[物理][期末]福建省福州市福州九县(市、区)一中2023-2024学年高二下学期7月期末考试试题(解析版)

这是一份[物理][期末]福建省福州市福州九县(市、区)一中2023-2024学年高二下学期7月期末考试试题(解析版)，共17页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 下列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. 光可以发生偏振，说明光是纵波
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. 正在鸣笛的火车向我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变低
【答案】C
【解析】A．光学镜头上的增透膜是利用光的薄膜干涉现象。故A错误；
B．光可以发生偏振，说明光是横波。故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。故C正确；
D．正在鸣笛的火车向我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高。故D错误。
故选C。
2. 关于下列各图，说法正确的是（ ）
A. 图甲液体对玻璃是浸润的
B. 图乙当分子间距从开始逐渐增大，分子力先变大后变小
C. 图丙，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D. 图丁，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
【答案】B
【解析】A．当液体与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面收缩的现象叫不浸润，当液体与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面延伸的现象叫浸润，根据图像可知，液体与玻璃的附着层沿固体表面收缩，则该液体对玻璃是不浸润的，故A错误；
B．图乙中，当分子间距从开始逐渐增大，分子力先变大后变小，故B正确；
C．温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，则图丙中，对应曲线为同一气体温度较低时的速率分布图，故C错误；
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，粒子越趋于平衡，布朗运动越不明显，故D错误。
3. 质量为m的运动员从下蹲静止状态竖直向上起跳，经过t时间，身体伸直并刚好离开地面，离开地面时速度为v，重力加速度为g，在时间t内（ ）
A. 地面对运动员做功为
B. 地面对运动员冲量为
C. 地面对运动员的平均作用力大小为
D. 地面对运动员的平均作用力大小为
【答案】D
【解析】A．在运动员与地面作用过程中，地面支持力作用点发生的位移为0，则地面对运动员做功为0，故A错误；
BCD．该过程中，设地面对运动员的平均作用力大小为，根据动量定理可得
解得地面对运动员的冲量大小为
则地面对运动员的平均作用力大小为
故D正确，BC错误。
4. 钓鱼是很多人的爱好，浮漂是必不可少的工具。如图是质量为m的某浮漂，静止在静水中的示意图，M、P、O、N为浮漂上的点，此时点О在水面上。用手将浮漂向下压，使点M到达水面后松手，浮漂会上下运动，上升到最高处时，点N恰好到达水面，浮漂的运动可看成简谐运动。从松手开始计时，经0.2s，点Р第一次经过水面，再经1.6s，点P第二次经过水面，重力加速度为g，则（ ）
A. O点到达水面时，浮漂具有最大加速度
B. N点到达水面时，浮漂具有最大速度
C. 浮漂振动周期为2.0s
D. N点到达水面时，浮漂受到的浮力大小为2mg
【答案】C
【解析】AB．当鱼漂静止时浮力与重力大小相等，则O点与水面重合时位置为简谐运动的平衡位置，鱼漂的速度最大，加速度为零，N点到达水面时，浮漂的速度为零，故AB错误；
C．由题意可知，浮漂振动周期为
选项C正确；
D．N点到达水面时，由牛顿第二定律
由对称性可知，M点到达水面时
可知
即N点到达水面时，浮漂受到的浮力大小小于2mg，选项D错误。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图（a）为一列简谐横波在t=0.5s时刻的波形图，介质中的两个质点P、Q此刻离开平衡位置的位移分别为0.5A、-0.5A，图（b）是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. t=0.5s时刻，质点P、Q都在减速
C. t=2.0s时刻，质点Р正在沿y轴负方向振动
D. 该波在传播过程中遇到尺寸为20cm的障碍物时不能发生明显的衍射现象
【答案】AC
【解析】A．由图乙可知，质点Q在时刻向y轴负方向振动，由图甲根据同侧法可知，该简谐横波沿x轴负方向传播，故A正确；
B．时，质点P、Q正向下运动，越靠近平衡位置速度越大，所以质点P速度增大，质点Q速度减少，故B错误；
C．由图乙知波的传播周期为
从到经历了，所以在时质点P在y轴下方正沿y轴负方向振动，故C正确；
D．由图甲可知，该波的波长
则该波遇到尺寸为障碍物时能发生明显的衍射现象，故D错误。
6. 如图为某容器内一定质量理想气体状态从A→B→C→A过程的p-V图像，下列说法正确的是（ ）
A. 由状态A到状态B的过程中，气体吸收热量，内能不变
B. 由状态B到状态C的过程中，气体吸收热量，内能增加
C. A→B→C→A的过程中，气体放出的热量多于吸收的热量
D. 状态A与状态C相比，单位时间、单位面积容器壁受到气体分子撞击次数较少，分子平均动能较大
【答案】BC
【解析】A．由状态A到状态B的过程中，气体体积增大，则气体对外做功，即
由
可知pV的乘积变大，温度升高，内能增大，即
根据
所以气体吸热，故A错误；
B．由状态B到状态C的过程中，做等容变化，即
根据
压强变大，所以温度升高，内能增加，即
根据
所以气体吸收热量，故B正确；
C．图像中，图像与横轴围成的面积代表做功，可以看出，由状态A到状态B的过程中气体对外做的功小于状态C到状态A的过程中外界对气体做的功，即对于A→B→C→A的整个过程
且A→B→C→A的过程中，气体的内能不变，即
根据
即A→B→C→A的过程中，气体放出热量，所以A→B→C→A的过程中，气体放出的热量多于吸收的热量，故C正确；
D．由
可知状态A的温度小于状态C的温度，则状态A与状态C相比，分子平均动能较小，故D错误。
故选BC。
7. 两列频率相同、振幅分别为5cm和7cm的横波发生干涉时，某一时刻的图样如图，实线表示波峰，虚线表示波谷，关于质点M、N、K的下列说法中正确的是（ ）
A. 质点M为振动减弱的点
B. 质点N的振幅为2cm
C. 经过一段时间，质点N、K的位移大小不可能相等
D. 由图中时刻再经过周期时，质点K的位移为零
【答案】BD
【解析】ABC．由图可知，质点M为振动加强点，现在是波峰与波峰相遇，经过一段时间，会出现波谷与波谷相遇，因此M在上下振动，振幅为12cm，而质点N为振动减弱点，总是波峰与波谷相遇，振幅为2cm，某时刻也能出现质点M、N的位移大小相等。故AC错误；B正确；
D．由图中时刻再经过周期时，两列波的平衡位置在质点K处相遇，其位移为零。故D正确。
故选BD
8. 如图，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的可视为质点的滑块，从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量M=5m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则（ ）
A. 全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为R+L
B. 全过程小车相对地面的位移大小为
C. 小车在运动过程中速度的最大值为
D. 、L、R三者之间的关系为
【答案】CD
【解析】AB．滑块与小车组成的系统水平方向动量守恒，由人船模型特点有
由上两式解得
全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为， 全过程小车相对地面的位移大小为，所以AB错误；
C．滑块滑到圆弧轨道最低点时，小车速度最大，滑动与小车组成的系统水平方向动量守恒，则有
由上两式解得
小车在运动过程中速度的最大值为，故C正确；
D．滑块最后恰好停在C点时，小车也停止运动，全程由能量守恒定律则有
解得
故D正确。
故选CD。
三、非选择题：本题共8题，共60分。
9. 两小孩在冰面上乘坐“碰碰车”相向运动，A车总质量为50kg，以2m/s的速度向右运动；B车总质量为70kg，以3m/s的速度向左运动，碰撞后，A以1.5m/s的速度向左运动，则B的速度大小为_____m/s，方向向_____（选填“左”或“右”），该碰撞是_____（选填“弹性“或“非弹性”）碰撞
【答案】0.5 左 非弹性
【解析】第一空.A、B组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：
mBvB﹣mAvA＝mAvA′+mBvB′，即：70×3﹣50×2＝50×1.5+70vB′，
解得：
vB′＝0.5m/s
第二空. 方向：水平向左；
第三空.碰撞前的能量为：

碰撞后的能量为：

综上所述，碰撞前后的能量不守恒，故为非弹性碰撞．
10. 如下左图，用插针法测平行玻璃砖折射率，已确定好入射方向AO，插上两枚大头针P1和P2，1、2、3分别是三条直线。在bb'侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4；可能插在线________（填“1”“2”或“3”）上；保持O点不动，减少入射角，在bb'侧调整观察视线，另两枚大头针号P3和P4可能插在________（填“1”“2”或“3”）线上；保持О点不动，增大入射角，则该束光_________（填“可能”或“不可能”）在bb'上侧面发生全反射。
【答案】2 1 不可能
【解析】[1]根据光的折射，光线经过玻璃砖后，入射光线和出射光线平行，并且向一侧发生偏移，所以两枚大头针P3和P4不可能插在光线1光线3上,所以两枚大头针P3和P4可能插在光线2上；
[2]若减小入射角，那么折射角也减少，出射点和出射光线往光线１偏移，且与入射光线平行，所以两枚大头针P3和P4可能插在光线1上；
[3]如下图所示，因光线在bb′上的入射角等于在aa′上的折射角，而因为一定小于临界角C，则该束光不可能在bb'上侧面发生全反射。
11. 如图，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h1，水银柱cd的长度为h2，且h2=h1=5cm，a面与c面恰处于同一高度，大气压强为75cmHg，则B气体压强为____________cmHg，A气体压强为__________cmHg；若在右管开口端加入少量水银，系统重新达到平衡，水银面a、b间新的高度差__________右管上段新水银柱的长度（填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】80 75 小于
【解析】[1]B气体压强为
pB=p0+h2=80cmHg
[2]A气体压强为
pA=pB-h1=p0=75cmHg
[3]
若在右管开口端加入少量水银，系统重新达到平衡，水银面a、b间新的高度差仍为，此时小于右管上段新水银柱的长度。
12. 在估测油酸分子大小的实验中，已知800ml的油酸酒精溶液中含有纯油酸1ml，回答下列问题。
（1）若每滴油酸酒精溶液体积为V，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S，则油酸分子直径大小表达式为d=____________。
（2）若将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，形成的油膜轮廓如图，图中正方形小方格的边长为1cm，则油膜的面积约为_________cm2.
（3）某同学计算出的油酸分子直径明显偏小，可能的原因是_______。
A. 油酸中含有大量酒精
B. 痒子粉撤太多，油膜未能充分展开
C. 油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
D. 计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1ml油酸酒精溶液的滴数少记了10滴
【答案】（1） （2）116 （3）C
【解析】（1）每滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为，稳定后形成油膜的面积为S，则油酸分子直径大小的表达式为
（2）每个小方格的面积为，不足半格的舍去，超过半格的算一格，油膜覆盖的小方格一共有116格，所以油膜面积为
（3）A．计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则溶液的浓度减小，则油膜的面积S偏小，根据
可知，分子直径测量值偏大,选项A错误；
B．如果水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S偏小，根据
可知，分子直径测量值偏大，B错误；
C． 油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大，则油膜的面积S偏大，根据
可知，分子直径测量值偏小，选项C正确；
D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1ml油酸酒精溶液的滴数少记了10滴，会导致油膜的面积S偏小，根据
可知，分子直径测量值偏大，选项D错误。
13. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中：
（1）如图所示，光具座放置光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各元件的名称依次最合理的是_________（填选项前的字母）；
A. 单缝、滤光片、双缝、光屏B. 单缝、双缝、滤光片、光屏
C. 滤光片、单缝、双缝、光屏D. 滤光片、双缝、单缝、光屏
（2）下列说法中正确的是_________。
A. 将红色滤光片改为绿色滤光片可以增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离
B. 实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹
C. 为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离
D. 如果把普通光源换成激光光源，则光具座上滤光片、单缝均可以撤去
（3）已知双缝间距d=0.2mm，双缝到屏间的距离L=800mm。将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时测量头手轮上的读数为2.320mm。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图所示，可得相邻的条纹间距=_____mm，这种色光的波长=_______nm（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）C （2）BD （3）2.31 578
【解析】（1）ABCD.为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝、单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象,因此a、b、 c、 d元件依次为滤光片、单缝、双缝和光屏，ABD错误，C正确。
（2）A.根据条纹间距公式
可知，将红色滤光片改为绿色滤光片，波长变短，条纹间距变小，A错误；
B.实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹，B正确；
C. 为了减小测量误差，最好用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距
C错误；
D.如果把普通光源换成激光光源，由于激光相干性比较好，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去，D正确。
（3）[1]由图可知螺旋测微器的示数为
则第一条到第六条亮纹中间的距离为
可得相邻的条纹间距
[2]根据公式
整理得光的波长为
14. 如图所示，某种透明物质制成的直角三棱镜ABD，其中∠A=37°、∠B=53°，一束光线在纸面内垂直AB边射入棱镜，光线进入棱镜后射到BD边的E点，发现光线刚好不能从BD边射出。已知BE的长度为3L0，ED的长度为4L0，光在真空中的传播速度为c，sin53°=0.8，cs53°=0.6.求：
（1）光线在棱镜中的折射率n；
（2）光线从AD边首次射出时折射角r的正弦值；
（3）光线从垂直AB边射入棱镜到首次射出棱镜所用时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】
（1）折射率为真空（空气）入射角的正弦与其他介质折射角的正弦的比值，所以
（2）由几何关系可知，光线EF的入射角为，结合已经得到的折射率
解得
（3）由折射率可以得出光在该介质中的传播速度为
该束光线从进入到射出所经过的距离为
光线从垂直AB边射入棱镜到首次射出棱镜所用时间
15. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t=0时刻波恰好传到质点P，质点Q的平衡位置横坐标为30×10-5m，已知该超声波在人体内传播的速度v=1500m/s。求：
（1）该超声波的频率；
（2）0~2.0×10-7s内质点Q运动的路程；
（3）t=0时刻开始，质点P位移为0.2mm，且振动的方向沿y轴正方向的时刻。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据波形图可知
由
解得
（2）由
由P传到Q所用时间为
则质点Q运动时间为
由
0~2.0×10-7s内质点Q运动的路程为
（3）由图可知t=0时刻开始，波每传播质点P位移为0.2mm，且振动的方向沿y轴正方向，
则时刻为
16. 如图，圆柱形绝热汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为S=0.02m2的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为m=80kg重物，此时活塞在距离汽缸上底面h1=0.2m的A处，气体的温度为T1=300K。给汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面h2=0.26m的B处，此过程气体吸收了100J热量，大气压为p0=1.0×105Pa。
（1）求活塞在B处时的气体温度T2；
（2）求活塞从A处到B处的过程中气体的内能改变了多少？
（3）保持温度T2不变，当悬挂重物为m'=140kg时，打开汽缸阀门放出一部分气体，使得活塞仍处于B处，求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。
【答案】（1）；（2）增加了28J；（3）
【解析】（1）依题意，活塞缓慢移动过程，受力平衡，可知封闭气体为等压过程，可得
即
解得
（2）活塞从A处到B处的过程中，对活塞受力分析，可得
气体对外界做功
联立，解得
根据热力学第一定律，可得
其中
，
解得
即气体内能增加了28J。
（3）打开阀门前活塞在B处，有
，
悬挂m'后
解得
若不打开阀门，气体体积设为
该等温过程
解得
放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值