2023-2024学年山西省太原市高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年山西省太原市高二（下）期末物理试卷，共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）下列选项正确的是（ ）
A．可利用激光亮度高的特点来进行精确测距
B．激光与自然光相比，自然光更容易发生干涉现象
C．观看立体电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相平行的偏振片
D．通过转动加装在相机镜头前的偏振滤光片，可使照片中水下和玻璃后的景象清晰
2．（3分）下列选项正确的是（ ）
A．液晶和晶体都有各向异性的特点
B．水黾能停在水面上与液体的表面张力有关
C．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
D．理想气体分子间距较大，分子力表现为引力，分子势能随分子间距的增大而增大
3．（3分）体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上下抖动短杆，彩带上形成简谐波，某一时刻彩带的形状如图所示。彩带重力不计，下列选项正确的是（ ）
A．图中彩带上的质点a正在向下运动
B．彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a
C．短杆与彩带的接触点在竖直方向做匀速运动
D．由于短杆在竖直方向振动，所以该简谐波为纵波
4．（3分）蟾蜍在池塘边平静的水面上鸣叫，某时形成如图所示的水波。若蟾蜍的鸣叫频率不变，下列选项正确的是（ ）
A．岸边的人接收到鸣叫的声波是横波
B．水波从浅水区传入深水区，频率变小
C．水面上的落叶遇到水波后做受迫振动
D．水波遇到大石头比遇到小石头更容易发生衍射现象
5．（3分）关于衍射图样，下列选项正确的是（ ）
A．甲图是白光的单缝衍射条纹
B．乙图是单色光单缝衍射产生的图样
C．丙图是法国科学家泊松在实验中首次观察到的泊松亮斑
D．丁图是英国物理学家沃森和克里克做实验获得的一系列DNA纤维的电子射线衍射图样
6．（3分）固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可形成水波。振动片在水面上沿x轴匀速移动时，拍得某时刻波的图样如图所示。下列选项正确的是（ ）
A．波源向x轴负方向运动
B．A位置处波速大于B位置处波速
C．A位置处波速小于B位置处波速
D．A位置处接收到的波的频率小于B位置处接收到的波的频率
7．（3分）如图所示为冰箱工作原理示意图。制冷剂在蒸发器中汽化吸收冰箱内的热量，经过冷凝器时液化，放出热量到冰箱外。下列选项正确的是（ ）
A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B．冰箱的工作原理违背热力学第一定律
C．冰箱的工作原理违背热力学第二定律
D．冰箱的制冷系统能够不断地从冰箱内向冰箱外传递热量，但同时消耗了电能
8．（3分）用图甲所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。A为标准平板玻璃，B为被检查平板玻璃，在A、B右端夹入薄纸片，C为入射的红光，图乙是俯视图甲观察到的干涉条纹。下列选项正确的是（ ）
A．当把C换为蓝光时，条纹间距变大
B．图乙中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起
C．将薄纸片向右移动少许，从上往下可以观察到干涉条纹变稀疏
D．图示条纹是由A的下表面反射光和A的上表面反射光发生干涉形成的
9．（3分）如图所示为一定质量理想气体的p﹣V图像，由状态A经状态B、C再回到状态A。若由A到B为等温过程，下列选项正确的是（ ）
A．气体在C状态的温度低于在B状态的温度
B．气体从状态A到状态B的过程中，气体对外做功且气体内能减小
C．气体从状态B到状态C的过程中，外界对气体做功且气体内能增加
D．气体从状态C到状态A的过程中，气体中速率更大的分子所占百分比增大
10．（3分）一束光线射到玻璃球过球心O的截面上，入射角为60°。光线的传播路径如图，出射光线恰好与AO平行，则该光线在玻璃中的折射率为（ ）
A．B．C．2D．1.5
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。
（多选）11．（3分）把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，每隔30s记录一次炭粒的位置。将各位置按时间顺序依次连接得到如图，下列选项正确的是（ ）
A．炭粒不一定沿折线方向运动
B．显微镜下能看到水分子不停地撞击炭粒
C．炭粒不停地做无规则运动就是分子热运动
D．对比大小不同炭粒的运动情况，较小炭粒布朗运动明显
（多选）12．（3分）宇航员在天宫课堂中，把水挤在两块透明板上，再将两板慢慢靠近，形成一座中间细、两头粗的“液桥”。将两板拉远，“液桥”变得更细、更长，但没有断开。下列选项正确的是（ ）
A．水对透明板是浸润的
B．液桥形成的根本原因是液桥不受地球引力
C．液桥表面层中分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力
D．若将实验中的透明板换成对水不浸润的塑料板做该实验，仍能观察到相同的现象
（多选）13．（3分）用活塞压缩密封在汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸向外散热210J。对于汽缸里压缩后的空气，下列选项正确的是（ ）
A．空气的分子势能增大
B．每个空气分子的动能都变大
C．空气温度升高，内能增加690J
D．空气分子单位时间内与汽缸壁单位面积上的碰撞次数增加
（多选）14．（3分）如图所示，高度为a且足够大的透明长方体，上表面中心有一点光源S，可向各个方向射出单色光，该单色光在透明体中的折射率n＝2。下列选项正确的是（ ）
A．该单色光在长方体中发生全反射的临界角为30°
B．该单色光在长方体中发生全反射的临界角为45°
C．下表面有光射出的圆面积为
D．下表面有光射出的圆面积为
（多选）15．（3分）一列横波沿x轴正方向传播，波速为0.6m/s，A、B、C为介质中的三个质点。如图为t＝0波的图像，x轴上质点C的横坐标为96cm，下列选项正确的是（ ）
A．质点A和B会同时回到平衡位置
B．t＝0.1s时，质点A沿y轴负方向运动
C．波到达C点时，C点开始振动的方向沿y轴负方向
D．t＝1.1s时，C点第一次到达波峰
三、实验题：本题包含2小题，共14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。
16．（6分）某实验小组用双缝干涉实验测量光的波长。
（1）关于本实验下列选项正确的是 ；
A.单缝和双缝必须平行放置
B.干涉条纹与双缝垂直
C.图甲中P处放置双缝
D.图甲中M处放置滤光片，N处放置双缝
E.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关
（2）将测量头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。轮上的示数为3.730mm，转动测量头，分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐时，轮上的示数如图乙所示，读数为 mm。已知双缝间距d＝0.3mm，双缝到光屏的距离L＝600mm，则光的波长λ＝ nm；
（3）以下操作，可使条纹间距变大的是 。
A.将滤光片由红色换成蓝色
B.增大单缝与双缝的距离
C.增大双缝与光屏的距离
D.换一个间距更大的双缝
17．（8分）某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小，具体操作如下：
①取纯油酸0.2mL注入500mL的容量瓶内，向瓶中加入酒精，直到液面达到500mL的刻度为止，摇动容量瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液
②用注射器吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，达到1.0mL时，共滴入50滴
③在浅盘内注入清水，将爽身粉均匀地撒在水面上，轻轻向水面滴入一滴油酸酒精溶液
④待图样形状稳定后，在玻璃板上描下图样的轮廓
⑤将玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内小方格的个数，小方格的边长L＝1cm
请回答以下问题：
（1）根据图样，轮廓范围内的面积可等效为 个小方格的面积；
（2）由数据可算出每一滴油酸酒精溶液中的纯油酸为 mL；
（3）由数据可估算出油酸分子的直径约为 m（结果保留一位有效数字）；
（4）若所测得的分子直径偏大，可能的原因是 （选填选项前的字母）。
A.在配制油酸酒精溶液时，酒精多倒入了一点，导致浓度降低
B.溶液长时间放置后，酒精挥发导致溶液浓度升高
C.计算油膜面积时，把所有半格左右的油膜都舍去不计入
D.取一滴溶液滴在水面上时，换用的注射器针管比原来更粗，液滴体积更大
四、计算题：本题包含4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
18．（10分）一列简谐横波在某时刻的波形图如实线所示，经0.2s后的波形图如虚线所示。求：
（1）若波向x轴正方向传播，该波的最小速度v；
（2）该波的最大周期T以及对应的波的传播方向。
19．（10分）如图所示，半径为R、折射率的半圆形玻璃砖竖直放置在光屏MN的正上方，玻璃砖AB边与MN平行且距离为h。一束单色光在玻璃砖平面内垂直AB射向圆心O，光线穿过玻璃砖后射到光屏上，光点落在O′点。已知光屏足够大，真空中的光速为c，且空气中光速也可近似为c，求：
（1）若玻璃砖不动，单色光绕圆心O在玻璃砖平面内顺时针转过30°，折射光线在光屏上的光点与O′点的距离；
（2）若入射光线保持竖直向下不变，玻璃砖绕圆心O顺时针转动，单色光从射入玻璃砖后再折射到光屏上的最长时间。
20．（10分）如图所示，U形管竖直放置，右管横截面积为左管的4倍，左端封闭，右端开口。管内水银在左管封闭一段长l＝72cm、温度T＝300K的理想气体，左、右两管水银面高度差为10cm，大气压强为75cmHg。求：
（1）若加热左管气体，直到U形管两侧水银面等高，此时气体的温度（计算结果保留一位小数）；
（2）若保持左管气体温度T＝300K不变，往右侧管内缓慢加入多少长度的水银，可使U形管两侧水银面等高。
21．（11分）某同学设计了一种测量物体质量的装置。导热性能良好的汽缸开口向上静止在水平地面上，缸内封闭一定质量的理想气体。汽缸与活塞内壁无摩擦，密封性良好，活塞、支杆与平台的总质量为M，活塞的横截面积为S。初始时活塞到缸底的距离为d，在平台上放置待测物块，稳定后活塞下降d。环境温度恒为T，大气压强为，重力加速度为g。求：
（1）待测物块的质量；
（2）若装置及内部理想气体不变，把该装置放入温度恒为、大气压强为的环境中，再次测量该物块质量时，活塞下降的高度。
2023-2024学年山西省太原市高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
1．（3分）下列选项正确的是（ ）
A．可利用激光亮度高的特点来进行精确测距
B．激光与自然光相比，自然光更容易发生干涉现象
C．观看立体电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相平行的偏振片
D．通过转动加装在相机镜头前的偏振滤光片，可使照片中水下和玻璃后的景象清晰
【答案】D
2．（3分）下列选项正确的是（ ）
A．液晶和晶体都有各向异性的特点
B．水黾能停在水面上与液体的表面张力有关
C．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
D．理想气体分子间距较大，分子力表现为引力，分子势能随分子间距的增大而增大
【答案】B
3．（3分）体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上下抖动短杆，彩带上形成简谐波，某一时刻彩带的形状如图所示。彩带重力不计，下列选项正确的是（ ）
A．图中彩带上的质点a正在向下运动
B．彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a
C．短杆与彩带的接触点在竖直方向做匀速运动
D．由于短杆在竖直方向振动，所以该简谐波为纵波
【答案】A
4．（3分）蟾蜍在池塘边平静的水面上鸣叫，某时形成如图所示的水波。若蟾蜍的鸣叫频率不变，下列选项正确的是（ ）
A．岸边的人接收到鸣叫的声波是横波
B．水波从浅水区传入深水区，频率变小
C．水面上的落叶遇到水波后做受迫振动
D．水波遇到大石头比遇到小石头更容易发生衍射现象
【答案】C
5．（3分）关于衍射图样，下列选项正确的是（ ）
A．甲图是白光的单缝衍射条纹
B．乙图是单色光单缝衍射产生的图样
C．丙图是法国科学家泊松在实验中首次观察到的泊松亮斑
D．丁图是英国物理学家沃森和克里克做实验获得的一系列DNA纤维的电子射线衍射图样
【答案】C
6．（3分）固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可形成水波。振动片在水面上沿x轴匀速移动时，拍得某时刻波的图样如图所示。下列选项正确的是（ ）
A．波源向x轴负方向运动
B．A位置处波速大于B位置处波速
C．A位置处波速小于B位置处波速
D．A位置处接收到的波的频率小于B位置处接收到的波的频率
【答案】A
7．（3分）如图所示为冰箱工作原理示意图。制冷剂在蒸发器中汽化吸收冰箱内的热量，经过冷凝器时液化，放出热量到冰箱外。下列选项正确的是（ ）
A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B．冰箱的工作原理违背热力学第一定律
C．冰箱的工作原理违背热力学第二定律
D．冰箱的制冷系统能够不断地从冰箱内向冰箱外传递热量，但同时消耗了电能
【答案】D
8．（3分）用图甲所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。A为标准平板玻璃，B为被检查平板玻璃，在A、B右端夹入薄纸片，C为入射的红光，图乙是俯视图甲观察到的干涉条纹。下列选项正确的是（ ）
A．当把C换为蓝光时，条纹间距变大
B．图乙中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起
C．将薄纸片向右移动少许，从上往下可以观察到干涉条纹变稀疏
D．图示条纹是由A的下表面反射光和A的上表面反射光发生干涉形成的
【答案】C
9．（3分）如图所示为一定质量理想气体的p﹣V图像，由状态A经状态B、C再回到状态A。若由A到B为等温过程，下列选项正确的是（ ）
A．气体在C状态的温度低于在B状态的温度
B．气体从状态A到状态B的过程中，气体对外做功且气体内能减小
C．气体从状态B到状态C的过程中，外界对气体做功且气体内能增加
D．气体从状态C到状态A的过程中，气体中速率更大的分子所占百分比增大
【答案】C
10．（3分）一束光线射到玻璃球过球心O的截面上，入射角为60°。光线的传播路径如图，出射光线恰好与AO平行，则该光线在玻璃中的折射率为（ ）
A．B．C．2D．1.5
【答案】A
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。
（多选）11．（3分）把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，每隔30s记录一次炭粒的位置。将各位置按时间顺序依次连接得到如图，下列选项正确的是（ ）
A．炭粒不一定沿折线方向运动
B．显微镜下能看到水分子不停地撞击炭粒
C．炭粒不停地做无规则运动就是分子热运动
D．对比大小不同炭粒的运动情况，较小炭粒布朗运动明显
【答案】AD
（多选）12．（3分）宇航员在天宫课堂中，把水挤在两块透明板上，再将两板慢慢靠近，形成一座中间细、两头粗的“液桥”。将两板拉远，“液桥”变得更细、更长，但没有断开。下列选项正确的是（ ）
A．水对透明板是浸润的
B．液桥形成的根本原因是液桥不受地球引力
C．液桥表面层中分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力
D．若将实验中的透明板换成对水不浸润的塑料板做该实验，仍能观察到相同的现象
【答案】AC
（多选）13．（3分）用活塞压缩密封在汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸向外散热210J。对于汽缸里压缩后的空气，下列选项正确的是（ ）
A．空气的分子势能增大
B．每个空气分子的动能都变大
C．空气温度升高，内能增加690J
D．空气分子单位时间内与汽缸壁单位面积上的碰撞次数增加
【答案】CD
（多选）14．（3分）如图所示，高度为a且足够大的透明长方体，上表面中心有一点光源S，可向各个方向射出单色光，该单色光在透明体中的折射率n＝2。下列选项正确的是（ ）
A．该单色光在长方体中发生全反射的临界角为30°
B．该单色光在长方体中发生全反射的临界角为45°
C．下表面有光射出的圆面积为
D．下表面有光射出的圆面积为
【答案】AC
（多选）15．（3分）一列横波沿x轴正方向传播，波速为0.6m/s，A、B、C为介质中的三个质点。如图为t＝0波的图像，x轴上质点C的横坐标为96cm，下列选项正确的是（ ）
A．质点A和B会同时回到平衡位置
B．t＝0.1s时，质点A沿y轴负方向运动
C．波到达C点时，C点开始振动的方向沿y轴负方向
D．t＝1.1s时，C点第一次到达波峰
【答案】BD
三、实验题：本题包含2小题，共14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。
16．（6分）某实验小组用双缝干涉实验测量光的波长。
（1）关于本实验下列选项正确的是 AC ；
A.单缝和双缝必须平行放置
B.干涉条纹与双缝垂直
C.图甲中P处放置双缝
D.图甲中M处放置滤光片，N处放置双缝
E.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关
（2）将测量头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。轮上的示数为3.730mm，转动测量头，分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐时，轮上的示数如图乙所示，读数为 10.330 mm。已知双缝间距d＝0.3mm，双缝到光屏的距离L＝600mm，则光的波长λ＝ 660 nm；
（3）以下操作，可使条纹间距变大的是 C 。
A.将滤光片由红色换成蓝色
B.增大单缝与双缝的距离
C.增大双缝与光屏的距离
D.换一个间距更大的双缝
【答案】（1）AC；（2）10.330；660；（3）C。
17．（8分）某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小，具体操作如下：
①取纯油酸0.2mL注入500mL的容量瓶内，向瓶中加入酒精，直到液面达到500mL的刻度为止，摇动容量瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液
②用注射器吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，达到1.0mL时，共滴入50滴
③在浅盘内注入清水，将爽身粉均匀地撒在水面上，轻轻向水面滴入一滴油酸酒精溶液
④待图样形状稳定后，在玻璃板上描下图样的轮廓
⑤将玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内小方格的个数，小方格的边长L＝1cm
请回答以下问题：
（1）根据图样，轮廓范围内的面积可等效为 116 个小方格的面积；
（2）由数据可算出每一滴油酸酒精溶液中的纯油酸为 8×10﹣6 mL；
（3）由数据可估算出油酸分子的直径约为 7×10﹣6 m（结果保留一位有效数字）；
（4）若所测得的分子直径偏大，可能的原因是 AC （选填选项前的字母）。
A.在配制油酸酒精溶液时，酒精多倒入了一点，导致浓度降低
B.溶液长时间放置后，酒精挥发导致溶液浓度升高
C.计算油膜面积时，把所有半格左右的油膜都舍去不计入
D.取一滴溶液滴在水面上时，换用的注射器针管比原来更粗，液滴体积更大
【答案】（1）116；（2）8×10﹣6；（3）7×10﹣6；（4）AC。
四、计算题：本题包含4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
18．（10分）一列简谐横波在某时刻的波形图如实线所示，经0.2s后的波形图如虚线所示。求：
（1）若波向x轴正方向传播，该波的最小速度v；
（2）该波的最大周期T以及对应的波的传播方向。
【答案】答：（1）若波向x轴正方向传播，该波的最小速度为25m/s；
（2）该波的最大周期为，对应的波的传播方向为沿x轴负方向。
19．（10分）如图所示，半径为R、折射率的半圆形玻璃砖竖直放置在光屏MN的正上方，玻璃砖AB边与MN平行且距离为h。一束单色光在玻璃砖平面内垂直AB射向圆心O，光线穿过玻璃砖后射到光屏上，光点落在O′点。已知光屏足够大，真空中的光速为c，且空气中光速也可近似为c，求：
（1）若玻璃砖不动，单色光绕圆心O在玻璃砖平面内顺时针转过30°，折射光线在光屏上的光点与O′点的距离；
（2）若入射光线保持竖直向下不变，玻璃砖绕圆心O顺时针转动，单色光从射入玻璃砖后再折射到光屏上的最长时间。
【答案】（1）折射光线在光屏上的光点与O′点的距离为h；
（2）单色光从射入玻璃砖后再折射到光屏上的最长时间为。
20．（10分）如图所示，U形管竖直放置，右管横截面积为左管的4倍，左端封闭，右端开口。管内水银在左管封闭一段长l＝72cm、温度T＝300K的理想气体，左、右两管水银面高度差为10cm，大气压强为75cmHg。求：
（1）若加热左管气体，直到U形管两侧水银面等高，此时气体的温度（计算结果保留一位小数）；
（2）若保持左管气体温度T＝300K不变，往右侧管内缓慢加入多少长度的水银，可使U形管两侧水银面等高。
【答案】（1）若加热左管气体，直到U形管两侧水银面等高，此时气体的温度为384.6K；
（2）若保持左管气体温度T＝300K不变，往右侧管内缓慢加入22cm长度的水银，可使U形管两侧水银面等高。
21．（11分）某同学设计了一种测量物体质量的装置。导热性能良好的汽缸开口向上静止在水平地面上，缸内封闭一定质量的理想气体。汽缸与活塞内壁无摩擦，密封性良好，活塞、支杆与平台的总质量为M，活塞的横截面积为S。初始时活塞到缸底的距离为d，在平台上放置待测物块，稳定后活塞下降d。环境温度恒为T，大气压强为，重力加速度为g。求：
（1）待测物块的质量；
（2）若装置及内部理想气体不变，把该装置放入温度恒为、大气压强为的环境中，再次测量该物块质量时，活塞下降的高度。
【答案】（1）待测物块的质量为M；
（2）活塞下降的高度为得 。
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