黑龍江省哈爾濱市雙城區(qū)兆麟中學(xué)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期5月期中考試物理試題（原卷版+解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

一、單選題（每題4分）
1. 關(guān)于對LC振蕩電路的頻率的理解，下列說法正確的是（）
A. 在線圈中插入鐵芯振蕩頻率變大
B. 增加兩極板的電荷量振蕩頻率變大
C. 增加線圈的匝數(shù)振蕩頻率變大
D. 減小兩極板的正對面積振蕩頻率變大
【答案】D
【解析】
【詳解】A．根據(jù)
在線圈中插入鐵芯，線圈的自感系數(shù)增大，可知振蕩頻率變小，A錯誤；
B．增加兩極板的電荷量，電容器的電容不變，根據(jù)上述可知振蕩頻率不變，B錯誤；
C．增加線圈的匝數(shù)，線圈的自感系數(shù)增大，根據(jù)上述可知振蕩頻率變小，C錯誤；
D．根據(jù)
減小兩極板的正對面積，電容器的電容減小，根據(jù)上述可知，振蕩頻率變大，D正確。
故選D。
2. 能把溫度這個物理量轉(zhuǎn)化為電阻這個物理量的元器件是（）
A. 熱敏電阻B. 光敏電阻C. 電容器D. 電源
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】能把溫度這個物理量轉(zhuǎn)化為電阻這個物理量的元器件是熱敏電阻。
故選A。
3. 把一個小球套在光滑細(xì)桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡諧運(yùn)動，它圍繞平衡位置O在A、B間振動，如圖所示。下列結(jié)論正確的是（）
A. 小球在O位置時，動能最大，加速度最小
B. 小球在A、B位置時，加速度最大，速度也最大
C. 小球從A經(jīng)O到B的過程中，速度一直增加
D. 小球從A到O的過程中，彈簧的彈性勢能不斷增加
【答案】A
【解析】
【詳解】A．振子經(jīng)過平衡位置時，速度最大，位移為零，所以經(jīng)過平衡位置動能最大，回復(fù)力為零，加速度為零，故A正確；
B．在A、B位置時，速度為零，位移最大，回復(fù)力最大，加速度最大，故B錯誤；
C．由于回復(fù)力指向平衡位置，所以振子從A經(jīng)到B的過程中，回復(fù)力先做正功，后做負(fù)功，速度先增大后減小，故C錯誤；
D．小球從A到O的過程中，彈簧的形變量減小，則彈性勢能不斷減小，故D錯誤。
故選。
4. 如圖所示為觀察水面波衍射的實驗裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個小孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋（圖中曲線）之間的距離表示一個波長，則對波經(jīng)過孔后的傳播情況，下列描述正確的是（）
A. 擋板前后波紋間距不等
B. 此時不能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象
C. 如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象
D. 如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能觀察到更明顯的衍射現(xiàn)象
【答案】C
【解析】
【詳解】A．波的傳播速度不變，頻率不變，故波長不變，即擋板前后波紋間距離應(yīng)相等，故A錯誤；
B．觀察題圖可知道孔的尺寸與波長差不多，能觀察到波明顯的衍射現(xiàn)象，故B錯誤；
C．觀察題圖可知道孔的尺寸與波長差不多，擴(kuò)大AB的間距可能會導(dǎo)致間距大于波長，不能觀察到波明顯的衍射現(xiàn)象，故C正確；
D．若f增大，由可知知變小，衍射現(xiàn)象變得不明顯，故D錯誤。
故選C。
5. 如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后出a、b兩束光線。則（）
A. 在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度
B. 在真空中，a光的波長小于b光的波長
C. 分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距
D. 若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線b首先消失
【答案】B
【解析】
【詳解】從圖中可知光線a的偏折程度大，根據(jù)折射定律公式
是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大，故a光的頻率大。
A．在玻璃中，光傳播速度
a光的折射率大，可知，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，故A錯誤；
BC．在真空中，根據(jù)公式
a光的頻率大，可得a光的波長小于b光的波長；
根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式
a光的波長小于b光的波長，可知用同一裝置做雙縫干涉實驗時a光的干涉條紋小于b光的干涉條件間距，故B正確，C錯誤；
D．根據(jù)全反射定律
可知a光折射率越大，全反射角越小，所以若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失，故D錯誤。
故選B。
6. 分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示,曲線與橫軸交點為r1,曲線最低點對應(yīng)橫坐標(biāo)為r2（取無限遠(yuǎn)處分子勢能Ep= 0）。下列說法正確的是（）
A. 當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,分子勢能隨分子間距離減小而增大
B. 當(dāng)r=r1時,分子勢能為零,分子間作用力最小
C. 當(dāng)rr2時,隨著分子間距離r增大,分子力可能先做正功后做負(fù)功
【答案】A
【解析】
【詳解】A．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子間距離減小，分子間作用力做負(fù)功，分子勢能增大，A正確；
B．當(dāng)r=r2時，分子間作用力為零，分子勢能最?。ㄐ∮诹悖?dāng)r=r1時，分子間作用力不為零，B錯誤；
C．當(dāng)rr2時，分子間作用力表現(xiàn)為引力，隨著分子間距離r增大，分子間作用力做負(fù)功，分子勢能增加，D錯誤。
故選A。
7. 如圖所示，在a、b兩點存在兩個相同的波源垂直于紙面做簡諧運(yùn)動，振動方程均為，所激發(fā)的橫波在均勻介質(zhì)中向四周傳播。a、b、c分別為直角三角形的三個頂點，．已知從a點發(fā)出的波在時到達(dá)b點。下列說法正確的是（）
A. 在時，由b點發(fā)出的波恰好傳至c點
B. c點起振方向沿y軸負(fù)方向
C. 經(jīng)過足夠長時間后c點振幅為
D. 在時，中點位移大小為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．從a點發(fā)出的波在t=1.5s時到達(dá)b點，可知波速為
由b點發(fā)出的波恰好傳至c點的時間
故A錯誤；
B．因為兩波源的起振方向沿沿y軸正向，a點發(fā)出的波先到c點，所以c點起振方向沿y軸正向，故B錯誤；
C．兩列波振動方程均為（m），可知兩列波的周期和頻率
T=1s
f=1Hz
兩列波的波長為
兩列波的周期和頻率相同，所以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象；由幾何關(guān)系可知
c點到ab兩波源的路程差為
所以c點為振動減弱點，兩波源振幅相同，所以經(jīng)過足夠長時間后c點振幅為0，故C錯誤；
D．根據(jù)幾何關(guān)系，兩波源到中點的距離均為5cm，則中點為振動加強(qiáng)點，在時，兩列波均能傳過中點，所以在時，中點位移大小為，故D正確。
故選D。
二、多選題（每題6分）
8. 如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t＝0時的波形圖，虛線為t＝0.5 s時的波形圖.已知該簡諧波的周期大于0.5 s.關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是( )
A. 波速為6 m/s
B. 頻率為1.5 Hz
C. t＝1 s時，x＝1 m處的質(zhì)點處于波峰
D. t＝2 s時，x＝2 m處的質(zhì)點經(jīng)過平衡位置
【答案】ABD
【解析】
【詳解】由圖象可知，波長為λ=4m
AB. 由題意知

得周期為

因為該簡諧波的周期大于0.5s，則n取0

頻率為

波速

故AB項與題意相符；
C. t=0時x=1 m處的質(zhì)點位于波峰，經(jīng)t=1 s，即經(jīng)過1.5個周期，該質(zhì)點處于波谷處，故C項與題意不相符；
D. t=0時x=2 m處的質(zhì)點位于平衡位置正向上運(yùn)動，經(jīng)t=2 s，即經(jīng)過3個周期，質(zhì)點仍然位于平衡位置正向上運(yùn)動，故D項與題意相符．
9. 在透明的均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡，O為球心，一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡，A為入射點，之后a、b光分別從C、D兩點射向介質(zhì)，細(xì)光束在A點的入射角為30°，介質(zhì)對a光的折射率n=，下列說法中正確的是
A. 在該介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的傳播速度小
B. a光射出空氣泡后相對于射入空氣泡前的偏轉(zhuǎn)角為30°
C. 當(dāng)a光通過單縫時，若縫的寬度小于a光波長時，a光不能發(fā)生衍射現(xiàn)象
D. 若由a光和b光組成的一束細(xì)光束從空氣斜射向水中，在不斷增大入射角時，a的折射光會先消失
【答案】AB
【解析】
【詳解】A、在A點可見，a光的偏折角大于b光的偏折角，所以a光的折射率大于b光的折射率，由v=c/n得知，在該介質(zhì)中，a色光的傳播速度比b色光的傳播速度小，故A正確；
B、細(xì)光束在A點的入射角為30°，介質(zhì)對a光的折射率n=，可知在A點的拆解角是45°，由幾何關(guān)系可知ΔAOC是等腰直角三形，可知，在C點的入射角是45°，根據(jù)光路可逆性可知，在C點的拆解角是30°，如圖所示，由幾何關(guān)系可知a光射出空氣泡后相對于射入空氣泡前的偏轉(zhuǎn)角為θ=30°，故B正確；
C、當(dāng)a光通過單縫時，若縫的寬度小于a光波長時，a光能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C錯誤；
D、光從空氣射向水中，不可能發(fā)生全反射，a光折射光不會消失，故D錯誤．
10. 一列簡諧橫波沿x軸傳播，在時的波形如圖甲所示，M、N、P、Q是介質(zhì)中的四個質(zhì)點，已知N、Q兩質(zhì)點平衡位置之間的距離為16m。如圖乙所示為質(zhì)點P的振動圖像。下列說法正確的是（）
A. 該波沿x軸負(fù)方向傳播
B. 該波的波長為20m
C. 質(zhì)點P的平衡位置位于處
D. 從開始，質(zhì)點Q比質(zhì)點N早回到平衡位置
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A．由題圖乙可知，t=0.125s時刻，質(zhì)點P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，根據(jù)同側(cè)法可知該波沿x軸負(fù)方向傳播，故A正確；
B．設(shè)該波的波長為λ，根據(jù)三角函數(shù)知識可知，N、Q兩質(zhì)點平衡位置間的距離為
解得
故B錯誤；
C．由題圖乙可知該波的周期為
所以該波的波速為
由題圖乙可知，在t=0.125s之后，質(zhì)點P第一次位于波峰的時刻為t=0.25s，易知此波峰為t=0.125s時刻質(zhì)點Q所在處的波峰傳播來的，所以有
解得
故C正確；
D．從t＝0.125s開始，質(zhì)點Q第一次回到平衡位置所經(jīng)歷的時間為
圖甲中，質(zhì)點Q左側(cè)波形的第一個平衡位置處坐標(biāo)為
該振動狀態(tài)第一次傳播到質(zhì)點N所經(jīng)歷的時間為
則
即質(zhì)點Q比質(zhì)點N早s回到平衡位置，故D正確。
故選ACD。
三、實驗題
11. 某同學(xué)在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗，實驗步驟如下：
A.向淺盤中倒入約2cm深的水，向淺盤中的水面均勻地撒入石膏粉（或痱子粉）；
B.用9mL的純油酸配制成3000mL的油酸酒精溶液，接著用滴管把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，當(dāng)?shù)渭?0滴上述溶液時，量筒的讀數(shù)恰好為1mL；
C.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，直至薄膜形態(tài)穩(wěn)定；
D.將玻璃板放在淺盤上，然后將油酸膜的形態(tài)用彩筆畫在玻璃板上；
E.把玻璃板放在方格紙上，數(shù)（計算）出薄膜所占面積。
（1）該實驗中一滴油酸酒精溶液中油酸的體積__________。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）
（2）估測出油酸分子的直徑的公式_________。（用題中涉及的物理量符號表示）
（3）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在實驗中油酸未完全散開，則計算結(jié)果_______。（填“偏大”或“偏小”）
【答案】 ①. ②. ③. 偏大
【解析】
【詳解】（1）[1]根據(jù)題意可知，該實驗中一滴油酸酒精溶液中油酸的體積為
（2）[2]由實驗原理可知，油酸分子的直徑的公式
（3）[3]該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在實驗中油酸未完全散開，則油膜面積偏小，直徑偏大。
12. 某學(xué)習(xí)小組利用單擺測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。實驗裝置如圖甲所示，將小磁鐵吸附在鋼質(zhì)小球的正下方，當(dāng)小球靜止時，將傳感器固定于小球正下方的水平桌面上；傳感器與電腦連接，可以將實時測量到的磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)電腦進(jìn)行分析。
（1）學(xué)習(xí)小組利用刻度尺測量了懸掛點與小球上端的距離l；用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖乙所示，小球直徑________cm；由此不吸附小磁鐵時，擺長。
（2）小球擺動穩(wěn)定后，使傳感器開始工作，利用電腦得出磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時間t變化的圖像如圖丙。此單擺的周期________s。
（3）學(xué)習(xí)小組利用多組實驗數(shù)據(jù)繪制了L與關(guān)系圖像如圖丁，由圖像可計算得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萠_______（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
（4）小組中有同學(xué)提出，小球與小磁鐵整體重心的位置不在小球的球心，這可能會影響到對重力加速度的測量。若僅考慮這一因素，第（3）問得到的g值與實際值相比將________（選填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
【答案】 ①. 2.00 ②. 2.2 ③. 9.7 ④. 相等
【解析】
【詳解】（1）[1]小球直徑為
（2）[2]小球處于平衡位置時，傳感器測量到磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，單擺一周期經(jīng)過兩次平衡位置，單擺的周期為
（3）[3]根據(jù)單擺周期公式
整理得
圖象斜率
當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?br>（4）[4]設(shè)小球與小磁鐵整體重心的位置在小球的球心下方r處，根據(jù)單擺周期公式可得
整理得
可知小球與小磁鐵整體重心的位置不在小球的球心不影響所作圖線的斜率，由斜率計算出的重力加速度值相比實際值將相等。
13. 將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、B正對放置，圓心上下錯開一定距離，如圖所示，用一束單色光沿半徑照射半圓柱體A，設(shè)圓心處入射角為，當(dāng)時，A右側(cè)恰好無光線射出；當(dāng)時，有光線沿B的半徑射出，射出位置與A的圓心相比下移h，不考慮多次反射，求：
（1）半圓柱體對該單色光的折射率；
（2）兩個半圓柱體之間的距離d。
【答案】（i）；（ii）
【解析】
【分析】
【詳解】（i）光從半圓柱體A射入，滿足從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，當(dāng)時發(fā)生全反射，有
解得
（ii）當(dāng)入射角，經(jīng)兩次折射從半圓柱體B的半徑出射，設(shè)折射角為，光路如圖
由折射定律有
有幾何關(guān)系有
聯(lián)立解得
14. 如圖所示，在一端封閉的U形管中用水銀柱封閉一段空氣柱，當(dāng)溫度為27℃時被封空氣柱長度為L=13cm，且左側(cè)管中水銀柱比右側(cè)管中水銀柱高h(yuǎn)=3cm，已知大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg。
（1）為使右側(cè)管中水銀柱比左側(cè)管中水銀柱高h(yuǎn)=3cm，封閉氣體溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌貹?
（2）若封閉氣體的溫度重新回到27℃，向右側(cè)開口端緩慢注入水銀，注入的水銀柱長度為多少時右側(cè)管中水銀柱比左側(cè)管中水銀柱高3cm?
【答案】（1）400K；（2）8cm
【解析】
【詳解】（1）設(shè)封閉氣體初始狀態(tài)參量分別為、、，溫度變化后狀態(tài)參量分別為、、。由題意知
初狀態(tài)
末狀態(tài)
由理想氣體狀態(tài)方程可得
代入數(shù)據(jù)解得
（2）由題意知注入水銀的過程中氣體經(jīng)歷等溫變化，設(shè)注入水銀后空氣柱的長度為L3，則
初狀態(tài)
，
末狀態(tài)
，
由玻意耳定律得
代入數(shù)據(jù)解得
則注入水銀柱長度為
15. 如圖（a）所示，“系留氣球”是一種用纜繩固定于地面、高度可控的氦氣球，作為一種長期留空平臺，具有廣泛用途。圖（b）為某一“系留氣球”的簡化模型圖；主、副氣囊通過無漏氣、無摩擦的活塞分隔，主氣囊內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的氦氣（可視為理想氣體），副氣囊與大氣連通。輕彈簧右端固定、左端與活塞連接。當(dāng)氣球在地面達(dá)到平衡時，活塞與左擋板剛好接觸，彈簧處于原長狀態(tài)。在氣球升空過程中，大氣壓強(qiáng)逐漸減小，彈簧被緩慢壓縮。當(dāng)氣球上升至目標(biāo)高度時，活塞與右擋板剛好接觸，氦氣體積變?yōu)榈孛鏁r的1.5倍，此時活塞兩側(cè)氣體壓強(qiáng)差為地面大氣壓強(qiáng)的。已知地面大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa、溫度T0=300K，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，活塞厚度忽略不計。
（1）設(shè)氣球升空過程中氦氣溫度不變，求目標(biāo)高度處的大氣壓強(qiáng)p；
（2）氣球在目標(biāo)高度處駐留期間，設(shè)該處大氣壓強(qiáng)不變。氣球內(nèi)外溫度達(dá)到平衡時，彈簧壓縮量為左、右擋板間距離的。求氣球駐留處的大氣溫度T。
【答案】(1) 5.0×104Pa；(2) 266K
【解析】
【詳解】（1）汽囊中的溫度不變，則發(fā)生的是等溫變化，設(shè)氣囊內(nèi)的氣體在目標(biāo)位置的壓強(qiáng)為，由玻意耳定律
解得
由目標(biāo)處的內(nèi)外壓強(qiáng)差可得
解得
（2）有胡克定律可知彈簧的壓縮量變?yōu)樵瓉淼?，則活塞受到彈簧的壓力也變?yōu)樵瓉淼?，?br>設(shè)此時氣囊內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，對活塞壓強(qiáng)平衡可得
由理想氣體狀態(tài)方程可得
其中
解得

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