陕西省西安中学2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

陕西省西安中学2024-2025学年高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列有关光学现象的说法正确的是( )
A. 光从光疏介质射入光密介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射
B. 做双缝干涉实验时，仅用红光替代紫光，相邻亮条纹间距变大
C. 在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻各条纹是等间距的
D. 光的衍射现象表明光是纵波
2.下列说法正确的是( )
A. 当分子间距离减小时，分子势能一定减小
B. 分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力
C. 对气体加热，气体的压强不一定增大
D. 物体温度升高，分子热运动加剧，所有分子的动能都会增大
3.玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体。下列关于玻璃的说法正确的有( )
A. 有固定的熔点 B. 天然具有规则的几何形状
C. 沿不同方向的导热性能相同 D. 分子在空间上周期性排列
4.如图所示，弹簧振子上放一个物块，在与一起做简谐运动的过程中，下列关于受力的说法中正确的是( )
A. 物块受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力
B. 物块受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力
C. 物块受重力、支持力及对它的恒定的摩擦力
D. 物块受重力、支持力及对它的非恒定的摩擦力
5.如图所示，图甲是时刻一简谐横波沿轴正方向传播的波形图，图乙为这列波上某质点的振动图象，则( )
A. 该列波的波速为
B. 图乙可能是质点的振动图象
C. 质点的振动方程为
D. 时，点的振动方向向上
6.如图所示为两列相干波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为，波速为，在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为，点是、两点连线的中点，则( )
A. 图示时刻、两点的高度差为 B. 图示时刻点正处在平衡位置且向下运动
C. 点到两波源的路程差为零 D. 经，点的位移为零
7.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角射入，穿过玻璃砖自下表射出已知该玻璃对红光的折射率为设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为和，则在从逐渐增大至的过程中( )
A. 始终小于 B. 始终大于 C. 先大于后小于 D. 先小于后大于
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.弹簧振子做简谐运动，为平衡位置，当它经过点时开始计时，经过，第一次到达点，再经过第二次到达点，则弹簧振子的周期可能为( )
A. B. C. D.
9.如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态。如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
10.一玻璃砖横截面如图所示，其中为直角三角形边未画出，为直角边，；为一圆弧，其圆心在边的中点。此玻璃的折射率为，为一贴近玻璃砖放置的、与垂直的光屏。若一束宽度与边长度相等的平行光从边垂直射入玻璃砖，则( )
A. 从边折射出一束宽度与边长度相等的平行光
B. 在面无光线射出
C. 屏上有一亮区，其宽度小于边的长度
D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学在“用单摆测重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
用游标上有个小格的游标卡尺测量摆球直径如图甲所示，摆球直径为 ______，把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长。
用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为次。单摆每经过最低点记一次数，当数到次时秒表的示数如图乙所示，此时秒表的读数为 ______，该单摆的周期 ______用、表示。
测量出多组周期、摆长数值后，画出图像如图丙，造成图线不过坐标原点的原因可能是______。
A.摆球的振幅过小
B.将计为摆长
C.将计为摆长
D.摆球质量过大
该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期，然后把摆线缩短适当的长度，再测出其振动周期。用该同学测出的物理量表示重力加速度为 ______。
12.某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。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：
若想增加从目镜中观察到的条纹数，该同学可______。
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第条暗条纹到第条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长 ______。
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，第条暗条纹到第条暗条纹之间的距离为，则所测单色光的波长为______结果保留位有效数字
四、简答题：本大题共1小题，共14分。
13.如图，一半径为的玻璃半球，点是半球的球心，虚线表示光轴过球心与半球底面垂直的直线。已知玻璃的折射率为。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出不考虑被半球的内表面反射后的光线。求：
从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；
距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到点的距离。
五、计算题：本大题共2小题，共26分。
14.在两端封闭、粗细均匀的形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为和，左边气体的压强为。现将形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。
15.如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为、质量为且厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为，在活塞的右侧处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为，大气压强。现将汽缸竖直放置，如图所示，取。求：
活塞与汽缸底部之间的距离；
将缸内气体加热到时封闭气体的压强。
答案和解析
1.【答案】
【解析】光从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，故A错误；
B.做双缝干涉实验时，根据可知用红光替代紫光，波长变大，相邻明条纹间距变大，故B正确；
C.在白光下观察肥皂泡，由于肥皂泡的厚度不同，其表面的相邻各条纹不是等间距的，故C错误；
D.光的衍射现象表明光是一种波，光的偏振现象表明光是横波，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】当分子间作用力表现为斥力时，分子之间的距离减小，则分子力做负功，分子势能增大，故A错误；
B.分子间的引力和斥力是同时存在的，故B错误；
C.对气体加热，若气体同时体积变大，则气体的压强不一定增大，故C正确；
D.物体温度升高，分子热运动加剧，分子的平均动能会增大，但并非每个分子的动能都增大，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】、玻璃是非晶体，非晶体是组成物质的分子或原子、离子不呈空间有规则周期性排列的固体，它没有一定规则的外形，它没有固定的熔点，故ABD错误；
C、玻璃沿不同方向的导热性能相同，叫“各向同性”，故C正确。
故选：。
4.【答案】
【解析】物块受到重力、支持力和摩擦力的作用。重力和支持力二力平衡，摩擦力提供做简谐运动所需的回复力，由知，摩擦力随时间变化其大小和方向都变化，故D正确，ACD错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】、由图可得，，所以波速为，故A错误；
B、根据甲图可知，时刻，质点在平衡位置，但由图乙可知，时质点处于波峰位置，故B错误；
C、因为，所以时刻质点在平衡位置且向下振动，其初相位为，
所以质点的振动方程为，故C正确；
D、是在时刻又经过了的时间，而，所以质点振动到平衡位置且向下振动，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】、、两点为振动加强点，两点振幅均为，两点高度差为，故A错误；
B、点为、两点连线的中点，故C点处在平衡位置，根据“上下坡”法，点正向上运动，故B错误；
C、点为振动减弱点，它到两波源的路程之差应为半波长的奇数倍，故C错误；
D、因周期
代入数据解得所以经，点由波峰回到平衡位置，位移为零，故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】设折射角为，玻璃砖的厚度为，由折射定律，且，在玻璃砖中的时间为，
联立解得，
红光频率较小，为零时，，为时，趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过代入为其它特殊值，仍然有，故A正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】若质子运动方向与点位置相同，如图所示
设为平衡位置，、代表振幅，振子从到所需时间为，因为简谐运动具有对称性，所以振子从到所用时间和从到所用时间相等，故，解得；
若质子运动方向与点位置相反，如图所示
若振子一开始从平衡位置向点运动，设点与点关于点对称，则振子从点经过点到点所用的时间与振子从点经过点到点所需时间相等，即。振子从点到点、从点到点及从点到点所需时间相等，为
故周期。
故AC正确，BD错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】假设温度升高过程水银柱不动，两边气体均作等容变化，设原来气体压强为，温度为，升高的温度为，压强为，
气体体积不变发生等容变化。根据查理定律得：，解得：，气体压强的增加量，
左右两边初态压强相同，两边温度升高量也相同，所以跟成正比，与成反比，则左右两边气体初态温度高，气体压强的增加量小，水银柱应向气体压强增加量小的方向移动，即应向初态温度高的一方移动，
A、由于，水银柱应向右移动，故A错误；
B、由于，水银柱不动，故B错误；
C、由于，水银柱应向左移动，故C正确；
D、由于，水银柱应向左运动，故D正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】、根据临界角公式，得，所以，则光在面上发生全反射，光经面全反射后垂直面由进入空气，折射角大于入射角，故所有从曲面射出的光线都向的中央方向偏折，如图所示，
屏上亮区宽度小于边长度即小于边长度，故A错误，BC正确；
D、又边与边长度相等，当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小，一旦越过折射光线的交点后，亮区渐渐变大，故D正确。
故选：。
11.【解析】游标卡尺的最小分度值为，主尺读数为，游标尺读数为，则摆球直径为
秒表的小圈最小分度值为，读数为，大圈的最小分度值为，读数为，则秒表的读数为
该单摆的周期
由
可得
周期与振幅和摆球的质量无关，纵轴有一个正的截距，说明摆长为零时，周期不为零，所以可能是把摆线长记为了摆长，漏记了小球的半径，故ACD错误，B正确。
故选B；
根据上述可得
可得
故答案为：；，；；。
12.【解析】增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离，为减小相邻亮条纹暗条纹间的宽度，则可以减小双缝到屏的距离，增大双缝间的距离，或换用波长短的光，故ACD错误，B正确；
故选：。
两个相邻亮条纹之间的距离
根据双缝公式条纹间距公式
代入数据联立解得
所测单色光的波长
故答案为：；；。
13.【解析】如图，从底面上处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为，当等于全反射临界角时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为．
设是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有
由几何关系有
联立可得：
设与光轴相距的光线在球面点发生折射时的入射角和折射角分别为和，由折射定律有
设折射光线与光轴的交点为，在中，由正弦定理有
由几何关系有
联立可得：．
答：从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值为；
距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到点的距离．
14. 【解析】设形管平放时左右两边空气柱的长度分别为和，它们的压强为。
当形管两端竖直朝上时，左边气体的压强为，右边气体的压强为。
左右两部分气体作等温变化，分别由玻意耳定律得
对左部分气体有
对右部分气体有
由几何关系有
联立以上各式得，
答：形管平放时左右两边空气柱的长度分别为和。
15.【解析】汽缸水平放置时，活塞与汽缸底部之间的距离：
此时气体压强：
气体体积：
汽缸竖直放置时，活塞与汽缸底部之间的距离为，根据对活塞受力分析，可知气体压强为：
气体体积：
气体等温变化，根据玻意耳定律可得：
代入数据联立解得：
活塞到达卡环前是等压变化，到达卡环后是等容变化，应分两个阶段来处理。
气体初状态压强：
体积为：
温度为：
活塞刚好到达卡环时，气体压强仍为：
体积为：
温度为其中，气体等压变化，根据盖吕萨克定律：
代入数据解得：
则活塞到达卡环后，温度继续上升，气体等容变化
根据查理定律
代入数据解得：
答：活塞与汽缸底部之间的距离为；
缸内气体加热到时封闭气体的压强为。
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