精品解析：北京市铁路第二中学2025-2026学年高二下学期期中物理试卷

2025-2026学年北京市西城区铁路第二中学高二（下）期中物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共30分。 1. 用小球和轻弹簧组成弹簧振子，使其沿水平方向振动，振动图像如图所示，下列描述正确的是（ ） A. 时，小球的加速度和位移均为负的最大值 B. 内，小球的速度逐渐减小，加速度逐渐增大 C. 内，弹簧的势能逐渐减小，弹簧弹力逐渐增大 D. 时，小球的动能达到最大值，弹簧的势能达到最小值 2. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ） A. 液体分子的无规则运动称为布朗运动 B. 固体很难被压缩，说明固体分子间存在引力 C. 液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 D. 做布朗运动的颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹 3. 如图，在一根张紧的绳上挂几个单摆，其中C、E两个摆的摆长相等，先使C摆振动，其余几个摆在C摆的带动下也发生了振动，则(　　) A. 只有E摆的振动周期与C摆相同 B. B摆的频率比A、D、E摆的频率小 C. E摆的振幅比A、B、D摆的振幅大 D. B摆的振幅比A、D、E摆的振幅大 4. 一列简谐横波在时刻的波形如图中的实线所示，已知波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度是（ ） A. 1m/s B. 4m/s C. 3m/s D. 6m/s 5. 关于光现象及应用，下列说法正确的是（ ） A. 佩戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的折射 B. 雨后太阳光入射到水滴形成彩虹，是由于光的干涉 C. 医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用了光的偏振 D. 光经过游标卡尺的缝时，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射 6. 分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（ ） A. 从到分子力先减小后增大 B. 从到分子间引力一直在减小 C. 从到分子动能先增大后减小 D. 从到分子势能先减小后增大 7. 如图表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为和。C点是B、E连线的中点，下列说法正确的是（ ） A. C、E两点都保持静止不动 B. 图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm C. 图示时刻C点正处于平衡位置且向水面下方运动 D. 从图示的时刻起经，B点通过的路程为10cm 8. 氧气分子在和时的速率分布规律如图所示，横坐标表示分子速率区间，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，由图可知（ ） A. 同一温度时，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 B. 随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D. 随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例减少 9. 有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是（　　） A. B. C. D. 10. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在如图所示装置中抽去一张纸片，则当光入射到劈形空气薄膜后。（ ） A. 从上往下可以观察到干涉条纹间距变大 B. 从上往下可以观察到干涉条纹间距变小 C. 从上往下可以观察到干涉条纹间距不变 D. 同时换成波长更大的入射光，从上往下可以观察到干涉条纹间距变小 二、多选题：本大题共4小题，共12分。 11. 下列说法中正确的是（ ） A. 液体表面张力的方向与液面相切 B. 凡具有各向同性的物质一定是非晶体 C. 晶体有确定的熔点，非晶体也有确定的熔点 D. 在空间站内完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用 12. 在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　） A. 雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B. 超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化 C. 观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 D. 同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 13. 如图所示，一束光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在玻璃砖与空气的界面上发生反射和折射，入射角为，折射角为，下列说法正确的是（ ） A. 反射光的频率大于入射光的频率 B. 折射光的波长等于入射光的波长 C. 若增大入射角，则折射光将减弱 D. 若增大入射角，则折射角将增大 14. 一列沿x轴传播的简谐横波，时刻的波形图如图1所示，P、Q是介质中的两个质点，图2是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 该波的速度为 B. 该波沿x轴负方向传播 C. 质点Q在内随波向右迁移 D. 此时刻质点P沿y轴负方向运动 三、实验题：本大题共2小题，共20分。 15. 用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径___________。 16. 某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图。他以O点为圆心画圆，与入射光线和折射光线分别交于P和Q，由P和Q做法线的垂线，测量垂线段的长度，记为PM和QN，则此玻璃的折射率_______。 17. 利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象，安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样，在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样。用米尺测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻的两条亮（或暗）纹间的距离，换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长。 甲 （1）关于该实验，下列说法正确的是________（填正确答案标号）。 A．增大单缝到双缝的距离。干涉条纹间距变窄 B．将蓝色滤光片换成红色滤光片，干涉条纹间距变窄 C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D．去掉滤光片后，将观察到彩色的干涉条纹 （2）实验装置中分划板与螺旋测微器相连，第一次分划板中心刻度线对齐第1条亮纹中心，螺旋测微器读数为1.990mm，转动手轮第二次分划板中心刻度线对齐第10条亮纹中心，螺旋测微器的示数如图乙所示。已知双缝的间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图乙中螺旋测微器的示数是_______mm，求得相邻亮纹的间距为________mm，所测光波的波长为_______m（结果保留两位有效数字）。 18. 用图1所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。 （1）下列实验操作正确的是______（填选项前的字母）。 A. 用轻且不易伸长的细线和密度大且直径较小的球组装成单摆 B. 让小球从细线与竖直方向夹角为30°的位置开始运动 C. 在最高点释放小球并同时开始计时 D. 在小球经过最低点时开始计时，测量次全振动的时间 （2）如图2所示，用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径_________mm。 （3）测量摆球直径d，摆线长l，单摆完成n次全振动的时间t，可得重力加速度的大小___________（用题目所给的字母表示）。 （4）某同学设计了利用单摆和力传感器验证机械能守恒定律的实验方案。如图3所示，O点为单摆的悬点，将摆球从A点由静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，B点为运动的最低点。摆球运动过程中用力传感器测量细线上的拉力大小，传感器示数的最大值和最小值分别为F1和F2。摆球静止在B点时，传感器示数为F0。推导说明，F0、F1、F2满足什么关系即可验证摆球运动过程中在A点和B点的机械能相等___________________。 四、简答题：本大题共3小题，共29分。 19. 如图，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，已知气体在状态A时的温度为300K，则气体在状态B时的温度为______K，从状态A到状态C气体从外界吸收热量______J。 20. 如图所示，AB为空气与某介质的界面，直线MN垂直于界面AB。已知，该介质的折射率，光在空气中的传播速度约为3×108m/s。求： （1）光以i=45°入射角由空气射入该介质时的折射角r； （2）光在该介质中的传播速度v； （3）光由该介质射向空气，发生全反射的临界角C。 21. （1）质量为的小球竖直落下与水平地面发生碰撞，若碰撞前后的速度大小都是，方向都沿竖直方向，与地面的作用时间为，碰撞过程中忽略小球所受重力，求地面对小球的平均作用力的大小。 （2）如图所示，从距秤盘高处把一筒豆粒由静止持续均匀地倒在秤盘上，从第一粒豆落入秤盘至最后一粒豆落入秤盘用时为，豆粒的总质量为。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半，忽略豆粒与秤盘碰撞过程中豆粒的重力，已知重力加速度为，估算碰撞过程中秤盘受到的平均压力的大小。 （3）从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。正方体密闭容器中有一定质量的理想气体，每个分子质量为，单位体积内分子数为。设气体分子速率均为，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。请推导气体对器壁的压强与、和的关系。 五、计算题：本大题共1小题，共9分。 22. 摆动是生活中常见的运动形式，秋千、钟摆的运动都是我们熟悉的摆动。摆的形状各异，却遵循着相似的规律。 （1）如图1所示，一个摆的摆长为L，小球质量为m，拉起小球使摆线与竖直方向夹角为时将小球由静止释放，忽略空气阻力。求小球运动到最低点时绳对球的拉力的大小F。 （2）如图2所示，当小球运动到摆线与竖直方向夹角为（）时，求此时小球的角速度大小。 （3）如图3所示，长为L的轻杆，一端可绕固定在O点的光滑轴承在竖直平面内转动，在距O点为和L处分别固定一个质量为m、可看作质点的小球，忽略轻杆的质量和空气阻力。将杆与小球组成的系统拉到与竖直方向成角的位置由静止释放，当系统向下运动到与竖直方向夹角为（）时，求此时系统的角速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年北京市西城区铁路第二中学高二（下）期中物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共30分。 1. 用小球和轻弹簧组成弹簧振子，使其沿水平方向振动，振动图像如图所示，下列描述正确的是（ ） A. 时，小球的加速度和位移均为负的最大值 B. 内，小球的速度逐渐减小，加速度逐渐增大 C. 内，弹簧的势能逐渐减小，弹簧弹力逐渐增大 D. 时，小球的动能达到最大值，弹簧的势能达到最小值 【答案】D 【解析】 【详解】A．在时，由图像可知小球位移，为正向最大值，根据简谐运动的加速度公式 可知此时加速度为负向最大值，加速度与位移方向相反，故A错误； B．在内，小球从正向最大位移处向平衡位置运动，其速度逐渐增大，位移大小逐渐减小，则加速度逐渐减小，故B错误； C．在内，小球从平衡位置向负向最大位移处运动，位移大小逐渐增大，弹簧形变量随之增大，根据胡克定律，弹力逐渐增大，弹性势能也逐渐增大，故C错误； D．在时，小球经过平衡位置，此时速度达到最大值，动能最大；由于此时弹簧形变量为零，弹性势能最小，故D正确。 故选D。 2. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ） A. 液体分子的无规则运动称为布朗运动 B. 固体很难被压缩，说明固体分子间存在引力 C. 液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 D. 做布朗运动的颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹 【答案】C 【解析】 【详解】AC．布朗运动的定义是液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，而非液体分子本身的无规则运动，液体分子的无规则运动是分子热运动的表现，与布朗运动是不同的概念，故A错误，C正确； B．固体很难被压缩，是因为当分子间距离减小时，分子间的斥力起主要作用，而非引力，分子间同时存在引力和斥力，压缩时斥力大于引力，导致固体难以被压缩，故B错误； D．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，其运动轨迹是微粒在不同时刻位置的连线，而非分子本身的运动轨迹，分子的无规则运动是微观的、无法直接观察的，微粒的运动是分子无规则碰撞的宏观表现，故D错误。 故选C。 3. 如图，在一根张紧的绳上挂几个单摆，其中C、E两个摆的摆长相等，先使C摆振动，其余几个摆在C摆的带动下也发生了振动，则(　　) A. 只有E摆的振动周期与C摆相同 B. B摆的频率比A、D、E摆的频率小 C. E摆的振幅比A、B、D摆的振幅大 D. B摆的振幅比A、D、E摆的振幅大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】C摆振动起来后，使得A、B、D、E做受迫振动，振动的频率都等于C振动的频率。所以各摆振动的周期都相等。C摆的摆长与E摆相等则固有周期相等，即固有频率相等，可见，受迫振动的频率和E摆振动的频率相等，发生共振，振幅最大。 故选C。 4. 一列简谐横波在时刻的波形如图中的实线所示，已知波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度是（ ） A. 1m/s B. 4m/s C. 3m/s D. 6m/s 【答案】A 【解析】 【详解】由图可知波长为，已知波沿x轴正方向传播，若该波的周期T大于0.02s，则 解得波的周期为 该波的传播速度是 故选A。 5. 关于光现象及应用，下列说法正确的是（ ） A. 佩戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的折射 B. 雨后太阳光入射到水滴形成彩虹，是由于光的干涉 C. 医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用了光的偏振 D. 光经过游标卡尺的缝时，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射 【答案】D 【解析】 【详解】A．立体电影的特制眼镜利用的是光的偏振，不是折射，故A错误； B．彩虹是太阳光在水滴中发生折射引起的色散，不是干涉，故B错误； C．光纤内窥镜利用的是光的全反射，不是偏振，故C错误； D．光通过游标卡尺的狭缝时出现明暗相间条纹，是典型的光的衍射现象，故D正确。 故选D。 6. 分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（ ） A. 从到分子力先减小后增大 B. 从到分子间引力一直在减小 C. 从到分子动能先增大后减小 D. 从到分子势能先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图像可知，从到，分子力的大小先增大后减小，故A错误； B．根据图像可知，从到，分子引力一直增大，故B错误； C．从到分两段，从到，分子力表现为引力，分子力做正功；从到，分子力表现为斥力，分子力做负功，则分子动能先增大后减小，故C正确； D．从到分子力一直做正功，则分子势能一直减小，故D错误。 故选C。 7. 如图表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为和。C点是B、E连线的中点，下列说法正确的是（ ） A. C、E两点都保持静止不动 B. 图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm C. 图示时刻C点正处于平衡位置且向水面下方运动 D. 从图示的时刻起经，B点通过的路程为10cm 【答案】B 【解析】 【详解】A．E点为波峰与波峰相遇点，是振动加强点，C点在振动加强点的连线中点，也是振动加强点，振幅为。其位移随时间变化，并非静止不动，故A错误； B．图示时刻A点为波峰与波峰相遇点，其位移为10cm；B点为波谷与波谷相遇点，其位移为。两点间的竖直高度差为，故B正确； C．B点为波谷，E点为波峰，C是B、E连线的中点，其距离波峰和波谷均为，故此时C点处于平衡位置。由于波向外传播，E点的波峰状态随后传到C点，故C点此时应向水面方向运动，故C错误； D．该波的周期为 解得 经历时间，B点作为加强点，在一个周期内通过的路程为 ，则在半个周期内通过的路程为，故D错误。 故选B。 8. 氧气分子在和时的速率分布规律如图所示，横坐标表示分子速率区间，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，由图可知（ ） A. 同一温度时，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 B. 随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D. 随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例减少 【答案】A 【解析】 【详解】A．分子速率分布遵循统计规律，同一温度下，中等速率的分子数占比最高，速率极小和极大的分子数占比较低，呈现“中间多，两头少”的分布特点，故A正确； B．温度是分子平均动能的标志，温度升高时，分子的平均速率增大，但这是统计意义上的平均效果，并非每一个分子的速率都增大，个别分子的速率可能减小，故B错误； C．温度升高时，分子速率分布曲线向速率增大的方向移动，且峰值降低、曲线变宽，速率较小的分子所占的比例会减小，故C错误； D．温度升高时，分子速率分布曲线向高速率方向延伸，速率较大的分子所占的比例会增大，故D错误。 故选A。 9. 有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】BC．光从空气进入光导纤维左侧界面时，令入射角、折射角分别为、，根据 由于折射率n大于1，则有 图中空气中的入射角均小于光导纤维中的折射角，不满足要求，故BC错误； AD．结合上述，图中光从空气进入光导纤维的入射角均大于折射角，满足要求，由于折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小，可知，光在光导纤维中沿半径方向传播时，在每一个平行于中心轴线的界面均发生折射，当光沿半径方向向外侧传播时，光由光密介质进入光疏介质，对应的入射角小于折射角，导致光沿中心轴线偏折，最终发生全反射，当光沿半径方向向内侧传播时，光由光疏介质进入光密介质，对应的入射角大于折射角，导致光再次沿中心轴线偏折，可知，光在光导纤维内部传播的路径为一条曲线，即第一个选择项符合要求，故A正确，D错误。 故选A。 10. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在如图所示装置中抽去一张纸片，则当光入射到劈形空气薄膜后。（ ） A. 从上往下可以观察到干涉条纹间距变大 B. 从上往下可以观察到干涉条纹间距变小 C. 从上往下可以观察到干涉条纹间距不变 D. 同时换成波长更大的入射光，从上往下可以观察到干涉条纹间距变小 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为，、处为两相邻亮条纹，如图所示 则此两处的光程分别为， 又光程差 可得 设此两相邻亮纹中心的距离为，根据几何关系有 解得 当抽去一张纸片减小，增大，故A正确，BC错误； D．换成波长更大的入射光，从上往下可以观察到干涉条纹间距结合 则增大，故D错误。 故选A。 二、多选题：本大题共4小题，共12分。 11. 下列说法中正确的是（ ） A. 液体表面张力的方向与液面相切 B. 凡具有各向同性的物质一定是非晶体 C. 晶体有确定的熔点，非晶体也有确定的熔点 D. 在空间站内完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用 【答案】AD 【解析】 【详解】A．液体表面张力由液体表面层分子间的相互作用力产生，其方向与液面相切，使液体表面有收缩趋势，故A正确； B．各向同性的物质可能是非晶体，也可能是由大量单晶体无序排列组成的多晶体，并非一定是非晶体，故B错误； C．晶体包括单晶体和多晶体有确定的熔点，加热时达到熔点才会熔化；非晶体没有确定的熔点，加热过程中会逐渐软化、流动性增强，故C错误； D．在完全失重环境中，重力对水滴的形态影响可忽略，液体表面张力会使水滴表面收缩，最终形成表面积最小的球形，故D正确。 故选AD。 12. 在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　） A. 雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B. 超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化 C. 观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 D. 同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，选项A错误； B．超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，选项B正确； C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，由于列车和人的位置相对变化了，所以听得的声音频率发生了变化，使得音调会变低，选项C正确； D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，是由于介质不一样导致的，选项D错误。 故选BC。 13. 如图所示，一束光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在玻璃砖与空气的界面上发生反射和折射，入射角为，折射角为，下列说法正确的是（ ） A. 反射光的频率大于入射光的频率 B. 折射光的波长等于入射光的波长 C. 若增大入射角，则折射光将减弱 D. 若增大入射角，则折射角将增大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．光的折射和反射光在不同介质中传播，发生反射、折射等现象时，其频率不变，故A错误； B．光由玻璃射入空气，是由光密介质射入光疏介质，折射角大于入射角，折射光的传播速度大于入射光的传播速度，频率相同，由可知折射光的波长大于入射光的波长，故B错误； C．由光密介质射入光疏介质，入射角越大，反射光越强，折射光越弱，入射角超过临界角时发生全反射，折射光消失，只有反射光，故C正确； D．折射率，增大入射角，可知折射角也会增大，故D正确。 故选CD。 14. 一列沿x轴传播的简谐横波，时刻的波形图如图1所示，P、Q是介质中的两个质点，图2是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 该波的速度为 B. 该波沿x轴负方向传播 C. 质点Q在内随波向右迁移 D. 此时刻质点P沿y轴负方向运动 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．由图1可知该简谐波的波长，由图2可知其振动周期，则波速 解得 在时刻，由图2可知质点Q位于平衡位置且向y轴负方向运动，根据波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故AB正确； C．在简谐波传播过程中，介质中的质点仅在各自平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，故C错误； D．由于该波沿x轴负方向传播，在时刻，质点P位于波峰左侧的“上坡”段，根据波形平移法可知此时质点P沿y轴正方向运动，故D错误。 故选AB。 三、实验题：本大题共2小题，共20分。 15. 用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径___________。 【答案】 【解析】 【详解】[1]油酸分子的直径为 16. 某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图。他以O点为圆心画圆，与入射光线和折射光线分别交于P和Q，由P和Q做法线的垂线，测量垂线段的长度，记为PM和QN，则此玻璃的折射率_______。 【答案】 【解析】 【详解】由题知，入射角为，折射角为，根据几何关系有，， 根据折射定律，可得 17. 利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象，安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样，在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样。用米尺测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻的两条亮（或暗）纹间的距离，换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长。 甲 （1）关于该实验，下列说法正确的是________（填正确答案标号）。 A．增大单缝到双缝的距离。干涉条纹间距变窄 B．将蓝色滤光片换成红色滤光片，干涉条纹间距变窄 C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D．去掉滤光片后，将观察到彩色的干涉条纹 （2）实验装置中分划板与螺旋测微器相连，第一次分划板中心刻度线对齐第1条亮纹中心，螺旋测微器读数为1.990mm，转动手轮第二次分划板中心刻度线对齐第10条亮纹中心，螺旋测微器的示数如图乙所示。已知双缝的间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图乙中螺旋测微器的示数是_______mm，求得相邻亮纹的间距为________mm，所测光波的波长为_______m（结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. CD ②. 13.870 ③. 1.320 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]．根据，为双缝间距，L为双缝到屏的距离，增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变，A错误；将蓝色滤光片换成红色滤光片，由于红光的波长比蓝光长，干涉条纹间距变宽，B错误；换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，C正确；去掉滤光片后，将观察到白光彩色的干涉条纹，D正确。 （2）[1][2][3]．根据螺旋测微器的读数规则可知读数为13.870mm，第1条亮纹中心与第10条亮纹中心有9个间距，故 把数据代入求得 18. 用图1所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。 （1）下列实验操作正确的是______（填选项前的字母）。 A. 用轻且不易伸长的细线和密度大且直径较小的球组装成单摆 B. 让小球从细线与竖直方向夹角为30°的位置开始运动 C. 在最高点释放小球并同时开始计时 D. 在小球经过最低点时开始计时，测量次全振动的时间 （2）如图2所示，用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径_________mm。 （3）测量摆球直径d，摆线长l，单摆完成n次全振动的时间t，可得重力加速度的大小___________（用题目所给的字母表示）。 （4）某同学设计了利用单摆和力传感器验证机械能守恒定律的实验方案。如图3所示，O点为单摆的悬点，将摆球从A点由静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，B点为运动的最低点。摆球运动过程中用力传感器测量细线上的拉力大小，传感器示数的最大值和最小值分别为F1和F2。摆球静止在B点时，传感器示数为F0。推导说明，F0、F1、F2满足什么关系即可验证摆球运动过程中在A点和B点的机械能相等___________________。 【答案】（1）AD （2）18.8 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 A．轻且不易伸长的细线可保证摆长稳定，密度大直径小的摆球可减小空气阻力影响，操作正确，故A正确； B．单摆做简谐运动要求摆角小于（不超过），偏角过大，不再是简谐运动，故B错误； CD．单摆计时应选在最低点，此处小球速度大，计时误差更小，且测量多次全振动可减小周期测量误差，故C错误，D正确。 故选AD。 【小问2详解】 10分度游标卡尺读数为 【小问3详解】 单摆摆长，周期 代入单摆周期公式 ​​ 整理得重力加速度 【小问4详解】 摆球静止在B点时 最高点速度为0，沿绳方向向心力为0，得最小拉力 最低点拉力最大，由向心力公式得 若机械能守恒，A到B重力势能减少量等于动能增加量 ​​代入整理得，满足该关系即可验证机械能相等。 四、简答题：本大题共3小题，共29分。 19. 如图，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，已知气体在状态A时的温度为300K，则气体在状态B时的温度为______K，从状态A到状态C气体从外界吸收热量______J。 【答案】 ①. 100 ②. 400 【解析】 【分析】 【详解】[1]根据 可得 [2]从状态A到状态C，气体的pV乘积不变，则温度不变，内能不变；气体对外做功 则从外界吸收热量 Q=W=400J 20. 如图所示，AB为空气与某介质的界面，直线MN垂直于界面AB。已知，该介质的折射率，光在空气中的传播速度约为3×108m/s。求： （1）光以i=45°入射角由空气射入该介质时的折射角r； （2）光在该介质中的传播速度v； （3）光由该介质射向空气，发生全反射的临界角C。 【答案】（1）r=30° （2） （3）C=45° 【解析】 【小问1详解】 根据题意，由折射定律有 解得 则折射角 【小问2详解】 根据题意，由公式可得，光在该介质中的传播速度 【小问3详解】 根据题意，由公式可得 解得全反射的临界角 21. （1）质量为的小球竖直落下与水平地面发生碰撞，若碰撞前后的速度大小都是，方向都沿竖直方向，与地面的作用时间为，碰撞过程中忽略小球所受重力，求地面对小球的平均作用力的大小。 （2）如图所示，从距秤盘高处把一筒豆粒由静止持续均匀地倒在秤盘上，从第一粒豆落入秤盘至最后一粒豆落入秤盘用时为，豆粒的总质量为。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半，忽略豆粒与秤盘碰撞过程中豆粒的重力，已知重力加速度为，估算碰撞过程中秤盘受到的平均压力的大小。 （3）从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。正方体密闭容器中有一定质量的理想气体，每个分子质量为，单位体积内分子数为。设气体分子速率均为，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。请推导气体对器壁的压强与、和的关系。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）以竖直向上为正方向，根据动量定理 解得地面对小球的平均作用力的大小 （2）根据动力学公式 豆粒与秤盘碰撞时的速度为 豆子时均匀落下，则单位时间落在秤盘的质量为，则在极短时间内和秤盘作用的豆子，以竖直向上为正方向，根据动量定理 可得秤盘对豆粒的平均作用力为 根据牛顿第三定律，秤盘受到的平均压力的大小为 （3）根据动量定理，一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量 如图所示 以器壁上的面积S为底、以为高构成柱体，由题设可知，其内的粒子在时间内有与器壁S发生碰撞，碰壁粒子总数 在时间内粒子给器壁的冲量 面积为S的器壁受到粒子压力 因此器壁单位面积所受粒子压力 五、计算题：本大题共1小题，共9分。 22. 摆动是生活中常见的运动形式，秋千、钟摆的运动都是我们熟悉的摆动。摆的形状各异，却遵循着相似的规律。 （1）如图1所示，一个摆的摆长为L，小球质量为m，拉起小球使摆线与竖直方向夹角为时将小球由静止释放，忽略空气阻力。求小球运动到最低点时绳对球的拉力的大小F。 （2）如图2所示，当小球运动到摆线与竖直方向夹角为（）时，求此时小球的角速度大小。 （3）如图3所示，长为L的轻杆，一端可绕固定在O点的光滑轴承在竖直平面内转动，在距O点为和L处分别固定一个质量为m、可看作质点的小球，忽略轻杆的质量和空气阻力。将杆与小球组成的系统拉到与竖直方向成角的位置由静止释放，当系统向下运动到与竖直方向夹角为（）时，求此时系统的角速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据机械能守恒定律有 在最低点，根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问2详解】 根据机械能守恒定律有 角速度 联立解得 【小问3详解】 根据机械能守恒定律有 其中 ， 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $