
共100分??荚嚂r(shí)間75分鐘
第Ⅰ卷(選擇題共46分)
一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 關(guān)于下列各圖,說法正確的是( )
A. 甲圖中半杯水與半杯酒精混合之后的總體積要小于整個(gè)杯子的容積,說明液體分子之間有間隙
B. 圖乙中液體和管壁表現(xiàn)為不浸潤
C. 圖丙中對應(yīng)曲線為同一氣體溫度較高時(shí)的速率分布圖
D. 圖丁中微粒越大,單位時(shí)間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越多,布朗運(yùn)動越明顯
2. 下列說法不正確是( )
A. “用油膜法測分子直徑”實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了用宏觀量的測量代替微觀量的間接測量方法
B. 若已知銅的摩爾質(zhì)量M,銅的密度,阿伏加德羅常數(shù)NA,則可求得銅原子的直徑
C. 某氣體的摩爾體積為V,每個(gè)分子的體積為,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為
D. 分子勢能隨著分子間距離的增大,可能先減小后增大
3. 浙江大學(xué)高分子系某課題組制備出了一種超輕的固體氣凝膠,它刷新了目前世界上最輕的固體材料的記錄。設(shè)氣凝膠的密度為(單位為),摩爾質(zhì)量為M(單位為kg/ml),阿伏加德羅常數(shù)為,則( )
A. a千克氣凝膠所含分子數(shù)為B. 氣凝膠的摩爾體積為
C. 每個(gè)氣凝膠分子的體積為D. 每個(gè)氣凝膠分子的直徑為
4. 光纖通信采用的光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成,長為L,其側(cè)截面如圖所示,一復(fù)色光以一定的入射角()從軸心射入光導(dǎo)纖維后分為a、b兩束單色光,已知內(nèi)芯材料對a光的折射率為n(),真空中的光速為c。下列說法正確的是( )
A. 在同一雙縫干涉裝置中光產(chǎn)生的條紋間距小
B. 入射角由逐漸增大時(shí),單色光全反射現(xiàn)象先消失
C. 內(nèi)芯相對外套是光疏介質(zhì)
D. 若入射角時(shí),、單色光在內(nèi)芯和外套界面都發(fā)生全反射,則單色光在介質(zhì)中傳播的時(shí)間為
5. 如圖所示,有一塊半圓形磚,是用某種特殊透明材料制作的,半徑為。現(xiàn)有一束由紅綠雙色光混合的激光從圓心點(diǎn)處垂直于磚直徑邊射入,緩慢向左平移激光束,當(dāng)激光束到距點(diǎn)位置時(shí)發(fā)現(xiàn)半圓形曲面恰好只有單色光射出,且射出光線與入射方向夾角為,不考慮反射,下列說法正確的是( )
A. 該透明材料對紅光的折射率為2
B. 當(dāng)半圓形曲面只有一種單色光射出時(shí),必是綠光射出
C. 當(dāng)光束繼續(xù)向左平移到距O點(diǎn)時(shí),半圓形曲面上恰好沒有光射出
D. 紅光在半圓形玻璃磚中的傳播速度比綠光小
6. 聲控萬花筒主要由數(shù)個(gè)相同的組件構(gòu)成,其中一個(gè)組件的剖面如圖所示,反光的滑塊右側(cè)圓錐面的頂角很大,滑塊圓錐面與右側(cè)玻璃片之間有間隙,人在一旁大聲喊叫時(shí),滑塊會小范圍左右振動,在玻璃片上會看到變化著的環(huán)形彩色條紋。現(xiàn)用紅色平行光自右向左垂直照射玻璃片,下列說法正確的是( )
A. 玻璃片上會呈現(xiàn)紅色的衍射條紋
B. 玻璃片上越接近圓心,相鄰兩條紋間的距離越小
C. 滑塊向右滑動時(shí),玻璃片上所有的環(huán)形條紋會向外擴(kuò)張
D. 滑塊向右滑動時(shí),玻璃片上的環(huán)形條紋會變密集
7. 如圖所示,某水池下方水平放置一直徑為d=0.6m的圓環(huán)形發(fā)光細(xì)燈帶,O點(diǎn)為圓環(huán)中心正上方,燈帶到水面的距離h可調(diào)節(jié),水面上面有光傳感器(圖中未畫出),可以探測水面上光的強(qiáng)度。當(dāng)燈帶放在某一深度h1時(shí),發(fā)現(xiàn)水面上形成兩個(gè)以O(shè)為圓心的亮區(qū),其中半徑r1=1.2m的圓內(nèi)光強(qiáng)更強(qiáng),已知水的折射率,則( )
A. 湖面能被照亮的區(qū)域半徑為1.5m
B. 若僅增大圓環(huán)燈帶的半徑,則湖面上中間光強(qiáng)更強(qiáng)的區(qū)域也變大
C. 燈帶的深度
D. 當(dāng)時(shí),湖面中央將出現(xiàn)暗區(qū)
二、多選題:本題共3小題,每小題6分,共18分。
8. 圖甲是一列簡諧橫波在時(shí)刻的波形圖,P點(diǎn)為平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn),圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動圖像。下列說法正確的是( )
A. 該簡諧波沿x軸正方向傳播
B. 該簡諧波的波長為10m
C. 該簡諧波傳播的速度為5m/s
D. 當(dāng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向沿y軸負(fù)方向
9. 隨著人們生活水平提高,單反相機(jī)已進(jìn)入普通家庭,單反相機(jī)是單鏡頭反光數(shù)碼照相機(jī),原理是在膠片平面的前面以45°角安裝了一片反光鏡,反光鏡的上方依次有毛玻璃、五棱鏡目鏡等,五棱鏡將實(shí)像光線多次反射改變光路,將影像送至目鏡,使觀景窗中所看到的影像和膠片上永遠(yuǎn)一樣,這樣方便攝影者正確地取景和對焦。某品牌單反相機(jī)五棱鏡目鏡橫截面和各部分角度如圖所示,其中,,光線從AB中點(diǎn)P垂直AB射入,依次經(jīng)過CD、DE和EA面的反射后,最后光線從BC面射出,已知光線恰好能夠在CD面上發(fā)生全反射,光在真空中的速度為c。下列說法正確的是( )
A. 五棱鏡的折射率為2
B. 光線在DE面上不會發(fā)生全反射
C. 光線從BC面射出時(shí)在BC面上的入射角為0°
D. 光線從射入五棱鏡到射到CD面的時(shí)間為
10. 夜晚公園景觀池有可變化形狀的燈光秀,其原理如圖甲所示,將一個(gè)半圓形線狀光源水平放在水池水面下,通過支架(圖中未畫出)可以調(diào)節(jié)光源距離水面的深度,隨著不同,人們在水面上會看到不同形狀的發(fā)光區(qū)域。已知半圓形線光源的半徑為,水的折射率為,下列說法中正確的有( )
A. 當(dāng)時(shí),水面上的發(fā)光區(qū)域會呈現(xiàn)類似乙圖所示的“月牙”形狀
B. 當(dāng)時(shí),水面上的發(fā)光區(qū)域會呈現(xiàn)類似丙圖所示的“愛心”形狀
C. 當(dāng)時(shí),水面上的發(fā)光區(qū)域恰會呈現(xiàn)類似丙圖所示的“愛心”形狀
D. 越大,水面上發(fā)光區(qū)域的面積越小
三、實(shí)驗(yàn)題(共14分)
11. 做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)。
(1)下列實(shí)驗(yàn)步驟正確順序是______(填寫實(shí)驗(yàn)步驟前的序號)。
A. 往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上
B. 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定
C. 將畫有油酸膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計(jì)算出油酸膜的面積,根據(jù)油酸的體積和油酸膜的面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小
D. 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù),由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積,再根據(jù)油酸酒精溶液的濃度計(jì)算出油酸的體積
E. 將玻璃板放在淺盤上,然后將油酸膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上
(2)該實(shí)驗(yàn)體體現(xiàn)了理想化模型的思想,實(shí)驗(yàn)中我們的理想假設(shè)有_______。
A. 把油酸分子視為球形B. 油酸在水面上充分散開形成單分子油膜
C. 油酸分子是緊挨著沒有空隙D. 油酸不溶于水
(3)實(shí)驗(yàn)中,體積為的所用油酸酒精溶液中純油酸的體積為,用注射器和量筒測得滴上述溶液的體積為,把一滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中,待水面穩(wěn)定后,得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示,圖中每個(gè)小正方形的邊長為,則油酸薄膜的面積_______;可求得油酸分子的直徑為________(用、、、、表示)。
(4)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏大,可能是因?yàn)開_______。
A. 計(jì)算油膜面積時(shí),舍去了所有不足一格的方格
B. 水面上痱子粉撒得太多,油膜沒有充分展開
C. 用注射器和量筒測體積溶液滴數(shù)時(shí)多記錄了幾滴
D. 油酸酒精溶液濃度計(jì)算值低于實(shí)際值
12. (1)“測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,在白紙上放好玻璃磚,aa′和bb′分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面,如圖所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,用“+”表示大頭針的位置,然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察,并依次插上大頭針P3和P4。在插P3和P4時(shí),應(yīng)使___________(選填選項(xiàng)前的字母)。
A. P3只擋住P1的像 B. P4只擋住P2的像 C. P3同時(shí)擋住P1、P2的像
(2)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的是___________。
A.入射角應(yīng)盡量小些 B.玻璃磚的寬度宜小一些
C.大頭針應(yīng)垂直插在紙面上 D.大頭針P1、P2之間的距離及大頭針P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些
(3)某同學(xué)在畫界面時(shí),不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些,如下圖所示,則他測得的折射率與真實(shí)值相比___________(選填“偏大”、“偏小”、“不變”或“無法確定”)。
(4)某研究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測量液體折射率儀器。如圖所示,在一個(gè)圓盤上,過其圓心O做兩條互相垂直的直徑BC、EF。在半徑OA上,垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變,每次測量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中,而且總使水平液面與直徑BC相平,EF作為界面的法線,而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像,并在圓周上插上大頭針P3,使P3正好擋住P1、P2的像。通過計(jì)算,預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值,這樣只要根據(jù)P3所插的位置,就可直接讀出液體折射率的值。
①圖中M、N兩位置對應(yīng)的折射率大小關(guān)系為nM___________nN(填寫“大于”、“等于”或者“小于”)
②若∠AOF=30°,則該儀器能夠測量液體折射率的大小范圍是___________。
③沿KMNC,折射率刻度的特點(diǎn)是___________(填寫“刻度均勻”、”越來越密”或者“越來越疏”)
四、解答題(共40分,需要寫出必要的文字說明和角解題過程,只寫出結(jié)果,沒有過程不能得分)
13. 如圖所示,有一個(gè)半徑為的星球。表面覆蓋有一層折射率為的介質(zhì),介質(zhì)表面距離星球表面的距離為。一個(gè)衛(wèi)星圍繞星球做圓周運(yùn)動,半徑為。
(1)星球表面某點(diǎn)光源發(fā)出的光在介質(zhì)一部分能夠通過介質(zhì)表面向外折射,求有光能夠折射的這部分介質(zhì)表面的弧長是多少?
(2)衛(wèi)星在軌道的一部分區(qū)域時(shí)能夠接受到(1)問中發(fā)出的光,求這部分衛(wèi)星軌道的弧長。
14. 如圖所示,間距為的、兩波源在某時(shí)刻同時(shí)開始振動,兩波源在不同介質(zhì)中形成兩列相向傳播的簡諧橫波,在介質(zhì)中波的傳播速度為,在介質(zhì)中波的傳播速度為。已知兩列波的頻率均為,波源的振幅為,波源的振幅為,圖中O點(diǎn)是兩波源連線上的某一點(diǎn),。求:
(1)兩列波在和傳播的波長大小;
(2)振源的振動形式傳播到處所需的時(shí)間;
(3)M、N兩波源振動開始計(jì)時(shí)內(nèi)P點(diǎn)運(yùn)動的路程。
15. 我國第三艘航母“福建號”已裝備最先進(jìn)的電磁彈射技術(shù)。某興趣小組根據(jù)所學(xué)的物理原理進(jìn)行電磁彈射設(shè)計(jì),其加速和減速過程可以簡化為下述過程。兩根足夠長的平直軌道和固定在水平面上,其中左側(cè)為光滑金屬軌道,軌道電阻忽略不計(jì),間接有定值電阻,右側(cè)為粗糙絕緣軌道。沿軌道建立軸,坐標(biāo)原點(diǎn)與點(diǎn)重合。左側(cè)分布有垂直于軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場、右側(cè)為沿軸漸變的磁場,垂直于軸方向磁場均勻分布?,F(xiàn)將一質(zhì)量為,長度為,電阻為的金屬棒垂直放置在軌道上,與距離為。的右方還有質(zhì)量為3m,各邊長均為的形框,其電阻為。棒在恒力作用下向右運(yùn)動,到達(dá)前已勻速。當(dāng)棒運(yùn)動到處時(shí)撤去恒力,隨后與U形框發(fā)生碰撞,碰后連接成“口”字形閉合線框,并一起運(yùn)動,后續(xù)運(yùn)動中受到與運(yùn)動方向相反的阻力,阻力大小與速度滿足。已知,,,,,,,求:
(1)棒ab與U形框碰撞前速度的大??;
(2)棒ab與U形框碰撞前通過電阻R電量;
(3)“口”字形線框停止運(yùn)動時(shí),fc邊的坐標(biāo);
(4)U形框在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的焦耳熱。
衡水市第二中學(xué)2024-2025學(xué)年度下學(xué)期高二年級第二次調(diào)研考試
物理試題
共100分??荚嚂r(shí)間75分鐘
第Ⅰ卷(選擇題共46分)
一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 關(guān)于下列各圖,說法正確的是( )
A. 甲圖中半杯水與半杯酒精混合之后的總體積要小于整個(gè)杯子的容積,說明液體分子之間有間隙
B. 圖乙中液體和管壁表現(xiàn)為不浸潤
C. 圖丙中對應(yīng)曲線為同一氣體溫度較高時(shí)的速率分布圖
D. 圖丁中微粒越大,單位時(shí)間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越多,布朗運(yùn)動越明顯
【答案】A
【解析】
【詳解】A.甲圖中半杯水與半杯酒精混合之后的總體積要小于整個(gè)杯子的容積,說明液體分子之間有間隙,故A正確;
B.圖乙中液體和管壁接觸面中的附著層中的液體分子間表現(xiàn)為斥力效果,可知液體和管壁表現(xiàn)為浸潤,故B錯(cuò)誤;
C.圖丙中,當(dāng)溫度升高時(shí),分子速率較大的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比增大,可知對應(yīng)曲線為同一氣體溫度較低時(shí)的速率分布圖,故C錯(cuò)誤;
D.圖丁中微粒越小,微粒受到液體分子撞擊越不平衡,布朗運(yùn)動越明顯,故D錯(cuò)誤。
故選A。
2. 下列說法不正確的是( )
A. “用油膜法測分子直徑”實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了用宏觀量的測量代替微觀量的間接測量方法
B. 若已知銅的摩爾質(zhì)量M,銅的密度,阿伏加德羅常數(shù)NA,則可求得銅原子的直徑
C. 某氣體的摩爾體積為V,每個(gè)分子的體積為,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為
D. 分子勢能隨著分子間距離的增大,可能先減小后增大
【答案】C
【解析】
【詳解】A.“用油膜法測分子直徑”實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了用宏觀量的測量代替微觀量的間接測量方法,故A正確,不符合題意;
B.若已知銅的摩爾質(zhì)量M,銅的密度,阿伏加德羅常數(shù)NA,假設(shè)銅原子為球體,其直徑d,則有
解得
故B正確,不符合題意;
C.若知某氣體的摩爾體積為V,每個(gè)分子所占據(jù)的空間體積為V0,而不是每個(gè)分子的體積,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為
故C錯(cuò)誤,符合題意;
D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子之間的距離減小,則分子力做負(fù)功,所以分子勢能隨分子間距離的減小而增大,故D正確,不符合題意。
本題選不正確的,故選C。
3. 浙江大學(xué)高分子系某課題組制備出了一種超輕的固體氣凝膠,它刷新了目前世界上最輕的固體材料的記錄。設(shè)氣凝膠的密度為(單位為),摩爾質(zhì)量為M(單位為kg/ml),阿伏加德羅常數(shù)為,則( )
A. a千克氣凝膠所含分子數(shù)為B. 氣凝膠的摩爾體積為
C. 每個(gè)氣凝膠分子的體積為D. 每個(gè)氣凝膠分子的直徑為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.a(chǎn)千克氣凝膠所含有的分子數(shù)為
故A錯(cuò)誤;
B.氣凝膠的摩爾體積為
故B錯(cuò)誤;
C.氣凝膠中包含個(gè)分子,故每個(gè)氣凝膠分子的體積為
故C錯(cuò)誤:
D.設(shè)每個(gè)氣凝膠分子的直徑為D,則有
解得每個(gè)氣凝膠分子的直徑為
故D正確。
故選D。
4. 光纖通信采用的光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成,長為L,其側(cè)截面如圖所示,一復(fù)色光以一定的入射角()從軸心射入光導(dǎo)纖維后分為a、b兩束單色光,已知內(nèi)芯材料對a光的折射率為n(),真空中的光速為c。下列說法正確的是( )
A. 在同一雙縫干涉裝置中光產(chǎn)生的條紋間距小
B. 入射角由逐漸增大時(shí),單色光全反射現(xiàn)象先消失
C. 內(nèi)芯相對外套是光疏介質(zhì)
D. 若入射角時(shí),、單色光在內(nèi)芯和外套界面都發(fā)生全反射,則單色光在介質(zhì)中傳播的時(shí)間為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.由圖可知b光的折射角更小,由
可知
則
根據(jù)
可知
根據(jù)
可知a光的條紋間距更大,故A錯(cuò)誤;
B.由上分析可知內(nèi)芯材料中a的折射率比對b的折射率小,根據(jù)
所以a光的臨界角大,所以入射角i由逐漸增大時(shí),a單色光全反射現(xiàn)象先消失,故B錯(cuò)誤;
C.光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)才會發(fā)生全反射,所以內(nèi)芯相對外套是光密介質(zhì),故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)入射角時(shí),設(shè)a單色光的折射角為r,根據(jù)折射定律有
可得
根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知
根據(jù)幾何關(guān)系可知,a單色光的傳播距離為
由
傳播速度為
則a單色光在介質(zhì)中傳播的時(shí)間為
故D正確。
故選D。
5. 如圖所示,有一塊半圓形磚,是用某種特殊透明材料制作的,半徑為。現(xiàn)有一束由紅綠雙色光混合的激光從圓心點(diǎn)處垂直于磚直徑邊射入,緩慢向左平移激光束,當(dāng)激光束到距點(diǎn)位置時(shí)發(fā)現(xiàn)半圓形曲面恰好只有單色光射出,且射出光線與入射方向夾角為,不考慮反射,下列說法正確的是( )
A. 該透明材料對紅光的折射率為2
B. 當(dāng)半圓形曲面只有一種單色光射出時(shí),必是綠光射出
C. 當(dāng)光束繼續(xù)向左平移到距O點(diǎn)時(shí),半圓形曲面上恰好沒有光射出
D. 紅光在半圓形玻璃磚中的傳播速度比綠光小
【答案】C
【解析】
【詳解】B.因綠光的頻率較大,折射率較大,根據(jù)
可知,臨界角較小,則綠光先發(fā)生全反射,則當(dāng)半圓形曲面只有一種單色光射出時(shí),必是紅光射出,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
A.當(dāng)激光束到距點(diǎn)位置時(shí)發(fā)現(xiàn)半圓形曲面恰好只有單色光射出,由幾何關(guān)系,此時(shí)入射角i=30°,折射角r=60°,可得該透明材料對紅光的折射率為
選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
C.紅光的臨界角
當(dāng)光束繼續(xù)向左平移到距O點(diǎn)時(shí),此時(shí)入射角為
紅光恰好發(fā)生全反射,則半圓形曲面上恰好沒有光射出,選項(xiàng)C正確;
D.因紅光折射率小于綠光,根據(jù)
可知,紅光在半圓形玻璃磚中的傳播速度比綠光大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
6. 聲控萬花筒主要由數(shù)個(gè)相同的組件構(gòu)成,其中一個(gè)組件的剖面如圖所示,反光的滑塊右側(cè)圓錐面的頂角很大,滑塊圓錐面與右側(cè)玻璃片之間有間隙,人在一旁大聲喊叫時(shí),滑塊會小范圍左右振動,在玻璃片上會看到變化著的環(huán)形彩色條紋。現(xiàn)用紅色平行光自右向左垂直照射玻璃片,下列說法正確的是( )
A. 玻璃片上會呈現(xiàn)紅色衍射條紋
B. 玻璃片上越接近圓心,相鄰兩條紋間的距離越小
C. 滑塊向右滑動時(shí),玻璃片上所有的環(huán)形條紋會向外擴(kuò)張
D. 滑塊向右滑動時(shí),玻璃片上的環(huán)形條紋會變密集
【答案】C
【解析】
【詳解】A.玻璃片上呈現(xiàn)的是薄膜干涉條紋,故A錯(cuò)誤;
BD.無論滑塊在哪個(gè)位置,沿著半徑自內(nèi)向外每相同距離空氣間隙厚度的變化都相同,兩列反射光路程差相同,因此相鄰兩條紋間的距離相同,條紋的密集程度都不會改變,故BD錯(cuò)誤;
C.同一條紋所對應(yīng)的間隙厚度相同,滑塊向右滑動時(shí),沿著半徑間隙厚度為某確定值的地方都向外側(cè)移動,兩列反射光的路程差為某確定值的地方都向外側(cè)移動,因此所有環(huán)形條紋的半徑都會增大,故C正確。
故選C。
7. 如圖所示,某水池下方水平放置一直徑為d=0.6m的圓環(huán)形發(fā)光細(xì)燈帶,O點(diǎn)為圓環(huán)中心正上方,燈帶到水面的距離h可調(diào)節(jié),水面上面有光傳感器(圖中未畫出),可以探測水面上光的強(qiáng)度。當(dāng)燈帶放在某一深度h1時(shí),發(fā)現(xiàn)水面上形成兩個(gè)以O(shè)為圓心的亮區(qū),其中半徑r1=1.2m的圓內(nèi)光強(qiáng)更強(qiáng),已知水的折射率,則( )
A. 湖面能被照亮的區(qū)域半徑為1.5m
B. 若僅增大圓環(huán)燈帶的半徑,則湖面上中間光強(qiáng)更強(qiáng)的區(qū)域也變大
C. 燈帶的深度
D. 當(dāng)時(shí),湖面中央將出現(xiàn)暗區(qū)
【答案】C
【解析】
【詳解】B.水面上形成兩個(gè)以O(shè)為圓心的亮區(qū),若僅增大圓環(huán)燈帶的半徑,光環(huán)向外擴(kuò)大,重疊的區(qū)域變小,即湖面上中間光強(qiáng)更強(qiáng)的區(qū)域變小,B錯(cuò)誤;
AC.當(dāng)重疊區(qū)域半徑r1=1.2m時(shí),如圖所示
解得
湖面被照亮的區(qū)域半徑為
A錯(cuò)誤,C正確;
D.設(shè)重疊區(qū)域恰好為零時(shí),燈帶的深度為h0,如圖所示
解得
當(dāng)時(shí),湖面中央將出現(xiàn)暗區(qū),D錯(cuò)誤。
故選C。
二、多選題:本題共3小題,每小題6分,共18分。
8. 圖甲是一列簡諧橫波在時(shí)刻的波形圖,P點(diǎn)為平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn),圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動圖像。下列說法正確的是( )
A. 該簡諧波沿x軸正方向傳播
B. 該簡諧波的波長為10m
C. 該簡諧波傳播的速度為5m/s
D. 當(dāng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向沿y軸負(fù)方向
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A.由圖乙可知,質(zhì)點(diǎn)P在時(shí)刻的振動方向沿y軸負(fù)方向,結(jié)合圖甲,根據(jù)波的平移法可知,波沿x軸正方向傳播,A正確;
B.從圖乙可知質(zhì)點(diǎn)P的周期為2.4s,即波的周期也為2.4s,質(zhì)點(diǎn)P從運(yùn)動到平衡位置用的時(shí)間為,此時(shí)間內(nèi)波傳播,波沿x軸正方向傳播,時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P左側(cè)平衡位置點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,則質(zhì)點(diǎn)P從運(yùn)動到平衡位置的同時(shí)處質(zhì)點(diǎn)的振動傳播到了處,所以有
解得波長
B錯(cuò)誤;
C.波速為
C正確;
D.質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動表達(dá)式
代入,解得
因位移方向沿y軸正方向,所以加速度方向沿y軸負(fù)方向,D正確。
故選ACD。
9. 隨著人們生活水平提高,單反相機(jī)已進(jìn)入普通家庭,單反相機(jī)是單鏡頭反光數(shù)碼照相機(jī),原理是在膠片平面的前面以45°角安裝了一片反光鏡,反光鏡的上方依次有毛玻璃、五棱鏡目鏡等,五棱鏡將實(shí)像光線多次反射改變光路,將影像送至目鏡,使觀景窗中所看到的影像和膠片上永遠(yuǎn)一樣,這樣方便攝影者正確地取景和對焦。某品牌單反相機(jī)五棱鏡目鏡橫截面和各部分角度如圖所示,其中,,光線從AB中點(diǎn)P垂直AB射入,依次經(jīng)過CD、DE和EA面的反射后,最后光線從BC面射出,已知光線恰好能夠在CD面上發(fā)生全反射,光在真空中的速度為c。下列說法正確的是( )
A. 五棱鏡的折射率為2
B. 光線在DE面上不會發(fā)生全反射
C. 光線從BC面射出時(shí)在BC面上的入射角為0°
D. 光線從射入五棱鏡到射到CD面的時(shí)間為
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A.恰好在CD面發(fā)生全反射,由幾何關(guān)系知入射角
剛好全反射時(shí)
解得折射率n=2
故A正確;
B.作出光路圖,如圖所示
根據(jù)光的反射定律和幾何關(guān)系可知光在DE面上的入射角為75°,大于臨界角,則光線在DE面上會發(fā)生全反射,故B錯(cuò)誤;
C.同理在可知光在EA面上的入射角為30°,根據(jù)幾何關(guān)系可得光恰好垂直于BC邊射出,則光線從BC面射出時(shí)在BC面上的入射角為0°,故C正確;
D.根據(jù)幾何關(guān)系,可得路程
光在五棱鏡中傳播速度為
傳播的時(shí)間為
代入數(shù)據(jù)解得
故D正確。
故選ACD。
10. 夜晚公園景觀池有可變化形狀的燈光秀,其原理如圖甲所示,將一個(gè)半圓形線狀光源水平放在水池水面下,通過支架(圖中未畫出)可以調(diào)節(jié)光源距離水面的深度,隨著不同,人們在水面上會看到不同形狀的發(fā)光區(qū)域。已知半圓形線光源的半徑為,水的折射率為,下列說法中正確的有( )
A. 當(dāng)時(shí),水面上的發(fā)光區(qū)域會呈現(xiàn)類似乙圖所示的“月牙”形狀
B. 當(dāng)時(shí),水面上的發(fā)光區(qū)域會呈現(xiàn)類似丙圖所示的“愛心”形狀
C. 當(dāng)時(shí),水面上的發(fā)光區(qū)域恰會呈現(xiàn)類似丙圖所示的“愛心”形狀
D. 越大,水面上發(fā)光區(qū)域的面積越小
【答案】AC
【解析】
【詳解】ABC.取線光源上某一點(diǎn)作為點(diǎn)光源,點(diǎn)光源發(fā)出的光在水面上有光射出的水面形狀為圓形,設(shè)此圓形的半徑為r,點(diǎn)光源發(fā)出的光線在水面恰好發(fā)生全反射的光路圖如圖所示
由
可得
根據(jù)幾何關(guān)系可得,
則一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光在水面上能看到半徑的圓,對于半圓形線光源在水面上的發(fā)光區(qū)域,可看作是圓的圓心沿半圓弧移動時(shí)圓掃過的區(qū)域,如圖所示
可得,當(dāng),即時(shí),水面上的發(fā)光區(qū)域會呈現(xiàn)類似乙圖所示的“月牙”形狀,當(dāng),即時(shí),水面上的發(fā)光區(qū)域恰會呈現(xiàn)類似丙圖所示的“愛心”形狀,故AC正確,B錯(cuò)誤;
D.結(jié)合上述分析可知,h越大,水面上發(fā)光區(qū)域的面積越大,故D錯(cuò)誤。
故選AC。
三、實(shí)驗(yàn)題(共14分)
11. 做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)。
(1)下列實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是______(填寫實(shí)驗(yàn)步驟前的序號)。
A. 往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上
B. 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定
C. 將畫有油酸膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計(jì)算出油酸膜的面積,根據(jù)油酸的體積和油酸膜的面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小
D. 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù),由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積,再根據(jù)油酸酒精溶液的濃度計(jì)算出油酸的體積
E. 將玻璃板放在淺盤上,然后將油酸膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上
(2)該實(shí)驗(yàn)體體現(xiàn)了理想化模型思想,實(shí)驗(yàn)中我們的理想假設(shè)有_______。
A. 把油酸分子視為球形B. 油酸在水面上充分散開形成單分子油膜
C. 油酸分子是緊挨著的沒有空隙D. 油酸不溶于水
(3)實(shí)驗(yàn)中,體積為的所用油酸酒精溶液中純油酸的體積為,用注射器和量筒測得滴上述溶液的體積為,把一滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中,待水面穩(wěn)定后,得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示,圖中每個(gè)小正方形的邊長為,則油酸薄膜的面積_______;可求得油酸分子的直徑為________(用、、、、表示)。
(4)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏大,可能是因?yàn)開_______。
A. 計(jì)算油膜面積時(shí),舍去了所有不足一格的方格
B. 水面上痱子粉撒得太多,油膜沒有充分展開
C. 用注射器和量筒測體積溶液滴數(shù)時(shí)多記錄了幾滴
D. 油酸酒精溶液濃度計(jì)算值低于實(shí)際值
【答案】(1)DABEC (2)ABC
(3) ①. 70a2 ②. (4)AB
【解析】
小問1詳解】
用“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)步驟為:配制油酸酒精溶液→測定一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積→準(zhǔn)備淺水盤→形成油膜→描繪油膜邊緣→測量油膜面積→計(jì)算分子直徑。故操作先后順序排列為DABEC;
【小問2詳解】
A.把油酸分子看成球形為理想假設(shè),故A正確;
B.讓油膜盡可能散開,形成單分子層為理想假設(shè),故B正確。
C.油酸分子是緊挨著的沒有空隙,不考慮分子間空隙為理想假設(shè),故C正確;
D.油酸本身不溶于水,不是理想假設(shè),故D錯(cuò)誤;
故選ABC
【小問3詳解】
[1]將大于二分之一的格子視為一個(gè)格,舍掉小于二分之一的格子,則油酸薄膜的面積70a2
[2]一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積
可求得油酸分子的直徑為
【小問4詳解】
某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏大,根據(jù)
A.計(jì)算油膜面積時(shí),舍去了所有不足一格的方格,則S偏小,則測得的d偏大,選項(xiàng)A正確;
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜沒有充分展開,則S偏小,則測得的d偏大,選項(xiàng)B正確;
C.用注射器和量筒測體積溶液滴數(shù)時(shí)多記錄了幾滴,則V偏小,則測得的d偏小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.油酸酒精溶液濃度計(jì)算值低于實(shí)際值,則V偏小,則測得的d偏小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選AB。
12. (1)“測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,在白紙上放好玻璃磚,aa′和bb′分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面,如圖所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,用“+”表示大頭針的位置,然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察,并依次插上大頭針P3和P4。在插P3和P4時(shí),應(yīng)使___________(選填選項(xiàng)前的字母)。
A. P3只擋住P1的像 B. P4只擋住P2的像 C. P3同時(shí)擋住P1、P2的像
(2)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的是___________。
A.入射角應(yīng)盡量小些 B.玻璃磚的寬度宜小一些
C.大頭針應(yīng)垂直插在紙面上 D.大頭針P1、P2之間的距離及大頭針P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些
(3)某同學(xué)在畫界面時(shí),不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些,如下圖所示,則他測得的折射率與真實(shí)值相比___________(選填“偏大”、“偏小”、“不變”或“無法確定”)。
(4)某研究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測量液體折射率的儀器。如圖所示,在一個(gè)圓盤上,過其圓心O做兩條互相垂直的直徑BC、EF。在半徑OA上,垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變,每次測量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中,而且總使水平液面與直徑BC相平,EF作為界面的法線,而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像,并在圓周上插上大頭針P3,使P3正好擋住P1、P2的像。通過計(jì)算,預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值,這樣只要根據(jù)P3所插的位置,就可直接讀出液體折射率的值。
①圖中M、N兩位置對應(yīng)的折射率大小關(guān)系為nM___________nN(填寫“大于”、“等于”或者“小于”)
②若∠AOF=30°,則該儀器能夠測量液體折射率的大小范圍是___________。
③沿KMNC,折射率刻度的特點(diǎn)是___________(填寫“刻度均勻”、”越來越密”或者“越來越疏”)
【答案】 ① C ②. CD##DC ③. 偏小 ④. 小于 ⑤. 1
這是一份2024屆河北省部分高中高三下學(xué)期三模物理試題(原卷版+解析版),文件包含2024屆河北省部分高中高三下學(xué)期三模物理試題原卷版docx、2024屆河北省部分高中高三下學(xué)期三模物理試題解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共31頁, 歡迎下載使用。
這是一份2024屆河北省部分高中高三下學(xué)期二模物理試題(原卷版+解析版),文件包含2024屆河北省部分高中高三下學(xué)期二模物理試題原卷版docx、2024屆河北省部分高中高三下學(xué)期二模物理試題解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共34頁, 歡迎下載使用。
這是一份2024屆河北省保定市高三下學(xué)期一模物理試題(原卷版+解析版),文件包含2024屆河北省保定市高三下學(xué)期一模物理試題原卷版docx、2024屆河北省保定市高三下學(xué)期一模物理試題解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共28頁, 歡迎下載使用。
微信掃碼,快速注冊
注冊成功