广东省肇庆市封开县2022-2023学年高二（下）期中联考物理试卷（含解析）

2022-2023学年广东省肇庆市封开县高二（下）期中联考
物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A. 图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引
B. 图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C. 图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，分子力先变小后变大
D. 图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线对应的温度较高
2. 图中医生正在用“彩超”技术给病人检查身体；图是某地的公路上拍摄到的情景，在路面上均匀设置了条减速带，从第条至第条减速带之间的间距为。上述两种情况是机械振动与机械波在实际生活中的应用。下列说法正确的是( )
A. 图“彩超”技术应用的是共振原理
B. 图中汽车在行驶中颠簸是多普勒效应
C. 图中汽车在行驶中颠簸是自由振动
D. 如果图中某汽车的固有频率为，当该汽车以的速度匀速通过减速带时颠簸最厉害
3. 实验室某单匝矩形金属线圈，在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动，线圈中磁通量随时间变化的情况如图所示。已知线圈的电阻为，则下列描述中正确的是( )
A. 线圈产生的交流电的电动势有效值为
B. 此交流电分钟内电流的方向改变次
C. 在时间内，通过线圈某一横截面的电荷量为
D. 该交流电的频率为
4. 在学习机械波相关知识后，两名同学分别乘坐静止在湖面的甲、乙两艘小船，两船水平距离。某时刻，一列水波从甲船向乙船传播，每艘船在时间内上下浮动次，已知甲船在波峰时，乙船在波谷，两船间恰好还有个波峰，以下说法正确的是( )
A. 水波的周期为 B. 水波的波长为
C. 水波的波速为 D. 水波经过一段时间，甲乙两船将靠近
5. 如图所示，图甲为沿轴传播的一列简谐机械波在时刻的波动图像，图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 波速大小为
B. 波沿轴负方向传播
C. 该波可以与另一列频率为的波发生干涉
D. 波在传播过程中遇到尺度的障碍物不能发生明显的衍射
6. 由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能随分子间距离变化的图像，取趋近于无穷大时为零。通过功能关系可以从分子势能的图像中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是( )
A. 图中是平衡位置
B. 假设将两个分子从它们相距时释放，它们将相互靠近
C. 当分子间的距离时，分子间的作用力表现为斥力
D. 当分子间的距离从减小到时，分子间的作用力表现为引力，且先增大后减小
7. 气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状汽缸杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。设气体的初始状态为，某人坐上椅面后，椅子缓慢下降一段距离达到稳定状态。然后打开空调，一段时间后，室内温度降低到设定温度，稳定后气体状态为此过程人的双脚悬空；接着人缓慢离开座椅，直到椅子重新达到另一个稳定状态，室内大气压保持不变，则气体从状态到状态的过程中，关于、、的关系图正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 如图所示为某电站向其他地区远距离输电的原理图，图中交流电表均为理想电表，变压器、均为理想变压器。输电线电阻为，可变电阻为用户端负载，发电机输出电压有效值保持不变。当输电功率时，输电线上损失的功率为输电功率的，电压表示数为。下列说法正确的是( )
A. 输电线上的电流为
B. 升压变压器的原、副线圈匝数比为
C. 降压变压器的原、副线圈匝数比为
D. 随着用电高峰到来，电压表的示数将变大
9. 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全反射现象
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
10. 近日根据国际报道，光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达，这相当于每秒可以传输约个硬盘的数据。目前正常的网速想要传输硬盘的数据，需要花费四到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得到大幅提升。光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一束激光由光导纤维左端的点以的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面侧面与过的法线平行发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 光纤内芯的折射率比外套的小
B. 光从左端空中进入光纤内芯后，其频率不变
C. 频率越大的光在光纤中传播的速度越大
D. 内芯对这种激光的折射率
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
11. 某同学做“用单摆测重力加速度”的实验，实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数。
下列说法中正确的是__________
A.测出摆球做一次全振动的时间作为周期的测量值
B.质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆球
C.可将摆球从平衡位置拉开一个任意角度然后释放摆球
D.可以选择有弹性的细绳作为摆线
在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球直径__________；
将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从开始计数，同时开始计时，当摆球第次为大于的奇数通过光电门时停止计时，记录的时间为，此单摆的周期__________用、表示，重力加速度的大小为__________用、和表示；
实验中该同学测得的重力加速度值经查证明显大于当地的重力加速度值，下列原因可能的是__________。
A.摆线上端未牢固地系于悬点，实验过程中出现松动，使摆线长度增加了
B.计算时用作为单摆的摆长
C.摆球的振幅偏小
D.把当作单摆全振动的次数
12. 某同学在做课本上粗测油酸分子大小的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于__________：
A.痱子粉撒的太多
B.在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴体积时，的溶液的滴数误多记了滴
在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液有滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____，油酸膜的面积是______根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_____。
四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）
13. 如图，某次模拟“叉鱼”游戏中，在距长方体水缸开口处的侧壁贴一张小鱼图片模拟鱼，然后将水缸装满水。叉鱼者先调整观察管的角度，使得恰能从“管中窥鱼”。然后将一根细长直杆模拟鱼叉，沿观察管插入水中，结果叉到“鱼”的上方处。已知细杆入水点到鱼缸左侧壁的距离为。
试解释水缸装满水后，为什么观察到的“鱼”的位置升高了？
若光在空气中的传播速度，求光在该水缸中水里的传播速度。
14. 如图所示，一列在轴上传播的简谐横波，实线表示时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。
求该波的波长和振幅；
若时刻，处的质点向轴正方向振动，且，求这列波的传播方向和波速；
若波速为，则波向哪个方向传播？并写出质点的振动方程。
15. 为了方便监控高温锅炉外壁的温度变化，在紧贴锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸，汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口竖直向上，用质量为的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为。当汽缸内温度为时，活塞与汽缸底间距为，活塞上部距活塞处有一用轻绳悬挂的重物。当绳上拉力为零时，警报器会报警。已知缸外大气压强，活塞与器壁之间摩擦可忽略，取重力加速度，求：
当活塞刚刚碰到重物时，汽缸内气体的温度为多少？
若悬挂的重物质量为，则汽缸内气体温度要升高到多少时警报器才会报警？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
该题考查热学中的几个记忆性的知识点，对于这类题目，要注意多加积累相关物理规律的基本内容。
【解答】
A.图甲的扩散现象说明分子间有间隙和分子永不停息的无规则运动，故A错误；
B.图乙为水中炭粒运动位置的连线图，是炭粒做布朗运动每隔一定的时间所处位置的连线，不是运动的轨迹，故B错误；
C.图丙中分子间距离为时，分子间作用力为零，分子间距从增大时，分子力先变大后变小，故C错误；
D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线对应的温度较高，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了共振现象、多普勒效应、受迫振动的应用等基础知识，要求学生对这部分知识要重视课本，强化理解并记忆。彩超利用了多普勒效应；根据受迫振动和共振的关系的特性判断。
【解答】
图医生用“彩超”技术给病人检查身体的原理是波的多普勒效应，错误；
图中汽车行驶的过程中颠簸是受迫振动，错误；
相邻两个减速带之间的距离为则当汽车最颠簸时，汽车产生共振，
则速度，正确。

