，干涉条纹间距变宽 D．用激光替代普通光源直接照射到双缝上，观察不到干涉条纹 A　[条纹间距Δx＝，其中a为n条亮条纹或暗条纹之间的宽度，若测量过程中误将6个条纹间距数成5个，则条纹间距偏大，根据干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，波长的测量值偏大，故A正确；根据干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，将屏向右移动，增大了双缝与屏之间的距离l，其他不动，干涉条纹间距变大，故B错误；将双缝换为间距更大的双缝后，根据干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，d变大，干涉条纹间距变窄，故C错误；因激光的相干性高，用激光替代普通光源直接照射到双缝上，比普通光源效果更好，故D错误。] 2．(2025·北京卷)质点S沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示，则(　　) A．该波为纵波 B．质点S开始振动时向上运动 C．S、P两质点振动步调完全一致 D．经过一个周期，质点S向右运动一个波长距离 B　[由题图可知，该波上质点的振动方向与波的传播方向垂直，是横波，故A错误；由题图，根据同侧法可知，质点P开始振动的方向向上，则质点S开始振动时向上运动，故B正确；由题图可知，S、P两质点平衡位置的距离为λ，则两质点振动步调相反，故C错误；质点不能随波传播，只能在平衡位置附近上下振动，故D错误。故选B。] 3．(2025·江苏南京模拟)如图所示的电路中，a、b接在电动势E0恒定、内阻为r的正弦交变电源上，变压器为理想变压器，A、V均为理想交流电表，电压表示数为U、电流表示数为I，电源的总功率为P。移动滑片改变滑动变阻器的电阻R，下列图像可能正确的是(　　) A． B． C． D． C　[在副线圈中有U＝IR，根据电压、电流与匝数的关系有＝，I0n1＝In2，在原线圈电路中有I0＝，则有U＝，可知U-R图像为一条曲线，A错误；根据电压、电流与匝数的关系有＝，I0n1＝In2，根据闭合电路欧姆定律有U0＝E0－I0r，则有U＝E0－rI，可知U-I图像为一条倾斜的直线，斜率为负值，B错误；根据电压与匝数的关系有＝，电源的总功率为P＝E0I0，原线圈中的电流I0＝，则有P＝·U，可知P-U图像为一条倾斜的直线，斜率为负值，C正确；根据电流与匝数的关系有I0n1＝In2，电源的总功率为P＝E0I0，解得P＝I，可知P-I图像为一条过原点的直线，斜率为正值，D错误。] 4．(2024·江苏金陵中学校考模拟)如图所示，两个电荷量均为＋Q的点电荷位置固定不动，电荷量分别为＋q和－q的两个点电荷用绝缘轻杆连接构成电偶极子，轻杆的长度远小于两个＋Q点电荷之间的距离，电偶极子位于两个＋Q点电荷中垂线上的O点，以O点为原点，向上为正方向建立x轴。在电偶极子上施加沿x轴的外力F，使其沿着中垂线缓慢向上移动，Ep表示电偶极子在移动过程中的电势能(忽略＋q与－q的相互作用，不考虑重力)。下列F和Ep随轻杆中点的坐标x变化的图像正确的是(　　) A．①和③　 B．②和③ C．①和④ D．②和④ B　[根据平行四边形定则，开始时电偶极子受到的电场力的合力向上，根据平衡条件，力F方向向下，随着电偶极子向上移动的过程中，电场力的合力逐渐减小，则F逐渐减小，电场力的合力减小到0后又反向增大，则F减小到0后又反向增大，当电偶极子向上移动到无穷远处，电场力的合力趋于0，F趋于0，题图②符合题意，故①错误，②正确；电偶极子位于O点时，两个电荷构成的系统电势能为0，随着电偶极子向上移动的过程中，电场力的合力向上，逐渐减小到0后又反向增大，所以电场力的合力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，由于无穷远处电势为0，所以电势能趋于0，题图③符合题意，故③正确，④错误。故选B。] 5．(2024·江苏木渎高级中学校考)激光冷却中性原子的原理如图所示，质量为m、速度为v0的原子连续吸收多个迎面射来的频率为ν的光子后，速度减小。不考虑原子质量的变化，光速为c。下列说法正确的是(　　) A．激光冷却利用了光的波动性 B．原子吸收第一个光子后速度的变化量为Δv＝－ C．原子每吸收一个光子后速度的变化量不同 D．