精品解析：辽宁省大连市第二十四中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

2023—2024学年度下学期期中考试高二年级物理科试卷 一．选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 做简谐运动的弹簧振子，其加速度a随位移x变化的规律应是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据 F=-kx 则振子的加速度 则a-x图像为B图所示。 故选B。 2. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形。当R点在t=0时的振动状态传到S点时，PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标取值范围是（　　） A. 2cm≤x≤4cm B. 2cm<x<4cm C. 2cm≤x<3cm D. 2cm<x≤3cm 【答案】C 【解析】 【详解】R点在t＝0时的运动状态是沿y轴正方向运动，当R点在t＝0时的运动状态传到S点时，其波形如图所示。 由图和上下坡法可判断，在PR范围内(含P、R)正向y轴负方向运动的质点应在x坐标取值范围是2cm≤x<3cm。 故选C。 3. 如图所示，波长和振幅分别为和的简谐横波沿一条直线传播，两点的平衡位置相距。某一时刻在a点出现波峰，从此时刻起再经过0.2秒在b点第一次出现波峰，则（　　） A. 若波由a向b传播，波的传播速度为 B. 若波由b向a传播，波的传播速度为 C. 从b点出现波峰开始计时，内质点b经过的路程可能为 D. 从b点出现波峰开始计时，末质点b可能处在波谷的位置 【答案】C 【解析】 【详解】A．两点的平衡位置相距，某一时刻在a点出现波峰，从此时刻起再经过0.2秒在b点第一次出现波峰，若波由a向b传播，有 选项A错误； B．若波由b向a传播，有 选项B错误； C．若波由a向b传播，有 从b点出现波峰开始计时，内质点b经过的路程 若波由b向a传播，有 从b点出现波峰开始计时，内质点b经过的路程 选项C正确； D．由C项分析可知从b点出现波峰开始计时，恰好为周期的整数倍，因此.2.4秒末质点b仍处在波峰的位置，选项D错误。 故选C。 4. 如图所示，一小孩在河水清澈的河面上沿直线以0.5m/s的速度游泳，已知这条河的深度为m，不考虑水面波动对视线的影响。t=0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t=6s时他恰好看不到小石块了，下列说法正确的是（　　） A. 6s后，小孩会再次看到河底的石块 B. 河水折射率 C. 河水的折射率 D. t=0时小孩看到的石块深度为m 【答案】C 【解析】 【详解】A．t=6s时他恰好看不到小石块，则知光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角C，6s后，入射角大于临界角，光线仍发生全反射，所以小孩不会看到河底的石块，故A错误； BC．6s内小孩通过的位移为 s=vt=0.5×6m=3m 根据全反射临界角公式得 则 选项B错误，C正确； D．t=0时小孩看到的石块深度为 故D错误。 故选C。 5. 光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板 B. 若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C. 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凹陷 D. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 【答案】C 【解析】 【详解】A．上板是标准样板，下板是待检测板，故A错误； B．频率越大的单色光，其波长越小，因此若换用频率更大的单色光，其他条件不变，根据 可知，则图乙中的干涉条纹变窄，故B错误； C．图丙中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，应是被检查的平面在此处出现了凹陷所致，故C正确； D．牛顿环中的空气膜厚度由中心向边缘增加得越来越快，则亮条纹逐渐变窄，因此得到的是由中心向边缘宽度逐渐变窄的明暗相间的同心圆环，故D错误。 故选C。 6. 关于温度的概念，下列说法中正确的是（ ） A. 温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大 B. 物体温度高，则物体每一个分子的动能都大 C. 某物体内能增大时，其温度一定升高 D. 甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，分子无规则热运动激烈，则物体的分子平均动能大，A正确； B．温度高时并不是所有分子动能都增大，B错误； C．内能取决于温度、体积和物质的量，故内能增大时，温度不一定升高，C错误； D．只要在同一温度下，物体的分子平均动能相同，但分子质量不一定相同，所以不同物体中的分子平均速率不一定相同，D错误。 故选A。 7. 图甲是“光电效应”实验电路图，图乙为某次“光电效应”实验中得到的同一光电管两端的遏止电压随入射光频率变化的函数关系图像。下列判断正确的是（　　） A. 入射光的频率不同，遏止电压Uc相同 B. 图甲所示电路中，当电压表增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流 C. 只要光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同 D. 入射光的频率不同，光照强度不同，图像的斜率相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．逸出功与金属材料有关，与入射光的频率无关，由 可知，入射光的频率不同，电子的最大初动能不同，又 所以入射光的频率不同，遏止电压Uc不同，A错误； B．必须图甲所示电路中的电源正负极反接过来，才能用来验证光电流与电压的关系，即当电压表增大到一定数值时电流计将达到饱和电流，B错误； C．由爱因斯坦光电效应方程 可知在入射光频率不同的情况下，光电子的最大初动能不同，最大初动能与光照强度无关，C错误； D．