吉林省名校联盟2023-2024学年高二下学期期中联合测试物理试题（解析版）

吉林省名校联盟2023-2024学年高二下学期期中联合测试物理试卷
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册第二至四章，选择性必修第二册第四、五章，选择性必修第三册第一、二章。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．两个完全相同的透明玻璃杯中，一杯盛有热水，另一杯盛有等质量的冰水。现向两个玻璃杯中各滴入一滴相同的墨滴，发现玻璃杯中的热水会比冰水更快全部变成黑色，造成这一现象的主要原因是（ ）
A．水分子间有间距
B．墨滴中的碳粒比水分子重
C．温度越高水分子热运动越剧烈，墨滴中碳粒的无规则运动也越剧烈
D．温度越高分子间的作用力越大
2．振荡电路在测量、自动控制、无线电通信及遥控等许多领域有广泛应用。如图甲所示的LC振荡电路中，电容器上的电荷量随时间的变化规律如图乙所示，时的电流方向如图甲所示，下列说法正确的是（ ）
A．在0~0.5s内，电容器在放电
B．在时，P点的电势比Q点的低
C．在1.0s~1.5s内，磁场能正在转化成电场能
D．在1.5s~2.0s内，振荡电路中的电流在减小
3．用活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，改变条件使汽缸内气体发生由a→b→c的变化，其图像如图所示，其中ac为等温线，已知理想气体的内能与热力学温度成正比，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程气体内能逐渐增大
B．b状态气体的温度是c状态气体温度的3倍
C．a状态的气体体积为b状态气体体积的4倍
D．c状态气体的内能是b状态气体内能的3倍
4．两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为，相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（ ）
A．在阶段，F做正功，分子动能增大，势能减小
B．在阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小
C．在时，分子势能最小，动能为零
D．在时，分子势能为零
5．某研究性学习小组用激光束照射不同直径的圆孔和不透明圆板后，拍摄了许多屏上的图样，图甲和图乙是学习小组拍摄的图样中的两张，下列说法正确的是（ ）
A．图甲为著名的“泊松亮斑”
B．图甲是光线照射到圆孔后的衍射图样，乙图是光线照射到圆板后的衍射图样
C．图甲和图乙都是光线照射到圆板后的衍射图样，图乙中板的直径较小
D．图甲和图乙都是光线照射到圆孔后的衍射图样，图甲中孔的直径较小
6．水面上的两列波在某时刻的叠加情况如图所示，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知的振幅为5cm，的振幅为3cm，下列说法正确的是（ ）
A．质点A振动减弱 B．质点A振动加强，质点D振动减弱
C．再过半个周期，质点C是振动加强点 D．质点B的振幅为2cm
7．一个共振筛如图甲所示，该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电动偏心轮的电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子的质量，筛子的固有周期随之增大。某段时间内偏心轮的转速是60r/min，下列说法正确的是（ ）
A．共振筛此时的频率是0.8Hz
B．适当减小筛子的质量，可以使筛子的振幅增大
C．增大偏心轮的转速，可以使筛子的振幅增大
D．适当增大偏心轮的电压，可以使筛子的振幅增大
8．2023年2月，广东省某地发生了3.2级地震，震源深度8千米。地震监测站监测到了一列沿x轴传播的地震横波，时刻的波形图如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴负方向传播
B．该地震横波传播的速度为4m/s
C．该波在传播过程中遇到宽为50m的障碍物时会发生明显的衍射现象
D．该波与频率为1.2Hz的简谐横波相遇，可以形成稳定的干涉图样
9．如图所示，a、b两束单色光沿相同方向从同一点P沿圆心O射入半圆形玻璃砖，其中b光刚好发生全反射，a光由玻璃砖下表面射出，a、b两束单色光在玻璃砖下表面的入射角均为37°。取。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对b光的折射率为
B．玻璃对b光的折射率为
C．在真空中，a光的频率大于b光的频率
D．玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率
10．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形图如图所示，质点Q的平衡位置为，时质点Q恰好处于波谷位置，简谐横波的周期，下列说法正确的是（ ）
A．质点P在任意内通过的路程均为10cm
B．该简谐横波的频率为
C．该简谐横波的传播速度为3m/s
D．质点P在0~2s内通过的路程为0.3m
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）“春分”学习小组的同学用一横截面为半圆的透明玻璃砖来测定玻璃的折射率。同学们经过讨论设计的实验装置如图所示。
（1）将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系xOy的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点（坐标原点）和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置；用激光器发出的激光从玻璃砖外壁始终指向O点射入玻璃砖，从y轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。此时没有激光射至挡板上区域的原因是____________。
（2）取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L和玻璃砖的直径D，则玻璃砖的折射率______（用L和D表示）。
（3）实验小组的同学后来发现实验过程中使用的刻度尺有瑕疵，实验用尺（由于经历过高温）比标准刻度尺的尺度偏大，但实验用尺的刻度仍然是均匀的，由此测得玻璃砖的折射率将______（填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”）。
12．（9分）小华同学在“利用单摆测重力加速度”的实验中：
（1）以下做法正确的是______。
A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长
B．测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间
C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动
D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10°
（2）该同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示，则摆球的直径为______cm。
（3）另一位同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出图像，如图乙所示。实验得到的图像是______（填“a”“b”或“c”），小球的直径是______cm。
13．（12分）一简谐横波在均匀介质中沿水平方向直线传播，介质中A、B两个质点平衡位置间的距离，它们振动的图像分别如图甲和乙所示。
（1）求该简谐横波传播速度的可能值；
（2）若波速为0.2m/s，B、C两质点的振动同步，且时B、C两质点间有两个波谷，求B、C平衡位置间的距离。
14．（12分）某玻璃砖的横截面如图所示，其由半径为R的四分之一圆BAE与长方形BCDE组成，BC长为2R。一束单色光以平行于AB的方向照射到圆弧面上的F点，此时的入射角。折射光线在BC边上发生全反射，随后从CD边射出时折射角。已知光在真空中的传播速度为c。求：
（1）玻璃砖对该光的折射率n；
（2）光在玻璃砖内传播的时间t。
15．（15分）如图所示，左端封闭右端开口、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长，已知大气压强，初始时封闭气体的热力学温度。现将下端阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，左管水银面下降的高度。
（1）求右管水银面下降的高度；
（2）关闭阀门S后，若缓慢改变左管内封闭气体的温度，使左管的水银面回到最初高度，求此时左管内气体的热力学温度；
（3）关闭阀门S后，若将右端封闭，保持右管内封闭气体的温度不变的同时，对左管缓慢加热，使左管和右管的水银面再次相平，求此时左管内气体的热力学温度。
高二物理试卷参考答案
1．C 【解析】温度越高，分子运动得越快，扩散现象越明显，则墨滴中碳粒的无规则运动也越剧烈，选项C正确；其他说法不是扩散现象快慢的主要因素，选项A、B、D均错误。
2．C 【解析】由题中图像可知，在0~0.5s内，电容器极板上的电荷量正在增大，说明LC振荡电路正在充电，选项A错误；由于0.3s时电流流向电容器上极板，说明上极板为正极板，在时，电量在减小，电容器在放电，电流由P流向Q，故P点电势高，选项B错误；在1.0s~1.5s内，电量在反向增大，说明电容器在反向充电，此时磁场能正在转化为电场能，选项C正确；在1.5s~2.0s内，根据图像的斜率可知，振荡电路中的电流在增大，选项D错误。
3．D 【解析】根据可知，a→b过程，气体体积减小，压强不变，温度降低，内能减小，选项A错误；ac为等温线，则，解得，a→b过程气体压强不变，，解得，理想气体的内能与热力学温度成正比，所以c状态气体的内能是b状态气体内能的3倍，选项D正确，选项B、C均错误。
4．A 【解析】在阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减小，选项A正确；在阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能增大，选项B错误；在时，分子势能最小，动能最大，选项C错误；在时，分子势能最小，且小于零，选项D错误。
5．B 【解析】用激光束照射圆孔和不透明圆板后，圆孔形成明暗相间的、不等亮的、不等间距的圆环，不透明圆板背后阴影中心有一个亮斑，则知题图甲是光线照射到圆孔后的衍射图样，题图乙是光线照射到圆板后的衍射图样，即题图乙为著名的“泊松亮斑”，选项B正确，选项A、C、D均错误。
6．D 【解析】在两列波叠加的区域里，波峰和波峰相遇、波谷和波谷相遇都是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，则质点A和质点D始终是振动加强点，质点B和质点C始终是振动减弱点，质点B是振动减弱点，其振幅为两列波振幅的差，选项D正确。
7．B 【解析】偏心轮的转速是60r/min，其周期，其频率，共振筛的频率与偏心轮的频率相同，选项A错误；若增加偏心轮的转速，则共振筛的频率增大，根据题图乙可知，其振幅将减小，增大电动偏心轮的电压，共振筛的振幅将减小，选项C、D均错误；适当减小筛子的质量，筛子的固有周期减小，其固有频率将增大，若增大后的固有频率与偏心轮的转动频率更接近，则筛子的振幅增大，选项B正确。
8．AC 【解析】由题图乙可知，质点P在时刻沿y轴负方向振动，结合题图甲根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，选项A正确；由题图甲可知，波长为4km，由题图乙可知周期为1s，波速，选项B错误；由于波长为4km，该波在传播过程中遇到50m宽的障碍物时，波长远大于障碍物的尺寸，因此会发生明显的衍射现象，选项C正确；该波的频率，该波与频率为1.2Hz的简谐横波相遇，相位差不恒定，不能形成稳定的干涉图样，选项D错误。
9．AD 【解析】b光刚好发生全反射，即b光在玻璃中发生全反射的临界角，根据可知，玻璃对b光的折射率为，选项A正确、B错误；b光在玻璃砖下表面刚好发生全反射，a光由玻璃砖下表面射出，则玻璃对b光的折射率大于玻璃对a光的折射率，选项D正确；在真空中，b光的频率大于a光的频率，选项C错误。
10．BC 【解析】根据题意有，解得，该简谐横波的频率，选项B正确；质点P在任意（）内通过的路程可能等于也可能大于或小于10cm，选项A错误；该简谐横波的传播速度，选项C正确；质点P在时刻沿y轴负方向振动且位于波峰下方，则质点P在0~2s内通过的路程大于0.3m，选项D错误。
11．（1）激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了全反射（2分，意思正确即给分）
（2）（2分）
（3）不变（2分）
【解析】（1）光束经玻璃砖折射后照在挡板上的区域内，入射角逐渐增大直至折射光线消失，折射光线消失就是光束在玻璃砖直径所在界面处发生了全反射。
（2）根据几何关系可知，临界角的正弦值，根据临界角和折射率的关系可知，玻璃砖的折射率。
（3）玻璃砖的折射率，虽然实验用尺的尺度偏大，但其刻度仍然是均匀的，即用该尺确定L和D的比例是没有影响的，因此实验结果不变。
12．（1）C（2分）
（2）2.125（2分）
（3）c（2分） 1.2（3分）
【解析】（1）测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长，然后测量小球的直径，单摆的摆长等于摆线的长度与小球的半径之和，故选项A错误；测量周期时，从小球到达平衡位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间，故选项B错误；要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动，故选项C正确；单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能大于5°，故选项D错误。
（2）由题中图示游标卡尺可知，游标卡尺是20分度的，游标卡尺的精度是0.05mm，摆球的直径。
（3）摆线的长度与摆球的半径之和是单摆实际上的摆长L，若将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，则，由单摆周期公式，可得，由题图可知，实验得到的图像应该是c；图像的纵轴截距，小球的直径。
13．解：（1）由题图可知，该简谐横波的周期（1分）
设波长为，根据题图可知A、B两点间的距离满足（2分）
根据波长、波速和周期的关系（2分）
解得。（2分）
（2）此时该波的波长（1分）
根据题意可知（2分）
解得。（2分）
14．解：（1）设单色光从F点射入时的折射角为，光线在CD边的入射角为，根据题意，光路如图所示
根据光路可逆知（2分）
根据几何关系有（1分）
根据折射定律有（2分）
解得。（1分）
（2）F、G两点间的距离（1分）
G、H两点间的距离（1分）
光在玻璃砖内传播的速度大小（2分）
光在玻璃砖内传播的时间（1分）
解得。（1分）
15．解：（1）左管水银面下降的过程中，左管内封闭气体做等温变化，则有
（2分）
解得（1分）
此时左管水银面比右管水银面高（1分）
右管水银面下降的高度（2分）
解得。（1分）
（2）要使左管水银面回到原来高度，则右管水银面要再下降
左管内封闭气体的压强（1分）
根据等容变化规律（2分）
解得。（1分）
（3）右管内封闭气体做等温变化，则有（1分）
对左管内封闭气体，根据一定质量的理想气体状态方程有（2分）
解得。（1分）