吉林省延边市重点中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含解析）
文档属性
| 名称 | 吉林省延边市重点中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 823.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-05-25 22:23:31 | ||
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文档简介
延边市重点中学2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试题
考试日期：2023年5月23日
第I卷（选择题）
一、单选题（每小题4分，共28分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．沙尘暴中所有沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动
B．在真空高温条件下，可以利用扩散向半导体材料中掺入其他元素
C．“彩超”利用超声波的衍射原理
D．通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的干涉现象
2．我国最新研制出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（ ）
A．a千克气凝胶所含的分子数 B．气凝胶的摩尔体积
C．每个气凝胶分子的直径 D．每个气凝胶分子的体积
3．一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖，入射角为θ，从另一侧射出时分成a、b两束单色光，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．增大，b光会先消失
B．a光从玻璃砖射入空气后，频率变大
C．该玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率
D．a光在该玻璃砖中的传播速度大于b光在该玻璃砖中的传播速度
4．如图所示，S点是波源，其振动频率为100Hz，所产生的横波向右传播，波速为80m/s，P、Q是波传播方向上的两个质点，已知SP=4.2m，SQ=5.4m。当S通过平衡位置向上运动时，下列说法正确的是（ ）
A．P在波谷，Q在波峰 B．P在波峰，Q在波谷
C．P、Q都在波谷 D．P、Q都在平衡位置
5．图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.2s时刻的波形图，图乙为质点B的振动图像，下列说法正确的是（ ）
图甲 图乙
A．从t=0到t=0.1s，该波沿x轴正方向传播了2cm
B．在t=0.2s时，质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴正方向
C．从t=0.2s到t=0.3s，质点B通过的路程等于5cm
D．在t=0.1s时，质点C和质点D的速度相同
6．如图所示是某款手机防窥屏的原理图，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射。下列说法正确的是（ ）
A．防窥屏实现防窥效果主要是运用了光的干涉
B．屏障的高度d越大，可视角度越大
C．透明介质的折射率越大，可视角度越大
D．从上往下观察手机屏幕，看到的图像比实际位置低
7．水平地面上固定一段光滑绝缘圆弧轨道，过轨道左端N点的竖直线恰好经过轨道的圆心（图上未画出），紧贴N点左侧还固定有绝缘竖直挡板。自零时刻起将一带正电的小球自轨道上的M点由静止释放。小球与挡板碰撞时无能量损失，碰撞时间不计，运动周期为T，MN间的距离为L并且远远小于轨道半径，以下说法正确的是（ ）
A．圆弧轨道的半径为
B．空间加上竖直向下的匀强电场，小球的运动周期会增大
C．空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，若小球不脱离轨道，运动周期会增大
D．时小球距N点的距离约为
二、多选题（每小题4分，共16分。选不全得2分，多选或错选不得分）
8．把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光红光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，则下列操作说法中正确的是（ ）
A．把绿光改成红光则条纹变密
B．将上玻璃板平行上移，上移过程中条纹会远离劈尖移动
C．增加上玻璃板厚度，条纹疏密程度不变
D．如果在两个平行板之间充满折射率大于空气折射率的其他气体则条纹变密
9．如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅不同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。与S1、S2共面的a、b、c、d四点中，b、d位于S1与S2的连线的垂直平分线上。关于a、b、c、d四点的振动情况，下列说法正确的是（ ）
A．质点a振动最弱，质点b、c振动最强，质点d振动介于最强与最弱之间
B．质点a振动最弱，质点b、c、d振动最强
C．该时刻质点a的位移为0，质点b、c、d的位移均为最大
D．再过后的时刻，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置
10．方形透明容器充满某种透明液体，液体的深度h=20cm，在容器底部中心有一个点状复色（两种颜色）激光光源，光源的大小可忽略不计，液面上形成的光斑俯视图如图所示，测得液面内部光斑a的直径d=30cm，外部光环b的宽，下列说法正确的是（ ）
A．光斑a由两种色光组成，光环b由单色光形成
B．若仅将液体的深度h变大，则光斑的面积变大，光环宽度不变
C．液体对两种色光的折射率不同，较大者与较小者之比为35：29
D．若光环b为单色光，这种光在液体中的传播速度比另一种色光的传播速度小
11．下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动：与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
图（a） 图（b）
A．x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小
B．x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小
C．x=0.35m和x=0.45m时，木棒的速度大小相等，方向相反
D．木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为
第II卷（非选择题）
三、实验题（每空2分，共20分）
12．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每103mL溶液中有6mL纯油酸，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水且表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中方格的边长为2cm。油膜的面积是 cm2，按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为 m（结果保留一位有效数字）。
13．在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后接通电源使光源正常工作。
（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲（a）所示，图甲（a）中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图甲（b）中游标卡尺上的读数x1= mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图乙（a）所示，此时图乙（b）中游标卡尺上的读数x2= mm。
甲 乙
（2）利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离= mm；这种色光的波长= nm。
（3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图所示.则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值 实际值。（填“大于”、“小于”或“等于”）
14．用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
（1）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g= （用L、n、t表示）。
（2）用多组实验数据做出T2-L图像，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分机正确的是 （选填选项前的字母）
A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
（3）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为l1和l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2。由此可得重力加速度g= （用l1、l2、T1、T2表示）
四、解答题（第15题10分，第16题12分，第17题14分）
15．一列沿x轴传播的简谐波在t0时刻的波形如图中实线所示，t0+0.2s时刻的波形如图中虚线所示。
（1）若波沿x轴正方向传播，求振源振动的最大周期；
（2）若波速为17.5m/s，求波的传播方向。
16．如图所示，有一透明材料制成的空心球体，内径为R，外径为2R，在过球心的某截面内有一束单色光从球面上A点射入，光线与AO间夹角，经折射后恰好与内球面相切，光在真空中的速度为c，求：
（1）光从A点传播到B点所用的时间；
（2）减小入射光线的入射角，当光线恰好在内表面C点发生全反射时，如图乙所示，求此时入射角。
甲 乙
17．如图所示，倾角为的斜面体（斜面的上表面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为。两物块A、B均可视为质点，A的质量为m，B的质量为4m。斜面顶端与劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧与斜面保持平行，将物块A与弹簧的下端相连，并由弹簧原长处无初速释放，A下滑至斜面上P点时速度第一次减为零：若将物块B与弹簧的下端相连，也从弹簧原长处无初速释放，则B下滑至斜面上Q点时速度第一次减为零（PQ均未画出），斜面体始终处于静止状态，弹簧始终在弹性限度内，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为g。求：
