精品解析：湖北省武汉市东西湖区华中师范大学第一附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题

华中师大一附中2023～2024学年度下学期高二期中检测 物理试题 时限：75分钟 满分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分． 1. 上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产．2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”．目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口．产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ）． A. 线圈中磁场的方向向上 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在减小 D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 2. 如图所示，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度的控制。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间。屏障的高度为d，相邻屏障的间隙为L。若要增加防窥效果，则（　　） A. 增大屏障间隙L B. 减小屏障高度d C. 减小透明介质的折射率n D. 增加发光像素的亮度 3. 光的干涉现象在技术中有重要应用，例如检查平面的平整程度．如图甲所示，把一标准透明板压在另一被检测透明板上，一端用两张纸片垫起，构成空气劈尖，让单色光a、b分别从上方射入，得到明暗相间的条纹如图乙所示．下列说法正确的是（ ）． A. 干涉条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 B. 若抽掉一张纸片，条纹间距会变小 C. 单色光a的波长比单色光b的波长大 D. 若出现图丙的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 4. 如图所示，厚度不计、高、截面积且导热良好的汽缸置于水平地面上，用厚度不计的轻质活塞封闭了一定量的理想气体，此时气柱长度，现将质量的物块轻放于活塞上，最终活塞重新达到平衡状态。已知活塞与汽缸间接触光滑，外界大气压强，环境温度始终不变，重力加速度。现通过气阀缓慢向汽缸内充气，每次充入压强为的气体，若要活塞不滑出汽缸，则最多可充气次数（ ）。 A. 4次 B. 5次 C. 6次 D. 7次 5. 某同学自制了一个气温计，他将一根透明玻璃管插入一个薄玻璃瓶，接口处密封．将加热后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入装有红墨水的水槽中，固定好整个装置，如图所示．当瓶内气体温度降至室温T时，管内外水面的高度差为．设红墨水的密度为，重力加速度为g，管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室内气压保持不变，以下操作过程中，玻璃管内水面一直在水槽水面之上．下列说法正确的是（ ）． A. 若室温升高，玻璃瓶中的气体将发生等压变化 B. 若室温降低，管内外水面的高度差将减小 C. 将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越大 D. 当管内外水面的高度差为时，室温为 6. 如图所示，一条轻质细绳上有一滑轮C，滑轮下面挂一物块A，轻绳一端固定于直角支架MOD的O点，支架固定在地面上，MO水平，OD竖直，轻绳另一端绕过一固定在斜面上的定滑轮Q与一物块B相连，与B连接的轻绳与斜面平行，物块B静止在斜面上，物块A和斜面都处于静止状态，斜面和地面都是粗糙的，滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦均忽略不计。如果将轻绳固定点由O点缓慢地移动到M点或N点，物块A、B和斜面仍处于静止状态，轻绳仍为绷直状态。则（ ） A. 移动到M点后，物体B受到的摩擦力变大 B. 移动到M点后，斜面受到地面的摩擦力变大 C. 移动到N点后，物体B受到的摩擦力不变 D. 移动到N点后，斜面受到地面的摩擦力变大 7. 如图（a），被固定在竖直平面内的轨道是由内径很小、内壁均光滑的水平直轨道和半圆形轨道平滑连接而成，在半圆形轨道内壁的最高和最低处分别安装M、N、P、Q四个压力传感器。一小球（可视为质点）在水平轨道内以不同的初速度向右运动（传感器不影响小球的运动）。在同一坐标系中绘出传感器的示数F与的图像Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ如图（b）所示。重力加速度。下列判断正确的是（ ）。 A. 直线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是Q、N、M传感器的图像 B. 由图像可求得小球的质量 C. 当时，N传感器的示数为 D. 当时，N传感器的示数为 8. 如图所示，平行玻璃砖下表面镀有反射膜，两束平行细单色光a、b从空气斜射到玻璃砖上表面，入射点分别为、，两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，已知玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于，下列说法中正确的是（ ）。 A. 在玻璃中b光的速度比a光小 B. 增大b光的入射角，当b光从玻璃砖上表面射出时有可能发生全反射 C. 若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出 D. 若a、b两束光通过同一个双缝干涉实验装置，b光对应的条纹间距较大 9. 如图所示，一定质量的理想气体从A到B到C又回到A，其中有一个为绝热过程，有一个为等温过程，有一个为等容过程，则下列说法正确的是（ ） A. 从A到B的过程，气体内能不变 B. 从B到C的过程，气体从外界吸收热量 C. 全过程气体从外界吸收热量 D. A、B、C三状态相比，A状态气体分子单位时间对单位面积器壁的碰撞次数最多，B状态气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数最少 10. 质量、长度的木板静止在足够长的光滑水平面上，右端静置一质量的物块（可视为质点），如图（a）所示。现对木板施加一水平向右的作用力F，图像如图（b）所示。物块与木板间的动摩擦因数，重力加速度。则（ ） A. 末，物块刚好与木板分离 B. 内，物块与木板发生相对滑动 C. 末，木板的速度为 D. 内，物块与木板因摩擦产生的热量为 二、非选择题：本题共5小题，共60分． 11. 某实验小组要测量一半圆形玻璃砖的折射率。他们先在平铺的白纸上画出半圆形玻璃砖的直径和圆心，过点画法线，并画出一条入射光线，与法线的夹角为30°。将半圆形玻璃砖沿着直径放好，紧贴点放置与法线平行的光屏，如图1所示。现用一红色激光笔沿着方向射入一束光，在光屏上的点出现一个光斑。用刻度尺测出玻璃砖的半径为，。 （1）玻璃砖的折射率______；（结果用分数表示） （2）若实验过程中，实验小组的同学不小心将玻璃砖向左下方平移，但入射光线仍能通过玻璃砖的圆心，如图2所示。在光屏上出现一个光斑，小组同学将此光斑仍记作点，并在白纸上连接两点作为出射光线，则此时测得的折射率______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值； （3）若改用绿色激光笔照射，其他条件不变，则光屏上的光斑会出现在______。（选填“点上方”“点下方”或“点”） 12. 某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，完成油酸分子大小测定． （1）该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，下列有助于较准确完成实验的理想化方法有__________。 A. 分子都视为立方体形 B. 分子都能形成单分子油膜 C. 分子都是一个一个紧挨着排列的 D. 滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精溶液 （2）现有按酒精与纯油酸的体积比为配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴。现用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S，则估算油酸分子直径的表达式__________． （3）关于本实验下列说法正确的有__________ A. 油酸酒精溶液长时间放置，会使分子直径的计算结果将偏大 B. 若油酸没有充分散开，会使分子直径的计算结果将偏小 C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会使分子直径的计算结果将偏小 D. 在向量筒中滴入油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果将偏大 13. 一半圆形玻璃砖的截面如图所示，截面内一细束单色光以的入射角从MN上射入，在入射点由N缓慢移动到M的过程中，不考虑光的反射，圆弧MN上有一半区域有光线射出。已知玻璃砖的半径为R，单色光在真空中的传播速度为c，A为半圆的中点．求 （1）玻璃砖的折射率； （2）能从圆弧上射出的光线中，在玻璃砖内传播的最长时间及对应点的出射方向。 14. 如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接．活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为m、，面积分别为S、，弹簧原长为l，弹簧的劲度系数。初始时系统处于平衡状态，此时活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸两圆筒连接处的距离相等且弹簧处于压缩状态，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，g为重力加速度，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。 （1）求两活塞之间的距离； （2）缓慢降低两活塞间的气体的温度，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸两圆筒连接处时，活塞间气体的温度。 15. 如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、速度可调节，长度为的固定水平传送带BC及两半径均为的固定四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B、D端与水平传送带相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为的水平面GH和半径为的四分之一的光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为处自由下滑，滑块与传送带及小车上表面间的动摩擦因数均为，不计其他阻力，取。