3.【答案】
【解析】
【分析】
交变电流产生过程中，线圈在中性面上时，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最小，线圈与中性面垂直时，通过的磁通量最小，电动势为大；结合图象分析答题。
要掌握交流电的最大值，有效值，掌握电流产生过程，一个周期内电流方向改变次，电荷量用交流电的平均值计算，由图像可以得到交流电的周期，由解得频率。
【解答】
A、磁通量的变化周期为，故此交流电的周期为，频率为，此交流电动势的最大值为：，故有效值；故A错误；
B、一个周期内电流方向改变次，故此交流电分钟内电流的方向改变次，故B正确；
C、在时间内，通过线圈某一横截面的电荷量为，故C错误
D、由图像知：周期，频率，故D错误；
故选：。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据船每分钟上下浮动次可确定周期；由甲船在波峰时，乙船在波谷，两船间恰好还有个波峰可确定波长；由确定波速。
本题考查机械波的相关知识，基础题。
【解答】
A.船每分钟上下浮动次，即完成次全振动，所以周期，故A错误；
B.甲船在波峰时，乙船在波谷，两船间恰好还有个波峰，则有，解得水波的波长，故B正确；
C.波速，故C错误；
D.甲乙两船只会在自己的平衡位置上下浮动，不会随水波传播而靠近，故 D错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】本题考查识别、理解振动图像和波动图像的能力，以及把握两种图像联系的能力。
振动图像反映同一质点在不同时刻的位置；波的图像反映不同质点在相同时刻的位置。要分清波的传播和质点的振动。从波的图像中可以直接读取波长，从振动图像中可以直接读取周期，然后利用可求得波速。对于波的图像往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系。同时，能熟练分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况。
【解答】根据图像可知A错误；
B.根据图乙可知，在时刻，质点沿轴负方向振动，根据同侧法，由图甲可知，波沿轴负方向传播，B正确；
C.根据图乙可知，周期为，则频率为，则该波不能够与另一列频率为的波发生干涉，C错误；
D.根据图甲可知，波长为，大于障碍物的尺度，则在传播过程中遇到尺度的障碍物能够发生明显的衍射，D错误。
故选B。

