河北省邢台市名校协作体2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

河北省邢台市名校协作体2024-2025学年高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.如图所示为振荡电路，线圈的自感系数，电容器的电容。某时刻电容器两极板带电情况和线圈中磁场方向如图所示，下面说法正确的是( )
A. 振荡电流的变化周期为
B. 图示时刻电容器正在充电
C. 图示时刻线圈中的磁场能正在增加
D. 当电容器极板电荷为零时，通过线圈中的电流为零
2.下列四幅图所涉及的光学现象与相应的描述，正确的是( )
A. 图：光在内窥镜光纤中传播，这是光的折射现象，且光纤内芯折射率更大
B. 图：阳光下的肥皂膜呈彩色条纹，这是光的衍射现象
C. 图：光通过狭缝后，光屏上产生了光的干涉图样
D. 图：光的偏振现象，表明光是一种横波
3.如图所示，甲分子固定在坐标原点，乙分子沿轴运动，两分子间的分子势能与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为，若两分子所具有的总能量为，则下列说法中正确的是( )
A. 乙分子在点时，加速度最大
B. 乙分子在点时，其动能最大
C. 乙分子在点时，处于平衡状态
D. 乙分子的运动范围为
4.如图为一束太阳光射到六角形冰晶上的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，比较、两种单色光，下列说法正确的是( )
A. 光比光更容易发生明显衍射现象
B. 在冰晶中，光的传播速度大于光的传播速度
C. 、两种光分别从水射入空气发生全反射时，光的临界角比光的小
D. 用同一双缝干涉实验装置做实验，光的干涉条纹间距小于光的条纹间距
5.关于固体、液体，下列说法正确的是( )
A. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
B. 把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水的表面存在表面张力
C. 当液体与固体的相互作用小于液体分子之间的相互作用时，则此时表现为浸润
D. 液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质不具有各向异性
6.在透明吸管内，手指和液体之间密封一定质量的气体，如图所示，由于手的接触，密封气体温度高于外界气体。则( )
A. 密封气体压强高于外界气体压强
B. 图中液体与吸管内壁之间是不浸润的
C. 密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度
D. 密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能
7.用图甲所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。为标准平板玻璃，为被检查平板玻璃，在、右端夹入薄纸片，为入射的蓝光，图乙是俯视图甲观察到的干涉条纹。下列选项正确的是( )
A. 当把换为红光时，条纹间距变小
B. 图乙中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起
C. 将薄纸片向右移动少许，从上往下可以观察到干涉条纹向着劈尖移动
D. 将薄纸片向左移动少许，从上往下可以观察到干涉条纹变密
8.氧气分子在和温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法错误的是( )
A. 图中虚线对应于氧气分子在时的情形
B. 图中实线对应的氧气分子热运动的平均动能较大
C. 在分子数密度相同的情况下，图中实线对应的氧气分子对容器壁单位面积的作用力更大
D. 与时相比，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较小
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图是用来测量发动机转动频率的原理图。在同一铁支架上焊有固有频率依次为，，，的四个钢片、、、，将端与正在转动的电动机接触，发现钢片振幅很大，其余钢片振幅很小，则( )
A. 发动机转动频率为 B. 钢片振动频率为
C. 钢片振动频率为 D. 钢片振动频率约为
10.如图，一定质量的理想气体从状态、、经热力学过程后又回到状态，且外界环境为非真空状态。则下列说法正确的是( )
A. 、两个状态，气体的温度相同
B. 过程中，每个气体分子热运动的速率都增大了一倍
C. 过程中，气体的温度先降低再升高
D. 过程中，外界对气体做功
11.如图，图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，图乙为质点的振动图像，是平衡位置在处的质点，下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波在之间的传播时间为
C. 质点的振动方程为
D. 从到，质点通过的路程为
12.一定质量的理想气体用横截面积为的活塞封闭在气缸内，气缸内壁光滑，如图甲所示，现用轻质细线系在活塞的正中央，然后悬挂在天花板下处于静止状态，封闭气体的压强为，体积为，温度为；如图乙所示，再把气缸开口倾斜向下放置在倾角为的斜面上，整体处于新的静止状态。已知大气压强为，且活塞与气缸的质量相等，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 活塞的质量为
B. 乙图中气体的压强为
C. 若乙图中气体的体积仍恢复为，则温度为
D. 若乙图中气体的温度降为，则体积为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某同学用图示装置测量当地重力加速度：
用游标尺上有个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径 ______。
实验时，摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值随时间的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为______；
用刻度尺测量出绳长，则当地重力加速度 ______结果用题中字母表示；
若把该装置放到正在匀加速下降的电梯中，用完全相同的操作重新完成实验，图像中将______选填“变大”“不变”或“变小”。
14.如图甲所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验。
为取得较好的实验效果，下列操作正确的是______。
A.必须选用上下表面平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量大些
C.大头针应竖直地插在纸面上
D.大头针和及和之间的距离适当小些
下列做法中导致测的折射率偏小的是______。
A.为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的比实际向外侧平移了一些，其他操作均正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图
B.在实验中将玻璃砖界和的间距画得过窄，而其他操作均正确
C.准确画好玻璃砖界面和后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些
学生认真正确操作后，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出图线，如图乙所示，从图线可求得玻璃砖的折射率是______。
四、简答题：本大题共1小题，共16分。
15.如图，刚性容器内壁光滑，盛有一定量的气体，被隔板分成、两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连忽略隔板厚度和弹簧体积。容器横截面积为，长为。开始时系统处于平衡态，、体积均为，压强均为，弹簧为原长。现将中气体抽出一半，的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体。求：
抽气之后、的压强、；
弹簧的劲度系数。
五、计算题：本大题共2小题，共22分。
16.如图所示，一玻璃球半径为，为球心，为直径。来自点的光线在点射出，出射光线平行于，另一条光线恰好在点发生全反射。已知，光在真空中的速度为。求：
玻璃的折射率；
光由点传播到点的时间。
17.一列简谐横波沿轴方向传播，、两质点位于轴上，其坐标分别为，，已知、两质点的振动图像分别如图甲、乙所示。求：
该简谐横波的波速；
若该简谐横波的波长满足，求该波波长及传播方向。
答案和解析
1.【答案】
【解析】振荡电流的变化周期
其中，。
代入数据得：
故A错误；
由题图线圈内磁感应强度的方向和安培定则可知，从上向下看，此时线圈中的电流沿逆时针方向流动，电容器的上极板带正电，所以电容器正在放电，电容器两极板间的电压在减小，电容器中电场能正在减小，根据能量守恒定律可知，线圈中磁场能正在增加，故B错误，C正确；
D.电容器极板电荷为零时，电场能最小，根据能量守恒定律可知，线圈中磁场能最大，则此时线圈中的电流最大，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】、图是内窥镜，光在内窥镜光纤中传播，利用光的全反射，光只有从光密介质到光疏介质才能发生全反射，所以光纤内芯折射率更大，故A错误；
B、图是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，故B错误；
C、图是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，故C错误；
D、图是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故D正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】、乙分子在点时，分子势能最小，分子间距离为平衡距离，分子力为零，故加速度为零，此时为平衡状态，故AC错误；
、当乙分子运动至点时，其分子势能为零，因总能量为零，则其分子动能也为零，分子动能最小，此时分子间距最小，而后向分子间距变大的方向运动，故乙分子的运动范围为，故B错误，D正确。
故选：。
4.【答案】
【解析】、由图可知光的偏折程度小于光的偏折程度，所以
光的折射率小于光的折射率，则光的频率小于光的频率
根据得
所以，光比光更容易发生明显衍射现象，故A错误；
B、根据，又因为，可知在冰晶中，光的传播速度大于光的传播速度，故B正确；
C、因为，根据可知，、两种光分别从水射入空气发生全反射时，光的临界角比光的大，故C错误；
D、因为，根据可知，用同一双缝干涉实验装置做实验，光的干涉条纹间距大于光的条纹间距，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】、烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片的导热性呈各向异性，说明云母片是晶体，故A错误；
B、针浮在水面，是水表面存在表面张力的缘故，故B正确；
C、当液体与固体的相互作用小于液体分子之间的相互作用时，则此时表现为不浸润，故C错误；
D、液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些单晶体相似，具有各向异性，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】设液柱的质量为，外界大气压强为，横截面积为，对液柱分析，密封气体压强，因此密封气体压强低于外界气体压强，且吸管内部压强不变。密封气体温度升高，压强不变，体积就会变大，分子数密度就会减小，因此密封气体分子数密度小于外界气体分子数密度，故AC错误；
B.由图可知，液体在吸管内呈下凹状，液体与吸管内壁是浸润的，故B错误；
D.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，因此密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能，故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】、当把换为红光时，蓝光的波长小于红光，可知条纹间距变大，故A错误；
B、图乙中弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，可知，对应的位置是凹陷的，故B错误；
C、根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，将薄纸片向右移动少许，同一厚度的空气膜向远离劈尖的方向移动，所以从上往下可以观察到干涉条纹向着远离劈尖移动，故C错误；
D、相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，将薄纸片向左移动少许，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，所以相邻亮条纹间距应变小，观察到干涉条纹变密，故D正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】、由图可知，具有最大比例的速率区间，时对应的速率大，说明实线为的分布图像，对应的平均动能较大，内能大，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，故A错误，B正确；
C.在分子数密度相同的情况下，温度越高，分子平均动能越大，分子撞击器壁的平均作用力越大，实线对应的氧气分子对容器壁单位面积的作用力更大，故C正确；
D.由图可知，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比比小，故D正确。
本题选择错误的，故选：。
9.【答案】
【解析】、由于钢片振幅很大，根据共振的条件，我们可以推断出发动机的转动频率即驱动力频率接近或等于钢片的固有频率，即，故A正确；
、钢片、、、们的振动频率是由驱动力决定的，而不是由它们各自的固有频率决定的。因此，钢片、、、的振动频率都等于电动机的转动频率，即左右，故B正确，CD错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】、根据一定质量的理想气体方程，结合图中数据可知，、两个状态时，的乘积相等，即两个状态气体的温度相同，故A正确；
B、过程中，气体体积不变，压强增大一倍，气体热运动的平均动能增大一倍，则平均速度变为原来的倍，并非每个气体分子速率都增大一倍，故B错误；
C、由一定质量的理想气体方程，结合图形和题意可知，过程中，气体的温度先升高后降低，故C错误；
D、过程中，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，其做功大小为
，故D正确；
故选：。
11.【答案】
【解析】、由振动图可知时刻，质点的振动方向为：轴正方向，根据波形图，即可知波的传播方向为：轴负方向，故A错误；
B、由波形图可得到波长，振幅，由振动图可得到周期，解得：，综合可得到波速：，解得：，
即可得该波在之间传播的时间：，其中，解得：，故B正确；
C、由周期可得，解得：，结合波的传播方向可知点在时刻的振动方向为：轴负方向，即初相位为：，
再结合振幅，即可得到的振动方程为：，故C错误；
D、根据的振动图，可知在内，点通过的路程为：，在之间，点通过的路程为：，
即在内，通过的路程为：，故D正确。
故选：。
12.【答案】
【解析】活塞与气缸的质量相等，均设为，对甲图的气缸受力分析，由平衡条件
解得活塞的质量为，故A正确；
B.对乙图的活塞受力分析，由平衡条件
联立解得乙图中气体的压强为，故B错误；
C.若乙图气体的体积仍为，对比甲、乙两图，由查理定律，结合前后气体变化：
解得：，故C错误；
D.若乙图气体的温度为，由理想气体状态方程，结合前后气体变化：
解得：，故D正确。
故选：。
13.【答案】； ； ； 变大
【解析】游标卡尺的精确度为，摆球的直径为
单摆一周期经过两次平衡位置，由图可知，该单摆的周期为
由单摆的周期公式
将
代入，可有
可得当地的重力加速度大小为
当电梯匀加速下降时，处于失重状态，等效重力加速度变小。根据计算中得到的公式
可知变大。
故答案为：；；；变大。
14.【答案】； ；
【解析】测玻璃的折射率的原理是折射，玻璃上下表面不平行也能测出折射率，故A错误；
B.选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，故B正确；
C.大头针应垂直地插在纸面上，防止产生误差，故C正确；
D.大头针和及和之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生的误差，故D错误。
故选：。
、画出的比实际的折射面向外侧平移了一些，即玻璃砖界面和的间距变宽，而其他操作正确，会导致角偏大，而不变，如图
图
由于
故折射率的测量值将偏小，故A正确；
B、将玻璃砖界面和的间距画得过窄但仍平行，而其他操作正确，导致角偏小，根据由可知，折射率的测量值将偏大，故B错误；
C、若实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，其他操作正确，如图所示，在玻璃砖实际偏折光线与实验所得到的偏折光线是平行的，则折射率的测量值等于准确值，故C错误。
图
故选：。
根据折射定律可知
故答案为：；；
15.【解析】由题意可知将中气体抽出一半后，隔板向右移动了，的体积变为原来的即体积为，对中气体由玻意耳定律得：
解得：
以中一半的气体为研究对象，由玻意耳定律得：
解得：
末状态弹簧的压缩量为，对隔板由受力平衡的条件可得：
解得：
答：抽气之后、的压强、分别为、；
弹簧的劲度系数为。
16.【解析】如图所示，光线在点折射时，已知，由几何关系可得入射角，折射角，则有
由题意可知，光线恰好在点发生全反射，临界角
则有
球心到的距离为
光在玻璃中传播的速度为
由几何关系可得
光由点传播到点的时间为
联立解得：
答：玻璃的折射率为；
光由点传播到点的时间为。
17.【解析】由图可知时刻，点在平衡位置向轴负方向运动，点在波峰，
若波沿着轴正方向传播：
解得：
由图可知，又
解得：
若波沿轴负方向传播：
解得：
由题意有：
，当时，
，此方程无解。
故该列波波长为，沿轴正方向传播。
答：该简谐横波的波速为或。
若该简谐横波的波长满足，该波波长为，沿轴正方向传播。
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