求 （1）当传送带静止时，滑块运动到圆弧轨道上的D点时，细圆管道受到滑块的作用力； （2）当传送带静止时，滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度； （3）调节传送带以不同速度v匀速转动，试分析滑块最终在小车上表面GH滑行的路程S与速度v的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 华中师大一附中2023～2024学年度下学期高二期中检测 物理试题 时限：75分钟 满分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分． 1. 上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产．2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”．目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口．产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ）． A. 线圈中磁场的方向向上 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在减小 D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据线圈中电流方向，应用右手螺旋定则判断出线圈中磁场方向向下，A错误； B．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，板间电场强度在变大，B正确； CD．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，电路中电流在减小，线圈储存的磁场能正在减小，逐渐转化成电场能，根据“增反减同”可知，线圈中感应电流的方向与线路中原电流方向相同，CD错误。 故选B。 2. 如图所示，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度的控制。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间。屏障的高度为d，相邻屏障的间隙为L。若要增加防窥效果，则（　　） A. 增大屏障间隙L B. 减小屏障高度d C. 减小透明介质的折射率n D. 增加发光像素的亮度 【答案】C 【解析】 【详解】设最大入射角为α，根据折射定律有 由几何关系知 解得 若要增加防窥效果，则应使θ越小，可知可减小透明介质的折射率n，减小屏障间隙L，增大屏障高度d，与发光像素的亮度无关。 故选C。 3. 光的干涉现象在技术中有重要应用，例如检查平面的平整程度．如图甲所示，把一标准透明板压在另一被检测透明板上，一端用两张纸片垫起，构成空气劈尖，让单色光a、b分别从上方射入，得到明暗相间的条纹如图乙所示．下列说法正确的是（ ）． A. 干涉条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 B. 若抽掉一张纸片，条纹间距会变小 C. 单色光a的波长比单色光b的波长大 D. 若出现图丙的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 【答案】D 【解析】 【详解】A．两列反射光的波谷与波谷叠加，波峰与波峰叠加为振动加强，为亮条纹，故A错误； BC．设空气劈尖的倾角为，则相邻亮条纹的间距为 若抽掉一张纸片，则变小，条纹间距变大；由图乙可知单色光a对应的相邻亮条纹的间距小于单色光b对应的相邻亮条纹的间距，则单色光a的波长比单色光b的波长小，故BC错误； D．弯曲的条纹对应的被检查平面左边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，可知，对应的位置是凸起的，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，厚度不计、高、截面积且导热良好的汽缸置于水平地面上，用厚度不计的轻质活塞封闭了一定量的理想气体，此时气柱长度，现将质量的物块轻放于活塞上，最终活塞重新达到平衡状态。已知活塞与汽缸间接触光滑，外界大气压强，环境温度始终不变，重力加速度。现通过气阀缓慢向汽缸内充气，每次充入压强为的气体，若要活塞不滑出汽缸，则最多可充气次数（ ）。 A. 4次 B. 5次 C. 6次 D. 7次 【答案】B 【解析】 【详解】放置物块后，活塞再次达到平衡时，由平衡条件得 解得 p1=1.2×105Pa 气体发生等温变化 解得 l1=50cm 充气过程由玻意耳定律得 解得 则若要活塞不滑出汽缸，最多可充气5次。 故选B。 5. 某同学自制了一个气温计，他将一根透明玻璃管插入一个薄玻璃瓶，接口处密封．将加热后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入装有红墨水的水槽中，固定好整个装置，如图所示．当瓶内气体温度降至室温T时，管内外水面的高度差为．设红墨水的密度为，重力加速度为g，管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室内气压保持不变，以下操作过程中，玻璃管内水面一直在水槽水面之上．下列说法正确的是（ ）． A. 若室温升高，玻璃瓶中的气体将发生等压变化 B. 若室温降低，管内外水面的高度差将减小 C. 将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越大 D. 当管内外水面的高度差为时，室温为 【答案】D 【解析】 【详解】A．管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室温升高，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，故A错误； B．玻璃管内水面一直在水槽水面之上，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，室温降低，玻璃瓶中的气体压强减小，管内外水面的高度差将增大，故B错误； C．