由 可得 故图线的斜率为相同的常量，D正确。 故选D。 8. 在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含两种单色光的细光束从介质射入气泡，为入射点，之后色光分别从点、点射向介质，如图所示。已知在点的入射角为色光的偏向角为（点出射光线与点入射光线的夹角），弧所对的圆心角为，则下列结论正确的是（ ） A. 色光的偏向角为 B. 在介质中，光的频率小于光的频率 C. 色光从介质射向空气的临界角正弦 D. 若用两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏上的条纹间距 【答案】ACD 【解析】 【详解】 光线在A点的入射角为i，折射角分别为ra、rb． A．由a色光的偏向角为45°，而a光的偏向角 θa=2（ra-i） 得 ra=52.5° 由几何知识得：AC弧所对的圆心角为180°-2×52.5°=75°，CD弧所对的圆心角为3°，则AD弧所对的圆心角为78°，故b光折射角 b色光的偏向角为 θb=2（rb-i）=42° 故A正确。 B．介质对a色光的折射率 介质对b色光的折射率 则a光的频率大于b光的频率，故B错误。 C．b色光从介质射向空气临界角正弦 故C正确。 D．a光的频率大于b光的频率，则a光的波长小于b光的波长，根据 可知，若用两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏上的条纹间距 选项D正确。 故选ACD。 9. 如图为竖直放置的上粗下细的封闭容器，水银柱将理想气体分隔为甲、乙两部分，两部分气体的初始温度均为，体积分别为，压强分别为。现把乙部分气体温度缓慢升高，甲部分气体温度缓慢降低到，在此过程中甲部分气体的压强始终不变，稳定后乙部分气体的压强为。下列说法正确的是（ ） A. 在整个过程中，水银柱对甲气体做的功为 B. 在整个过程中，水银柱对甲气体做的功为 C. 稳定后，乙部分气体的温度为 D. 稳定后，乙部分气体的温度为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．甲气体进行等压变化，则 可得 V=1.2V0 在整个过程中，水银柱对甲气体做的功为 故A错误，B正确； CD．稳定后乙部分气体的体积为 对乙部分气体 解得乙部分气体的温度为 故C错误，D正确。 故选BD。 10. 一定质量的理想气体，从初始状态a经状态b、c、d再回到a，它的压强p与体积V的变化关系如图所示，abcd为一平行四边形．下列判断正确的是（ ） A. 气体在状态a的温度大于在状态c的温度 B. d→a过程，气体向外界放出的热量大于225J C. b→c过程气体内能的增加量等于c→d过程它向外界放出的热量 D. 从初始状态a经状态b、c、d再回到a的过程，气体吸收的热量为300J 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．气体在状态a的pV乘积小于在状态c的pV乘积，可知在状态a的温度小于在状态c的温度，选项A错误； B．d→a过程，外界对气体做功等于图像与坐标轴围成的面积，为 因d态的pV乘积大于a态的pV乘积，可知d态温度高于a态，从d到a气体内能减小，则气体向外界放出的热量大于外界对气体做功，即大于225J，选项B正确； C．因bd两态的pV乘积相等，可知bd两态的温度相等内能相等，则从b→c过程气体内能的增加量等于c→d过程内能减小量；而从c到d，体积不变，则内能减小量等于它向外界放出的热量，可知b→c过程气体内能的增加量等于c→d过程它向外界放出的热量，选项C正确； D．从初始状态a经状态b、c、d再回到a的过程，气体内能不变，气体对外做功数值上等于平行四边形abcd的面积，则气体吸收的热量为 选项D正确。 故选BCD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用图a所示装置测定重力加速度。小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。 （1）用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b，则d=___________mm； （2）让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1，若计数器计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期T=___________； （3）摆线长度大约80cm，该同学只有一把测量范围为30cm的刻度尺，于是他在细线上标记一点A，使得悬点O到A点间的细线长度为30cm，如图c所示。现保持A点以下的细线长度不变，通过改变OA间细线长度l以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期T。实验中测得了多组数据并绘制了T2-l图像，求得图像斜率为k，由此可知当地重力加速度g=___________。 【答案】 ① 2.331##2.332##2.333##2.330 ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以图中测得挡光宽度为 （2）[2]由题意可知 解得 （3）[3]设A点以下的细线长度为l0，根据单摆周期公式得 化简得 T2-l图像的斜率为k，则 解得 12. 油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。（结果均保留2位有效数字） （1）若每一小方格的边长为10mm，则油膜的面积为________。 （2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________。 （3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m。 （4）为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列措施可行的是_______。（多选） A. 油酸浓度适当大一些 B. 油酸浓度适当小一些 C. 将油酸酒精溶液静置较长时间后再滴入盛水的浅盘中 D. 