福建省福州第一中学2022-2023学年高二下学期第四学段（期末考试）物理试卷(含答案)

这是一份福建省福州第一中学2022-2023学年高二下学期第四学段（期末考试）物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、下列关于光学常识的描述中说法正确的是( )
A.光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象
B.雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象
C.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
D.光可以发生偏振，说明光是纵波
2、关于下列各图，说法正确的是( )
A.图甲中，实验现象说明薄板上的蜂蜡是非晶体
B.图乙当分子间距离为时，分子力为零
C.图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D.图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
3、如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是( )
A.光的反射B.光的折射C.光的直线传播D.小孔成像
4、如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为，水银柱cd的长度为，且，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡，则( )
A.A气体的压强大于外界大气压强
B.B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量
C.水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度
D.水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度
二、多选题
5、某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是( )
A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离
C.增大双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源
6、如图所示，两种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，从另一边射出，则下列说法中正确的是( )
A.a光的波长小于b光波长
B.这种材料对a光的折射率大于对b光的折射率
C.若用同一种装置观察双缝干涉图样，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
D.若从同一介质射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
7、某同学用喝完的饮料罐，制作一个简易气温计。如图所示，在这个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，接口处用蜡密封。吸管中引入一段长度可忽略的油柱，在吸管上标上温度刻度值。罐内气体可视为理想气体，外界大气压不变，以下说法中正确的有( )
A.吸管上的温度刻度值左小右大
B.吸管上的温度刻度分布不均匀
C.气温升高时，罐内气体增加的内能大于吸收的热量
D.在完全失重的环境下，这个气温计仍可使用
8、一定质量的理想气体从状态开始，经过四个过程后回到初状态a，图象如图所示，下列说法正确的是( )
A.状态下，单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比b状态下多
B.d状态下，单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比b状态下多
C.过程中气体与外界交换的热量小于气体过程与外界交换的热量
D.过程中气体吸收的热量等于气体过程中向外界放出的热量
三、填空题
9、如图所示，把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上。现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射，从上向下观察，可以看到一系列明暗相间的同心圆环状条纹，这些同心圆环状条纹叫做牛顿环。此干涉条纹是由______反射光和______反射光叠加形成（选填序号：①凸透镜上表面，②凸透镜下表面，③玻璃上表面，④玻璃下表面）；由内向外条纹间距______（选填序号：⑤越来越大，⑥越来越小，⑦不变）。
10、如图所示，两个容器A和B容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当A中气体温度为，B中气体温度为，且，水银柱恰好在管的中央静止。若对两部分气体降温，使它们的温度都降低相同的温度，则水银柱将___________移动。（向左，向右，不会）
四、计算题
11、如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的缸内。缸壁不可导热，缸底导热，缸底到开口处高h。轻质活塞不可导热，厚度可忽略，横截面积，初始处于汽缸顶部。若在活塞上缓慢倾倒一定质量的沙子，活塞下移时再次平衡。已知室温为，大气压强，不计一切摩擦，。
（1）求倾倒的沙子的质量m；
（2）若对缸底缓慢加热，当活塞回到缸顶时被封闭气体的温度为多大？
12、一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深。在距观景台右侧面处有一可沿竖直方向移动的单色点光源S，现该光源从距水面高3m处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，若，求：
（1）水的折射率n；
（2）光能照亮的最远距离AC（计算结果可以保留根号）。
13、一定质量的理想气体由状态A经过状态变为状态C，其有关数据如图象甲所示。若气体在状态A的温度为，在状态C的体积为。过程吸收热量为150J。已知一定质量的理想气体，内能的变化量与温度的变化量成正比，求：
（1）根据图象提供的信息，计算图中的值；
（2）在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态变为状态C的图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C。
（3）过程，气体从外界吸收的热量为多少？
14、五角棱镜是光束定角度转向器之一，常用于照相机的取景器、图象观察系统或测量仪器中。如图所示是五角棱镜的截面图。棱镜材料的折射率为n，AB面与AE面垂直。一束单色光垂直AB面入射，经DE面和BC面反射后垂直AE面射出。该单色光的频率为f，在真空（或空气）中传播的速度为C。求：
（1）单色光在棱镜材料中的波长λ；
（2）BC面与DE面的夹角α；
五、实验题
15、如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①把注射器活塞推至注射器中间某一位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P；
③重复上述步骤②，多次测量；
④根据记录的数据，作出图线，如图乙所示。
（1）完成本实验的基本要求是___________（填正确答案标号）。
A.在等温条件下操作B.封闭气体的注射器密封良好
C.必须弄清所封闭气体的质量D.气体的压强和体积必须用国际单位
（2）理论上由图线分析可知，如果该图线___________，就说明气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比。
16、利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如下图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：
（1）分划板在图中B位置时游标卡尺读数______mm；
（2）相邻两条纹间距______mm（保留三个有效数字）；
（3）该单色光的波长______nm（保留三个有效数字）；
（4）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______（填“变大”、“不变”或“变小”）。
参考答案
1、答案：C
解析：A.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，A错误；
B雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，B错误；
C.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，C正确；
D.光可以发生偏振，说明光是横波，D错误。
故选C。
2、答案：B
解析：A.图甲中，实验现象说明薄板材料在导热性上具有各向同性，但薄板材料可能是非晶体，也可能是多晶体，A错误；
B.图乙当分子间距离为时，分子力为零，B正确；
C.图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图，C错误；
D.图丁中，微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，不平衡性越明显，布朗运动越明显，D错误。
故选B。
3、答案：B
解析：光在同一种均匀、透明介质中沿直线传播，在不均匀的透明介质中不沿直线传播，会发生折射。由于大气层上疏下密，光线穿过不均匀的大气层时连续
发生折射，傍晚当阳光的折射光线沿水平线进入人眼时，此时的入射光线已经在地平线以下了，我们平时傍晚看到的“红红的太阳”实际上是太阳的虚像，真实的太阳可能已经在地平线以下了。
故选B。
4、答案：B
解析：A.取出水银前，A气体压强
B气体压强
当在右管开口端取出少量水银时，即减小，A、B气体压强均变小，即A气体的压强小于外界大气压强，A错误；
C.由玻意耳定律
A、B气体体积均变大。
假设B气体体积不变，则水银面a下降的高度等于水银面c上升的高度，等于b上升的高度；由于B气体体积同时要变大，故水银面e上升的高度大于水银面a下降的高度。C错误；
B.假设取出高度的水银，则B气体的压强变化量一定为
假设A、B气体的体积均不变，则A气体的压强变化量也为
压强减小后，根据玻意耳定律，体积要变大，故A气压变化量小于，即B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量，B正确；
D.假设右管中刺余的水银高度非常小，即取出水银柱长度接近，则水银面a、b间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度，D错误。
故选B。
5、答案：BC
解析：A.条纹间距与光源到单缝的距离无关，A错误；
BCD.乙图中条纹的间跑比甲图大，根据
其中L是双缝到光屏之间的距离，d是双缝之间的距离，λ是波长，因此他改变的实验条件可能是增大双健到光屏之间的距离，减小双缝之间的距离，或者换用波长更长的单色光源，又
所以也可能是换用频率更低的单色光源，BC正确，D错误；
故选BC。
6、答案：AB
解析：AB.a光的偏折程度大于b光，所以a光的折射率大于b光，a光的频率大于b光，a光的波长小于b光，选项AB正确；
C.根据可知，若用同一种装置观察双缝干涉图样，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，选项C错误；
D.根据得，b光的折射率小，则临界角大，故D错误。
故选：AB。
7、答案：AD
解析：A.若水平状态的油柱缓慢移动，则内外的压强相等，故封闭的理想气体发生了等压变化，若温度升高，气体体积变大，油柱向右移动，则吸管上的温度刻度值左小右大，故A正确；
B.根据盖吕萨克定律，
可得
而
有
可以得到与成正比关系，所以吸管上所标温度的刻度是均匀的，故B错误；
C.气温升高时发生等压膨胀，有升温内能增加，碰撞气体对外做功，由热力学第一定律
可知气体吸热，且吸收的热量大于对外做的功，吸收的热量大于罐内气体增加的内能，故C错误；
D.气温计是利用微观的分子热运动形成等压过程的原理制成，与宏观的超失重现象无关，故在完全失重的环境下，这个气温计仍可使用，故D正确；
故选AD。
8、答案：BD
解析：根据理想气体状态方程，得
可知图象中图线上各点与原点的连线的斜率
则过程中气体体积不变，分子数密度不变，温度升高，气体分子平均速率变大，分子撞击容器壁的时间间隔减小，次数增多，故A错误；
B.设单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数为n，单个气体分子单次撞击容器壁的平均冲量为I，则气体压强
由题图可知
d状态下气体分子平均速率比b状态下的小
单次撞击冲量
而由题图知压强
故B正确；
C.过程中气体温度不变
过程放热
过程中气体温度不变
过程吸热
因为
所以
故C错误；
D.过程中气体体积不变，外界对气体不做功，又因为
因此
过程中气体吸收的热量等于气体
过程中向外界放出的热量。
故D正确；
故选BD。
9、答案：②；③；⑥
解析：凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，故选②③。
因为圆面是曲面不是平面，所以光程差不是均匀增加的，所以从凸透镜中心向外，
圆环半径不是均匀增大，而是越来越密集，由内向外条纹间距越来越小，故选⑥。
10、答案：向右
解析：假设水银柱不动，对气体A有
解得
对气体B有
解得
由于开始时水银柱恰好在管的中央静止，则开始有
因，则
联立可得
又因为
可得
则水银柱将向右移动。
11、答案：（1）25kg（2）375K
解析：（1）以活塞为研究的对象，倒上沙子后
以气体为研究的对象，活塞下移的过程中温度不变，则
其中
联立可得
（2）对缸底缓慢加热的过程中气体的压强不变温度升高，物体增大，初状态：，；末状态：，
由盖吕萨克定律可知
即
解得
12、答案：（1）（2）
解析：（1）点光源S在距水面高3m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB，由于
所以，水的折射率
（2）点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处掠射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90°，折射角为临界角C，则
解得
13、答案：（1）0.4L
（2）
（3）120J
解析：（1）由图甲可知：A至为等压过程，至C为等容过程。对A至C，由理想气体状态方程有
解得
（2）由盖•吕萨克定律
解得
因为至C为等容过程，所以
图象如图所示
（3）从A到压强不变，体积增大
气体对外做功
则由热力学第一定律可知
即
解得
从到C体积不变，则
则
即
即过程，气体从外界吸收的热量为120J。
14、答案：（1）（2）45°
解析：（1）光在棱镜中传播的速度
光从空气传到棱镜中，频率f不变，有
可得
（2）画出光路图如图所示
KH为反射面DE的法线，KI为反射面BC的法线
由反射定律有
光线IJ与光线GH垂直，有
由于， ，可得
由几何关系有
解得
15、答案：（1）AB（2）为过坐标原点的倾斜直线
解析：（1）A、B、本实验的条件是：温度不变、气体质量一定，所以要在等温条件下操作，注射器密封性要好。故AB正确；
C、本实验研究质量一定的气体压强与体积的关系，不需要测量气体的质量。故C错误；
D、本实验研究气体的压强和体积的比例关系，单位无需统一为国际单位。故D错误。
故选：AB。
（2）根据理想气体状态方程可得，可知实验数据画出的图线是过坐标原点的直线。
16、答案：（1）15.5（2）0.733（3）586（4）变小
解析：（1）该游标卡尺的精度为0.1mm，B位置
（2）A位置游标卡尺精度为0.1mm，该位置读数为
相邻两条纹间距
（3）根据双缝涉条纹间距公式
解得
（4）根据双缝干涉条纹间距公式有
可知，频率越高，波长越短，条纹间距越小，即改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将变小。