根据玻璃瓶内压强为 可得 玻璃管内水面一直在水槽水面之上，将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越小，故C错误； D．室温时，玻璃瓶中的气体压强 当管内外水面的高度差为时，玻璃瓶中的气体压强 玻璃瓶中的气体将发生等容变化 当管内外水面的高度差为时，室温为 故D正确； 故选D。 6. 如图所示，一条轻质细绳上有一滑轮C，滑轮下面挂一物块A，轻绳一端固定于直角支架MOD的O点，支架固定在地面上，MO水平，OD竖直，轻绳另一端绕过一固定在斜面上的定滑轮Q与一物块B相连，与B连接的轻绳与斜面平行，物块B静止在斜面上，物块A和斜面都处于静止状态，斜面和地面都是粗糙的，滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦均忽略不计。如果将轻绳固定点由O点缓慢地移动到M点或N点，物块A、B和斜面仍处于静止状态，轻绳仍为绷直状态。则（ ） A. 移动到M点后，物体B受到的摩擦力变大 B. 移动到M点后，斜面受到地面的摩擦力变大 C. 移动到N点后，物体B受到的摩擦力不变 D. 移动到N点后，斜面受到地面的摩擦力变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为不知道初始时物块B受到的静摩擦力的大小和方向，所以不能确定物块B受到的摩擦力大小的变化，故A错误； B．设拉滑轮C的绳与竖直方向的夹角为，则 解得 将轻绳固定点由O点移动到M点后，减小，拉力T变小，把斜面和物块B整体作为研究对象，斜面受到的摩擦力 可知也变小，故B错误； C．将轻绳固定点由O点移动到N点后，设动滑轮两端绳长分别为l1、l2，动滑轮到O、Q的水平距离分别为x1、x2，则 由题意可知，不变，拉力T不变，即物体B的受力不变，物块B受到的摩擦力不变，故C正确； D．把斜面和物块B整体作为研究对象，根据 可知，移动到N点后，轻绳对物块B的拉力和不变，也不变，故D错误。 故选C。 7. 如图（a），被固定在竖直平面内的轨道是由内径很小、内壁均光滑的水平直轨道和半圆形轨道平滑连接而成，在半圆形轨道内壁的最高和最低处分别安装M、N、P、Q四个压力传感器。一小球（可视为质点）在水平轨道内以不同的初速度向右运动（传感器不影响小球的运动）。在同一坐标系中绘出传感器的示数F与的图像Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ如图（b）所示。重力加速度。下列判断正确的是（ ）。 A. 直线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是Q、N、M传感器的图像 B. 由图像可求得小球的质量 C. 当时，N传感器的示数为 D. 当时，N传感器的示数为 【答案】C 【解析】 【详解】A．在Q点 可得 在N点 可得 对M点 可得 根据图像可知，直线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是Q、M、N传感器的图像，故A错误； B．根据以上分析可知，I、II、III对应Q、M、N，由图像可求得，当速度为零时，在点Q 所以小球的质量 故B错误； C．根据图b可知，当时，小球到最高点时对轨道的作用力为零，则从最低点到最高点，由动能定理 对N处，当弹力为零时 解得 当时，此时到达N处的速度 N传感器的示数为 解得 故C正确； D．当时，到达N点的速度 N传感器的示数 解得 所以此时N传感器示数为零，M传感器的示数为22N，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，平行玻璃砖下表面镀有反射膜，两束平行细单色光a、b从空气斜射到玻璃砖上表面，入射点分别为、，两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，已知玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于，下列说法中正确的是（ ）。 A. 在玻璃中b光的速度比a光小 B. 增大b光的入射角，当b光从玻璃砖上表面射出时有可能发生全反射 C. 若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出 D. 若a、b两束光通过同一个双缝干涉实验装置，b光对应的条纹间距较大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．令a、b两单色光的入射角为，玻璃砖厚度为h，折射角分别为、，作出光路图如图所示 由于两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，则有 可知 根据 ， 可知 即在玻璃中b光的速度比a光小，A正确； D．根据上述结合光谱特征可知，在玻璃中b光的速度比a光小，则在玻璃中b光的波长比a光小，根据 可知，若a、b两束光通过同一个干涉装置，b光对应的条纹间距较小，D错误； C．a、b两束光在玻璃砖中传播的时间分别为 由于玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于，根据 即有 上图中光没有发生全反射，则有 则有 可知 可知若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出，C正确； B．根据光路可知，由于 即使增大b光的入射角，当b光从玻璃砖上表面射出时也不可能发生全反射，B错误。 故选AC。 9. 如图所示，一定质量的理想气体从A到B到C又回到A，其中有一个为绝热过程，有一个为等温过程，有一个为等容过程，则下列说法正确的是（ ） A. 从A到B的过程，气体内能不变 B. 从B到C的过程，气体从外界吸收热量 C. 