油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图 【答案】（1） （2） （3） （4）BD 【解析】 【小问1详解】 油膜的面积为 S=79×10×10mm2=7.9×10-3m3 【小问2详解】 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为 【小问3详解】 油酸分子的直径为 【小问4详解】 AB．油酸浓度适当小一些，这样才能更容易形成单分子油膜，选项A错误，B正确； C．将油酸酒精溶液静置较长时间后再滴入盛水的浅盘中，油酸酒精溶液的浓度会变大，不容易形成单分子油膜，选项C错误； D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图，选项D正确。 故选BD。 13. 如图所示为“双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝和间距为，双缝到屏的距离为，波长为的单色平行光垂直入射到双缝和上，在屏上形成干涉条纹，中心轴线上方第一条亮纹中心位置在处，第三条亮纹中心位置在处，现有1号、2号虫子分别从和同时出发，以相同速度沿垂直屏的方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到，假定两只虫子爬行速度均为，则两只虫子运动的时间差为多少？ 【答案】0.2s 【解析】 【详解】相邻亮条纹的间距为 的间距为 的间距为 1号虫子爬行的时间为 2号虫子爬行的时间为 两只虫子飞行的时间相同，因此两只虫子运动的时间差为 14. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。 （1）写出x=-0.2m处波源的振动方程； （2）x轴上PQ间振动加强点的横坐标； （3）求0~2.0s内质点M运动的路程s。 【答案】（1）；（2）0.5m、0.7m、0.3 m；（3）40cm 【解析】 【详解】（1）由波形图可得 λ=0.4m 周期 角速度 x=-0.2m处波源的振动方程 y=Asin（ωt+π） 解得 y=4sin（2πt+π）cm （2）设某振动加强点到波源1的距离为x+0.2，则到波源2的距离为1.2-x，加强点到两波源的路程差 △x=nλ=x+0.2-（1.2-x） 当n=0，1，-1时，振动加强点的坐标分别为0.5m、0.7m、0.3 m （3）两列波传播到M点的时间 其中 x=0.3m 质点M为振动加强点，0~2.0s内，M振动的时间 0~2.0s内，M运动的路程 s=5×2A 解得 s=40cm 15. 如图，两等高、内壁光滑、导热性良好的圆柱形汽缸竖直放置，左、右两侧汽缸的横截面积分别为S、，汽缸顶部由细管（体积不计）连通，右侧汽缸底部带有阀门K，两汽缸中均有一厚度可忽略的活塞a、b，两活塞的质量相同与汽缸密闭且不漏气。初始时，阀门K关闭，活塞b处于左侧汽缸的顶部且与顶部无弹力，封闭着气体C，活塞a处于右侧汽缸的中间位置，将汽缸分成A、B两部分，A中气体的压强为、体积为。现打开阀门K，用打气筒通过K给右侧汽缸下部分充气，每次将体积为、压强为的空气打入汽缸中，直至活塞b下降到整个汽缸高度的处。已知大气压强为，重力加速度为g，整个过程中，周围环境温度不变，其他量均为未知量。求： （1）初始时，左侧汽缸中封闭的气体C的压强； （2）充气后，右侧汽缸中封闭的气体A的压强p； （3）打气次数n。 【答案】（1）；（2）；（3）次 【解析】 详解】（1）初始时，对活塞b，根据受力平衡有 对活塞a，根据受力平衡有 联立解得 ， （2）对气体C，根据玻意耳定律可知 再次对活塞b和c根据平衡条件有 联立解得 ， （3）对气体B，根据玻意耳定律可知 解得 末状态C的体积为 故 对气体A，根据玻意耳定律有 解得 次 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年度下学期期中考试高二年级物理科试卷 一．选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 做简谐运动的弹簧振子，其加速度a随位移x变化的规律应是（　　） A. B. C. D. 2. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形。当R点在t=0时的振动状态传到S点时，PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标取值范围是（　　） A. 2cm≤x≤4cm B. 2cm<x<4cm C. 2cm≤x<3cm D. 2cm<x≤3cm 3. 如图所示，波长和振幅分别为和的简谐横波沿一条直线传播，两点的平衡位置相距。某一时刻在a点出现波峰，从此时刻起再经过0.2秒在b点第一次出现波峰，则（　　） A. 若波由a向b传播，波的传播速度为 B. 若波由b向a传播，波的传播速度为 C. 从b点出现波峰开始计时，内质点b经过的路程可能为 D. 从b点出现波峰开始计时，末质点b可能处在波谷的位置 4. 如图所示，一小孩在河水清澈的河面上沿直线以0.5m/s的速度游泳，已知这条河的深度为m，不考虑水面波动对视线的影响。t=0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t=6s时他恰好看不到小石块了，下列说法正确的是（　　） A. 6s后，小孩会再次看到河底的石块 B. 河水的折射率 C. 河水的折射率 D. t=0时小孩看到的石块深度为m 5. 光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板 B. 若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C. 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凹陷 D. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 6. 关于温度的概念，下列说法中正确的是（ ） A. 温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大 B. 物体温度高，则物体每一个分子的动能都大 C. 