摘要:
**基本信息**
高二物理期末试卷以简谐运动、声波降噪、道威棱镜等真实情境为载体,融合物理观念与科学思维,通过实验设计(如单摆周期测量)和综合计算(如汽缸气体变化)考查科学探究与问题解决能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|7题28分|简谐运动图像、声波干涉、光电效应方程|以汽车降噪技术考查声波传播特性,体现科学态度与责任|
|多选|3题18分|气体状态变化、动量守恒|结合v-t图像分析滑块木板碰撞,强化科学推理|
|实验题|2题14分|单摆周期、气体体积测量|设计T²-L图像测筒深与重力加速度,突出科学探究|
|计算题|3题40分|热力学定律、光的折射、动量与能量|道威棱镜光路计算与传送带碰撞问题,注重模型建构与综合应用|
内容正文:
高二物理
一、单项选择题(本题共7 小题,每小题4分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1.如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在光滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动,A、B为分居O点左右两侧的对称点。取水平向右为正方向,物体的位移x随时间t变化的正弦曲线如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时,物体在O点右侧6cm处
B. 物体在和时的速度相同
C. 时,物体的加速度方向水平向右
D. 到的时间内,物体的加速度和速度都逐渐增大
2.汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术,在汽车行驶过程中,许多因素都会产生噪音,系统会通过车身的声学反馈技术,通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消,从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为,下列说法正确的是
A. 抵消声波频率应为100Hz
B. 抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等
C. 抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等
D. 汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理
3.如图所示,半径为R、球心为O的半球内为真空,M为其顶点,半球外介质的折射率为。一束以MO为中心,截面半径的光束平行于MO射到球面上,不考虑多次反射,则能从底面透射出光的面积为
A. B. C. D.
4.一定质量的氧气分子分别在和两种情况下速率分布的情况如图所示,符合统计规律的是( )
A. B.
C. D.
5.一定质量的理想气体发生图中B到A的状态变化,下列对该变化描述正确的是
A. 气体的压强增大
B. 气体的压强减小
C. 在单位时间内,气体分子对器壁单位面积的撞击次数减少
D. 在单位时间内,气体分子对器壁单位面积的撞击次数不变
6.利用如图所示的装置研究光电效应,闭合单刀双掷开关S接1时,用频率为的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为,已知电子电荷量为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是
A. 其他条件不变,增大光强,电压表示数增大
B. 改用比更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为
C. 其他条件不变,使开关S接2,电流表示数仍为零
D. 光电管阴极材料的截止频率
7.如图,一个原子核X经图中所示的一系列、衰变后,生成稳定的原子核 Y,在此过程中放射出电子的总个数为
A. 6 B. 8 C. 10 D. 14
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8.如图所示。一定质量的理想气体从状态A经、、三个热力学过程后又回到状态A。则下列说法正确的是( )
A. 在的过程中,气体体积不变
B. 在的过程中,气体内能不变
C. 在的过程中,气体既不吸热也不放热
D. 在的过程中,单位时间内碰撞器壁单位面积的分子个数变多
9.如图甲所示,“L”形木板Q静置于粗糙水平地面上,质量为的滑块P以的初速度滑上木板,时与木板相撞并粘在一起。两者运动的图像如图乙所示。重力加速度g取,不计空气阻力,则
A. Q的质量为 B. 地面与木板之间的动摩擦因数为
C. 由于碰撞,系统损失的机械能为 D. 时木板速度恰好为0
10.在一次探究实验中,小车上固定一段光滑圆弧轨道小车和轨道的总质量,静止在光滑水平地面上,圆弧的下端水平。某质量为的小球以初速度沿水平方向从圆弧下端滑上圆弧轨道。忽略空气阻力,g取。小球在轨道上上升至最高点的过程,下列判断正确的是
A. 小球的机械能守恒
B. 系统水平方向动量守恒
C. 小球沿圆弧轨道上升的最大高度为
D. 小球沿圆弧轨道上升到最大高度时的速度大小为
三、实验题(共2小题,共14分)
11.将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为未知且开口向下的小筒中单摆的下半部分露于筒外,如图甲所示,将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L,并通过改变L而测出对应的摆动周期T,再以为纵轴、L为横轴作出其关系图像,那么就可以通过此图像得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。
测量单摆的周期时,某同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时,同时数“1”,当摆球第二次通过最低点时数“2”,依此法往下数,当他数到“59”时,按下停表停止计时,读出这段时间t,则该单摆的周期T为 。
A.
B.
C.
D.
若不考虑实验误差的影响,根据实验数据,得到的关系图线应该是图乙中a、b、c中的 条选填“a”“b”或“c”。
根据图线可求得当地的重力加速度 取,结果保留3位有效数字。
12.学习完选择性必修三气体相关的知识之后,某同学提出一种测量不规则形状物体体积的方法,并且用下面的实验装置对一颗形状不规则的小石子的体积进行测量,实验过程中假定大气温度不变,注射器与外界导热良好。
实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p,为了在xOy坐标系中获得直线图像,应选择
A.图像 图像 图像 图像
选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到直线的函数图像如图2所示,忽略传感器和注射器连接处的软管容积,则这颗小石子的体积为 。
在相同温度环境下,不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验,并在相同坐标标度的情况下画出了中的关系图线,如图3所示。对于两组的图线并不相同的结果,他们请教了老师,老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若两个小组所选择的研究对象的质量分别是、,则由图可知它们的大小关系是 选填“大于”或“小于”。
四、计算题(本题共3小题,共40分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)如图所示,一可移动的绝热活塞M将一横截面积为的汽缸分为A、B两个汽缸,A、B两个汽缸装有体积均为12L、压强均为1atm、温度均为的理想气体。现给左边的活塞N施加一推力,使其向右移动,同时给B中气体加热,此过程中A汽缸中的气体温度保持不变,活塞M保持在原位置不动。已知外界大气压强为1atm,,不计活塞与汽缸壁间的摩擦。当推力,活塞N达到平衡状态时,求:
汽缸中气体的压强;
活塞N向右移动的距离;
汽缸中的气体升温到多少摄氏度?
14.(14分)“道威棱镜”常用于改变光路方向、实现图像翻转。如图所示,等腰梯形ABCD是“道威棱镜”的横截面,底角为,与底边BC平行的两束不同频率的单色光a、b从AB边射入,经BC边反射后从CD边射出图中未画出。已知棱镜对a光的折射率,棱镜对b光的折射率。
求a光照射到底边BC时的入射角;
若a光在棱镜中的传播时间为t,求b光在棱镜中的传播时间。
15.(16分)如图所示,水平传送带以的速度顺时针匀速转动,传送带左右两端的距离为。传送带右端的正上方有一悬点O,用长为、不可伸长的轻绳悬挂一质量为的小球,小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子,P点与O点等高。将质量为的小物块无初速轻放在传送带左端,小物块运动到右端与小球正碰,碰撞时间极短,碰后瞬间小物块的速度大小为,方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动,当轻绳被钉子挡住后,小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度大小。
求小物块与小球碰撞前瞬间,小物块的速度大小。
求小物块与小球碰撞过程中,两者构成的系统损失的总动能。
若小球运动到P点正上方,绳子不松弛,求P点到O点的最小距离。
答案
1.C 2.C 3.C 4.A 5.C 6.D 7.A
8.ABD 9.AC 10.BC
11.A a
12.C B 大于
13.解析:当推力,活塞N达到平衡状态时,A汽缸中气体的压强。
汽缸中原来的气体压强及体积分别为,,
A汽缸中气体发生等温变化,由,
代入数据解得,
则活塞N向右移动的距离。
汽缸中原来的气体压强、温度分别为,,
后来的压强,
B汽缸中气体发生等容变化,由,
解得,
即。
答案:
14.作出a光的光路图,如图所示
由于入射方向与底边BC平行,根据几何关系有
根据折射率的定义式有,解得
根据几何关系可知
结合上述,根据a光的光路图,根据正弦定理有
解得,
a光在棱镜中传播的路程
a光在棱镜中传播的速度
a光在棱镜中传播的时间
对b光进行分析,令b光进入棱镜时的折射角为
结合上述同理可知,
根据折射率定义式有
解得,
结合上述同理可知,b光在棱镜中的传播时间
解得
15.解:设小物块质量为,小球质量为,传送带长度为d、速度为v,假设小物块能与传送带共速,则,对小物块由动能定理有
解得
假设成立,小物块与小球碰撞前的速度大小为
设水平向右为正方向,碰后小物块和小球速度大小分别为、,对碰撞过程由动量守恒定律有
解得
所以系统损失的总动能
设小球恰好能运动到P点正上方距P高度为h处,此时绳刚好不松弛,则有
小球从碰撞后到运动到P点正上方h高度处,由动能定理有
解得
故P点到O点的最小距离为
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