甘肃省兰州市第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

这是一份甘肃省兰州市第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空等内容，欢迎下载使用。

时长：100分钟 总分：100分
一、单选题（每题5分，共35分）
1．关于理想气体，下列说法正确的是( )
A．气体对容器的压强是由气体的重力产生的
B．气体对容器的压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞产生的
C．一定质量的气体，分子的平均动能越大，气体压强也越大
D．压缩理想气体时要用力，是因为分子之间有斥力
2．对热力学第二定律的理解，下列说法正确的是( )
A．热量不能由低温物体传给到高温物体
B．外界对物体做功，物体的内能必定增加
C．永动机不可能制成，是因为违反了热力学第二定律
D．不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化
3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示。经0.6s时间质点a第一次到达波峰位置，则（ ）
A．这列波的波速是m/s
B．b点开始振动的方向沿y轴负方向
C．经过0.6s质点b第一次出现在波峰
D．这列波的周期T=2.4s
4．下列叙述中符合物理学史的有( )
A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的
C．查德威克通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型
D．玻尔根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式

5．关于阴极射线的性质，下列说法正确的是( )
A．阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的
B．阴极射线本质是电子
C．阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电
D．阴极射线的比荷比氢原子核小
6．如图所示的装置，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手，让其自由振动，周期为。现使把手以周期匀速转动（），当其运行到稳定后，则（ ）
A．弹簧振子的振动周期为
B．弹簧振子的振动周期为
C．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手的转速减小
D．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手的转速增大
7．如图所示，半圆柱形玻璃砖的圆心为O。一束复色光束以入射角i＝30°由玻璃砖内射向O点，折射后分为两束单色光束a、b。其中单色光束a的折射角恰为r＝45°，则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖对单色光b的折射率应略小于
B．若光束从水中射向空气，则光束a的临界角比光束b的临界角小
C．光束b比光束a更容易发生明显衍射现象
D．在光的双缝干涉实验中，仅将入射光束由a改为b，则条纹间距变小
二、多选题（每题5分，共15分）
8．以下关于分子动理论的说法中正确的是( )
A．物质是由大量分子组成的
B．－2 ℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动
C．分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大
D．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小
9．两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象（α>β）。下列结论中正确的是（ ）
A．在水中的传播速度，光束a比光束b大B．在水中的传播速度，光束a比光束b小
C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大
10．如图，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动一段距离，在此过程中，环境温度保持不变，下列说法正确的是（ ）
A．水平外力F做的功等于气体内能的增加
B．因为活塞受力平衡所以水平外力F为恒力
C．气体是从单一热源吸热，并且全部用来对外做功
D．活塞克服大气压力做功数值上等于水平外力F做功与气体从外界吸收的热量之和
三、填空（每空2分，共16分）
11．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
②将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积；
③根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；
④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
⑤往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确实验步骤的排列顺序是_______（填写步骤前面的数字）；
（2）在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是_______；
A．等效替代法 B．理想模型法 C．控制变量法 D．比值定义法
（3）将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是。由此估算出油酸分子的直径为_______m（结果保留1位有效数字）；
（4）在该实验中，某同学计算的油酸分子直径结果明显偏大，可能是由于_______。
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
12．（1）同学利用如图所示的装置做“验证碰撞中的动量守恒”实验，具体操作如下：
A．把带有斜槽的长木板调整水平后固定，用天平称出甲、乙两玩具小车的质量，记为m1、m2
B．将小车甲从斜槽上的某点P由静止释放，最终甲车停在长木板上的M点，在长木板靠近斜槽的位置选一点O，用直尺测量出
C．把小车乙静止放在O点，将小车甲再次从P点由静止释放，两车在O点相碰后，最终停在长木板上的N、S位置，分别测量出，
D．改变P点的位置，重复步骤B、C，多次实验
回答下列问题：
①本实验的实验条件：要求两小车与长木板间的动摩擦因数甲______乙；
②满足上述实验条件后，要验证碰撞中的动量守恒，只要验证______成立即可；（用测量的物理量写出关系式）
③某同学根据获得的实验数据总得到关系式，你认为两车的碰撞属于______碰撞（填“弹性”或“非弹性”）；
（2）某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
①若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长=______；
②某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm，则所测单色光的波长为______nm（结果保留3位有效数字）。
三、计算题（34分）
13．（10分）一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中，当温度T1=300K时，被封闭的气柱长L=20cm，两边水银柱高度差h=15cm，大气压强p0=75cmHg，求：
（1）封闭气柱的压强；
（2）为使左端水银面下降h=5cm，封闭气体温度应变为多少?
14．（10分）如图所示，△ABC为直角三棱镜的截面，∠B=30°∠A=90°，AB长为L。一束单色光从AB面上的D点斜射入棱镜，入射光线与BC边平行，折射光线射到BC面上的E点，BC面的反射光线照射到AC面上的F点，且EF与AB行，EF=2DE，光在真空中的传播速度为c。求:
（1）棱镜对该单色光的折射率；
（2）光在棱镜中沿DEF传播所用的时间。
15．（14分）如图1所示，在足够长的光滑水平面上左右两侧各固定一竖直挡板，木板A紧靠左侧挡板，在A的左侧放置物块B（视为质点），B的质量为，A与B之间的动摩擦因数μ=0.2。某时刻起，A和B一起以的速度向右运动，以木板A与右侧挡板第一次碰撞的时刻为t=0时刻，取水平向右为正方向，在时间内，B相对于A的速度随时间t变化的关系如图2所示。木板A、B与挡板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，运动过程中B始终未脱离A，重力加速度g取。求：
（1）木板A的质量；
（2）木板A与两挡板刚要发生第4次碰撞前木板的速度大小；
（3）板长L应满足的条件。
【答案】
1-5BDCAB
6. D
7.【答案】 D
【解析】
A．根据折射率的定义可知a光的折射率
由图知，两束光的入射角相等，a的折射角小于b的折射角，通过折射定律可知，玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，所以b光的折射率大于，故A错误；
B．由于b的折射角大于a的折射角，则使入射角i逐渐变大时，b光的折射角先达到90°，发生全反射现象，b的临界角小，故B错误；
C．a的频率小，则波长大，根据明显衍射的条件可知，光束a比光束b更容易发生衍射现象，故C正确;
D．根据干涉条纹的宽度公式
可知，在光的双缝干涉实验中，仅将入射光束由a改为b，条纹间隔变窄，故D正确。
故选D。
8.【答案】ACD
9.【答案】 AC
【解析】
由图可知，入射角相等，b折射角小，由折射定律
可得水对光束a的折射率小，水对光束b的折射率大，
由
可知，在水中的传播速度，光束a比光束b大，所以AC正确，BD错误。
故选AC。
10.【答案】 CD
【解析】
A．理想气体的内能等于分子动能，由于温度不变所以内能不变，故A错误；
B．气体等温膨胀，根据玻意耳定律PV=C，其中C为定值，可知气压不断减小，故内外气体的压力向左变大，故F逐渐变大，故B错误；
C．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但是引起了其它变化（外力F做功），所以此过程是可以的，不违反热力学第二定律，故C正确；
D．根据能量守恒定律，可知活塞克服大气压力做功数值上等于水平外力F做功与气体从外界吸收的热量之和，故D正确。
故选CD。
11． 【答案】 ⑤①④②③ B 5×10-10 AC
12．【答案】 等于 非弹性碰撞 630
13．
【答案】 （1）；（2）
【解析】
（1）封闭气柱的压强为
解得
（2）左端水银面下降h=5cm时，两边水银柱的高度差为
此时左边气体的压强为
此时左边气体的体积为
设此时气体的温度为，根据理想气体的状态方程可得
代入数据解得
14．
【答案】 （1）；（2）
【解析】
（1）光路图如下图
设光线在AB面上的入射角为i，因入射光线平行于BC边，可得
i=60°
设折射光线在BC面上的入射角为θ，由于EF平行AB，可得
θ=60°
根据几何关系，光线在AB面上的折射角为
则棱镜对该单色光的折射率
（2）设DE长为d，由于△DBE为等腰三角形，则有
BD=d
由于EF=2DE，则
EF=2d
根据几何关系有
AB=BD+DEsinr+EF
即
解得
则
x=DE+EF=
该单色光在棱镜中的传播速度为
则光在棱镜中沿DEF传播所用的时间为
15．
【答案】 （1）；（2）；（3）
【解析】
（1）由B相对于A的速度随时间t变化的关系可求得B相对于A的加速度
对B由牛顿第二定律，则有
对A由牛顿第二定律，则有
又根据
联立并代入已知条件解得
（2）木板A与右挡板发生第1次碰撞后以原速率弹回，此后木板与木块所受的合外力为零，总动量守恒，到第2次碰撞前，二者达到相同速度，取水平向左为正方向，则有
解得
方向水平向左
长木板与左挡板发生第2次碰撞后，二者达到相同速度，则有
解得
方向水平向右
同理，发生第3次碰撞后二者达到相同速度，则有
解得
代入数据解得
（3）第1次碰后到第2次碰前瞬间，木块B相对板A向右滑动，根据能量守恒则有
解得
第2次碰后到第3次碰前瞬间，木块相对板向左滑动，有
解得
同理可证第3次碰后到第4次碰前瞬间，木块相对板向右滑动， 小木块始终没有脱离木板，板长应满足
代入数据解得