精品解析：四川省泸州市泸县第五中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

泸县五中高2023级高二下期第三学月考试 物理 物理试卷共6页，满分100分。考试时间75分钟。 第一卷 选择题（43分） 一、选择题（本题共10小题，1-7每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。8-10每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 分子间距离越大，分子势能就越大 B. 分子间距离越大，分子力越大 C. 堆煤的墙角，一段时间后墙体变黑，说明分子在不停的运动 D. 布朗运动是液体分子的热运动 2. 在氢原子光谱中，巴尔末系中最长波长为（　　） A B. C. D. R∞ 3. 科学家设想未来较为理想的可控核聚变反应方程为H+B→3X，下列说法正确的是（　　） A. X为C B. 该方程为α衰变方程 C. 该反应质量数守恒 D. 大亚湾核电站采用核聚变反应发电 4. 某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图所示。普朗克常量为h，则由图像可知（　　） A. 该金属的逸出功等于 B. 遏止电压是确定的，与入射光的频率无关 C. 入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 D. 入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 5. 如图所示，这是中国传统玩具饮水鸟。在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里，小鸟“喝”了一口后，又直立起来。之后，无需人的干预，小鸟直立一会儿就会自己俯下身去使鸟嘴浸入水中“喝”水，然后又会直立起来。就这样周而复始，小鸟不停地点头“喝”水，则下列说法正确的是（　　） A. 饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能 B. 水杯中的水干了之后，小鸟还能点头“喝”水 C. 这种玩具饮水鸟是一架永动机 D. 此现象违背了热力学第一定律 6. 如图所示，一小球用细线悬挂于点，细线长为点正下方处有一铁钉。将小球拉至A处无初速度释放（摆角很小），这个摆的周期是（　　） A. B. C. D. 7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻恰好传播到处，波形如图所示。时，平衡位置为的质点A第一次到达波峰。下列说法正确的是（ ） A. 简谐横波的波速大小为30m／s B. 波源振动的周期为0.8s C. 时，平衡位置为的质点处于波谷 D. 从到时间内，平衡位置质点通过的路程为1.8m 8. 下列说法中正确的是（ ） A. 只有横波会发生干涉、衍射、折射现象 B. 在波的干涉图样中，振动加强的点永远都振动加强 C. 两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱 D. 当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时，才能发生明显的衍射现象 9. 现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面ABC为直角三角形，∠ACB=30°。现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件，折射后到达BC边发生全反射，垂直AB边射出。已知CO=AC=L，下列说法正确的是 （　　） A. 光线在AC边的折射角为30° B. 该透明玻璃的折射率为2 C. 该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45° D. 光线在BC边的入射角为30° 10. 如图甲所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放（不计空气阻力）并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T，图乙为其振动图像。则（　　） A. 整个过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒 B. 在时间内，小球从最低点向上运动的距离小于 C. 时刻，小球动能最小 D. 在时刻，弹簧弹性势能最大 第二卷 非选择题（57分） 二、实验探究题（15分） 11. 某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。 （1）下列哪些措施能够提高实验准确程度（ ） A. 选用两光学表面间距大的玻璃砖 B. 选用两光学表面平行的玻璃砖 C. 选用粗的大头针完成实验 D. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些 （2）该小组选取了操作正确实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n = ______；（用图中线段的字母表示） （3）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 12. 某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。 （1）用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为________mm。 （2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度l＝990.1mm时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期T＝2.00 s，由此算得重力加速度g为_____m/s2（保留3位有效数字）。 （3）改变摆线长度l，记录并分析单摆振动视频，得到相应的振动周期。他们发现，分别用l和作为摆长，这两种计算方法得到的重力加速度数值的差异大小Δg随摆线长度l的变化曲线如图所示。由图可知，该实验中，随着摆线长度l的增加，Δg的变化特点是____________，原因是____________。 三、计算题（42分，13题10分，14题14分，15题18分） 13. 如图甲所示，太空舱内的弹簧振子沿y轴自由振动，沿x轴方向有一轻质长绳与弹簧振子相连。弹簧振子振动后；长绳某时刻（记为时刻）形成的波形如图乙中实线所示，虚线为时刻长绳的波形。P点为处的质点。已知弹簧振子周期T的大小满足，求： （1）长绳波的波速大小； （2）质点P的振动方程。 14. 一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。 （1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值； （2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。 15. 如图所示，处于竖直平面内的轨道，由倾角的足够长直轨道、圆心为的半圆形轨道、圆心为的圆形细圆管轨道、倾角的直轨道、水平直轨道组成，各段轨道均光滑且各处平滑连接，B和D为轨道间的相切点，点E、圆心处于同一竖直线上，C、F、G处于同一水平面上。在轨道末端G的右侧光滑水平面上，紧靠着质量、长度的无动力摆渡车，车上表面与直轨道平齐。可视为质点、质量的滑块从直轨道上某处静止释放。已知轨道和的半径。（，） （1）若释放点距点B的距离，求滑块到最低点C 时轨道对其支持力的大小； （2）若滑块始终不脱离轨道，求释放点与C点高度差h的取值范围； （3）若滑块从E点飞出后落在轨道上，与轨道碰撞后瞬间沿轨道速度分量保持不变，垂直轨道速度分量减为零，再沿轨道滑至摆渡车上。已知滑块和摆渡车之间的动摩擦因数，且滑块恰好不脱离摆渡车，求： ①滑块运动至点G 的速度大小； ②滑块离开点E的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泸县五中高2023级高二下期第三学月考试 物理 物理试卷共6页，满分100分。考试时间75分钟。 第一卷 选择题（43分） 一、选择题（本题共10小题，1-7每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。8-10每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 分子间距离越大，分子势能就越大 B. 分子间距离越大，分子力越大 C. 堆煤的墙角，一段时间后墙体变黑，说明分子在不停的运动 D. 布朗运动是液体分子的热运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．分子势能曲线如图所示 由图可知，随着分子间距离增大，分子势能先减小后增大，A错误； B．分子力曲线如图所示 由图可知，随着分子间距离增大，分子力先减小，后增大，再减小，B错误； C．堆煤的墙角，一段时间后墙体变黑，是煤炭的分子运动到墙面上，这种现象叫做扩散现象，这种现象说明物质的分子在不停地做无规则运动，C正确； D．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体微粒运动的无规则性，反映了液体分子运动的无规则性，D错误。 故选C。 2. 在氢原子光谱中，巴尔末系中最长波长为（　　） A. B. C. D. R∞ 【答案】C 【解析】 【详解】在氢原子光谱中，巴尔末公式为 (n=3，4，5，) 当n=3时，波长最长，此时 故选C 3. 科学家设想未来较为理想的可控核聚变反应方程为H+B→3X，下列说法正确的是（　　） A. X为C B. 该方程为α衰变方程 C. 该反应质量数守恒 D. 大亚湾核电站采用核聚变反应发电 【答案】C 【解析】 【详解】AC．根据质量数和电荷数守恒可知，的质量数为，电荷数为，则为，故A错误，C正确； B．该方程为可控核聚变，故B错误； D．大亚湾核电站采用核裂变反应发电，故D错误。 故选C。 4. 某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图所示。普朗克常量为h，则由图像可知（　　） A. 该金属的逸出功等于 B. 遏止电压是确定的，与入射光的频率无关 C. 入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 D. 入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 【答案】A 【解析】 【详解】B．根据光电效应方程有 其中为入射光的频率，遏止电压与光电子动能关系 解得 结合图像可知，遏止电压随入射光频率的增大而增大，故B错误； A．由图可知，金属的截止频率为，则该金属的逸出功等于 故A正确； C．当入射光的频率为时，根据 可得产生的光电子的最大初动能为 故C错误； D．当入射光的频率为时，根据 可得产生的光电子的最大初动能为 D错误。 故选A。 5. 如图所示，这是中国传统玩具饮水鸟。在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里，小鸟“喝”了一口后，又直立起来。之后，无需人的干预，小鸟直立一会儿就会自己俯下身去使鸟嘴浸入水中“喝”水，然后又会直立起来。就这样周而复始，小鸟不停地点头“喝”水，则下列说法正确的是（　　） A. 饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能 B. 水杯中的水干了之后，小鸟还能点头“喝”水 C. 这种玩具饮水鸟是一架永动机 D. 此现象违背了热力学第一定律 【答案】A 【解析】 【详解】A．玩具饮水鸟的内部结构如图所示，其原理是先在鸟嘴上滴一些水，水分蒸发过程中吸热，温度降低，压强减小，使得头部气压小于肚子中的气压，从而使肚子中的部分液体压入头部，使重心上移，鸟的身体变得不稳定而发生倾斜，倾斜的过程中肚子中的玻璃管口脱离液面，从而使头部的液体又回流到肚子中，使鸟的身体再回到开始的竖直状态，而刚才倾斜的过程中鸟嘴刚好又沾到了水，之后鸟回到竖直状态后，鸟嘴的水分蒸发，重复前面的运动过程，即饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能，A正确； B．根据上述分析可知，当水杯中的水干了之后，不能蒸发制冷，不能形成头部和肚子内空气的压强差，小鸟不能再上下运动，即小鸟不能点头“喝”水，B错误； CD．这种玩具饮水鸟仍然遵循能量守恒定律，此现象没有违背热力学第一定律，不是一架永动机，CD错误。 故选A。 6. 如图所示，一小球用细线悬挂于点，细线长为点正下方处有一铁钉。将小球拉至A处无初速度释放（摆角很小），这个摆的周期是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】以为摆长的运动时间为 以为摆长的运动时间为 则这个摆的周期为 故选D。 7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻恰好传播到处，波形如图所示。时，平衡位置为的质点A第一次到达波峰。下列说法正确的是（ ） A. 简谐横波的波速大小为30m／s B. 波源振动的周期为0.8s C. 时，平衡位置为的质点处于波谷 D. 从到时间内，平衡位置的质点通过的路程为1.8m 【答案】D 【解析】 【详解】AB．时，平衡位置为的质点A在波谷，第一次到达波峰，可知周期为 从波形图中可知波长为 可知，波速为 AB均错误； C．时，平衡位置为的质点位于平衡位置，且速度沿y轴正方向，且 所以时，平衡位置为的质点处于平衡位置，且速度沿y轴负方向，C错误； D．波从处传到处需要的时间为 平衡位置在的质点振动时间为 所以从到时间内，平衡位置的质点通过的路程为 D正确。 故选D。 8. 下列说法中正确的是（ ） A. 只有横波会发生干涉、衍射、折射现象 B. 在波的干涉图样中，振动加强的点永远都振动加强 C. 两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱 D. 当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时，才能发生明显的衍射现象 【答案】BD 【解析】 【详解】A．各种波都能发生折射、干涉、衍射现象，A错误； BC．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互加强，波峰与波谷叠加相互削弱，故振动加强的点永远振动加强，振动削弱的点永远振动削弱，B正确，C错误； D．当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时，才能发生明显的衍射现象，D正确。 故选BD 9. 现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面ABC为直角三角形，∠ACB=30°。现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件，折射后到达BC边发生全反射，垂直AB边射出。已知CO=AC=L，下列说法正确的是 （　　） A. 光线在AC边的折射角为30° B. 该透明玻璃的折射率为2 C. 该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45° D. 光线在BC边的入射角为30° 【答案】AC 【解析】 【详解】A．画出光路图，如图所示，由图中几何关系可知光线在AC边的折射角为30°，故A正确; B．光线在O点的入射角为45°，折射角为30°，由折射定律有 n== 故B错误； C．由 sin C= 可得发生全反射的临界角 C=45° 故C正确； D．根据图中几何关系可知，光线在BC边的入射角为60°，故D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放（不计空气阻力）并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T，图乙为其振动图像。则（　　） A. 整个过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒 B. 在时间内，小球从最低点向上运动的距离小于 C. 在时刻，小球动能最小 D. 在时刻，弹簧弹性势能最大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．系统只有重力做功，故机械能守恒，A项正确； B．小球越靠近平衡位置，速度越大，故前运动的路程小于，B项正确； C．时刻小球位于平衡位置，速度最大，动能最大，C项错误； D．时刻小球位于平衡位置，此时弹性势能不是最大，D项错误。 故选AB。 第二卷 非选择题（57分） 二、实验探究题（15分） 11. 某小组做测定玻璃折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。 （1）下列哪些措施能够提高实验准确程度（ ） A. 选用两光学表面间距大的玻璃砖 B. 选用两光学表面平行的玻璃砖 C. 选用粗的大头针完成实验 D. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些 （2）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n = ______；（用图中线段的字母表示） （3）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）AD （2） （3） ①. 偏小 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 A．为了作图误差更小，应选用两光学表面间距大的玻璃砖，故A正确； B．根据折射定律可知，如果两个光学面不平行，不影响入射角与折射角的值，所以对折射率的测定结果不产生影响，故B错误； C．为了准确测量光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，使光线实际并不平行，故C错误； D．插在玻璃砖同侧的大头针之间的距离适当大些时，相同的距离误差情况下引起的角度误差会减小，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 折射率 其中 计算得 【小问3详解】 如图①，甲同学测定折射率时，作出折射光线如图中虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律 可知，折射率n将偏小。 用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。 12. 某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。 （1）用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为________mm。 （2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度l＝990.1mm时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期T＝2.00 s，由此算得重力加速度g为_____m/s2（保留3位有效数字）。 （3）改变摆线长度l，记录并分析单摆的振动视频，得到相应的振动周期。他们发现，分别用l和作为摆长，这两种计算方法得到的重力加速度数值的差异大小Δg随摆线长度l的变化曲线如图所示。由图可知，该实验中，随着摆线长度l的增加，Δg的变化特点是____________，原因是____________。 【答案】 ①. 19.20 ②. 9.86 ③. 随着摆线长度l的增加，Δg逐渐减小 ④. 随着摆线长度l的增加，则越接近于l，此时计算得到的g的差值越小 【解析】 【详解】（1）[1]用游标卡尺测量摆球直径d=19mm+0.02mm×10=19.20mm （2）[2]单摆的摆长为 L=990.1mm+×19.20mm=999.7mm 根据 可得 带入数据 （3）[3][4]由图可知，随着摆线长度l的增加，Δg逐渐减小，原因是随着摆线长度l的增加，则越接近于l，此时计算得到的g的差值越小。 三、计算题（42分，13题10分，14题14分，15题18分） 13. 如图甲所示，太空舱内的弹簧振子沿y轴自由振动，沿x轴方向有一轻质长绳与弹簧振子相连。弹簧振子振动后；长绳某时刻（记为时刻）形成的波形如图乙中实线所示，虚线为时刻长绳的波形。P点为处的质点。已知弹簧振子周期T的大小满足，求： （1）长绳波的波速大小； （2）质点P的振动方程。 【答案】（1）25m/s；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意，波传播时间间隔 设波沿x轴正向传播的距离为，则有 由波的图像得 结合波的图像可得 故由 解得波速 （2）由 得圆频率 设质点P的振动方程为 由图得 代入数据得 14. 一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。 （1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值； （2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光在M下端与竖直方向的偏角为α，此时 可得 又因为 所以 （2）根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示 则玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围应该为 当距离最近时有 当距离最远时有 根据（1）可知 联立可得 所以满足条件的范围为 15. 如图所示，处于竖直平面内的轨道，由倾角的足够长直轨道、圆心为的半圆形轨道、圆心为的圆形细圆管轨道、倾角的直轨道、水平直轨道组成，各段轨道均光滑且各处平滑连接，B和D为轨道间的相切点，点E、圆心处于同一竖直线上，C、F、G处于同一水平面上。在轨道末端G的右侧光滑水平面上，紧靠着质量、长度的无动力摆渡车，车上表面与直轨道平齐。可视为质点、质量的滑块从直轨道上某处静止释放。已知轨道和的半径。（，） （1）若释放点距点B的距离，求滑块到最低点C 时轨道对其支持力的大小； （2）若滑块始终不脱离轨道，求释放点与C点高度差h的取值范围； （3）若滑块从E点飞出后落在轨道上，与轨道碰撞后瞬间沿轨道速度分量保持不变，垂直轨道速度分量减为零，再沿轨道滑至摆渡车上。已知滑块和摆渡车之间的动摩擦因数，且滑块恰好不脱离摆渡车，求： ①滑块运动至点G 的速度大小； ②滑块离开点E的速度大小。 【答案】（1） （2）或 （3）①；② 【解析】 【小问1详解】 对滑块，从释放点到C点过程，根据动能定理 在C点合外力提供向心力 解得 【小问2详解】 满足恰好达到半圆形轨道BCD与等高处 可得 满足恰好能到达E点，则 恰好能过D点而不掉落，重力分力提供向心力 从释放点到D点过程 解得 综上可得 或 【小问3详解】 ①对滑块，从G点滑上摆渡车至共速，根据动量守恒定律 根据能量守恒定律 联立解得 ②从E点飞出落在EF段，根据位移偏转角和速度偏转角的关系 可得 ，， 所以 由碰撞点到G点，根据动能定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $