黑龙江省哈尔滨市尚志中学2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

黑龙江省哈尔滨市尚志中学2024-2025学年高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在光滑水平地面上、两点之间做简谐运动。取水平向右为正方向，振子的位移随时间的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 时，振子受到的回复力最大
B. 和时，振子的速度相同
C. 时振子正在向右做加速度减小的加速运动
D. 时间内，振子的速度逐渐减小
2.如图，一弹簧与活塞相连，使汽缸悬空静止。缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞与汽缸间无摩擦，且不漏气，气体温度保持不变。当大气压强增大时，下列正确的( )
A. 弹簧所受的压力将增大
B. 弹簧所受的压力将减小
C. 缸内气体的体积将增大
D. 缸内气体的体积将减小
3.在如图所示的振动图像中，在的时间范围内，下列时刻中振动物体的动能和势能之和最大的是( )
A. B. C. D.
4.下列说法正确的是( )
A. 图检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出为凸处、为凹处
B. 图是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角从增大到不包括过程中，始终有光线从面射出
C. 图中，当固定不动，将从图示位置开始绕水平轴在竖直面内缓慢转动的过程中，光屏上光的亮度保持不变
D. 图为光的双缝干涉图样
5.下列说法正确的是( )
A. 由图甲可知，状态的温度比状态的温度高
B. 由图乙可知，气体由状态变化到的过程中，气体分子平均动能一直增大
C. 由图丙可知，当分子间的距离从开始增大的过程中分子间的作用力先减小后增大
D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功
6.如图所示，轻绳上端固定在点，下端系一可以看成质点的小球，现将小球拉到点，轻绳被拉直，然后由静止释放小球，点是小球摆动的最低点，在点与点正中间固定一颗小钉子，小球在、两点之间小角度摆动的周期为。当小球到达点时，移除小钉子，移除后小球摆动的周期为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
7.如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的、、、、、六点，、两点分别是、连线的中点，下列说法中正确的是填入正确选项前的字母( )
A. 该时刻质点振动最弱，、、质点振动最强，、质点振动既不是最强也不是最弱
B. 该时刻质点振动最弱，、、、、质点振动都最强
C. 再过后的时刻、、、四个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱
D. 质点的振动始终是最弱的，、、、、质点的振动始终是最强的
8.一机械波相隔时间的两个时刻的波形图象分别为图中实线和虚线所示，如波速为，那么的值可能是( )
A. B. C. D.
9.为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器置于储罐中，电容器可通过开关与电源或线圈相连，如图所示。当从拨到之后，由与构成的电路中产生振荡电流。那么( )
A. 若罐中的液面上升，振荡电流的频率变小
B. 若罐中的液面上升，振荡电流的周期变小
C. 当从拨到之后的半个周期内，回路中的磁场能先变大后变小
D. 当从拨到之后的四分之一周期内，回路中的电流增大，的自感电动势变大
10.一列简谐横波在时的波形图如图所示，、是介质中的两个质点，图是质点的振动图象。则( )
A. 该列波沿轴负方向传播 B. 该列波的波速是
C. 在时质点的位移为 D. 质点的平衡位置的坐标
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的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，把滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状如下图所示，图中正方形格的边长为。
本实验体现的物理思想方法为______。
A.理想化模型
B.控制变量法
C.极限思想法
D.整体法与隔离法
在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：
A.将油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
B.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积，用公式求出薄膜的厚度，即油酸分子的大小
C.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数不足半个的舍去，多于半个的算一个，再根据方格的边长求出油膜的面积
D.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数
E.在浅盘中装入约深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面
上述实验步骤的合理顺序是______；
油酸分子的直径是______。结果保留两位有效数字
某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏小，可能的原因是______。
A.计算油膜面积时，舍去了所有不足格的方格
B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大
C.水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开
D.求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数少记了滴
利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏伽德罗常数。如果已知体积为的纯油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为，油膜的密度为，摩尔质量为，则阿伏伽德罗常数的表达式为 ______。
12.如图甲所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置。
在组装仪器时单缝和双缝应该相互______放置。选填“垂直”或“平行”，、、三个光学元件依次为______。
A.滤光片、单缝片、双缝片
B.滤光片、双缝片、单缝片
C.偏振片、单缝片、双缝片
D.双缝片、偏振片、单缝片
已知双缝间距为，转动手轮，分划板的中心刻线与第条亮条纹的中心对齐，记下手轮上的读数为，再转动手轮，分划板中心刻线与第条亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数如图乙所示为 ______，则被测光的波长表达式为 ______用，，，，，，或其中的部分表示。
若其他条件不变，把绿色滤光片换为红色滤光片，则在屏上观察到的条纹间距会______选填“变大”或“变小”。
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
13.如图所示为一定质量理想气体的图像，已知状态的温度。结合图中数据求：状态的温度和状态的温度。
14.如图所示，一根长为的直光导纤维，它的折射率为，一束激光从它的左侧端面射入，又从它的右侧端面射出，调整激光束的入射方向，可测得激光束在直光导纤维中经历的最短时间为，最长时间为，求与之比。
15.如图所示，均匀薄壁形管竖直放置，左管上端封闭，右管上端开口且足够长，用两段水银封闭了、两部分理想气体，下方水银的左右液面高度差，右管上方的水银柱高，初状态环境温度为，部分气体长度，外界大气压。现保持温度不变，在右管中缓慢注入水银，使下方水银左右液面等高，然后给部分气体缓慢升温，使部分气体长度回到，求：
初始状态下部分气体压强是多少；
右管中注入的水银高度是多少；
升温后的温度是多少。
答案和解析
1.【答案】
【解析】根据图乙可知，时振子在平衡位置，合力为零，受到的回复力最小，故A错误；
B.图像的斜率代表速度，所以和时，振子的速度方向相反，故B错误；
C.根据图乙可知，时振子正从负向最大位移处，向平衡位置运动，速度增大，回复力减小，做加速度减小的加速运动，故C正确；
D.根据图乙可知，在时间内，振子从负向最大位移处向平衡位置靠近，振子的速度逐渐增大，故D错误。故选：。
2.【答案】
【解析】、大气压强增大时，气缸与活塞整体受力情况不变，弹簧所受压力不变，故AB错误；
、设气缸的质量为，活塞横截面积为，则封闭气体的压强，大气压强增大，则封闭气体压强增大，气体温度不变，由玻意耳定律可知，气体体积减小，故C错误，D正确。故选：。
3.【答案】
【解析】由题图可知，振幅越来越小，振动过程中存在阻力的作用，机械能损失的越来越多，时刻越早，损失的机械能越小，动能和势能之和越大，故A正确，BCD错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相等，知处凹陷，而处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知处凸起，故A错误；
B.当入射角逐渐增大，根据折射定律，折射角也逐渐增大，由于折射角小于入射角，且因光在上表面的折射角等于下表面的入射角，则不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，故肯定有光线从面射出，故B正确；
C.图中，当固定不动，将缓慢转动的过程中，、的透振方向变为相互垂直，此时光屏上光的亮度最暗，故C错误；
D.单缝衍射出现中间宽，两边窄的明暗相间的条纹，双缝干涉图样出现的是明暗相间的等间距的条纹，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】、当温度升高时，分子热运动加剧，同时“中间多”的这一高峰向速率大的一方移动，即大量分子的平均速率变大，其分子的平均动能也增大，所以由题图甲可知，状态的温度比状态的温度高，故A正确；
B、根据理想气体状态方程：，可知状态的温度等于状态的温度，由题图己可知的乘积先变大后变小，气体由状态变化到的过程中，气体温度先增大后减小，气体分子平均动能先增大后减小，故B错误；
C、由题图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小，故C错误；
D、由题图丁可知，在由变到的过程中，分子势能一直减小，故分子力做正功，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】依据单摆周期计算公式以及题意分析可知，移除钉子之前小球的周期为
移除钉子之后小球的周期为
联立可得
。
故D正确，ABC错误。故选：。
7.【答案】
【解析】该时刻质点是波峰与波谷相遇，振动最弱，、、质点振动最强，、两点分别是、连线的中点，由图结合振动加强的条件可知为两个波源连线段的中垂线，故AC连线上所有点都是振动加强，故A错误，B正确；
振动加强点的振动始终是加强的，振动减弱点的振动始终是减弱的，故C错误，D正确。
故选：。
两列波干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱。它们振动同步且振幅相同，振动减弱位置振幅为零。
在波的干涉现象中，振动加强点的振动始终是加强的，但质点仍在做简谐运动，其位移随时间是周期性变化，不是静止不动的。
8.【答案】
【解析】由图读出波长为，由波速公式得周期
波向右传播时，时间的通项为，，，，
当时，；当时，；
若波向左传播，则时间的通项为：
，，，，
当时，；当时，，
由于只能取整数，故不可能为和；
由以上分析可知，AC正确，BD错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】、两块平行金属板构成的电容器的中间的液体就是一种电介质，当液体的高度升高，相当于插入的电介质越多，电容越大；根据，电容增大时，振荡电路的周期增大，由可以判定，回路的振荡频率减小，故A正确，B错误；
C、当从拨到之后的半个周期内，回路中的电流先增大后减小，所以回路中的磁场能先变大后变小，故C正确；
D、当从拨到之后的四分之一周期内，回路中的电流增大，但电流增大的速度逐渐减小，所以的自感电动势变小，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】、由图可知，时点向上运动，根据“同侧法”可知波沿轴负方向传播，故A正确；
B、由图可知波长，由图所示图象可知，波的周期，则波速：，故B错误；
C、根据图乙可知质点的振动方程为，当时，，故C正确；
D、设质点从向上振动到平衡位置经过的最短时间为，则有，解得：，则质点的平衡位置的坐标，故D正确。
故选：。
11.【答案】
【解析】本实验中将分子看作球体且油膜分子按单层紧密排列体现的物理思想方法为理想化模型，故A正确，BCD错误。
故选：。
油膜法估测分子的大小的步骤为：准备浅盘，测一滴溶液体积，描绘油膜形状，测油膜面积，计算一滴溶液中纯油酸的体积，算出薄膜厚度，则上述实验步骤的合理顺序是；
在计算油膜面积时，不足一半的方格舍去，多于半格的算一格，所占小方格格，如图所示：
则油膜的面积为
一滴溶液中纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
计算油膜面积时，舍去了所有不足格的方格，则偏小，根据可知，分子直径测量值偏大，故A错误；
B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大，则油膜的面积偏大，根据可知，分子直径测量值偏小，故B正确；
C.水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开，则偏小，根据可知，分子直径测量值偏大，故C错误；
D.求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数少记了滴，则偏大，根据可知，分子直径测量值偏大，故D错误；
故选：。
油分子直径为
则摩尔质量
解得阿伏伽德罗常数。
故答案为：；；；；。
12.【答案】平行，； ，； 变大
【解析】在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。
、、三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片，故A正确，BCD错误。
故选：。
图乙所示读数为
条纹间距为
，
解得
若其他条件不变，把滤光片换为红色滤光片，则入射光的波长变大，根据
可知，屏上观察到的条纹间距会变大。
故答案为：平行，；，；变大。
13.【【解析】根据题意，由理想气体状态方程有
结合图像解得
由图像可知，状态状态的过程为等压变化，则有
结合图像解得
答：状态的温度等于；状态的温度等于。
14.【解析】激光在直光导纤维中的光路图如下所示
分析可知，当激光束垂直左侧端面射入时，此时激光不发生折射，激光束在直光导纤维中沿直线穿过纤维，此时在直光导纤维中光程最短，经历的时间最短。故有
根据折射定律有
联立解得
要使激光在直光导纤维内经历的时间最长，则激光在光导纤维内的路程最长，从垂直左侧断面旋转入射可知，当入射角恰好等于临界角时，激光的路程最长，所用时间也最长。
折射定律及全反射条件有
解得
故
答：与之比等于。
15.【解析】由平衡条件可得：
；
初状态体积为：，
设右管中注入的水银高度是，则末状态气压为：，
末状态体积为：，
对部分气体分析，其做等温变化，根据玻意耳定律有：
，
代入数据解得：
再加入的水银高；
设升温前温度为，升温后温度为，缓慢升温过程中，对部分气体分析：
升温前：
，
，
升温结束后：
，
，
由一定质量理想气体状态方程得：
，
代入数据解得：
，
则升温后的温度为：
。
答：初始状态下部分气体压强是；
右管中注入的水银高度为；
升温后的温度是。
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