2022-2023学年甘肃省张掖市高二（下）月考物理试卷（6月）

2022-2023学年甘肃省张掖市高二（下）月考物理试卷（6月）

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1.  严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾，我们能够闻到花香，这与分子的热运动有关。关于热学中的分子，下列说法正确的是(    )

A. 布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散在气体、液体和固体中均可以进行
C. 当两个分子间距离减小时，分子间的斥力增大，引力减小
D. 当两个分子间距离增大时，分子间的分子势能一定减小

2.  用镊子夹住棉球，点燃后在空玻璃杯内转一圈，取出后将杯盖盖好，过一会冷却后杯盖不容易被打开。从盖住杯盖到冷却后的过程中(    )

A. 杯内气体的压强变大 B. 杯内单位体积的分子数减少
C. 杯内气体分子运动的平均速率不变 D. 杯壁单位面积受到的气体分子撞击力减小

3.  下列说法正确的(    )
 

A. 由图甲可知，状态的温度比状态的温度高，且两条曲线与横坐标轴包围的面积相同
B. 由图乙可知，气体由状态到状态的过程中，气体分子平均动能一直增大
C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间作用力随分子间距离的增大先减小后增大
D. 由图丁可知，在分子间距离由到的过程中分子间作用力做负功

4.  下列说法不正确的是(    )
 

A. 图为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理
B. 图为光照射不透明小圆板得到的衍射图样
C. 图中沙漠蜃景属于光的全反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大
D. 图的原理和照相机镜头表面加上增透膜的原理是不同的

5.  将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由、单色光组成的复色光从水中以角度射入三棱镜再从三棱镜射出，光路如图，则(    )
 

A. 该材质相对水是光密介质
B. 增大入射角，界面射出时光先消失
C. 减小入射角，界面射出时光先消失
D. 单色光在该材质中传播速度小于在水中传播速度

6.  图示为某透明介质的截面图，圆弧的半径为，点为圆心，点为半径的中点， 。某一光线沿射入介质，射到点时恰好发生全反射，且从点射出介质。则透明介质的折射率和光线的入射角为(    )
 

A. ， B. ， C. ， D. ，

7.  某三棱镜的横截面为等腰三角形，，边长为，空气中一束包含、两种单色光的细光束沿平行于方向照射到边的中点，经三棱镜折射后分成、两束单色光部分光路图如图所示。其中，单色光从点入射后的折射光平行于。已知光在真空中传播速度为。不考虑面的反射下列结论正确的是
 

A. 在该三棱镜中，单色光的传播速度比大
B. 单色光在该三棱镜中发生全反射的临界角满足
C. 若用单色光、分别通过同一单缝衍射装置，单色光的中央亮纹间距比的大
D. 仅改变入射光在边上入射点的位置，光在该三棱镜中的传播时间始终为

8.  “道威棱镜”是一种用于光学图像翻转的仪器。如图所示，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，其横截面为底角的等腰梯形，为中点，为中点，光和光均沿与平行的方向分别从和点射入棱镜，均在面上发生一次全反射后从面射出，其中光的出射点为中点图中未画出。已知棱镜对两光的折射率均为，，光在真空中的传播速度大小为，。则(    )
 

A. 光在棱镜中传播的时间大于光在棱镜中传播的时间
B. 光在棱镜中的传播时间为
C. 光在棱镜中经过的路程为
D. 光在边的射出点到边的距离为

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9.  如图所示，矩形为一玻璃砖的截面，、。该截面内一条单色光线从点射向中点，刚好在发生全反射并直接射向点。该单色光的另一条与平行的光线从上的点未画出折射进入玻璃砖，光线经反射后直接射向的中点。已知真空中光速为，则下列说法正确的是
 

A. 玻璃砖的折射率为
B. 光线第一次打在面上时发生全反射
C. 光线第一次打在面上时发生全反射
D. 光线第一次从点传播到点用时为

10.  一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强一体积图像上的两条曲线Ⅰ和Ⅱ表示，如图所示，曲线均为反比例函数曲线的一部分。、为曲线Ⅰ上的两点，气体在状态和的压强分别为、，温度分别为、。、为曲线Ⅱ上的两点，气体在状态和的压强分别为、，温度分别为、。下列关系式正确的是(    )
 

A.  B.  C.  D.

11.  如图所示，足够长的形管内分别由水银封有、两部分气体，则下列陈述中正确的是(    )
 

A. 只对加热，则减小，气柱长度不变
B. 只对加热，则不变，气柱长度增大
C. 若在右管中注入一些水银，将增大
D. 使、同时升高相同的温度，则增大、减小

12.  如图所示，半圆形透明介质的折射率，半径为，为圆心，为直径，为的中点。点光源可以紧贴直径自左向右移动，只考虑从光源直接发出射到半圆弧上的光线，下列说法正确的是
 

A. 当光源位于的位置，半圆弧的部分有光线射出
B. 当光源位于的位置，半圆弧的部分有光线射出
C. 当光源位于的位置，半圆弧的部分有光线射出
D. 当光源位于与之间的位置，整个半圆弧均有光线射出

三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）

13.  现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。

在组装仪器时单缝和双缝应该相互______放置。选填“垂直”或“平行”；

已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图所示，则读数为______。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离，所测光的波长______。保留位有效数字；

为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有______。

A.探究两个互成角度的力的合成规律的实验中合力的测量

B.探究弹簧弹力与形变量的关系的实验中弹簧的形变量的测量

C.用单摆测重力加速度的实验中单摆的周期的测量

D.用油膜法估测油酸分子的大小的实验中滴油酸酒精溶液体积的测量

四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）

14.  如图所示，深度为的游泳池充满水，泳池底部点有一单色光源，点距游泳池壁的距离为，某人走向游泳池，距游泳池边缘点为时恰好看到光源，已知人的眼睛到地面的高度为，光在真空中传播速度为，求：

游泳池中水对该单色光的折射率；

光从光源发出到射入人的眼睛所用的时间保留两位有效数字。

15.  年月日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气泡，形成了两个同心的球，如图所示，是通过球心的一条直线，一单色细光束平行于从点射入球体，出射光线与的交点到球心的距离是球半径的倍，且与所成的角，求：

水对此单色光的折射率；

为不改变该光束的传播，气泡球的半径不得超过多少不考虑的变化？

16.  某充气式座椅简化模型如图所示，质量相等且导热良好的两个汽缸、通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种气体、，活塞通过轻弹簧相连，静置在水平面上，已知汽缸的质量为汽缸壁的厚度不计，轻弹簧的劲度系数为、原长为，大气压强为，重力加速度大小为，初始时环境温度为，被封闭气体高度均为，活塞的横截面积为、质量和厚度不计，弹簧形变始终在弹性限度内，活塞始终未脱离汽缸。

求初始时气体的压强；

若环境温度缓慢升至，求稳定后汽缸底部离水平面的高度。

17.  如图所示，竖直放置的型管内装有水银，右管封闭了一段长的空气柱，此时左右两侧的水银面高度差为，现从管的开口端慢慢倒入水银，最终左管水银面比右管水银面高，整个过程温度不变，外界大气压。求：

右管封闭空气柱的最终长度；

加入的水银柱长度。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】【详解】布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，故A错误；

B.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行，故B正确；

C.当两个分子间距离减小时，分子间斥力和引力都增大，故C错误；

D.当  ，分子势能随着分子间距离的增大，分子势能减小，当  时，分子势能随分子距离增大而增大，故D错误。

故选B。

2.【答案】 

【解析】

【分析】
冷却后气体温度降低，根据理想气体状态方程得出压强的变化；杯内单位体积的分子数不变；气体温度降低，分子平均动能减小，分子的平均速率减小；根据压强的微观意义分子单位面积杯壁受到的分子的撞击力。
本题是理想气体状态方程及分子的平均动能和压强的微观意义的考查，基础题目。
【解答】
A.杯盖盖好后杯内封闭了一定质量的气体，体积不变，冷却后气体温度降低，根据理想气体状态方程可知，杯内的气体压强减小，选项 A错误；
B.杯子内气体的分子数不变，杯子体积不变，故杯内单位体积的分子数不变，选项B错误；
C.冷却后温度降低，气体分子的平均动能减小、平均速率减小，选项C错误：
D.根据理想气体压强产生的微观机制可知，杯壁单位面积受到的气体分子撞击力减小，选项D正确。
故选D。  

3.【答案】 

【解析】【详解】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，所以由图甲可知，状态的温度比状态的温度高；甲图是分子运动速率分布的统计规律图，属于正态曲线图，表征的是气体分子不同速率的概率，可以形象的认为横轴就是该事件中的各种情况，而纵轴对应的是这种情况发生的概率，在无穷远处可以认为正态曲线与横轴相交，这时所包围的总面积即为，即两条曲线与横坐标轴包围的面积相同，故A正确；

B.根据理想气体状态方程

由图乙可知

可知状态的温度等于状态的温度，由图乙可知  的乘积先变大后变小，气体由状态变化到的过程中，气体温度先增加后减小，气体分子平均动能先增加后减小，故B错误；

C.由图丙可知，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A。

4.【答案】 

【解析】

【分析】
图中利用了薄膜干涉的原理；泊松亮斑是光的衍射现象；沙漠蜃景属于光的全反射现象；肥皂泡在阳光下呈现彩色和照相机镜头表面加上增透膜都是光的干涉现象。
本题考查了光学部分的内容，理解常见的光现象及原理是关键。
【解答】
A.图中利用了薄膜干涉的原理，同一明条纹处空气膜的厚度相同，由弯曲的条纹可知，处被检查平面左边的空气膜厚度与其右边的空气膜厚度相同，知处凹陷，而处被检查平面右边的空气膜厚度与其左边的空气膜厚度相同，知处凸起，故A正确；
B.图为光线照射不透明小圆板得到的衍射图样，泊松亮斑，故B正确；
C.沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大，从远处物体射向地面的光先折射后发生全反射形成沙漠蜃景，故C正确；
D.肥皂泡在阳光下呈现彩色是光的干涉现象，照相机镜头表面加上增透膜是利用薄膜干涉，它们的原理相同，故D错误。
本题选不正确的，故选D。  

5.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查几何光学知识，熟悉折射定律、折射率公式是解题的关键。
结合光路图得出水进入介质时折射角与入射角的关系从而可判断；根据图像判断偏折程度情况即可判断；根据折射定律和折射率定义式即可判断。

【解答】

A、根据图线可知，光从该介质进入水中时折射角小于入射角，所以该材质相对水是光疏介质，故A错误；
、复色光从水中进入该介质中，光的偏转角大，说明光的折射率大，增大入射角，光先在面发生全反射，光无法射到面上，所以界面光先消失，故B正确，C错误；
D、对单色光，该材质相对水是光疏介质，即光在水中的折射率大于在该介质中的折射率，根据可知单色光在该材质中传播速度大于在水中传播速度，故D错误。

6.【答案】 

【解析】解：光线在介质中的光路图如图所示，

设光线在该介质发生全反射的临界角为，则
 ，
，
解得：，
在中，根据正弦定理有
，
根据折射定律有
，
解得：，
故B正确，ACD错误；
故选：。
光射到点时恰好发生全反射，入射角等于临界角，由几何关系求出，再由求出介质的折射率，；由几何知识求出光光线的入射角。
本题首先要能正确作出光路图，掌握全反射的条件，并能正确应用几何关系和折射定律结合进行解题。
 

7.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查光在三棱镜中的折射以及全反射的相关知识，要注意几何关系确立的角度关系，考查光的双缝干涉，注意双缝干涉条纹的间距公式的应用。
【解析】
A.根据折射定律，可知光的折射率小于光的折射率，根据可知在该三棱镜中，单色光的传播速度比小，故A错误；

B.由几何关系知、复合光的入射角为，光的折射角为，则光的折射率为，则单色光在该三棱镜中发生全反射的临界角满足，故B错误；

C.由选项可知，光折射率大于光折射率，则光频率大于光频率，根据可知光的波长小于光波长，可知若用单色光、分别通过同一单缝衍射装置，单色光的相邻亮纹间距比的小，故C错误；

D.如图所示

改变入射光在边上入射点的位置，由于入射角始终为，所以折射光始终平行于，根据选项可知，光在边会发生全反射，因为，可得

因为，，
所以，所以

在平行四边形中

在等腰中

所以从边上任意位置射入的光线，光的路径等于的长度，则

又

解得，故D正确。

故选D。

8.【答案】 

【解析】【详解】光线、在棱镜中的传播速度为

光线、从入射时，设为光线在上的入射点，为光线在上的入射点，为光线在上的出射点，由光路的对称性，为的中点，光路图如图所示

由折射定律

得折射角

由几何关系可得，当光线、射到时，与的夹角均为  ，根据正弦定理，得

所以光线在棱镜中传播的距离

光线在棱镜中的传播时间

由几何关系得

所以

可得为的中点，根据正弦定理同理可得，光线在棱镜中传播的距离

则光线在棱镜中的传播时间

故AB错误，C正确；

D.光线从边射出点为的中点，到边的距离为

故D错误。

故选C。

9.【答案】 

【解析】  解：、如图，玻璃砖的该截面内光线从点射到中点时，刚好在发生全反射，

由于，，则入射角为，则有，
玻璃砖的折射率，故A错误；

B、如图，设从点入射的光线在边界的折射角，


根据折射定律有，解得，
，

，
可知光线在界面发生全反射，故B正确；

C、经反射后到达点，设入射角为，，故光线第一次打在面上时不会发生全反射，故C错误；

D、经反射后到达点，
根据几何关系有，
因为，
且，
又因为，
联立可得光线从到经过路程
光线在玻璃砖中的传播速度为，
则光线在玻璃砖内传播的时间为，故D正确。

【解析】

玻璃砖的该截面内光线从点射到中点时，刚好在发生全反射，根据几何知识求解全反射临界角，根据求解玻璃砖的折射率；
作出光路图，根据几何知识求解、的距离以及光从点传播到点的路程长，根据求解光在玻璃砖中传播的速度，由求解光从点传播到点的时间。
解决该题需要能正确作出光在玻璃砖内传播的光路图，能根据几何知识求解相关的长度和角度，熟记全反射的临界角的公式以及光在介质中传播的速度公式。
 

10.【答案】 

【解析】【详解】根据理想气体状态方程

以及曲线均为反比例函数曲线的一部分，可得为等温变化，所以有

故A错误；

B.到为等压变化，所以有

得

B正确；

C.到为等温变化，所以有

解得

所以有

故C正确；

D.到为等温变化，所以有

得

所以结合选项有

故D错误。

故选BC。

11.【答案】 

【解析】解：、只对加热，假设体积不变，则压强增大，所以增大、减小，气柱长度不变，因为此部分气体做等温变化，故A正确，B错误；
C、若在右管中注入一些水银，压强增大，假设的体积不变，的压强与长度的水银柱产生的压强之和随之增大，的压强增大，根据玻意耳定律得将减小，故C错误；
D、使、同时升高相同的温度，假设气体体积不变，的压强增大，压强不变，则增大、减小，故D正确；
故选：。
只加热时右边气体的压强保持不变，利用假设法判断左边气体体积的变化，若在右管中注入一些水银，右边气体的压强增大再根据假设法分析左边气体体积的变化，从而得出结论。
做好本题的关键是知道两边气体压强大小的影响因素，再利用理想气体状态方程判断各物理量的变化。
 

12.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查全反射的相关知识，找出几何关系是关键。
【解答】


当光源位于位置时，如图所示
光线在圆弧上位置恰好发生了全反射，则有，解得，故圆弧上有光线射出，且，点左侧的射出点入射角都大于临界角，不能射出；点右侧的射出点入射角都小于临界角，可以射出，故半圆弧的部分有光线射出，故A错误，B正确
当光源位于的位置，设任一入射光线的入射角为，如图所示：

根据正弦定理，可知在中有
解得
因为的取值范围为：∽，故
即，故整个半圆弧均有光线射出，故C错误，同理得 D正确。  

13.【答案】平行；；；． 

【解析】

【分析】
根据实验原理，单缝与双缝相互平行；
测量头是游标卡尺，其读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；根据列式求解光波长；
依据放大测量取平均值，从而即可判定．
解决本题的关键掌握条纹的间距公式，及游标卡尺的读数方法，读数时要先注意精度，再确定游标尺上的读数，注意其读数没有估计值，同时理解双缝干涉条纹的间距公式
【解答】
只有保证单缝和双缝互相平行，这样才能在屏上出现明暗相间的条纹；
游标卡尺的的游标尺为分度，精度为，固定刻度读数为，游标尺上第个格对齐，故读数为，
所以最终读数为．
 由于第条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为；第条亮纹中心对齐，测量头的读数，
所以 ．
根据，知
代入数据得：．
先测量个条纹的间距再求出，属于微量累积法，
A.探究两个互成角度的力的合成规律的实验中合力的测量，属于等效替代法，故A错误；
B.探究弹簧弹力与形变量的关系的实验中弹簧的形变量的测量，属于测多次取平均值，故B错误；
C.用单摆测重力加速度的实验中单摆的周期的测量，属于微量累积法，故C正确；
D.用油膜法估测油酸分子的大小的实验中滴油酸酒精溶液体积的测量实验采用了微量累积法，故D正确；
故选：。
故答案为：平行；；；．  

14.【答案】解：光路如图所示，入射角，折射角



由折射定律
；
该单色光在池水中传播速度为

光从光源发出到射入人的眼睛所用的时间

代入数据解得：。
答：游泳池中水对该单色光的折射率为；
光从光源发出到射入人的眼睛所用的时间为。 

【解析】由几何关系求出入射角和折射角，再根据折射定律可求折射率；
根据求光传播时间。
本题考查折射定律的应用，注意结合实际情况的几何关系即可求解。
 

15.【答案】解：如图

由几何关系得

解得

则

由于半径相等，则两次折射中

又由于折射率相同，则

 ， 

因此折射率为

如图

为不改变该光束的传播，则光束最多和气泡相切，其半径为

【解析】见答案
 

16.【答案】解：初始时、气体压强相等对汽缸进行受力分析可得

得到

环境温度升高，气体压强均不变，气体发生等压变化

弹簧压缩量不变汽缸底部上升的高度

即

【解析】见答案
 

17.【答案】解：设右侧气体初始压强为，末状态压强为，则


其中，
由玻意耳定律：

解得
加入水银长度。 

【解析】本题考查了理想气体状态方程的应用，正确选用理想气体状态方程是解题的关键。
计算右侧气体开始和最终的压强，由玻意耳定律列方程即可求出最终的长度；
由几何关系直接得出加入水银的长度。