原子吸收个光子后速度减小到原来的一半 B　[激光冷却体现了光的粒子性，故A错误；根据德布罗意波的波长公式有λ＝＝，可得一个光子的动量为p＝，根据动量守恒定律有mv0－p＝mv1，所以原子吸收第一个光子后速度的变化量为Δv＝v1－v0＝－，故B正确；由动量守恒定律知，每个光子的动量相同，所以原子每吸收一个光子后速度的变化量相同，故C错误；原子吸收个光子后，根据动量守恒定律有mv0－np＝mv2，即mv0－＝mv2，解得v2＝0，故D错误。] 6．(2024·江苏木渎高级中学校考)2022年3月23日，三位“神舟十三号”航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合完成“天宫课堂”第二次太空授课。授课中航天员叶光富手拉细线不断加速让一个小瓶子在竖直平面内做圆周运动，从而实现瓶内油水分层。如图所示，若绳子长为l，水的质量为m，则(　　) A．油和水的向心加速度相等 B．油受到的向心力可能大于水 C．水受到瓶子的作用力为m D．瓶子在最高点的速度一定大于 B　[油和水的角速度相同，根据公式a＝ω2r，由于水和油的重心不同，所以圆周运动的半径不同，可知油和水的向心加速度不相等，故A错误；根据向心力公式F＝ma＝mω2r，若油的质量大于水的质量，则油受到的向心力可能大于水，故B正确；由于不知道水的重心到圆心的距离，也不知道水的速度，所以无法计算水受到瓶子的作用力，故C错误；瓶子处于完全失重状态，且瓶子的重心到圆心的距离不是l，故D错误。] 7．一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态a。其p-V图像如图所示，ab、bc、ca皆为直线，ac平行于p轴，bc平行于V轴。下列说法正确的是(　　) A．a、b、c三个状态中，状态c温度最高 B．ab过程中，气体分子的平均动能先变小后变大 C．bc过程中，气体一定从外界吸热 D．从a状态经历三个过程再次回到a状态的过程中，气体共吸热3×105 J D　[该理想气体在不同状态下都有＝C，可得pV＝CT，由p-V图像可得paVa>pbVb>pcVc，所以Ta>Tb>Tc，故a、b、c三个状态中，状态a温度最高，A错误；ab过程中，气体温度先升高后降低，故气体分子的平均动能先变大后变小，B错误；bc过程中，气体体积减小，外界对气体做正功，W>0，而气体温度降低，气体内能减小，ΔU<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，Q<0，气体放热，C错误；从a状态经历三个过程再次回到a状态的过程中，气体内能不变，ΔU＝0，ab过程中，气体对外做的功为ab图线与V轴围成的面积，即W1＝－×(4＋1)×105×(3－1) J＝－5×105 J，bc过程中，外界对气体做功为bc图线与横轴围成的面积，即W2＝1×105×(3－1) J＝2×105 J，由热力学第一定律得ΔU＝Q＋W1＋W2，解得Q＝3×105 J，故气体在整个过程中共吸热3×105 J，D正确。] 8．(12分)如图所示，在光滑的水平面上，用一根长为2L的不可伸长的轻绳连接两个质量均为m的弹性小球(可视为质点)，在绳的中点O作用一个大小为F、方向与绳垂直的水平恒力，使两小球从静止开始运动。 (1)当绳夹角第一次为120°时，小球沿力F方向的位移大小为s，求此过程中力F所做的功W； (2)求两小球第一次碰撞前瞬间小球在垂直于力F方向上的分速度大小vy； (3)若从开始运动到第一次碰撞经过的时间为t，两小球碰撞后瞬间撤去力F并使其中一个小球速度立即减为0(但未固定)，求此后绳绷紧瞬间绳上张力冲量的大小I。 [解析]　 (1)由几何知识可知力F作用点的对地位移为s＋，所以力F做的功W＝F。 (2)两小球的运动过程如图所示： 设两小球第一次碰撞时，小球的速度为v，在力F方向的位移为x、速度为vx ＝2ax＝2·x＝ 对两小球，由动能定理得 F(x＋L)＝·2mv2＝·2m() 解得vy＝。 (3)两小球发生碰撞前vx＝at＝ 两小球发生弹性碰撞，碰后vx不变，vy大小相等、方向相反，合速度v＝ 绳子绷紧瞬间，两小球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得mv＝2mv共 对一个小球，由动量定理得I＝mv共 解得I＝。 [答案]　(1)F　(2)　(3) 6/6 学科网（北京）股份有限公司 $