（1）斜面上PQ两点间的距离；
（2）要求物块在运动的过程中，斜面与地面之间保持相对静止，斜面的质量应满足什么条件；
（3）物块B由弹簧原长释放，运动至P点所需时间。（已知物块B无初速释放后，经时间t0第一次到达Q点，本小题的结果用t0表示）
参考答案：
1．B
【详解】A．沙尘暴中所有沙尘颗粒所做的运动是宏观上的运动，不是布朗运动，故A错误；
B．扩散的快慢与温度有关，温度越高，分子扩散越快，故在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，故B正确；
C．C错误；
D．D错误。
2.C
【详解】A．a千克气凝胶的摩尔数为
则a千克气凝胶所含有的分子数为
故A正确，不满足题意要求；
B．气凝胶的摩尔体积为
故B正确，不满足题意要求；
D．1mol气凝胶中包含NA个分子，故每个气凝胶分子的体积为
故D正确，不满足题意要求；
C．设每个气凝胶分子的直径为d，则有
联立可得
故C错误，满足题意要求。
故选C。
3．D
【详解】A．由几何知识可知，光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆原理知，光线不可能在玻璃下表面发生光的全反射，一定会从另一侧射出，不会消失，A错误；
B．a光从玻璃砖射入空气后，频率不变，B错误；
C．由图看出，光线在玻璃砖上表面折射时，a光折射角大于b光折射角，则玻璃对a光的折射率小于b光的折射率，C错误；
D．由
可知a光在玻璃中的传播速度比b光大，D正确。
故选D。
4．A
【详解】由于振动周期
所以可算得波从S传到P所需时间为
即波从S传到P有个波长。因为此时S在平衡位置且向上运动，故P在波谷处。
同理可算得波从S传到Q所需时间为
即波从S传到Q有个波长，因为此时S在平衡位置且向上运动，故Q在波峰处。故选A。
5．C
【详解】A．由图乙可知，0.2s时质点B正沿y轴负方向运动，此时质点B应位于波传播方向波形的上坡，所以该波沿x轴负方向传播，传播的距离为
故A错误；
B．由图乙可知，波的周期为0.4s，根据图甲可知，0.2s时质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴负方向，故B错误；
C．t=0.2s时，质点B恰好位于平衡位置处，经过0.1s即四分之一周期，质点B通过的路程恰好为一个振幅，即5cm。故C正确；
D．质点C和质点D平衡位置的距离恰好为半个波长，且根据波形可推知0.1s时二者均经过平衡位置，所以此时二者速度方向相反。故D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．防窥膜实现防窥效果主要是因为某些角度范围内的光被屏蔽屏障吸收，没有发生干涉，A错误；
B．如果屏蔽越高，则入射角越小，折射角越小，可视角度θ越小，B错误；
C．由图可知，可视角θ是光线进入空气中时折射角的2倍，透明介质的折射率越大，根据折射定律
折射角就越大，θ角越大，C正确；
D．根据光路可逆，可知从上往下观察手机屏幕，看到的图像比实际位置高，D错误。
故选C。
7．A（D改动2/3改为1/3）
【详解】A．由MN间的距离为L并且远远小于轨道半径，则小球在圆弧轨道过程，可看成单摆模型，其周期为单摆的半个周期，根据单摆的周期公式有
，
解得圆弧轨道的半径为
所以A正确；
B．空间加上竖直向下的匀强电场，等效重力加速度增大，根据单摆的周期公式可知小球的运动周期将减小，所以B错误；
C．空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，小球下滑时由洛仑兹力总是于速度方向垂直，洛仑兹力总不做功，不改变速度大小，所以若小球不脱离轨道，运动周期将不改变，则C错误；
D．由MN间的距离为L并且远远小于轨道半径，则小球在圆弧轨道过程，可看成单摆模型。单摆离开平衡位置的位移与时间的关系为
其中单摆的周期为2T，所以角速度为
因此单摆离开平衡位置的位移与时间的关系为
从M到N的时间为
因此对应从平衡位置N点离开的时间为
代入关系式解得
D正确。
故选AD。
8．CD（A改动）
【详解】A．根据可知，把红光改成绿光，则光的波长变短，所以把红光改成绿光则条纹变密，故A正确；
B．根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故B错误；
C．增加上玻璃板厚度，根据可知，条纹疏密程度不变，故C正确；
D．如果在两个平行板之间充满折射率大于空气折射率的其他气体，传播速度减小，则波长减小，根据可知，条纹变密，故D正确。
故选ACD。
9．BD
【详解】AB．此时b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，c质点处是波谷与波谷叠加的地方，振动是最强的。d处在振动加强的区域，振动也是最强的。即b、c、d质点振动都最强。a处是波峰与波谷相遇处振动最弱，故A错误，B正确；
C．a处是波峰与波谷相遇处，但因为两波振幅不同，故位移不为0；此时b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，c质点处是波谷与波谷叠加的地方，其位移最大；d处在振动加强的区域，但即不是在波峰与波峰叠加的区域，也不是在波谷与波谷叠加的区域，此时位移不是最大。故C错误；
D．图示时刻a在波峰与波谷相遇处，b在波峰，c在波谷，再过后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，故D正确；
故选BD。
10．AC
【详解】A．液面形成光斑的原因是光在液体内部射向液面时发生了全反射，最边缘光线对应的入射角等于临界角，折射率小的光对应的临界角大，形成的光斑直径大；折射率大的光对应的临界角小，形成的光斑直径小，因为小光斑部分还有折射率小的色光，所以小光斑a是两种色光组成，光环b是单色光，A正确；
B．设光斑半径为r，边缘光线的光路如图所示
最大入射角为C等于全反射临界角，若h变大，C不变，则r变大，所以光斑面积变大，光环也变大，B错误；
C．根据几何关系可得折射率
由题知两个光亮的半径分别为15cm和21cm，液体深度为20cm，代入上式可求液体对两种色光的折射率之比为35：29，C正确；
D．由题知，b种色光在液面形成的光斑直径较大，对应的临界角较大，所以该种色光在液体中的折射率小，根据
可知该种色光在液体中传播的速度大，D错误。
故选AC。
11．ABD
【详解】A．由简谐运动的对称性可知，0.1m、0.3m、0.5m时木棒处于平衡位置；则x从0.05m到0.15m的过程中，木棒从平衡位置下方向上移动，经平衡位置后到达平衡位置上方，速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，A正确；
B．x从0.21m到0.25m的过程中，木棒从平衡位置上方靠近最大位移处向下运动（未到平衡位置），加速度竖直向下，大小减小，B正确；
C．x=0.35m和x=0.45m时，由图像的对称性知浮力大小相等，说明木棒在同一位置，竖直方向速度大小相等，速度方向相反，而两时刻木棒水平方向速度相同，所以合速度大小相等，方向不是相反，C错误；
D．木棒在竖直方向的简谐运动可类比于竖直方向的弹簧振子，设木棒长度为L，回复力系数为k，平衡位置时木棒重心在水面下方，则有
木棒重心在平衡位置上方最大位移A处时
木棒重心在平衡位置下方最大位移A处时
可解得
，
D正确；
E．木棒上各质点相对静止随木棒一起运动，不能看成向x轴正方向传播的机械横波，E错误。
故选ABD。
12．280（276~292均给分）
【详解】[1]面积超过正方形一半的正方形的个数为70个，则油酸膜的面积约为
[2]每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积
把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径
13．1.16 15.02 2.31 660 大于
【详解】（1）[1]甲图（a）中游标卡尺的主尺读数为1mm；游标读数为0.02×8mm=0.16mm；
则最终读数为
[2]甲图（b）游标卡尺的主尺读数为15mm；游标读数为0.02×1=0.02mm；所以最终读数为
（2）[3][4]在甲乙之间有6个条纹间距，所以两个相邻明纹（或暗纹）间的距离
根据双缝干涉的条纹间距
解得
（3）[5]作图如下
三角形中斜边最长，故如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，干涉条纹的间距的测量值偏大；
14． B
【详解】（1）[1]单摆的周期
根据
得
（2）[2]由单摆的周期公式有
得
根据数学知识可知，图象的斜率
当地的重力加速度
A．由图2所示图象可知，对图线a，当L为零时T不为零，所测摆长偏小，可能是把摆线长度作为摆长，即把悬点到摆球上端的距离作为摆长，故A错误；
B．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小。故B正确；
C．由图可知，图线c对应的斜率k偏小小于图线b对应的斜率，故图线c对应的g值大于图线b对应的g值，故C错误。
故选B。
（3）[3]由单摆的周期公式有
设A点到锁头的重心之间的距离为l0，第一次
第二次
联立解得
15．（1）；（2）沿x轴正方向传
【详解】（1）若波沿x轴正方向传播，设波速为v，在内传播距离为，周期为T，
波长为，则有
又
解得
当n=0时，周期最大，设为Tm，则
（2）若波速v=17.5m/s，设内传播距离为，则有
所以波沿x轴正方向传播。
16．（1）；（2）
【详解】（1）透明材料中的折射角的正弦值
根据折射定律得
光在透明材料中传播的速度
光从A点传播到B点所用的时间
（2）临界角
可得
根据正弦定理有
根据折射定律得
解得
17．（1）；（2）；（3）或
【详解】（1）设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为，根据平衡条件有
解得
以沿斜面向上为正方向，当物块相对平衡位置的位移为x时，物块所受合力为
可知物块做简谐运动；对于物块A，平衡位置对应的弹簧压缩量为
对于物块B，平衡位置对应的弹簧压缩量为
根据简谐运动的对称性可知，A的最低点P对应的弹簧压缩量为
B的最低点Q对应的弹簧压缩量为
故斜面上PQ两点间的距离为
（2）设斜面的质量为M，以斜面、物块B和弹簧为系统，当物块B处于最高点时（弹簧处于原长），物块B的加速度最大，且沿斜面向下，大小为
此时系统失重最大，地面对斜面的支持力最小，且地面对斜面的摩擦力最大；根据牛顿第二定律可得
可得
又
联立解得斜面的质量应满足
（3）已知物块B无初速释放后，经时间t0第一次到达Q点，可知物块B做简谐运动的周期为
物块B做简谐运动的振幅为
以释放位置为t=0时刻，则物块B做简谐运动的振动方程为
设物块B由弹簧原长释放，运动至P点所需时间为t，则有
可得
可得
或
解得
或
物理试题
考试日期：2023年5月23日
第I卷（选择题）
一、单选题（每小题4分，共28分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．沙尘暴中所有沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动
B．在真空高温条件下，可以利用扩散向半导体材料中掺入其他元素
C．“彩超”利用超声波的衍射原理
D．通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的干涉现象
2．我国最新研制出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（ ）
A．a千克气凝胶所含的分子数 B．气凝胶的摩尔体积
C．每个气凝胶分子的直径 D．每个气凝胶分子的体积
3．一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖，入射角为θ，从另一侧射出时分成a、b两束单色光，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．增大，b光会先消失
B．a光从玻璃砖射入空气后，频率变大
C．该玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率
D．a光在该玻璃砖中的传播速度大于b光在该玻璃砖中的传播速度
4．如图所示，S点是波源，其振动频率为100Hz，所产生的横波向右传播，波速为80m/s，P、Q是波传播方向上的两个质点，已知SP=4.2m，SQ=5.4m。当S通过平衡位置向上运动时，下列说法正确的是（ ）
A．P在波谷，Q在波峰 B．P在波峰，Q在波谷
C．P、Q都在波谷 D．P、Q都在平衡位置
5．图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.2s时刻的波形图，图乙为质点B的振动图像，下列说法正确的是（ ）
图甲 图乙
A．从t=0到t=0.1s，该波沿x轴正方向传播了2cm
B．在t=0.2s时，质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴正方向
C．从t=0.2s到t=0.3s，质点B通过的路程等于5cm
D．在t=0.1s时，质点C和质点D的速度相同
6．如图所示是某款手机防窥屏的原理图，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射。下列说法正确的是（ ）
A．防窥屏实现防窥效果主要是运用了光的干涉
B．屏障的高度d越大，可视角度越大
C．透明介质的折射率越大，可视角度越大
D．从上往下观察手机屏幕，看到的图像比实际位置低
7．水平地面上固定一段光滑绝缘圆弧轨道，过轨道左端N点的竖直线恰好经过轨道的圆心（图上未画出），紧贴N点左侧还固定有绝缘竖直挡板。自零时刻起将一带正电的小球自轨道上的M点由静止释放。小球与挡板碰撞时无能量损失，碰撞时间不计，运动周期为T，MN间的距离为L并且远远小于轨道半径，以下说法正确的是（ ）
A．圆弧轨道的半径为
B．空间加上竖直向下的匀强电场，小球的运动周期会增大
C．空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，若小球不脱离轨道，运动周期会增大
D．时小球距N点的距离约为
二、多选题（每小题4分，共16分。选不全得2分，多选或错选不得分）
8．把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光红光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，则下列操作说法中正确的是（ ）
A．把绿光改成红光则条纹变密
B．将上玻璃板平行上移，上移过程中条纹会远离劈尖移动
C．增加上玻璃板厚度，条纹疏密程度不变
D．如果在两个平行板之间充满折射率大于空气折射率的其他气体则条纹变密
9．如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅不同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。与S1、S2共面的a、b、c、d四点中，b、d位于S1与S2的连线的垂直平分线上。关于a、b、c、d四点的振动情况，下列说法正确的是（ ）
A．质点a振动最弱，质点b、c振动最强，质点d振动介于最强与最弱之间
B．质点a振动最弱，质点b、c、d振动最强
C．该时刻质点a的位移为0，质点b、c、d的位移均为最大
D．再过后的时刻，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置
10．方形透明容器充满某种透明液体，液体的深度h=20cm，在容器底部中心有一个点状复色（两种颜色）激光光源，光源的大小可忽略不计，液面上形成的光斑俯视图如图所示，测得液面内部光斑a的直径d=30cm，外部光环b的宽，下列说法正确的是（ ）
A．光斑a由两种色光组成，光环b由单色光形成
B．若仅将液体的深度h变大，则光斑的面积变大，光环宽度不变
C．液体对两种色光的折射率不同，较大者与较小者之比为35：29
D．若光环b为单色光，这种光在液体中的传播速度比另一种色光的传播速度小
11．下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动：与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
图（a） 图（b）
A．x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小
B．x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小
C．x=0.35m和x=0.45m时，木棒的速度大小相等，方向相反
D．木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为
第II卷（非选择题）
三、实验题（每空2分，共20分）
12．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每103mL溶液中有6mL纯油酸，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水且表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中方格的边长为2cm。油膜的面积是 cm2，按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为 m（结果保留一位有效数字）。
13．在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后接通电源使光源正常工作。
（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲（a）所示，图甲（a）中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图甲（b）中游标卡尺上的读数x1= mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图乙（a）所示，此时图乙（b）中游标卡尺上的读数x2= mm。
甲 乙
（2）利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离= mm；这种色光的波长= nm。
（3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图所示.则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值 实际值。（填“大于”、“小于”或“等于”）
14．用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
（1）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g= （用L、n、t表示）。
（2）用多组实验数据做出T2-L图像，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分机正确的是 （选填选项前的字母）
A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
（3）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为l1和l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2。由此可得重力加速度g= （用l1、l2、T1、T2表示）
四、解答题（第15题10分，第16题12分，第17题14分）
15．一列沿x轴传播的简谐波在t0时刻的波形如图中实线所示，t0+0.2s时刻的波形如图中虚线所示。
（1）若波沿x轴正方向传播，求振源振动的最大周期；
（2）若波速为17.5m/s，求波的传播方向。
16．如图所示，有一透明材料制成的空心球体，内径为R，外径为2R，在过球心的某截面内有一束单色光从球面上A点射入，光线与AO间夹角，经折射后恰好与内球面相切，光在真空中的速度为c，求：
（1）光从A点传播到B点所用的时间；
（2）减小入射光线的入射角，当光线恰好在内表面C点发生全反射时，如图乙所示，求此时入射角。
甲 乙
17．如图所示，倾角为的斜面体（斜面的上表面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为。两物块A、B均可视为质点，A的质量为m，B的质量为4m。斜面顶端与劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧与斜面保持平行，将物块A与弹簧的下端相连，并由弹簧原长处无初速释放，A下滑至斜面上P点时速度第一次减为零：若将物块B与弹簧的下端相连，也从弹簧原长处无初速释放，则B下滑至斜面上Q点时速度第一次减为零（PQ均未画出），斜面体始终处于静止状态，弹簧始终在弹性限度内，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为g。求：
（1）斜面上PQ两点间的距离；
（2）要求物块在运动的过程中，斜面与地面之间保持相对静止，斜面的质量应满足什么条件；
（3）物块B由弹簧原长释放，运动至P点所需时间。（已知物块B无初速释放后，经时间t0第一次到达Q点，本小题的结果用t0表示）
参考答案：
1．B
【详解】A．沙尘暴中所有沙尘颗粒所做的运动是宏观上的运动，不是布朗运动，故A错误；
B．扩散的快慢与温度有关，温度越高，分子扩散越快，故在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，故B正确；
C．C错误；
D．D错误。
2.C
【详解】A．a千克气凝胶的摩尔数为
则a千克气凝胶所含有的分子数为
故A正确，不满足题意要求；
B．气凝胶的摩尔体积为
故B正确，不满足题意要求；
D．1mol气凝胶中包含NA个分子，故每个气凝胶分子的体积为
故D正确，不满足题意要求；
C．设每个气凝胶分子的直径为d，则有
联立可得
故C错误，满足题意要求。
故选C。
3．D
【详解】A．由几何知识可知，光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆原理知，光线不可能在玻璃下表面发生光的全反射，一定会从另一侧射出，不会消失，A错误；
B．a光从玻璃砖射入空气后，频率不变，B错误；
C．由图看出，光线在玻璃砖上表面折射时，a光折射角大于b光折射角，则玻璃对a光的折射率小于b光的折射率，C错误；
D．由
可知a光在玻璃中的传播速度比b光大，D正确。
故选D。
4．A
【详解】由于振动周期
所以可算得波从S传到P所需时间为
即波从S传到P有个波长。因为此时S在平衡位置且向上运动，故P在波谷处。
同理可算得波从S传到Q所需时间为
即波从S传到Q有个波长，因为此时S在平衡位置且向上运动，故Q在波峰处。故选A。
5．C
【详解】A．由图乙可知，0.2s时质点B正沿y轴负方向运动，此时质点B应位于波传播方向波形的上坡，所以该波沿x轴负方向传播，传播的距离为
故A错误；
B．由图乙可知，波的周期为0.4s，根据图甲可知，0.2s时质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴负方向，故B错误；
C．t=0.2s时，质点B恰好位于平衡位置处，经过0.1s即四分之一周期，质点B通过的路程恰好为一个振幅，即5cm。故C正确；
D．质点C和质点D平衡位置的距离恰好为半个波长，且根据波形可推知0.1s时二者均经过平衡位置，所以此时二者速度方向相反。故D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．防窥膜实现防窥效果主要是因为某些角度范围内的光被屏蔽屏障吸收，没有发生干涉，A错误；
B．如果屏蔽越高，则入射角越小，折射角越小，可视角度θ越小，B错误；
C．由图可知，可视角θ是光线进入空气中时折射角的2倍，透明介质的折射率越大，根据折射定律
折射角就越大，θ角越大，C正确；
D．根据光路可逆，可知从上往下观察手机屏幕，看到的图像比实际位置高，D错误。
故选C。
7．A（D改动2/3改为1/3）
【详解】A．由MN间的距离为L并且远远小于轨道半径，则小球在圆弧轨道过程，可看成单摆模型，其周期为单摆的半个周期，根据单摆的周期公式有
，
解得圆弧轨道的半径为
所以A正确；
B．空间加上竖直向下的匀强电场，等效重力加速度增大，根据单摆的周期公式可知小球的运动周期将减小，所以B错误；
C．空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，小球下滑时由洛仑兹力总是于速度方向垂直，洛仑兹力总不做功，不改变速度大小，所以若小球不脱离轨道，运动周期将不改变，则C错误；
D．由MN间的距离为L并且远远小于轨道半径，则小球在圆弧轨道过程，可看成单摆模型。单摆离开平衡位置的位移与时间的关系为
其中单摆的周期为2T，所以角速度为
因此单摆离开平衡位置的位移与时间的关系为
从M到N的时间为
因此对应从平衡位置N点离开的时间为
代入关系式解得
D正确。
故选AD。
8．CD（A改动）
【详解】A．根据可知，把红光改成绿光，则光的波长变短，所以把红光改成绿光则条纹变密，故A正确；
B．根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故B错误；
C．增加上玻璃板厚度，根据可知，条纹疏密程度不变，故C正确；
D．如果在两个平行板之间充满折射率大于空气折射率的其他气体，传播速度减小，则波长减小，根据可知，条纹变密，故D正确。
故选ACD。
9．BD
【详解】AB．此时b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，c质点处是波谷与波谷叠加的地方，振动是最强的。d处在振动加强的区域，振动也是最强的。即b、c、d质点振动都最强。a处是波峰与波谷相遇处振动最弱，故A错误，B正确；
C．a处是波峰与波谷相遇处，但因为两波振幅不同，故位移不为0；此时b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，c质点处是波谷与波谷叠加的地方，其位移最大；d处在振动加强的区域，但即不是在波峰与波峰叠加的区域，也不是在波谷与波谷叠加的区域，此时位移不是最大。故C错误；
D．图示时刻a在波峰与波谷相遇处，b在波峰，c在波谷，再过后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，故D正确；
故选BD。
10．AC
【详解】A．液面形成光斑的原因是光在液体内部射向液面时发生了全反射，最边缘光线对应的入射角等于临界角，折射率小的光对应的临界角大，形成的光斑直径大；折射率大的光对应的临界角小，形成的光斑直径小，因为小光斑部分还有折射率小的色光，所以小光斑a是两种色光组成，光环b是单色光，A正确；
B．设光斑半径为r，边缘光线的光路如图所示
最大入射角为C等于全反射临界角，若h变大，C不变，则r变大，所以光斑面积变大，光环也变大，B错误；
C．根据几何关系可得折射率
由题知两个光亮的半径分别为15cm和21cm，液体深度为20cm，代入上式可求液体对两种色光的折射率之比为35：29，C正确；
D．由题知，b种色光在液面形成的光斑直径较大，对应的临界角较大，所以该种色光在液体中的折射率小，根据
可知该种色光在液体中传播的速度大，D错误。
故选AC。
11．ABD
【详解】A．由简谐运动的对称性可知，0.1m、0.3m、0.5m时木棒处于平衡位置；则x从0.05m到0.15m的过程中，木棒从平衡位置下方向上移动，经平衡位置后到达平衡位置上方，速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，A正确；
B．x从0.21m到0.25m的过程中，木棒从平衡位置上方靠近最大位移处向下运动（未到平衡位置），加速度竖直向下，大小减小，B正确；
C．x=0.35m和x=0.45m时，由图像的对称性知浮力大小相等，说明木棒在同一位置，竖直方向速度大小相等，速度方向相反，而两时刻木棒水平方向速度相同，所以合速度大小相等，方向不是相反，C错误；
D．木棒在竖直方向的简谐运动可类比于竖直方向的弹簧振子，设木棒长度为L，回复力系数为k，平衡位置时木棒重心在水面下方，则有
木棒重心在平衡位置上方最大位移A处时
木棒重心在平衡位置下方最大位移A处时
可解得
，
D正确；
E．木棒上各质点相对静止随木棒一起运动，不能看成向x轴正方向传播的机械横波，E错误。
故选ABD。
12．280（276~292均给分）
【详解】[1]面积超过正方形一半的正方形的个数为70个，则油酸膜的面积约为
[2]每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积
把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径
13．1.16 15.02 2.31 660 大于
【详解】（1）[1]甲图（a）中游标卡尺的主尺读数为1mm；游标读数为0.02×8mm=0.16mm；
则最终读数为
[2]甲图（b）游标卡尺的主尺读数为15mm；游标读数为0.02×1=0.02mm；所以最终读数为
（2）[3][4]在甲乙之间有6个条纹间距，所以两个相邻明纹（或暗纹）间的距离
根据双缝干涉的条纹间距
解得
（3）[5]作图如下
三角形中斜边最长，故如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，干涉条纹的间距的测量值偏大；
14． B
【详解】（1）[1]单摆的周期
根据
得
（2）[2]由单摆的周期公式有
得
根据数学知识可知，图象的斜率
当地的重力加速度
A．由图2所示图象可知，对图线a，当L为零时T不为零，所测摆长偏小，可能是把摆线长度作为摆长，即把悬点到摆球上端的距离作为摆长，故A错误；
B．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小。故B正确；
C．由图可知，图线c对应的斜率k偏小小于图线b对应的斜率，故图线c对应的g值大于图线b对应的g值，故C错误。
故选B。
（3）[3]由单摆的周期公式有
设A点到锁头的重心之间的距离为l0，第一次
第二次
联立解得
15．（1）；（2）沿x轴正方向传
【详解】（1）若波沿x轴正方向传播，设波速为v，在内传播距离为，周期为T，
波长为，则有
又
解得
当n=0时，周期最大，设为Tm，则
（2）若波速v=17.5m/s，设内传播距离为，则有
所以波沿x轴正方向传播。
16．（1）；（2）
【详解】（1）透明材料中的折射角的正弦值
根据折射定律得
光在透明材料中传播的速度
光从A点传播到B点所用的时间
（2）临界角
可得
根据正弦定理有
根据折射定律得
解得
17．（1）；（2）；（3）或
【详解】（1）设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为，根据平衡条件有
解得
以沿斜面向上为正方向，当物块相对平衡位置的位移为x时，物块所受合力为
可知物块做简谐运动；对于物块A，平衡位置对应的弹簧压缩量为
对于物块B，平衡位置对应的弹簧压缩量为
根据简谐运动的对称性可知，A的最低点P对应的弹簧压缩量为
B的最低点Q对应的弹簧压缩量为
故斜面上PQ两点间的距离为
（2）设斜面的质量为M，以斜面、物块B和弹簧为系统，当物块B处于最高点时（弹簧处于原长），物块B的加速度最大，且沿斜面向下，大小为
此时系统失重最大，地面对斜面的支持力最小，且地面对斜面的摩擦力最大；根据牛顿第二定律可得
可得
又
联立解得斜面的质量应满足
（3）已知物块B无初速释放后，经时间t0第一次到达Q点，可知物块B做简谐运动的周期为
物块B做简谐运动的振幅为
以释放位置为t=0时刻，则物块B做简谐运动的振动方程为
设物块B由弹簧原长释放，运动至P点所需时间为t，则有
可得
可得
或
解得
或
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