考生注意：
1. 本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時間75分鐘。
2. 答題前，考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項目填寫清楚。
3. 考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑；非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。
4. 本卷命題范圍：選擇性必修第一冊，選擇性必修第三冊第一章。
一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1. 關(guān)于光的偏振、干涉與衍射、激光，下列說法正確的是（ ）
A. 偏振是縱波特有的現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波
B. 在雙縫干涉現(xiàn)象里，亮條紋和暗條紋的寬度是不等的
C. 自然界中某些天然物體也可以發(fā)出激光，激光不能發(fā)生衍射現(xiàn)象
D. 泊松亮斑是衍射現(xiàn)象，用白光照射狹窄單縫時將得到彩色條紋
2. 某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，實驗裝置如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A. 在擺球通過最低點時開始計時，可減小單擺周期的測量誤差
B. 擺長等于擺線的長度加上擺球的直徑
C. 測量擺球通過最低點50次的時間為t，則單擺周期為
D. 如果有兩個大小相等且都帶孔的銅球和木球，應(yīng)選用木球作擺球
3. 分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示。將兩分子從相距處釋放，僅考慮這兩個分子間的作用力，下列說法正確的是（ ）
A. 從到分子間引力、斥力都在減小B. 從到分子力的大小先減小后增大
C. 從到分子勢能先減小后增大D. 從到分子動能先增大后減小
4. 某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在實驗室用如圖甲所示裝置研究單擺的運動規(guī)律，O是單擺的平衡位置，單擺在豎直平面內(nèi)左右擺動，M、N是擺球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)位置。取向右為正方向。圖乙是單擺的振動圖像。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?，取，下列說法中正確的是（ ）
A. 單擺的振幅是0.14m，振動的頻率是1HzB. 振動的表達(dá)式為
C. 單擺的擺長為1mD. 時擺球在N點
5. 水下一點光源，發(fā)出a、b兩單色光。人在水面上方向下看，水面中心Ⅰ區(qū)域有a光、b光射出，Ⅱ區(qū)域只有a光射出，如圖所示。下列判斷正確的是（ ）
A. a、b光從Ⅰ區(qū)域某點傾斜射出時，b光的折射角小
B. 水對a光的折射率大于水對b光的折射率
C. a光在水中傳播速度大于b光在水中傳播速度
D. a光在水面發(fā)生全反射臨界角小于b光在水面發(fā)生全反射臨界角
6. 一高空作業(yè)的工人重為700N，系一條長為的安全帶，若工人不慎跌落后安全帶的緩沖時間（工人最終懸掛在空中），g取，忽略空氣阻力的影響，則緩沖過程中安全帶受的平均作用力是（ ）
A. 2100N，豎直向上B. 2100N，豎直向下C. 1400N，豎直向上D. 1400N，豎直向下
7. 一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖甲為該波在時刻的波形圖，M是平衡位置為處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點M的振動圖像，則（ ）
A. 時刻質(zhì)點M沿y軸正方向振動，該波沿x軸正方向傳播
B. 波的振幅為28cm，波長
C. 波的周期為1.8s，波的傳播速度為12m/s
D. 時刻，處的質(zhì)點偏離平衡位置的位移大小為
二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
8. 氧氣分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律如圖所示，橫坐標(biāo)表示速率，縱坐標(biāo)表示某一速率的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，由圖可知（ ）
A. 在②狀態(tài)下，分子速率大小的分布范圍相對較大
B. 兩種狀態(tài)氧氣分子的平均速率相等
C. 隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例增大
D. ①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度低
9. 如圖所示，質(zhì)量為m、半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道小車靜置于光滑水平面上。一質(zhì)量也為m的小球以水平初速度沖上小車，到達(dá)某一高度后，小球又返回小車的左端，不計空氣阻力，則（ ）
A. 上述過程小球和小車組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒
B. 球返回到車左端時，車向右運動的位移最大
C. 無論小球初速度多大，小球都會從小車左側(cè)離開
D. 小球返回到小車左端后將向左做平拋運動
10. 如圖是半圓形透明介質(zhì)的橫截面，O為圓心，M、N為圓弧上兩點。一束紅色光線和另一束綠色光線，以相同的角度同時從O點入射，其透射光線從M、N兩點射出，已知真空中光速，，，下列說法正確的是（ ）
A. 兩束光穿過半圓形透明介質(zhì)所需時間相等
B. OM是紅光，ON是綠光
C. 半圓形透明介質(zhì)對OM光的折射率為
D. OM光在該半圓形透明介質(zhì)中傳播的速度大為
三、非選擇題（本題共5小題，共54分）
11.（8分）某同學(xué)用雙縫干涉測量某種單色光的波長，其實驗裝置如圖甲所示。
（1）下列說法正確的是______。（填選項前的字母）
A. 調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應(yīng)放上單縫和雙縫
B. 測量某條干涉亮紋位置時，應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊
C. 為了減小測量誤差，可用測微目鏡測出n條亮紋中心間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距
（2）做實驗時，該同學(xué)先將測量頭的分劃板中心刻度線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第一條亮紋，此時手輪上的刻度如圖乙所示，讀數(shù)為______mm。
（3）該同學(xué)接著轉(zhuǎn)動手輪，當(dāng)分劃板中心刻度線與第6條亮紋中心對齊時，讀數(shù)是14.690mm，已知裝置中雙縫間距為0.2mm，雙縫到屏的距離是1.0m，則測得此單色光的波長為______m（保留兩位有效數(shù)字）。
（4）在其他條件不變的情況下，僅將光換成波長較長的光做實驗，則光屏上相鄰兩亮條紋的中心間距______（選填“變大”“變小”或“不變”）。
12.（8分）在估測油酸分子大小的實驗中，具體操作如下：
①取油酸1.0mL注入500mL的容量瓶內(nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達(dá)到500mL的刻度為止。搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達(dá)到1.0mL為止，恰好共滴了100滴；
③在邊長約40cm的淺水盤內(nèi)注入約2cm深的水，將細(xì)石膏粉均勻地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，膜上沒有石膏粉，可以清楚地看出油膜輪廓；
④待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油酸膜的形狀；
⑤將畫有油酸膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0cm的方格紙上。
（1）利用上述具體操作中的有關(guān)數(shù)據(jù)可知一滴油酸的酒精溶液含油酸為______，求得的油酸分子直徑為______m（此空保留一位有效數(shù)字）。
（2）若阿伏加德羅常數(shù)為，油酸的摩爾質(zhì)量為M，油酸的密度為。則下列說法正確的是______。
A. 1kg油酸所含有分子數(shù)為B. 油酸所含分子數(shù)為
C. 1個油酸分子的質(zhì)量為D. 油酸分子的直徑約為
（3）某同學(xué)實驗中最終得到的油酸分子的直徑和大多數(shù)同學(xué)比較，數(shù)據(jù)都偏大。對于出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，可能是由于______。
A. 在求每滴溶液體積時，1mL溶液的滴數(shù)少記了2滴
B. 計算油酸面積時，錯將所有不完整的方格作為完整的方格處理
C. 水面上痱子粉撒的較多，油酸膜沒有充分展開
13.（10分）圖為真空中半徑為R的半圓柱體玻璃磚的橫截面，O為圓心，A、B為直徑邊兩端，足夠長的直屏緊靠B點并與AB邊垂直。一單色細(xì)光束對準(zhǔn)圓心O從圓弧邊入射，當(dāng)光束與AO夾角為時，在屏上形成上、下兩個光斑P和Q（圖中未畫出）；當(dāng)光束逆時針轉(zhuǎn)動至與AO夾角為時，屏上恰好只有一個光斑，光在真空中傳播的速率為c。求：
（1）光束從玻璃磚表面入射至到達(dá)Q點所需時間；
（2）屏上P、Q兩光斑之間的距離d。
14.（10分）如圖所示，以原點O為界在x軸上有兩段不同材料的繩子，波源和分別置于和處，同時產(chǎn)生兩列簡諧橫波甲和乙，分別沿x軸正方向和x軸負(fù)方向傳播。時刻，和處的質(zhì)點剛好開始振動，某時刻兩列波恰好同時到達(dá)原點處的質(zhì)點O，若從開始到時間內(nèi)P點經(jīng)過的路程為3cm，求：
（1）甲、乙兩波的頻率之比；
（2）乙波在右側(cè)繩子中的傳播速度大??；
（3）從到，原點處的質(zhì)點O經(jīng)過的路程。
15.（18分）如圖所示，水平軌道的右側(cè)B點平滑地銜接一半徑為的光滑弧形軌道，C為軌道的最高點，兩個可視為質(zhì)點的物體P、Q放在水平軌道的A點，兩物體之間有質(zhì)量可忽略不計的炸藥，已知A點左側(cè)粗糙，AB段光滑，時刻炸藥爆炸，爆炸過程放出的能量均轉(zhuǎn)化為物體P、Q的動能，經(jīng)過一段時間物體Q剛好到達(dá)C點。物體P、Q的質(zhì)量分別為、，兩物體與A點左側(cè)軌道的動摩擦因數(shù)均為，A、B兩點之間的距離為，重力加速度。求：
（1）物體Q經(jīng)過B點時對軌道的壓力；
（2）爆炸后瞬間，物體P、Q的動能之和；
（3）通過計算說明，物體Q返回水平面后能否與物體P發(fā)生碰撞，若不能，求出物體Q靜止時到A點的距離；若能，且該碰撞為彈性碰撞，求最終兩物體之間的距離。
2023~2024學(xué)年度第二學(xué)期高二年級期中考試試卷·物理
參考答案
1. D 光的振動方向與傳播方向相垂直，故光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，選項A錯誤；在雙縫干涉現(xiàn)象里，亮條紋和暗條紋的寬度是相等的，選項B錯誤；激光是用人工方法激發(fā)的一種特殊的光，激光是一種電磁波，只要是波就能發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項C錯誤；泊松亮斑是光繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，是衍射現(xiàn)象，用白光照射單縫，將得到彩色的衍射條紋，選項D正確。
2. A 在擺球通過最低點時開始計時，可減小單擺周期的測量誤差，選項A正確；擺長等于擺線的長度加上擺球的半徑，選項B錯誤；相鄰兩次通過最低點的時間為半個周期，通過最低點50次的時間為t，則單擺周期不等于，選項C錯誤；擺球選擇質(zhì)量大一些、體積小一些的小球，如果有兩個大小相等且都帶孔的銅球和木球，應(yīng)選用銅球作擺球，選項D錯誤。
3. D 從到分子間引力、斥力都在增加，故A錯誤；由圖可知，在時分子力為零，故從到分子力的大小先增大后減小再增大，故B錯誤；分子勢能在時最小，故從到分子勢能一直減小，故C錯誤；從到分子勢能先減小后增大，故分子動能先增大后減小，故D正確。
4. C 由題圖乙知振幅，周期，則頻率，選項A錯誤；振動的表達(dá)式為：，選項B錯誤；由單擺的周期公式，得，選項C正確；由題圖乙知，時擺球在負(fù)向最大位移處，因向右為正方向，所以擺球在M點，選項D錯誤。
5. C b光先發(fā)生全反射，b光折射率大，故Ⅰ區(qū)域的某點b光折射角大，A、B錯誤；由，b光在水中傳播速度小，C正確，全反射臨界角為c由，b光在水面發(fā)生全反射臨界角小，D錯誤。
6. B 工人自由下落的速度由，解得，設(shè)安全帶對工人的平均沖力為，設(shè)豎直向下為正方向，由動量定理，代入數(shù)據(jù)解得，方向向上，由牛頓第三定律可知，人對安全帶作用力豎直向下，大小為2100N，B正確。
7. D 根據(jù)M點的振動圖像可知，時刻質(zhì)點M沿y軸正方向振動，則該波沿x軸負(fù)方向傳播，選項A錯誤；該波的振幅為，波長，選項B錯誤；周期，由可得該波的傳播速度，選項C錯誤；波動圖像的方程為，時刻，處的質(zhì)點偏離平衡位置的位移大小為，選項D正確。
8. AD 由題圖可知，②中速率大的分子占據(jù)的比例較大，則說明②對應(yīng)的平均速率較大，故②對應(yīng)的溫度較高，溫度高則分子速率大的占多數(shù)，即高溫狀態(tài)下分子速率大小的分布范圍相對較大，故B錯誤，A、D正確；由題圖可知，隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例減小，故C錯誤。
9. AC 系統(tǒng)在水平方向上所受合外力為0，則系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，故A正確；受力分析可知，圓弧軌道所受合力一直向右，即一直加速向右，向右沒有最大位移，故B錯誤；足夠大使小球飛離小車時，二者水平分速度相等，故最終不會從右側(cè)離開小車，故C正確；設(shè)小球離開小車時，小球的速度為，小車的速度為，選取向右為正方向，整個過程中動量守恒得，由機(jī)械能守恒得，聯(lián)立解得，，即小球與小車分離后二者交換速度，所以小球與小車分離后做自由落體運動，故D錯誤。
10. BD 由可知，從M點射出的光的折射率較小，從N點射出的光的折射率較大，根據(jù)折射率與光速的關(guān)系可知，從M點射出的光的速度較大，兩束光穿過透明介質(zhì)的路程相等，速度不同，所需時間不相同，選項A錯誤；根據(jù)綠光折射率大于紅光可知，OM是紅光，ON是綠光，選項B正確；由折射定律可知，透明介質(zhì)對OM光束的折射率為，選項C錯誤；OM光束在該透明中傳播的速度為，選項D正確。
11.（1）BC（2分） （2）2.190（2.188~2.192都正確）（2分）
（3）（2分） （4）變大（2分）
解析：（1）調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，不需放單縫和雙縫，故A錯誤；測量某條干涉亮紋位置時，應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊，故B正確；n條亮紋之間有個間距，相鄰條紋的間距為，故C正確。
（2）手輪上的刻度讀數(shù)為（2.188~2.192mm都正確）。
（3）相鄰兩條亮紋間距為，解得。
（4）根據(jù)，在其他條件不變的情況下，光的波長增大，相鄰兩亮條紋的中心間距變大。
12.（1） （2）B （3）AC（每空2分）
解析：（1）根據(jù)題意可得，一滴油酸的酒精溶液含油酸為，根據(jù)題意可知，方格紙每個小格的面積為，根據(jù)不足半格舍掉，多于半格算一格的原則，可得面積為，油酸分子直徑為。
（2）根據(jù)題意，質(zhì)量為的油酸，所含有分子數(shù)為，故A錯誤；體積為的油酸，所含分子數(shù)為，故B正確；1個油酸分子的質(zhì)量為，故C錯誤；根據(jù)可知，一個油酸分子的體積為，設(shè)分子的直徑為d，則有，聯(lián)立解得，故D錯誤。
（3）根據(jù)題意，由公式可知，油酸分子的直徑和大多數(shù)同學(xué)的比較，數(shù)據(jù)都偏大的原因可能時V偏大或S偏小，在求每滴溶液體積時，1mL溶液的滴數(shù)少記了2滴，則V偏大，直徑偏大，故A正確；計算油酸面積時，錯將所有不完整的方格作為完整的方格處理，則S偏大，直徑偏小，故B錯誤；水面上痱子粉撒的較多，油酸膜沒有充分展開，則S偏小，直徑偏大，故C正確。
13. 解：（1）已知光束逆時針轉(zhuǎn)動至與AO夾角為時，恰好只有一個光斑，即光在界面AB恰好發(fā)生全反射，此時入射角等于全反射臨界角為，所以折射率為
（2分）
設(shè)OQ光束折射角為，，（2分）
得（1分）
故時間（1分）
（2）當(dāng)光束與AO夾角為時，有兩個光斑，即同時發(fā)生反射與折射，
反射光線形成的光斑P與B之間的距離為（1分）
折射光線形成的光斑Q與B之間的距離為（1分）
屏上P和Q之間的距離為（2分）
14. 解：（1）兩列波同時傳到O點，由得出（1分）
由（1分）
又
聯(lián)立得（1分）
（2）由題可得，（1分）
（1分）
（2分）
（3），經(jīng)過1s兩列波均剛好到達(dá)O點（1分）
且兩列波在O點疊加，故O點做振幅為4cm的振動，周期不變，故（2分）
15. 解：（1）由題意分析，爆炸后物體Q向右做勻速直線運動，經(jīng)B點滑上圓弧軌道且能到達(dá)C點。設(shè)爆炸后瞬間物體Q的速度為，則物體Q由B到C的過程，由機(jī)械能守恒定律得（1分）
解得（1分）
物體Q在B點時，由牛頓第二定律得（1分）
解得（1分）
由牛頓第三定律得物體Q在B點時對軌道壓力大小為，方向豎直向下（1分）
（2）炸藥爆炸的過程，物體P、Q組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)爆炸后瞬間物體P的速度為
則由（1分）
代入數(shù)據(jù)解得
則爆炸后瞬間，物體P、Q的動能之和為（1分）
代入數(shù)據(jù)解得（1分）
（3）根據(jù)牛頓第二定律可知兩物體在A點左側(cè)運動時的加速度大小相等，
均為（1分）
設(shè)物體P經(jīng)過t時間停止運動，由運動學(xué)公式得
解得（1分）
物體Q在A點右側(cè)水平軌道上運動的時間為
所以物體Q從碰后到再次回到A點時的時間大于2s，也就是物體Q返回到A點時，物體P已經(jīng)停止，且距A點距離為（1分）
設(shè)物體Q能與物體P發(fā)生碰撞，且碰撞瞬間物體Q的速度為
由動能定理得（1分）
解得，假設(shè)成立
設(shè)物體P、Q發(fā)生彈性碰撞后的速度分別為、，以向右為正方向，
由動量守恒定律得（1分）
由機(jī)械能守恒定律得（1分）
解得，（1分）
物體P向左運動的位移為（1分）
物體Q向右運動的位移為（1分）
兩物體的最終距離為（1分）

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