全过程气体从外界吸收热量 D. A、B、C三状态相比，A状态气体分子单位时间对单位面积器壁的碰撞次数最多，B状态气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数最少 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意，由图可知，从B到C为等容过程，且压强增大，由查理定律有 可得 假设A到B是等温过程，则C到A为绝热过程，且有 由图可知，C到A过程中，气体体积减小，外界对气体做功，气体的内能增加，温度升高，则有 与上述B到C过程中温度情况不符，则假设不成立，即应该是A到B是绝热过程，C到A为等温过程，A到B过程温度改变，气体内能改变，故A错误； B．由A分析可知，从B到C的过程，气体温度升高，内能增加，气体体积不变，气体对外界不做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故B正确； C．全过程气体的内能不变，由A到B过程，气体的体积增大，气体对外做功，由C到A过程，气体体积减小，外界对气体做功，由图可知，A到B过程气体的平均压强小于C到A过程气体的平均压强，由于体积变化相等，则C到A过程气体做功较多，即外界对气体做功大于气体对外做功，由热力学第一定律可知，全过程气体放出热量，故C错误； D．根据上述分析，结合图像可知 则A状态气体分子单位时间对单位面积器壁的碰撞次数大于C状态气体分子单位时间对单位面积器壁的碰撞次数，又有 则C状态气体分子单位时间对单位面积器壁的碰撞次数大于B状态气体分子单位时间对单位面积器壁的碰撞次数，即A状态气体分子单位时间对单位面积器壁的碰撞次数最多，B状态气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数最少，故D正确。 故选BD。 10. 质量、长度的木板静止在足够长的光滑水平面上，右端静置一质量的物块（可视为质点），如图（a）所示。现对木板施加一水平向右的作用力F，图像如图（b）所示。物块与木板间的动摩擦因数，重力加速度。则（ ） A. 末，物块刚好与木板分离 B. 内，物块与木板发生相对滑动 C. 末，木板的速度为 D. 内，物块与木板因摩擦产生的热量为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．物块的最大加速度为 解得 若当F=6N时，假设木板和物块相对静止，则有 解得 则物块可以与木板相对静止；当F=10N时，木板的加速度为 解得 物块与木板在4s末的速度相等，设此时速度大小为v，根据位移—时间公式可知 解得 所以6s末，物块刚好与木板分离，故A正确，B错误； C．6s末时，木板的速度大小为 故C错误； D．4s∼6s内，物块与木板因摩擦产生的热量为 故D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分． 11. 某实验小组要测量一半圆形玻璃砖的折射率。他们先在平铺的白纸上画出半圆形玻璃砖的直径和圆心，过点画法线，并画出一条入射光线，与法线的夹角为30°。将半圆形玻璃砖沿着直径放好，紧贴点放置与法线平行的光屏，如图1所示。现用一红色激光笔沿着方向射入一束光，在光屏上的点出现一个光斑。用刻度尺测出玻璃砖的半径为，。 （1）玻璃砖的折射率______；（结果用分数表示） （2）若实验过程中，实验小组的同学不小心将玻璃砖向左下方平移，但入射光线仍能通过玻璃砖的圆心，如图2所示。在光屏上出现一个光斑，小组同学将此光斑仍记作点，并在白纸上连接两点作为出射光线，则此时测得的折射率______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值； （3）若改用绿色激光笔照射，其他条件不变，则光屏上的光斑会出现在______。（选填“点上方”“点下方”或“点”） 【答案】（1） （2）大于 （3）点下方 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，入射角为，折射角与大小相等，且 根据折射定律可得玻璃砖的折射率为 【小问2详解】 作出光线的传播路径如图所示 点为实际光屏上出现的光斑点，由折射率和几何知识可知，出射光线与平行，连接作为出射光线，则折射角偏大，因此测得的折射率大于真实值。 【小问3详解】 若改用绿色激光笔照射，玻璃对绿光的折射率大，光屏上的光斑会出现在点下方。 12. 某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，完成油酸分子大小测定． （1）该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，下列有助于较准确完成实验的理想化方法有__________。 A. 分子都视为立方体形 B. 分子都能形成单分子油膜 C. 分子都是一个一个紧挨着排列的 D. 滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精溶液 （2）现有按酒精与纯油酸的体积比为配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴。现用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S，则估算油酸分子直径的表达式__________． （3）关于本实验下列说法正确的有__________ A. 油酸酒精溶液长时间放置，会使分子直径的计算结果将偏大 B. 若油酸没有充分散开，会使分子直径的计算结果将偏小 C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会使分子直径的计算结果将偏小 D. 