2022-2023学年山西省晋城市重点学校高二（下）期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年山西省晋城市重点学校高二（下）期中物理试卷
一、选择题（本大题共12小题，共48分）
1. 关于热力学温度，下列说法中正确的是( )
A.
B. 温度变化了，也就是温度变化了
C. 摄氏温度与热力学温度都可能取负值
D. 温度由升至，对应的热力学温度升高了
2. 下列说法正确的是( )
A. 温度低的物体内能一定小
B. 温度低的物体分子运动的平均速率小
C. 温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大
D. 分子距离增大，分子势能一定增大
3. 下列说法正确的是( )
A. 太阳光在树荫下形成的圆形光斑就是泊松亮斑
B. 光导纤维由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
C. 拍摄水中景物时，在照相机镜头前装上偏振滤光片，可以减弱反射光的影响
D. 利用激光亮度高的特点，可以进行精确的测距
4. 诗人陆游在村居书喜中写到“花气袭人知骤暖，雀声穿树喜新晴”，则下列说法正确的是( )
A. “花气袭人”是由于花粉颗粒的布朗运动
B. 起风时，分子热运动变快
C. 无风时，分子热运动变慢
D. 若温度骤降，也能闻到花的香味
5. 关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，状态的温度比状态的温度低
B. 图甲中，两条曲线如果完整，下方的面积不相等
C. 由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力做正功
D. 由图乙可知，当分子间的距离从方逐渐减小为时，分子势能不断减小
6. 如图所示，光滑水平地面上静止一质量为的弧形轨道槽，现将一质量为的小球可视为质点从槽顶端由静止释放沿槽下滑到底端已知轨道底边长为。则此过程中弧形轨道槽的位移大小为( )
A. B. C. D.
7. 一个小物块拴在一个轻弹簧上，并将弹簧和小物块竖直悬挂处于静止状态，以此时小物块所处位置为坐标原点，以竖直向下为正方向建立轴，如图所示。先将小物块竖直向上托起使弹簧处于限长，然后将小物块由静止释放并开始计时，经过，小物块向下运动第一次到达最低点，已知小物块在竖直方向做简谐运动，重力加速度，忽略小物块受到的阻力，下列说法正确的是( )
A. 小物块的振动方程为国际单位
B. 小物块的最大加速度为
C. 小物块的最大速度为
D. 小物块在的时间内所经过的路程为
8. 关于下列四幅图所涉及的光学知识中，说法正确的是( )
A. 图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象
B. 图乙医用内窥镜利用光的衍射观象
C. 图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D. 图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的
9. 如图所示，等腰梯形区域包含边界存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，边长，，一质量为、电量为的正电粒子从点沿着方向射入磁场中，不计粒子的重力，为使粒子从边射出磁场区域，粒子的速度可能为( )
A. B. C. D.
10. 重庆一中学生小明用单色光和两片平整的玻璃片观察薄膜干涉，如图甲所示，则( )
A. 干涉条纹与边平行
B. 若将上方玻璃片右侧垫高一些，条纹间距变小
C. 换用频率更高的单色光，可使条纹间距变大
D. 若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹如图乙所示
11. 水面下深处有一点光源，发出两种不同颜色的光和光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图所示，小圆内为由、两种单色光构成的复合光区域，环状区域只有光，小圆和大圆的半径分别为和，以下说法中正确的是( )
A. 光在水中的折射率
B. 光和光在水中传播速度之比
C. 用同一套装置做双缝干涉实验，光条纹间距更大
D. 若光源竖直向上运动，两圆半径之差逐渐减小
12. 空间内存在电场强度大小、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小方向垂直纸面向里的匀强磁场图中均未画出。一质量、带电荷量的小球从点由静止释放，小球在竖直面内的运动轨迹如图中实线所示，轨迹上的点离最远且与的距离为，已知小球经过点时的速度大小为，重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 在运动过程中，小球的机械能守恒 B. 小球经过点时的速度最大
C. 小球经过点时的速度为 D.
二、非选择题（52分）
13. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中：
某该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，该油膜的面积是；已知油酸酒精溶液中油酸浓度为，滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是，则油酸分子直径为______。结果保留两位有效数字
某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏小，可能是由于______
A.求每滴体积时，的溶液的滴数多记了滴
B.水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
C.计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
D.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
若已知纯油酸的密度为，摩尔质量为，在测出油酸分子直径为后，还可以继续测出阿伏加德罗常数______用题中给出的物理量符号表示。
该实验体体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有______。
A.把油酸分子视为球形 油酸在水面上充分散开形成单分子油膜
C.油酸分子是紧挨着的没有空隙 油酸不溶于水
14. 某同学利用如图所示装置测量某种单色光波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
某次测量时，选用的双缝的间距为，测得屏与双缝间的距离为，用某种单色光实验得到的干涉条纹如图所示，则位置手轮上的示数图为______，若位置对应的读数为，所测单色光的波长为______用题中所示字母表示。
若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行，如图所示，在这种情况测量相邻条纹间距时，测量值______实际值。填“大于”“小于”或“等于”
15. 拒绝烟草，洁身自好，是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则。试估算一个高约、面积约的厕所，若有两人各吸了一根烟，在标准状况下，空气的摩尔体积为，可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积，阿伏伽德罗常数为。求：一个人呼吸一次吸入气体的体积约为，一根烟大约吸次，假设抽烟者吸入的气体分子均为未被污染的气体，呼出的气体分子均为被污染的气体。
两人同时在厕所各吸完一支烟所被污染的空气分子个数；
一段时间后被污染的气体分子均匀分布整个厕所，另一不吸烟者进入厕所呼吸一次，大约吸入多少个被污染过的空气分子？
16. 如图所示，是一个玻璃砖的截面图，是半圆的直径，是圆心也是与的交点，是直角梯形，，，，半圆的半径为，，有一束细光束从半圆面的点处入射，入射角是，已知该玻璃砖的折射率，光在真空中的速度为。
光线第一次从玻璃砖射出时与玻璃砖的夹角是多少？
光从入射到第一次射出玻璃砖在玻璃砖中传播的时间是多少？
17. 一列振幅为、传播速度为的简谐横波沿轴传播，时刻，平衡位置处于原点的质点运动到正向最大位移处，平衡位置处于的质点恰好通过平衡位置向方向振动。如图所示，已知；
若波沿负方向传播，波长，求波的周期；
若波沿正方向传播，波长符合：，求从至时间内处的质点通过的路程。
18. 如图甲所示，弯折成角的两根足够长金属导平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成角，右导轨平面与水平面成角，两导轨相距，电阻不计。质量均为，电阻均为的金属杆、与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为，整个装置处于磁感应强度大小为，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。时刻开始，杆以初速度沿右导轨平面下滑，时刻开始，对杆施加一垂直杆且平行右导轨平面向下的力，使开始做匀加速直线运动。杆运动的图像如图乙所示其中第、第内图线为直线。若杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，取，，。求：
在第秒内杆受到的安培力的大小。
杆的初速度。
若第内力所做的功为，求第内杆所产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查了摄氏温标和热力学温标的关系，解题关键是明确摄氏温标和热力学温标是两种不同的温标，要掌握掌握两种温标的表示方法和相互关系。
热力学温度与摄氏温度的关系是；热力学温度的是不可能达到的。
【解答】
A.由热力学温度与摄氏温度的关系可得，故A错误；
热力学温度和摄氏温度的关系是，可知，温度变化了 ，也就是温度变化了 ，温度由 升至 ，对应的热力学温度升高了 ，故D错误，B正确；
C.绝对零度是低温的极限，永远达不到，故热力学温度无负值，故C错误。

2.【答案】
【解析】解：、温度低的物体分子平均动能小，但如果物质的量大，则内能也可能大，故A错误；
B、温度低的物体分子的平均动能小，但由于分子的质量不能明确，故不能说明温度低的物体分子平均速率就小，故B错误；
C、温度是分子热运动剧烈程度的标志，温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，因每个分子永远在无规则运动，所以不是所有分子的速率都增大，故C正确；
D、若分子间距离大于平衡距离，则当分子距离增大时，分子力间表现为引力且做正功，故分子势能减小，故D错误。
故选：。
温度低的物体分子平均动能小，内能不一定小；由于分子的质量不能明确，故不能说明温度低的物体分子平均速率就小；温度升高，并非所有分子的速率都增大；根据分子力做功判断分子势能的变化。
本题考查了温度、内能、分子平均动能、分子势能等热学基础知识，要明确温度是分子平均动能的标志，同时要求学生对这部分知识要重视课本，强化记忆。
3.【答案】
【解析】略
4.【答案】
【解析】
【分析】
一切物质的分子都在不停地做无规则运动，且温度越高，分子运动越剧烈。
本题考查了分子运动与温度的关系，分子的运动我们无法直接感知，但是很多现象可以说明这一点，平时要养成多观察、多思考的好习惯。
【解答】
因为花香分子永不停息地做无规则运动，所以会扩散到空气中使空气中会弥漫着花香，我们就能够闻到花香；若温度骤降，扩散运动也不会停止，也能闻到花的香味。
故选D。

5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查分子运动速率分布、分子力做功和分子势能变化之间的关系；解决问题的关键是理解氧气分子的速率分布图像的含义，结合分子间作用力与分子间距离之间的关系图像分析判断分子力做功和分子势能变化之间的关系。
当温度升高时分子的平均动能增大，则分子的平均速率也将增大，掌握分子的速率分布图象的性质，从而确定两状态下的温度关系；当分子间的距离时，分子力表现为引力；当分子间的距离时，分子力表现为斥力；分子力做正功，分子势能减小。
【解答】
A.由图知，中速度大的分子占据比例较大，说明对应的平均动能较大，故对应的温度较高，故A错误；
B.由题图可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于，即相等，故B错误；
C.由图乙可知，当分子间的距离从 逐渐减小为 时，分子力先为引力后为斥力，分子力先做正功再做负功，故C错误；
D.当分子间的距离从 逐渐减小为 时，分子力为引力，分子力做正功，分子势能不断减小，故D正确。

6.【答案】
【解析】略
7.【答案】
【解析】略
8.【答案】
【解析】
【分析】
光学知识在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，本题考查了薄膜干涉、光的全反射现象、光的折射现象、光的衍射现象，要能用我们学到的知识解释这些现象。
【解答】
A.题图甲检查工件的平整度是利用光的干涉现象，故选项A正确
B.医用内窥镜是利用光在光导纤维中的全反射现象，故选项B错误
C.题图乙在坦克内壁上开孔安装玻璃是利用光的折射现象扩大视野，故选项C正确
D.泊松亮斑是由光的衍射现象产生的，故选项D错误。
9.【答案】
【解析】略
10.【答案】
【解析】
【分析】
薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的发射光干涉产生的．当两反射光的路程差即膜厚度的倍是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，可知薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同．
解决本题的关键知道薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的发射光干涉产生的．以及知道薄膜干涉是一种等厚干涉，注意空气薄层的厚度与条纹间距的关系．
【解答】
A.条纹是由样板的下表面和被检查平面的上表面的反射光发生干涉后形成的，相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，同一亮条纹空气膜的厚度差相等，所以干涉条纹与平行，故A错；
B.若将上方玻璃片右侧垫高一些，空气膜的劈角变大，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变小，所以相邻亮条纹间的距离变小，故B正确；
C.换用频率更高的单色光，其波长更小，相邻条纹间距变小，故C错误；
D.弯曲的条纹对应的被检查平面的空气膜厚度与未弯处平面的空气膜厚度相同，可知对应的位置是凹陷，故D正确．
故选 BD。

11.【答案】
【解析】解：光照射的面积较大，知光的临界角较大
根据全反射临界角公式结合几何关系有：，
折射率，故A正确；
B.同理可求光折射率，
根据，
解得：：，故B错误；
C.光在水中传播的速度较大，则光的波长较长，根据条纹间距公式有：，用同一套装置做双缝干涉实验，光条纹间距更大，故C错误；
D.光临界角的正切值，
光临界角的正切值，
，
若光源竖直向上运动，减小，两圆半径之差逐渐减小，故D正确。
故选：。
通过照亮的圆形区域，知道光照射的面积较大，从而比较出两束光的临界角大小，折射率大小，以及频率大小．根据比较出光在介质中传播的速度大小．根据波长的大小，分析双缝干涉条纹间距的大小，根据几何关系分析项。
解决本题的关键从临界角入手，比较出折射率的大小，从而得出频率、介质中的速度大小关系。
12.【答案】
【解析】略
13.【答案】
【解析】略
14.【答案】； ；
大于
【解析】
【分析】
本题考查了螺旋测微器的读数、条纹间距公式的应用，知道双缝干涉实验的原理要掌握干涉条纹的
间距公式；根据误差来源分析误差。
【解答】
根据螺旋测微器的读数方法可知，该读数为，
由图可知，相邻亮条纹中心的间距为，根据，解得；
由图可知，若观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行，则所测相邻条纹间距 偏大，故波长的测量值大于实际值。

15.【答案】吸完一支烟两人共呼吸了次，呼出的被污染气体体积为

污染的空气的分子个数为： 则： 个
吸入的气体污染的空气的分子个数 则：

【解析】略
16.【答案】作出光线经过玻璃砖的折射和反射光路图，如图所示
设折射角为 ，已知 ， ，根据折射定律
得 则：
由几何关系可得出射光线与法线的夹角
光线第一次从玻璃砖射出时与玻璃砖的夹角
由几何关系可得
光从入射到第一次出射在玻璃砖中传播的路程
光在玻璃砖中传播的速度
光从入射到第一次出射在玻璃砖中传播的时间

【解析】略
17.【答案】波向负方向传播，由实线最简波形图知 ，其中
因为 解得
根据周期公式 解得
波向正方向传播，由虚线最简波形图知 ，其中
因为 解得 根据周期公式
至 共有个周期 则路程为
解得

【解析】略
18.【答案】杆沿右侧导轨下滑，根据右手定则可知，杆中感应电流由到，则杆中电流由到，根据左手定则可知，杆受到的安培力垂直于左侧导轨平面向下
根据题图乙可知，杆在第内的加速度
对杆受力分析，根据牛顿第二定律，有
解得
第内，杆受到的安培力 ，由中数据可知回路中电流
对杆，感应电动势
根据法拉第电磁感应定律有 解得杆的初速度
根据题图乙可知，杆在第内做匀减速运动，加速度
对杆受力分析，根据牛顿第二定律，有
解得安培力 由
时杆的速度
第内杆做匀加速运动，杆的位移
对杆，根据动能定理，有
解得安培力做功
回路中产生的焦耳热
解得第内杆所产生的焦耳热

【解析】略
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