6.【答案】
【解析】
【分析】
本题对分子力、分子势能与分子间距离的关系要熟悉，知道分子间距离等于平衡距离时分子势能最小，掌握分子间作用力与分子间距离的关系、分子清楚图象，即可正确解题。
当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力；当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力；分子间的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，但斥力增大得更快；根据图象分析答题。
【解答】
在分子间的引力和斥力平衡的位置，分子势能最小，则图中是分子间的引力和斥力平衡的位置，所以假设将两个分子从处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近。选项AB错误；
C.当分子间的距离时，分子力表现为引力，分子间引力大于斥力，选项C错误；
D.当分子间的距离从减小到时，相当于从较远处移动到平衡位置，在较远处和在平衡位置，分子间的作用力都接近零，故此过程分子间的作用力表现为引力，且先增大后减小，选项D正确。

7.【答案】
【解析】从状态到状态过程中，气体等温压缩，体积减小，压强增大，温度不变，从到，气体等压降温，温度降低，体积减小，压强不变，从到过程中，气体等温膨胀，体积变大，压强减小，且状态的压强恢复为原状态的压强。
故选B。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查远距离输电及变压器的基本关系，基础题目。
根据远距离输电的功率关系和电压关系及变压器的基本比例分析即可。
【解答】
A.设输电线上的电流为 ，则有，解得，A正确；
C.设降压变压器 副线圈输出电流为 ，则有
解得
则降压变压器 的原、副线圈匝数比为，C正确；
B.降压变压器 的原线圈输入电压为
升压变压器 的副线圈输出电压为
升压变压器 的原、副线圈匝数比为，B错误；
D.随着用电高峰到来，输电功率变大，则升压变压器 的原线圈电流变大，副线圈电流变大；输电线电阻损失电压变大，则降压变压器 的原线圈输入电压变小，降压变压器 的副线圈输出电压变小，电压表的示数将变小，D错误。

9.【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】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的全反射现象，故选项B正确
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。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查光导纤维。光发生全反射的条件：一是光从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于等于临界角；光从左端空中进入光纤内芯后频率不变；光纤对频率越大的光的折射率越大，由公式分析光在光纤中的传播速度；由折射定律、全反射临界角与折射率的关系，结合数学知识求解内芯对这种激光的折射率，由此即可正确求解。
【解答】
A.光发生全反射的条件：一是光从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于等于临界角，所以光纤内芯的折射率比外套的大，故A错误；
B.光从左端空中进入光纤内芯后频率不变，故B正确；
C.光纤对频率越大的光的折射率越大，由公式可知，频率越大的光在光纤中传播的速度越小，故C错误；
D.设光从左端空中进入光纤内芯后的折射角为，由折射定律有，
光恰好在光导纤维的侧面发生全反射，则有，
，由数学知识有，解得，故D正确。

11.【答案】 ；；
；；

【解析】
【分析】根据实验原理和减小误差的角度确定操作步骤和实验器材；
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标卡尺，不需估读，摆长等于悬点到球心的距离；
完成一次全振动的时间为一个周期，根据周期和摆长，结合单摆的周期公式求出重力加速度。
根据单摆的周期公式推导出重力加速度的测量式，然后分析误差原因．
【解答】
为减小测量误差，应测出个周期的总时间，然后求出周期为，用单摆完成次全振动所用时间并作为单摆的周期实验误差较大，故 A错误
摆动过程中要求摆长是固定不变的，所以不能选择弹性绳；为减小空气阻力，应选择质量大、体积小的球，故D错误B正确
C.单摆在小角度下的运动为简谐运动，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，故 C错误。
由图示游标卡尺可知，其示数为：。
将摆球从平衡位置拉开一个小角度后静止释放，使摆球在竖直平面内稳定摆动，当摆球经过平衡位置开始计时，摆球每半个周期经过一次平衡位置，则，则；
根据单摆的周期公式
可得。
由单摆周期公式，可知重力加速度：
A、由可知，实验过程中出现松动，使摆线长度增加，则摆长的测量值偏小，会引起测量值小，故A错误
B、由可知，计算时用作为单摆的摆长，则摆长的测量值偏大，会引起测量值偏大．故B正确．
C、重力加速度的测量值与振幅无关，振幅偏小，不影响测量结果，故C错误；
D、把当作单摆全振动的次数，则偏小，由可知，偏小会会引起测量值偏大，故D正确。
12.【答案】
【解析】解：计算油酸分子直径时要用到
A.油酸未完全散开，偏小，故直径偏大，故A正确；
B.计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径偏小，故B错误；
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，偏小，故直径偏大，故C正确；
D.求每滴体积时，的溶液的滴数误多记了滴，则计算的体积偏小，则直径偏小，故D错误。
故选AC。
滴酒精油酸溶液中含油酸的体积
如题图所示，由于每格边长为，则每一格就是，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出格，则油酸薄膜面积为。
分子的直径为
故答案为：；，，。
根据实验原理分析判断；
根据体积公式计算分子直径。
本题考查油膜法测分子直径实验，要求掌握实验原理、实验步骤、数据处理和误差分析。
13.【答案】解：由“鱼”发出的光线经过水面折射后，折射角大于入射角，折射光线的反向延长线与鱼缸相交于“鱼”的上方，因此观察到的“鱼”的位置升高了．
设入射角为，折射角为由几何关系得：
根据折射定律
光在水中的传播速度．
【解析】解决本题的关键要理解画出光路图，结合折射定律分析“鱼”的位置。
根据几何关系结合折射定律可解得“鱼”的位置；
由几何关系得结合折射定律可得光在水中的传播速度。
14.【答案】 ， ；沿轴正方向， ；沿轴正方向传播，
【解析】由图像可得波长
振幅
由于 时刻，质点向轴正方向振动，根据同侧法可知，波的传播方向沿轴正方向，又由于 ，故这列波在 内向轴正方向传播的距离为
故波速
若 ，则 的时间内波传播的距离
根据波形的平移可知波沿轴正方向传播，由于
，
故质点的振动方程为
15.【答案】 ；
【解析】活塞在上升到刚刚碰到重物时，气体等压变化，根据盖吕萨克定律有
其中
， ，
代入解得
当活塞上升使绳上拉力刚好为零时，此时汽缸内压强为 ，有
从刚刚碰到重物到拉力刚好为零时，气体等容变化，根据查理定律有
开始时有
联立解得
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