在向量筒中滴入油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果将偏大 【答案】（1）BC （2） （3）AD 【解析】 【小问1详解】 该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，下列有助于较准确完成实验的理想化方法有：滴入的油酸溶液是稀释的油酸酒精溶液，可认为油酸分子都能形成单分子油膜，并将分子都视为一个一个紧挨着排列的球体，故BC正确，AD错误。 故选BC。 【小问2详解】 一滴纯油酸的体积 估算油酸分子直径为 解得 【小问3详解】 A．油酸酒精溶液长时间放置，会使酒精挥发，导致油酸浓度偏大，滴到薄膜上形成的油膜面积偏小，根据，则分子直径的计算结果将偏大，故A正确； B．若油酸没有充分散开，会导致面积偏小，则会使分子直径的计算结果偏大，故B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会导致面积偏小，会使分子直径的计算结果将偏大，故C错误； D．在向量筒中滴入油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会导致油酸浓度偏大，一滴纯油酸体积偏大，导致分子直径的计算结果将偏大，故D正确。 故选AD。 13. 一半圆形玻璃砖的截面如图所示，截面内一细束单色光以的入射角从MN上射入，在入射点由N缓慢移动到M的过程中，不考虑光的反射，圆弧MN上有一半区域有光线射出。已知玻璃砖的半径为R，单色光在真空中的传播速度为c，A为半圆的中点．求 （1）玻璃砖的折射率； （2）能从圆弧上射出的光线中，在玻璃砖内传播的最长时间及对应点的出射方向。 【答案】（1）；（2）；出射方向与OA夹角为45°斜向左上 【解析】 【详解】（1）如图所示     设P和Q分别是半圆上光线射出的临界位置，因为半圆上有一半区域有光线射出，可知 ∠POQ=90° 设光线射入玻璃砖后的折射角为θ，全反射临界角为C，由几何关系可知 ∠POM=∠AOQ 即 90°−θ−C=C−θ 则 C=45° 折射率 （2）又由折射定律可知 解得 θ=30° 则 C−θ=15° 玻璃砖内的光线路径最长的是从A点出射的光线，故最大传播时间为 此时在A点的入射角为30°，根据折射定律可知折射角为45°，即出射方向与OA夹角为45°斜向左上。 14. 如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接．活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为m、，面积分别为S、，弹簧原长为l，弹簧的劲度系数。初始时系统处于平衡状态，此时活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸两圆筒连接处的距离相等且弹簧处于压缩状态，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，g为重力加速度，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。 （1）求两活塞之间的距离； （2）缓慢降低两活塞间的气体的温度，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸两圆筒连接处时，活塞间气体的温度。 【答案】（1）0.8l；（2） 【解析】 【详解】（1）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有 解得 对活塞Ⅰ由平衡条件有 解得两活塞之间的距离为 x=0.8l （2）缓慢降低两活塞间的气体的温度使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为 即封闭气体发生等压过程，初、末状态的体积分别为 由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有 由盖—吕萨克定律得 解得 15. 如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、速度可调节，长度为的固定水平传送带BC及两半径均为的固定四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B、D端与水平传送带相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为的水平面GH和半径为的四分之一的光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为处自由下滑，滑块与传送带及小车上表面间的动摩擦因数均为，不计其他阻力，取。求 （1）当传送带静止时，滑块运动到圆弧轨道上的D点时，细圆管道受到滑块的作用力； （2）当传送带静止时，滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度； （3）调节传送带以不同速度v匀速转动，试分析滑块最终在小车上表面GH滑行的路程S与速度v的关系。 【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3）当传送带逆时针或传送带的速度顺时针时，；当传送带的速度顺时针时，滑块会脱离小车；当传送带的速度顺时针时 【解析】 【详解】（1）滑块运动到圆弧轨道上的D点时，根据动能定理 解得 在D点，根据牛顿第二定律 解得 由牛顿第三定律可知，细圆管道受到滑块的作用力大小为 方向竖直向上。 （2）从D点到F点，根据动能定理 解得 根据动量守恒 解得 根据能量守恒有 解得 （3）要求滑块不脱离小车，有 ①滑块不离开小车的右端时 解得 ②滑块不离开小车左端时 解得 所以滑块到F点时的最大速度为，则D点时的最大速度为，根据动能定理 解得 所以，当传送带逆时针或传送带的速度顺时针时，则 滑行的路程为 当传送带的速度顺时针时，滑块会脱离小车 当传送带的速度顺时针时，根据动能定理 解得 根据能量守恒 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $