内容正文:
光大衡高部高二年级期中质量检测试卷
物理
考试时间:75分钟满分:100分
一、单项选择题(每题4分,共28分)
1. 一定质量的理想气体,其内能的大小取决于气体的( )
A. 温度 B. 体积 C. 压强 D. 密度
【答案】A
【解析】
【详解】理想气体的微观模型忽略分子间相互作用力,因此不存在分子势能,内能仅为所有分子热运动动能的总和。一定质量的理想气体分子总数固定,分子平均动能仅由温度决定,因此内能大小仅由温度决定。
故选A。
2. 布朗运动的发现,在物理学上的主要贡献是( )
A. 说明了悬浮颗粒在做无规则运动
B. 说明了液体分子或气体分子在做无规则运动
C. 说明了悬浮颗粒做无规则运动的剧烈程度与温度无关
D. 说明了液体分子与悬浮颗粒之间的相互作用力
【答案】B
【解析】
【详解】布朗运动对物理学的主要贡献有两个,一个是说明了液体分子或气体分子在做无规则运动,另一个是说明液体分子或者气体分子无规则运动的剧烈程度与温度有关。
悬浮颗粒在做无规则运动,是布朗运动的现象,是液体分子运动的间接反映。
故选B。
3. 一摆长为1m的单摆,它的周期约为( )
A. 1s B. 2s C. 3s D. 4s
【答案】B
【解析】
【详解】一摆长为1m的单摆,根据单摆周期公式可得
故选B。
4. 用手握住细绳A端持续上下振动,在绳上形成一列简谐横波。某时刻波形如图所示,则该时刻绳上( )
A. 质点B的速度不为零 B. 质点C的加速度为零
C. 质点C、E的速度相同 D. 质点B、D的加速度相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.质点B在波峰,加速度最大,速度为0,故A错误;
B.质点C在平衡位置,速度最大,加速度为0,故B正确;
C.质点C的速度竖直向上,质点E的速度竖直向下,方向不同,故C错误;
D.质点B的加速度竖直向下,质点D的加速度竖直向上,方向不同,故D错误。
故选B。
5. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示,由该时刻开始计时,质点的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该横波正沿轴负方向传播
B. 质点该时刻向轴正方向运动
C. 质点经半个周期将移动到点
D. 该时刻质点与的速度大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知,该时刻质点沿轴正方向运动,根据“同侧法”可知,该横波正沿轴正方向传播,故A错误;
B.根据“同侧法”可知,质点该时刻向轴负方向运动,故B错误;
C.质点不随波迁移,故C错误;
D.该时刻质点与均处于平衡位置处,速度大小相等,故D正确。
故选D。
6. 某束光射入等腰三棱镜后,改变不同的入射角度,测出入射角时偏折角,且光线与三棱镜的两棱边夹角相同,下列说法正确的是( )
A. 三棱镜的折射率为 B. 三棱镜的折射率为
C. 三棱镜顶角 D. 三棱镜顶角
【答案】D
【解析】
【详解】连接射入点与射出点,在射出点做三棱镜棱边垂线,如图所示。
AB.入射角,所以光线与三棱镜棱边的夹角
所以射出光线与棱边垂线的夹角也为,根据对称性得
解得
所以
三棱镜的折射率,故A错误,B错误;
CD.根据几何关系得,,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图,一个圆筒的底面直径与高均为,从某点A恰能看到筒底边缘的某点B。向筒内注入折射率为的液体到某一深度,仍沿AB方向看去,恰好看到筒底上的点C,C、B两点相距。下列说法正确的是( )
A. 光在液体中传播的速度为m/s
B. 此时筒内液体的深度为
C. 从A点绕圆筒竖直轴一周,以相同角度观察,能看到筒底区域为半径等于的圆面
D. 若继续注入液体,从A点沿AB方向看去,能看到筒底的区域长度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.根据
解得,故A正确;
B.设此时筒内液体的深度为h,光路图如图所示
根据折射率的定义式,可得
由几何关系可知,解得
根据几何关系,可得
解得,故B错误;
C.由B选项分析,可知沿AB方向看去,恰好看到筒底上的点C到液面入射点正下方的距离为
则从A点绕圆筒竖直轴一周,以相同角度观察,能看到筒底区域为半径等于的圆,故C正确;
D.若继续注入液体,从A点沿AB方向看去,能看到筒底的位置再逐渐右移,恰好注满液体时,沿AB方向看去,恰好看到筒底上的点C到液面入射点正下方的距离为
则该过程能看到筒底的区域长度为,故D正确。
故选ACD。
二、多项选择题(每题6分,共18分,少选得3分,错选不得分。)
8. 如图所示为某一时刻波源、在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的频率相同,振幅相同,则下列说法正确的是( )
A. 这两列波的波长相同,在两波相遇的区域中会产生干涉
B. a、c、d三点位移始终最大,等于两列波的振幅之和
C. a、c、d三点的振动始终加强,b点的振动始终减弱
D. 从此刻再经过四分之一个周期,a、b、c、d四点均在平衡位置
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.这两列波的频率相同,在水中的传播速度相同,可知波长相同,在两波相遇的区域中会产生干涉,A正确;
C.a、c两点是谷谷相遇点、d点是峰峰相遇点,则a、c、d三点的振动始终加强,b点是峰谷相遇点,则振动始终减弱,C正确;
B.a、c、d三点振动加强,振幅最大,但是位移不是始终最大,最大位移等于两列波的振幅之和,B错误;
D.从此刻再经过四分之一个周期,a、c从波谷回到平衡位置,d点由波峰回到平衡位置, b点一直在平衡位置,即四点均在平衡位置,D正确。
故选ACD。
9. 劈尖干涉是一种薄膜干涉,现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,如图(a)所示,当黄光从上方入射后,从上往下可以观察到如图(b)所示的明暗相间的条纹,条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处,下列说法中正确的是( )
A. 干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光叠加产生的
B. 若换用蓝光从上方入射,条纹变疏
C. 若放在同一位置的薄片厚度变小,则条纹间距将会变大
D. N的上表面B处向上凸起
【答案】CD
【解析】
【详解】A.劈尖干涉的相干光来源于空气薄膜的上下两个表面(即标准板M的下表面和待检工件N的上表面)的反射,而非M板的上下两表面。A错误;
B.干涉条纹间距公式为:
其中为入射光波长,为劈尖夹角。蓝光波长比黄光短(),因此换用蓝光后,条纹间距会变小,条纹变密。B错误;
C.若薄片厚度变小,在同一长度内空气膜的厚度变化减小,劈尖夹角变小。根据条纹间距公式,变小则条纹间距变大。C正确;
D.对于A处(P点):条纹向左弯曲,说明此处空气膜厚度与左侧(更靠近劈尖)的厚度相同,因此A处向下凹陷。
对于B处(Q点):条纹向右弯曲,说明此处空气膜厚度与右侧(更远离劈尖)的厚度相同,因此B处向上凸起。D正确。
故选CD。
【点睛】高中阶段,劈尖干涉的条纹间距公式可近似表示为,其中为劈尖夹角。
10. 一定质量的理想气体从状态开始,经、、三个过程后回到初始状态,其图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 在过程中,气体分子的内能一直在增大
B. 在过程中,气体分子的平均动能一直在减小
C. 在过程中,气体对外界做功300J
D. 在一个循环过程中,气体从外界吸收450J热量
【答案】AD
【解析】
【详解】A.的过程,气体体积不变,压强增大,根据查理定律,可知该过程温度升高,则分子内能增大,故A正确;
B.根据,可知的等温曲线为反比例函数图像,根据数学知识可知的过程中,乘积先增大后减小,则温度先增大后减小,即分子平均动能先增大后减小,故B错误;
C.状态过程为等压变化,气体体积减小,外界对气体做功,故C错误;
D.在一个循环过程中,外界对气体做功
气体内能不变,即,根据热力学第一定律
可得,气体从外界吸收450J热量,故D正确。
故选AD。
三、实验题(11题8分,12题8分,共16分)
11. 小组用单摆测量重力加速度,装置如图。
(1)游标卡尺测得摆球直径,刻度尺测得摆线长,则摆长_____(保留四位有效数字);
(2)使摆线与竖直方向夹角为(),无初速度释放摆球,摆球位于_____选填:“最高点”或“最低点”)开始计时,记录摆球做次全振动,则单摆周期_____,由此测得当地重力加速度_____(取,保留三位有效数字)。
【答案】(1)
(2) ①. 最低点 ②. 1.80 ③.
【解析】
【小问1详解】
单摆的摆长为
【小问2详解】
[1]为减小实验计时误差,需摆球经过最低点时开始计时;
[2]单摆周期
[3]根据单摆周期公式
可得
代入数值得
12. 测量某半圆形玻璃砖的折射率,操作步骤如下:
I.在白纸上画一条直线,半圆形玻璃砖放白纸上,玻璃砖底面直径与直线重合,描出直径两端点、,取走玻璃砖,用刻度尺找出圆心点,过点作垂线,放回玻璃砖,将光屏垂直贴近玻璃砖点放置在玻璃砖左侧。
II.沿玻璃砖由向缓慢移动激光笔,使激光笔入射光线平行纸面,始终沿着半径方向射向圆心,从玻璃砖射出的激光在下方,射在光屏上,当光屏上的光线恰好消失时,记下激光入射点点,取走玻璃砖,过点作的垂线。
(1)步骤II中,当激光从点入射到点,光线消失的现象是光的_____。
A. 色散 B. 衍射 C. 全反射
(2)由刻度尺测得、,则玻璃砖的折射率_____。
【答案】(1)C (2)1.6
【解析】
【小问1详解】
当激光从点入射到点在面下方光屏上恰好消失时,此时光线在AB面发生全反射,故是光的全反射现象。
故选C。
【小问2详解】
根据前面分析可知此时入射角等于临界角,即,故可得
根据
可得玻璃砖的折射率
13. 2026年某新能源汽车发布会上公布了第二代刀片电池技术,在能量密度、低温性能上比上一代有了很大突破。现将其中一块电池拆解出来,测量其电动势和内阻。除电池外,器材还有:多用电表;滑动变阻器;电流表(为0.50 Ω,0~0.6A);电压表(约为5 kΩ,0~5 V);以及开关S、导线若干。
(1)用多用电表粗测电池的电动势,则多用电表的红表笔应连接电源的__________(选填“正极”或“负极”);
(2)如图甲、乙所示,为保证测量结果的精确性,应选择电路图__________(选填“甲”或“乙”)来进行实验;
(3)正确操作进行实验后,得到电压表读数和对应的电流表读数,画出图像如图丙所示,、、已知,则测得电池的电动势__________,内阻__________。(用题中字母表示)。
【答案】(1)正极 (2)乙
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
多用电表在测直流电压时,红表笔接高电势(电源正极),黑表笔接低电势(电源负极),电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出。
【小问2详解】
由于题目中给出电流表内阻已知,我们可以把电流表和电源看成一个整体(等效电源),此时电压表的读数是滑动变阻器两端的电压,电流表的读数就是干路电流,电压表测的就是等效后的路端电压,这样系统误差可以通过修正消除,从而保证测量结果的精确性,故应选择电路图乙。
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律,结合图乙有
可知图像纵截距表示电动势,斜率绝对值表示,则根据图丙有,
解得
四、解答题(13题8分,14题14分,15题16分,共38分)
14. 如图所示,某透明介质的横截面是半径为的圆,是圆心,AB是直径,一束单色光与AB平行,从圆弧上的点射入介质,折射光线到达点,已知该单色光在点的折射角与入射角之和为,光在真空中的传播速度为。
(1)求此透明介质的折射率;
(2)求该单色光从点到点的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
如图所示,设光在点的入射角、折射角分别为、,连接CO、CB,光与AB平行,由几何关系可得
结合,综合解得、
介质的折射率为
【小问2详解】
由几何关系可得、两点间的距离
由折射率的定义可得
该单色光从点到点的传播时间
联立解得
15. 如图所示,在坐标系平面内,位于处的波源开始振动(记为计时起点),产生的机械波沿轴负方向传播,经该波恰好传到处的点。已知轴两侧介质不同,该波在介质2中的传播速度为介质1中速度的2倍,该波穿过轴后振幅变为原来的,求:
(1)该波在介质2中的传播速度大小;
(2)处的质点在内运动的路程。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在介质1中,由题意可知振动周期为
波的传播速度
解得
由题意知波在介质2中的传播速度为介质1中速度的2倍,则波在介质2中的传播速度
【小问2详解】
波在介质1中传播的时间
波在介质2中传到点的时间
点振动的时间
波在介质2中的周期与介质1中的相同
由图可知,波在介质1中的振幅
在介质2中的振幅
在内运动的路程
解得
16. 有一火灾报警装置,其原理如图1所示,当活塞触及卡柱时,触发报警,致使闪烁灯闪烁、警报器鸣笛。导热性能良好的容器安装在天花板上,卡柱到容器上端距离为L。横截面积为、质量为的活塞(厚度不计)密封一定质量的理想气体,活塞能沿容器无摩擦滑动。未发生火灾时,环境温度为,活塞与卡柱的距离为;发生火灾时,容器内温度缓慢上升到,从至过程中容器中气体内能增加了9.6J。已知,,,,,,。
(1)求未发生火灾时容器内的压强;
(2)在图2中画出从至过程中容器内气体的图像;
(3)求从至过程中,气体吸收的热量。
【答案】(1)
(2) (3)
【解析】
【小问1详解】
未发生火灾时,对活塞有
解得
【小问2详解】
活塞刚到达卡柱时的温度为,对等压变化有,,
解得
之后气体做等容变化,可得容器内气体的图像如图所示
【小问3详解】
气体仅在等压膨胀阶段做功,有
从至过程中容器中气体内能增加了9.6J,代入热力学第一定律
可得气体吸收的热量为
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光大衡高部高二年级期中质量检测试卷
物理
考试时间:75分钟满分:100分
一、单项选择题(每题4分,共28分)
1. 一定质量的理想气体,其内能的大小取决于气体的( )
A. 温度 B. 体积 C. 压强 D. 密度
2. 布朗运动的发现,在物理学上的主要贡献是( )
A. 说明了悬浮颗粒在做无规则运动
B. 说明了液体分子或气体分子在做无规则运动
C. 说明了悬浮颗粒做无规则运动的剧烈程度与温度无关
D. 说明了液体分子与悬浮颗粒之间的相互作用力
3. 一摆长为1m的单摆,它的周期约为( )
A. 1s B. 2s C. 3s D. 4s
4. 用手握住细绳A端持续上下振动,在绳上形成一列简谐横波。某时刻波形如图所示,则该时刻绳上( )
A. 质点B的速度不为零 B. 质点C的加速度为零
C. 质点C、E的速度相同 D. 质点B、D的加速度相同
5. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示,由该时刻开始计时,质点的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该横波正沿轴负方向传播
B. 质点该时刻向轴正方向运动
C. 质点经半个周期将移动到点
D. 该时刻质点与的速度大小相等
6. 某束光射入等腰三棱镜后,改变不同的入射角度,测出入射角时偏折角,且光线与三棱镜的两棱边夹角相同,下列说法正确的是( )
A. 三棱镜的折射率为 B. 三棱镜的折射率为
C. 三棱镜顶角 D. 三棱镜顶角
7. 如图,一个圆筒的底面直径与高均为,从某点A恰能看到筒底边缘的某点B。向筒内注入折射率为的液体到某一深度,仍沿AB方向看去,恰好看到筒底上的点C,C、B两点相距。下列说法正确的是( )
A. 光在液体中传播的速度为m/s
B. 此时筒内液体的深度为
C. 从A点绕圆筒竖直轴一周,以相同角度观察,能看到筒底区域为半径等于的圆面
D. 若继续注入液体,从A点沿AB方向看去,能看到筒底的区域长度为
二、多项选择题(每题6分,共18分,少选得3分,错选不得分。)
8. 如图所示为某一时刻波源、在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的频率相同,振幅相同,则下列说法正确的是( )
A. 这两列波的波长相同,在两波相遇的区域中会产生干涉
B. a、c、d三点位移始终最大,等于两列波的振幅之和
C. a、c、d三点的振动始终加强,b点的振动始终减弱
D. 从此刻再经过四分之一个周期,a、b、c、d四点均在平衡位置
9. 劈尖干涉是一种薄膜干涉,现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,如图(a)所示,当黄光从上方入射后,从上往下可以观察到如图(b)所示的明暗相间的条纹,条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处,下列说法中正确的是( )
A. 干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光叠加产生的
B. 若换用蓝光从上方入射,条纹变疏
C. 若放在同一位置的薄片厚度变小,则条纹间距将会变大
D. N的上表面B处向上凸起
10. 一定质量的理想气体从状态开始,经、、三个过程后回到初始状态,其图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 在过程中,气体分子的内能一直在增大
B. 在过程中,气体分子的平均动能一直在减小
C. 在过程中,气体对外界做功300J
D. 在一个循环过程中,气体从外界吸收450J热量
三、实验题(11题8分,12题8分,共16分)
11. 小组用单摆测量重力加速度,装置如图。
(1)游标卡尺测得摆球直径,刻度尺测得摆线长,则摆长_____(保留四位有效数字);
(2)使摆线与竖直方向夹角为(),无初速度释放摆球,摆球位于_____选填:“最高点”或“最低点”)开始计时,记录摆球做次全振动,则单摆周期_____,由此测得当地重力加速度_____(取,保留三位有效数字)。
12. 测量某半圆形玻璃砖的折射率,操作步骤如下:
I.在白纸上画一条直线,半圆形玻璃砖放白纸上,玻璃砖底面直径与直线重合,描出直径两端点、,取走玻璃砖,用刻度尺找出圆心点,过点作垂线,放回玻璃砖,将光屏垂直贴近玻璃砖点放置在玻璃砖左侧。
II.沿玻璃砖由向缓慢移动激光笔,使激光笔入射光线平行纸面,始终沿着半径方向射向圆心,从玻璃砖射出的激光在下方,射在光屏上,当光屏上的光线恰好消失时,记下激光入射点点,取走玻璃砖,过点作的垂线。
(1)步骤II中,当激光从点入射到点,光线消失的现象是光的_____。
A. 色散 B. 衍射 C. 全反射
(2)由刻度尺测得、,则玻璃砖的折射率_____。
13. 2026年某新能源汽车发布会上公布了第二代刀片电池技术,在能量密度、低温性能上比上一代有了很大突破。现将其中一块电池拆解出来,测量其电动势和内阻。除电池外,器材还有:多用电表;滑动变阻器;电流表(为0.50 Ω,0~0.6A);电压表(约为5 kΩ,0~5 V);以及开关S、导线若干。
(1)用多用电表粗测电池的电动势,则多用电表的红表笔应连接电源的__________(选填“正极”或“负极”);
(2)如图甲、乙所示,为保证测量结果的精确性,应选择电路图__________(选填“甲”或“乙”)来进行实验;
(3)正确操作进行实验后,得到电压表读数和对应的电流表读数,画出图像如图丙所示,、、已知,则测得电池的电动势__________,内阻__________。(用题中字母表示)。
四、解答题(13题8分,14题14分,15题16分,共38分)
14. 如图所示,某透明介质的横截面是半径为的圆,是圆心,AB是直径,一束单色光与AB平行,从圆弧上的点射入介质,折射光线到达点,已知该单色光在点的折射角与入射角之和为,光在真空中的传播速度为。
(1)求此透明介质的折射率;
(2)求该单色光从点到点的传播时间。
15. 如图所示,在坐标系平面内,位于处的波源开始振动(记为计时起点),产生的机械波沿轴负方向传播,经该波恰好传到处的点。已知轴两侧介质不同,该波在介质2中的传播速度为介质1中速度的2倍,该波穿过轴后振幅变为原来的,求:
(1)该波在介质2中的传播速度大小;
(2)处的质点在内运动的路程。
16. 有一火灾报警装置,其原理如图1所示,当活塞触及卡柱时,触发报警,致使闪烁灯闪烁、警报器鸣笛。导热性能良好的容器安装在天花板上,卡柱到容器上端距离为L。横截面积为、质量为的活塞(厚度不计)密封一定质量的理想气体,活塞能沿容器无摩擦滑动。未发生火灾时,环境温度为,活塞与卡柱的距离为;发生火灾时,容器内温度缓慢上升到,从至过程中容器中气体内能增加了9.6J。已知,,,,,,。
(1)求未发生火灾时容器内的压强;
(2)在图2中画出从至过程中容器内气体的图像;
(3)求从至过程中,气体吸收的热量。
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