辽宁省沈阳市东北育才学校2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

辽宁省沈阳市东北育才学校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.关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A. 图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
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，分子力先变大后变小
D. 图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线对应的温度较低
2.关于下列各图，说法正确的是( )
A. 图甲中，实验现象说明薄板材料是非晶体
B. 图乙中液体和管壁表现为不浸润
C. 图丙中，在液体表面层，分子间作用力表现为引力，因此产生表面张力
D. 图丁中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水能更好地上升到地面
3.在热学中，下列说法正确的是( )
A. 第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律
B. 第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律
C. 热力学第二定律告诉我们机械能可以转化为内能而内能不能转化为机械能
D. 热量只能从高温物体传向低温物体，而不能从低温物体传向高温物体
4.国家级自然保护区威宁草海是红尾水鸧的栖息地之一。漂浮于草海湖面的一枯木上站有一只红尾水鸧，当它飞离后，枯木上下浮动。枯木的运动可视为竖直方向周期为的简谐运动，其位移时间图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在时刻枯木的加速度为零 B. 在时刻枯木的加速度最大
C. 在内枯木所受的合力做正功 D. 在内枯木所受的合力做正功
5.用轻质绝缘细绳悬挂带正电的小球，小球可视为质点，如图所示。将装置分别放入图所示的匀强电场，图所示的匀强磁场中。将小球从偏离竖直方向左侧的一个小角度位置由静止释放，在图中三种情况下，小球均在竖直平面内周期性往复运动，周期分别为、、，小球第次到达轨迹最低点时的速度大小分别为、、，拉力大小分别为、、，不计空气阻力。图中三种情况，下列说法正确的是( )
A. 图和图的小球在运动过程中机械能都守恒
B. 三个小球运动的周期大小关系
C. 三个小球第次到达最低点时拉力大小关系
D. 三个小球第次到达最低点时的速度大小关系
6.薄膜干涉技术是平面表面质量检测的一种常用方法。标准样板与被检查工件平面之间形成一个楔形空气薄膜，如图甲所示。现用两种颜色不同的平行单色光、分别从上向下垂直照射，分别形成如图乙所示的两种明、暗相间的条纹。下列说法正确的是( )
A. 该检测工件上表面有一个明显的凸起
B. 单色光、从同种介质射向空气发生全反射时的临界角，单色光的比单色光的小
C. 单色光、在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，单色光的比单色光的小
D. 单色光、在同一介质中，单色光的速度大于单色光的速度
7.如图所示为摆长为的单摆分别在地球表面和某星球表面做受迫振动的共振曲线，地球表面的重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 图线Ⅰ是地球上单摆的共振曲线
B. 由图可知：频率越大，单摆的振幅越大
C. 将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟会变快
D. 该星球表面的重力加速度约为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.在同一均匀介质中，位于和处的两个波源和均沿轴方向做简谐运动，形成横波和，时的波形图如图所示，此时波和分别传播到和处。时波、恰好相遇，则下列说法正确的是( )
A. 时，质点沿轴负方向运动
B. 波、在相遇区域会发生稳定的干涉现象
C. 处的质点的振幅为
D. 处的质点为振动减弱点
9.内径均匀且大小可忽略的“”形细玻璃管竖直放置，管内有被水银封闭的理想气体Ⅰ和Ⅱ，竖直管上端与大气相通，各部分长度如图所示。已知环境温度为，大气压强。下列说法正确的是( )
A. 两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升时，气体Ⅰ长度为
B. 两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升时，气体温度为
C. 保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度为
D. 保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度为
10.如图甲所示，在平面内有两个沿轴方向做简谐运动的点波源和分别位于和处，某时刻波源在轴上产生的波形图如图乙所示，波源的振动图像如图丙所示，由两波源所产生的简谐波波速均为，质点、、的平衡位置分别位于、、处。已知在时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，下列说法正确的是( )
A. 两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉
B. 稳定后质点的振幅为
C. 在内，质点运动的总路程是
D. 稳定后质点振动的表达式为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某学生在做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验时，发现计算直径偏小，可能原因是______。
A.爽身粉撒的过多
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C.在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
D.求每滴体积时，的溶液的滴数误多记了滴
如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定和界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察，插上大头针，使挡住______，再插上大头针，使挡住______。
在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时如图乙，刻度板上的示数如图丙所示，其读数为______。若测得双缝到光屏的距离为，双缝间的距离为，图乙、两条纹间距为，则光的波长为______。
12.使用注射器和压强传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。如表为小明和小曹同学对同一空气样本测得的实验数据，操作序号为小明完成，操作序号为小曹完成。
操作序号
压强
体积
乘积
将表格数据绘制成图的图像，曲线对应小明的操作，曲线对应小曹的操作，在曲线上找到气体的三个状态、、，其对应坐标如图所示。
在的过程中______。
A.活塞对密封气体做正功
B.分子平均动能几乎不变
C.气体分子垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力增大
气体处于、状态时温度分别为和，则可知 ______。用图中字母表示
在的过程中，密封气体从外界吸收了热量 ______选填小于等于大于气体对活塞做的功。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.公园里的装饰灯在晚上通电后会发出非常漂亮的光，如图所示。该灯可简化为图所示的模型，该装饰灯是由透明材料对红光的折射率制成的棱长为的正方体，正方体中心有一个发红光的点光源。不考虑经反射后的折射光线，不考虑光刚好射到棱上的情况，光在空气中的传播速度为，求：
光线从装饰灯内射出的最长时间；
从外面看，装饰灯被照亮的总面积。
14.一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波动图像如图甲所示，此时波恰好传播到平衡位置为的质点处，质点的振动图像如图乙所示，质点的平衡位置为。求：
该简谐横波的传播速度；
质点的振动方程；
质点和质点第一次位移相同的时刻。
15.如图，圆柱形绝热汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为重物，此时活塞在距离汽缸上底面的处图中未画出，气体的温度为。给汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面的处图中未画出，此过程气体吸收了热量，大气压为。
求活塞在处时的气体温度；
求活塞从处到处的过程中气体的内能改变了多少？
保持温度不变，当悬挂重物为时，打开汽缸阀门放出一部分气体，使得活塞仍处于处，求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，故A错误；
B、图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故B错误；
C、根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从增大时，分子力表现为引力，分子力先变大后变小，故C正确；
D、由图可知，中速率大分子占据的比例较大，则说明对应的平均动能较大，故对应的温度较高，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】图甲薄板上的蜂蜡融化成圆形区域，说明薄板在传导热量上具有各向同性，而多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，故A错误；
B.根据浸润与不浸润的特点可知，图乙中液体在毛细管中上升，说明该液体能够浸润玻璃，故B错误；
C.图丙中、在液体表面层，分子间距离较大，分子间作用力表现为引力，因此可以产生液体表面张力，故C正确；
D.拖拉机耕地主要是为了松土、增加土壤通气与透水性，即破坏毛细现象来阻止地下水上升到地面，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】：不消耗能量而不断对外做功的第一类永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律。故A正确；
：从单一热源吸收热量而对外做功的第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律。故B错误；
：热力学第二定律告诉我们机械能可以转化为内能，而内能在“一定的条件下”也能转化为机械能。故C错误；
：热量能从高温物体传向低温物体，在“一定的条件下”也能从低温物体传向高温物体。故D错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】、根据位移与时间图像可知，在时刻枯木处于正向的最大位移处，此时枯木的加速度最大，故A错误；
B、根据位移与时间图像可知，在时刻枯木处于平衡位置，枯木此刻合力为零，枯木的加速度为零，故B错误；
C、在内枯木从平衡位置向最大位移处运动，枯木所受的合力总是指向平衡位置，所以枯木所受的合力做负功，故C错误；
D、在内，枯木从最大位移处向平衡位置运动，枯木所受的合力总是指向平衡位置，所以枯木所受的合力做正功，故D正确。
故选：。
5.【答案】
【解析】在小球运动的过程中，图小球受拉力与重力的作用，只有重力做功，图小球受拉力、重力和电场力的作用，重力和电场力均做功，故图小球机械能守恒，图小球机械能不守恒，故A错误；
B.在相同位置时沿运动方向的受力相同，则图小球和图小球运动情况相同，可知；对图小球，电场力与重力的合力为等效重力，则其等效重力加速度变大，根据单摆周期公式，可知周期变小，因此三种情况下小球运动的周期关系为，，故B正确；
C.图小球与图小球在最低点速度相同，根据合外力提供向心力，对图小球有：；
对图小球有：；
则，故C错误；
D.小球第一次到达轨迹最低点的过程中，图小球只有重力做正功；图小球重力和电场力均做正功；图小球只有重力做正功。
根据动能定理可知，小球第一次到达轨迹最低点时的速度大小关系为，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】、干涉条纹中的明条纹提前出现了，说明该检测工件的上表面有一个明显的凹陷，故A错误；
B、根据图乙可知光的干涉条纹间距大于光的干涉条纹间距，所以光的波长大于光的波长，则光的折射率小于光的折射率，根据
可知，单色光发生全反射时的临界角较大，故B错误；
C、由于单色光的波长较长，根据
可知，单色光、分别通过相同的装置，在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，单色光的比单色光的大，故C错误；
D、根据
可知，单色光的折射率较小，单色光的速度大于单色光的速度，故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】根据单摆周期公式可知，单摆在地球表面振动的固有周期，则固有频率，图线Ⅱ是地球上单摆的共振曲线，故A错误；
B.当受迫振动的频率等于单摆的固有频率，将发生共振，振幅最大，所以驱动力的频率与单摆的固有频率越接近时，单摆的振幅越大，故B错误；
C.图线Ⅱ是地球上单摆的共振曲线，则图线Ⅰ是该星球上单摆的共振曲线，单摆在该星球表面振动的固有频率较小，固有周期较大，则将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟会变慢，故C错误；
D.根据可知，则该星球表面的重力加速度约为，故D正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】根据同侧法可知，时，质点沿轴正方向运动，故A错误；
B.两列波在同种介质中的传播速度大小相同，则两波的传播速度
由时的波形图可知，波、的波长均为
则波源的振动周期
进一步分析波源的起振方向可知，波源和的相位差即起振方向相反，因为两列波的周期或频率相同，相位差恒定，因此波、在相遇区域会发生稳定的干涉现象，故B正确；
处的质点到两波源的波程差，处的质点到两波源的波程差，又因为波源和的起振方向相反，所以处的质点和处的质点均为振动减弱点，它们的振幅，故C错误，D正确。
故选：。
9.【答案】
【解析】两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升时，对气体Ⅰ，根据一定质量理想状态气体方程有
其中，，，，，
对气体Ⅱ，有
其中，有，，，，，，
且气体的体积满足
联立解得：，，
故AB正确；
保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，对气体Ⅰ，根据玻意耳定律有
其中，
对气体Ⅱ，有
其中，
解得：，
则加入水银长度为
故C错误，D正确；
故选：。
10.【答案】
【解析】、由图乙可知，波源的波长，可得波源的频率为，由图丙可知波源的振动周期为，波源的频率为
所以波源和波源的频率相同，两列波振动方向相同，相位差恒定，为相干波源，则两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉，故A正确；
B、质点到波源的距离为，质点到波源的距离为，质点到两波源的距离差为，点为振动加强点，点的振幅，故B错误；
C、质点到波源的距离为，质点到波源的距离为，质点到两波源的距离差为，
可知点为振动减弱点，则点的振幅为，在内，质点经过了时间，
则质点运动的总路程为，故C正确；
D、质点到两波源的距离差为，可知点为振动加强点，则点的振幅为
而，由题意，在时两波源均在平衡位置且向下振动，而有：，
所以在时质点在平衡位置且向上振动，相位为，设质点的初相位为，则当时有，可得：，
所以稳定后质点振动的表达式为，故D正确。
故选：。
11.【答案】； 、；、、； ，
【解析】根据分子直径计算公式，进行分析
A、爽身粉撒的过多，使得油酸没有完全展开，则油膜面积偏小，则导致测量结果偏大，故A错误；
B、计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏大，故B错误；
C、油酸酒精溶液是久置的，由于酒精发生挥发使得浓度变大，则计算时的浓度偏小，滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏小，故C正确；
D、测一滴溶液体积时，溶液的滴数多记了滴，则滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏小，故D正确。
故选：。
根据题意可知，然后应插上大头针，使挡住的像，再插上大头针，使当住和以及的像，从而确定出射光线。
游标卡尺的读数为；根据题意可知相邻条纹间距为，根据可得
故答案为：；、；、、；，
12.【答案】； ； 大于
【解析】、气体体积增大，活塞对气体做负功，故A错误；
B、乘积几乎不变，说明气体温度几乎不变，故分子平均动能几乎不变，故B正确；
C、压强减小，气体分子垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力减小，故C错误；
故选：。
气体处于、状态时，压强相等，由等压变化规律可知，温度和体积成正比，故；
气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，密封气体从外界吸收了热量大于气体对活塞做的功。
故答案为：；；大于。
13.【解析】若光线从装饰灯内射出时发生全反射的临界角为，光射到侧面上且恰好发生全反射时，，
光在装饰灯内传播的距离满足：，
由光速的特点，可知：，联立解得；
每一侧面被照亮的图形为圆，设圆的半径为，有，每一侧面被光照亮的面积，
从外面看装饰灯被照亮的总面积，解得：。
答：光线从装饰灯内射出的最长时间为；
装饰灯被照亮的总面积为。
14.【解析】由题图可知，这列波的波长
质点的振动周期
这列波的传播速度
代入数据解得
质点的振幅或
质点的圆频率
设质点的初相位为，根据题意有
整理上述，则质点的振动方程为
质点和质点的平衡位置的中点的平衡位置坐标为
代入数据解得
质点左侧距离质点最近的波谷的平衡位置坐标为
当时，平衡位置为的质点的振动形式传播到平衡位置为的质点时，质点和质点第一次位移相同，根据波的传播规律有
代入数据解得。
答：该简谐横波的传播速度为；
质点的振动方程为；
15.【解析】到为气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律
即
代入数据解得
设气体的压强为，根据平衡条件
代入数据解得
气体对外界做功
代入数据解得
气体吸收的热量
根据热力学第一定律
代入数据解得
因此气体的内能增加；
打开阀门前在处，有，
悬挂后，根据平衡条件
解得此时压强为
若不打开阀门，让气体做等温变化，气体体积变为
该等温过程，由玻意耳定律
代入数据解得
根据密度公式，则
抽出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值为。
答：活塞在处时的气体温度为；
活塞从处到处的过程中气体的内能增加了；
抽出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值为：。
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