某物体内能增大时，其温度一定升高 D. 甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大 7. 图甲是“光电效应”实验电路图，图乙为某次“光电效应”实验中得到的同一光电管两端的遏止电压随入射光频率变化的函数关系图像。下列判断正确的是（　　） A. 入射光的频率不同，遏止电压Uc相同 B. 图甲所示电路中，当电压表增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流 C. 只要光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同 D. 入射光的频率不同，光照强度不同，图像的斜率相同 8. 在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含两种单色光的细光束从介质射入气泡，为入射点，之后色光分别从点、点射向介质，如图所示。已知在点的入射角为色光的偏向角为（点出射光线与点入射光线的夹角），弧所对的圆心角为，则下列结论正确的是（ ） A. 色光偏向角为 B. 在介质中，光的频率小于光的频率 C. 色光从介质射向空气的临界角正弦 D. 若用两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏上的条纹间距 9. 如图为竖直放置的上粗下细的封闭容器，水银柱将理想气体分隔为甲、乙两部分，两部分气体的初始温度均为，体积分别为，压强分别为。现把乙部分气体温度缓慢升高，甲部分气体温度缓慢降低到，在此过程中甲部分气体的压强始终不变，稳定后乙部分气体的压强为。下列说法正确的是（ ） A. 在整个过程中，水银柱对甲气体做的功为 B. 在整个过程中，水银柱对甲气体做的功为 C. 稳定后，乙部分气体的温度为 D. 稳定后，乙部分气体的温度为 10. 一定质量的理想气体，从初始状态a经状态b、c、d再回到a，它的压强p与体积V的变化关系如图所示，abcd为一平行四边形．下列判断正确的是（ ） A. 气体在状态a的温度大于在状态c的温度 B. d→a过程，气体向外界放出的热量大于225J C. b→c过程气体内能的增加量等于c→d过程它向外界放出的热量 D. 从初始状态a经状态b、c、d再回到a的过程，气体吸收的热量为300J 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用图a所示装置测定重力加速度。小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。 （1）用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b，则d=___________mm； （2）让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1，若计数器计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期T=___________； （3）摆线长度大约80cm，该同学只有一把测量范围为30cm的刻度尺，于是他在细线上标记一点A，使得悬点O到A点间的细线长度为30cm，如图c所示。现保持A点以下的细线长度不变，通过改变OA间细线长度l以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期T。实验中测得了多组数据并绘制了T2-l图像，求得图像斜率为k，由此可知当地重力加速度g=___________。 12. 油酸酒精溶液浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。（结果均保留2位有效数字） （1）若每一小方格的边长为10mm，则油膜的面积为________。 （2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________。 （3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m。 （4）为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列措施可行的是_______。（多选） A. 油酸浓度适当大一些 B. 油酸浓度适当小一些 C. 将油酸酒精溶液静置较长时间后再滴入盛水浅盘中 D. 油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图 13. 如图所示为“双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝和间距为，双缝到屏的距离为，波长为的单色平行光垂直入射到双缝和上，在屏上形成干涉条纹，中心轴线上方第一条亮纹中心位置在处，第三条亮纹中心位置在处，现有1号、2号虫子分别从和同时出发，以相同速度沿垂直屏的方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到，假定两只虫子爬行速度均为，则两只虫子运动的时间差为多少？ 14. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。 （1）写出x=-0.2m处波源的振动方程； （2）x轴上PQ间振动加强点的横坐标； （3）求0~2.0s内质点M运动的路程s。 15. 如图，两等高、内壁光滑、导热性良好的圆柱形汽缸竖直放置，左、右两侧汽缸的横截面积分别为S、，汽缸顶部由细管（体积不计）连通，右侧汽缸底部带有阀门K，两汽缸中均有一厚度可忽略的活塞a、b，两活塞的质量相同与汽缸密闭且不漏气。初始时，阀门K关闭，活塞b处于左侧汽缸的顶部且与顶部无弹力，封闭着气体C，活塞a处于右侧汽缸的中间位置，将汽缸分成A、B两部分，A中气体的压强为、体积为。现打开阀门K，用打气筒通过K给右侧汽缸下部分充气，每次将体积为、压强为的空气打入汽缸中，直至活塞b下降到整个汽缸高度的处。已知大气压强为，重力加速度为g，整个过程中，周围环境温度不变，其他量均为未知量。求： （1）初始时，左侧汽缸中封闭气体C的压强； （2）充气后，右侧汽缸中封闭气体A的压强p； （3）打气次数n。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$