山西省大同市浑源县2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷（含答案）

浑源县2022-2023学年高二下学期期中考试物理拟卷
姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________
一、单选题（共9小题）
1. 如图所示，一简谐横波在t＝0时的波形是图中实线，在t1＝0.2 s时的波形是图中虚线，P为介质中x＝4 m处的质点，则(　　)
A. 该波一定向右传播
B. 该波的传播速度可能为5 m/s
C. 从t＝0开始，质点P经过0.2 s向右运动1 m
D. t＝0.4 s时，质点P的位置y＝4 cm
2. 如图所示，水面上有A、B两个振动情况完全相同的振源，在A、B连线的中垂线上有a、b、c三个质点，已知某刻，a点是两列波的波峰相遇点，c点是与a点相邻的两列波的波谷相遇点，b为ac的中点，则以下说法正确的是(　　)
A. a点是振动加强点，c点是振动减弱点
B. a点与c点都是振动加强点，b点是振动减弱点
C. a点与c点此时刻是振动加强点，经过一段时间后变成振动减弱点，而b点可能变成振动加强点
D. a、b、c点都是振动加强点
3. 如图所示，用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，开始时开关S是断开的．现将开关S闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是(　　)
A. V1、V2的示数不变，A1的示数增大，A2的示数减小，P入增大
B. V1、V2的示数不变，A1、A2的示数增大，P入增大
C. V1、V2的示数不变，A1、A2的示数减小，P入减小
D. V1的示数不变，V2的示数增大，A1的示数减小，A2的示数增大，P入减小
4. 下列说法正确的是(　　)
A. 扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的
B. 水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
C. 某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动
D. 0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律
5. 下列各种现象中运用分子动理论解释正确的是(　　)
A. 用手捏面包，面包体积会缩小，这是因为分子间有空隙
B. 在教室里打扫卫生时，灰尘满屋飞扬是因为分子无规则的运动
C. 把一块铅和一块金的表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果铅和金互相会渗入，这是两种金属分别做布朗运动的结果
D. 用透明胶带粘贴作业纸上错误的字迹是分子间作用力的表现
6. 如图所示a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是(　　)
a、b是光的衍射图样
B. c、d是光的衍射图样
C. 形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短
D. 形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短
7. 如图所示，两根平行光滑金属导轨置于水平面内，轨道间距为l，轨道左端接有电阻R，金属杆ab与两导轨垂直并保持良好接触，金属导轨和金属杆的电阻忽略不计．金属导轨之间存在匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度的大小为B.现施加垂直ab杆的水平向右的外力，使ab杆以速度v向右匀速运动，下列说法正确的是(　　)
A. 杆中感应电流方向由a流向b B. 杆ab所受水平外力的大小为
C. 杆ab所受安培力的大小为 D. 电阻R上消耗的功率P为
8. A、B两个完全相同的电热器，A、B分别通以图甲、乙所示的交变电流．则(　　)
A. 通过A、B两电热器的电流有效值之比为IA∶IB＝3∶4
B. 通过A、B两电热器的电流有效值之比为IA∶IB＝3∶2
C. A、B两电热器的电功率之比为PA∶PB＝3∶2
D. A、B两电热器的电功率之比为PA∶PB＝5∶4
9. 如果用M表示某物质的摩尔质量，m表示分子质量，ρ表示物质的密度，V表示摩尔体积，V′表示分子体积，NA为阿伏加德罗常数，则下列说法中正确的是(　　)
A. 分子间距离d＝
B. 单位体积内分子的个数为
C. 分子的体积一定是
D. 物质的密度一定是ρ＝
二、多选题（共3小题）
10. 如图所示，有一人在河边钓鱼，浮标位于A点，S为在水面上沿竖直方向振动的波源，M、N是水面上的两块固定挡板，两板中间有一狭缝。波源S的振动引起其浮标上下振动，下列说法正确的是(　　)
A. 减小波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响
B. 增大波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响
C. 减小波源的振动频率，衍射现象更明显
D. 增大波源的振动频率，衍射现象更明显
11. 某学习小组利用色拉油圆桶(去掉上半部)、小石子A来测定水的折射率，如图所示．当桶内没有水时，从某点B恰能看到桶底边缘的C点；当桶内水的深度等于桶高的一半时，仍沿BC方向看去，恰好看到桶底上的小石子A，A在圆桶的底面直径CD上；用毫米刻度尺测得直径CD＝16.00 cm，桶高DE＝12.00 cm，AC＝3.50 cm.光在真空中的传播速度为c＝3×108m/s，则(　　)
A. 水的折射率为 B. 水的折射率为
C. 光在水中的传播速度为2×108 m/s D. 光在水中的传播速度为2.25×108 m/s
12. 如图所示，图(a)为一列简谐横波在t＝0.1 s时刻的波形图，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图(b)为质点Q的振动图像，则下列说法正确的是(　　)
A. 该波的周期是0.1 s B. 该波的传播速度为40 m/s
C. 该波沿x轴正方向传播 D. t＝0.4 s时，质点P的速度方向向下
三、实验题（共3小题）
13. 某同学在实验室做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，实验的方法及步骤如下：
①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；
③往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，将爽身粉均匀撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的轮廓；
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20 mm。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)该同学遗漏的重要步骤是________________；
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________ mL；
(3)油酸分子的直径是__________ m(结果保留1位有效数字)；
(4)若爽身粉撒得过厚，则会使分子直径的测量结果偏________(选填“大”或“小”)。
14. 某学校物理实验小组在“利用单摆测定当地重力加速度”的实验中，
(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为________cm。
(2)小组成员在实验过程中有如下做法，其中正确的是________(填选项前的字母)。
A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为
C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
(3)测量出多组周期T、摆长l的数值后，画出T2-l图线如图所示，此图线斜率的物理意义是________。
A．G B． C． D．
(4)在(3)中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小________。
A．偏大 B．偏小 C．不变 D．都有可能
15. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图)。
(1)下列说法正确的是________。
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
C．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
D．为方便起见，可用测量头直接测出相邻两条亮条纹间的距离Δx，再根据λ＝Δx即求出波长
(2)若测得双缝到屏的距离l为0.2 m，双缝的距离d为0.4 mm，第一次分划板中心刻线对齐甲中的A，此时观测装置上螺旋测微器的读数如丙图所示，为________mm，第二次分划板中心刻线对齐乙图中的B，此时观测装置上螺旋测微器的读数如丁图所示，为________mm。根据上面图示和测出的数据可知，相邻两条亮条纹间的距离Δx＝______mm，被测光的波长为________nm。
四、计算题（共3小题）
16. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，y轴左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，y轴右侧有沿着y轴正方向的匀强电场，一质量为m、带电荷量为e的电子从x轴上的M点以速度v0沿与x轴正方向的夹角为60°斜向上运动，垂直通过y轴上的N点后经过x轴上的P点，已知2NO＝PO＝2L，不计电子重力，求：
(1)匀强磁场的磁感应强度的大小；
(2)匀强电场的电场强度的大小；
(3)电子从M点到P点的运动时间．
17. 如图所示，真空中有一个下表面镀有反射膜的平行玻璃砖，其折射率n＝，一束单色光与界面成θ＝45°角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧竖直平面光屏上出现两个光点A和B，A点和B点相距h＝4.0 cm.
(1)画出光路图；
(2)求玻璃砖的厚度．
18. 如图所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，斜边AB＝a.棱镜材料的折射率为n＝.在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)．
五、简答题（共1小题）
19. 如图所示，弹簧劲度系数为k，在弹簧下端挂一个重物，质量为m，重物静止．在竖直方向将重物下拉一段距离(没超过弹簧弹性限度)，然后无初速度释放，重物在竖直方向上下振动．(不计空气阻力)
(1)试分析重物上下振动回复力的来源；
(2)试证明该重物做简谐运动．
1. 【答案】B
【解析】当波向左传播时，传播的距离x＝λ＝(4n＋3)m，
0．2 s＝T，波速v＝(20n＋15) m/s，T＝ s(n＝0,1,2,3，…)；当波向右传播时，传播的距离x＝λ＝(4n＋1) m,0.2 s＝T，波速v＝(20n＋5) m/s，T＝ s(n＝0,1,2,3，…)．由于传播方向不确定，所以根据波形图与时间无法判断该波的传播方向，故A错误；由以上分析可知，当波向右传播时，该波的波速可能为5 m/s，故B正确；据波的传播特点可知，各质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，故C错误；无论波向左传播还是向右传播，0.4 s都是半个周期的奇数倍，故t＝0.4 s时，质点P的位置y＝0，故D错误．
2. 【答案】D
【解析】在A、B的垂直平分线上的所有的点到A、B的路程差都等于0，因此都是振动加强点，故D选项正确．
3. 【答案】B
【解析】因输入电压不变，所以电压表V1的示数不变，根据公式U2＝，可知U2也不变，即电压表V2的示数不变；又由I2＝知，S闭合后，R负减小，故I2增大，电流表A2的示数增大，输入电流I1随输出电流I2的增大而增大，故电流表A1的示数增大；因P出＝U2I2，故P出增大，理想变压器P出＝P入，P入随P出变化，故P入也增大．故B正确．
4. 【答案】D
【解析】扩散运动是物理现象，没有发生化学反应，选项A错误；水流速度是宏观物理量，水分子的运动速率是微观物理量，它们没有必然的联系，所以分子热运动剧烈程度和流水速度无关，选项B错误；分子运动是杂乱无章的，无法判断分子下一刻的运动方向，选项C错误；0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，选项D正确。
5. 【答案】D
【解析】用手捏面包，面包体积会缩小，是由于面包内气孔多，并不说明分子间有空隙，选项A错误；在教室里打扫卫生时，灰尘满屋飞扬，灰尘是可见的，这是固体小颗粒的机械运动，不是分子无规则运动的结果，选项B错误；把一块铅和一块金的表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果铅和金互相会渗入，该现象属于扩散现象，选项C错误；撕扯粘在纸上的透明胶带时，胶带与纸分子之间距离变大，分子间作用力表现为引力，所以可以撕去纸上写错的字，所以用透明胶带粘贴作业纸上错误的字迹是分子间作用
6. 【答案】B
【解析】干涉图样条纹间距相等，由Δx＝λ可知，光波波长长的图样条纹间距大，则A、C错误；衍射图样中间条纹宽，两侧条纹窄，且波长长的图样中间条纹宽，B正确，D错误。
7. 【答案】B
【解析】由右手定则可知，杆中感应电流方向由b流向a，选项A错误； 杆ab所受安培力的大小为F＝，杆做匀速运动，则水平外力的大小为F外＝F＝，选项B正确，C错误；电阻R上消耗的功率为P＝＝，选项D错误．
8. 【答案】D
【解析】根据有效值的定义，则有：
A电热器：I02R＋·I02R＝I2RT，
解得有效值IA＝I0.
B电热器：电流有效值IB＝
通过A、B两电热器的电流有效值之比为
IA∶IB＝∶2，故A、B错误．
根据功率P＝I2R得到
PA∶PB＝IA2∶IB2＝5∶4，故C错误，D正确．
9. 【答案】B
【解析】固体、液体分子是紧密排列的，气体分子间的距离远大于分子直径，故分子的直径不一定等于分子间距离，A错误；分子的摩尔体积V＝，分子占有的空间体积是，而占有的空间体积不一定是分子的体积，单位体积内分子的个数为，B正确，C错误；物质的密度ρ＝，而不是ρ＝，D错误。
10. 【答案】AC
【解析】减小波源的振幅，位于A点的浮标做受迫振动的振幅相应减小，故可以减小波源S的振动对浮标的影响，A正确，B错误；减小波源的振动频率，由λ＝可知，波长变大，衍射现象更明显，C正确，D错误。
11. 【答案】BD
【解析】光路图如图所示：
由折射定律有n＝，
其中sinθ2＝＝＝，
sinθ1＝＝＝，
解得n＝.
由公式n＝得v＝＝2.25×108m/s.
故选B、D.
12. 【答案】BD
【解析】由题图(a)得到该波的波长为λ＝8 m，由题图(b)得到该波的周期为T＝0.2 s，所以波速为v＝＝m/s＝40 m/s，故A错误，B正确；t＝0.1 s时，Q点处在平衡位置，且向下振动，根据微平移法可知该波沿x轴负方向传播，故C错误；根据振动规律可知t＝0.4 s时，质点P的速度方向向下，故D正确．
13. 【答案】(1)待油酸薄膜形状稳定后　(2)2×10－5　(3)4×10－10　(4)大
【解析】(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤可简记为“配→撒→滴→描→数→算”。由实验步骤可知，缺少的实验步骤是待油酸薄膜形状稳定后。
(2)一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积V′＝× mL＝2×10－5 mL。
(3)根据题图可知油膜轮廓内含有114小格，则油膜的面积S＝456×10－4m2
则油酸分子的直径
d＝＝ m＝4×10－10 m。
(4)水面上爽身粉撒得较多，油膜不能充分展开，则测量的面积S偏小，导致直径的计算结果偏大。
14. 【答案】(1)0.96　(2)C　(3)C　(4)C
【解析】(1)由题图示游标卡尺可知，其示数为9 mm＋6×0.1 mm＝9.6 mm＝0.96 cm。
(2)单摆在小摆角情况下的运动是简谐运动，则单摆的最大摆角应小于5°，故A错误；一个周期的时间内，摆球通过最低点2次，故B错误；由单摆的周期公式T＝2π，得g＝，摆长偏大，则代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C正确；为减小实验误差，应选择密度较大的摆球，故D错误。
(3)由单摆的周期公式T＝2π得T2＝
图线斜率的物理意义是，故选C。
描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，即T2＝(l＋)，即作出T2-l的图像，斜率不变，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小不变，故选C。
15. 【答案】(1)BC　(2)0.510　1.485　0.244　488
【解析】(1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误；测量某条干涉亮纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故B正确；将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据Δx＝λ可知，干涉条纹间距变宽，故C正确；用测量头直接测出相邻两条亮条纹间的距离Δx，误差比较大，故D错误。
(2)题图丙螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度是0.01 mm×1.0＝0.010 mm，总读数为0.5 mm＋0.010 mm＝0.510 mm。
题图丁螺旋测微器的固定刻度读数为1.0 mm，可动刻度是0.01 mm×48.5＝0.485 mm，总读数为1.0 mm＋0.485 mm＝1.485 mm。
相邻条纹间距为Δx＝m≈0.244×10－3m＝0.244 mm。
根据双缝干涉的条纹宽度公式得
λ＝＝m＝0.488×10－6m＝488 nm。
16. 【答案】见解析
【解析】(1)电子运动轨迹如图所示，
由几何知识得：rcos 60°＝r－L，
解得：r＝2L
电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
即ev0B＝m，
解得：B＝
(2)电子在电场中做类平抛运动
水平方向：2L＝v0t2
竖直方向：L＝·t22
解得：E＝.
(3)电子在磁场中做圆周运动的周期：
T＝＝，
电子在磁场中的运动时间：t1＝T＝，
电子在电场中的运动时间：t2＝
故电子从M到P的运动时间：t＝t1＋t2＝.
17. 【答案】(1)图见解析(2)2cm
【解析】(1)光路图如图所示
(2)设第一次折射的入射角为i，折射角为r
由折射定律可知n＝
解得r＝30°
由几何关系可知d＝hcos 30°，代入数据得d＝2cm.
18. 【答案】见解析
【解析】设入射角为θ1，折射角为θ2，由折射定律得＝n，①
由已知条件及①式得θ2＝30°，②
如果入射光线在法线的右侧，光路图如图甲所示．
设出射点为F，由几何关系可得AF＝a，③
即出射点在AB边上离A点a的位置．
如果入射光线在法线的左侧，光路图如图乙所示．设折射光线与AB的交点为D，由几何关系可知，在D点的入射角θ1′＝60°，④
设全反射的临界角为C，且sinC＝，⑤
由⑤和已知条件得C＝45°，⑥
因此，光线在D点发生全反射，设此光线的出射点为E，由几何关系得∠DEB＝90°，
BD＝a－2AF，⑦
BE＝BDsin 30°，⑧
联立③⑦⑧式得BE＝a.
即出射点在BC边上离B点a的位置．
19. 【答案】见解析
【解析】(1)重物在竖直方向上下振动过程中，在竖直方向上受到了重力和弹簧弹力的作用，振动的回复力是重力与弹簧弹力的合力．
(2)重物静止时的位置即振动的平衡位置，设此时弹簧的伸长量为x0，根据胡克定律和力的平衡有kx0＝mg.设重物振动过程中某一位置偏离平衡位置的位移为x，并取竖直向下为正方向，如图所示，此时弹簧的形变量为x＋x0，弹簧向上的弹力F弹＝－k(x＋x0)，重物所受合力即回复力F＝mg＋F弹，联立以上各式可求得F＝－kx.若x>0，则F<0，表示重物在平衡位置下方，回复力向上；若x<0，则F>0，表示重物在平衡位置上方，回复力向下，回复力F方向总指向平衡位置．根据重物的受力特点可以判断重物做简谐运动．
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