河南省名校联盟2023-2024学年高二下学期5月联考物理试卷（解析版）

这是一份河南省名校联盟2023-2024学年高二下学期5月联考物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了本卷主要考查内容等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5．本卷主要考查内容：选择性必修第一册第二~四章，选择性必修第三册第一~三章。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. “挤毛巾”和“液桥”都是国际空间站展示的有趣实验。宇航员先将干毛巾一端沾水后能使得整个毛巾完全浸湿，然后再用力拧毛巾，只见毛巾被挤出的水像一层果冻一样紧紧地吸附在毛巾的外表面，宇航员的手也粘有一层厚厚的水。我国宇航员王亚平在空间站做“液桥实验”的情形如图所示。下列关于这两个现象的描述正确的是（ ）
A. 干毛巾沾水变得完全浸湿毛细现象
B. 水对宇航员的手和液桥板都是不浸润的
C. “液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，是由于液桥板分子之间的相互吸引
D. 在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为水不能浸润毛巾
【答案】A
【解析】A．水是可以浸润毛巾的，毛巾中有很多的小缝隙，就相当于有很多的玻璃管，水会往毛巾缝隙扩散，干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象，故A正确；
B．浸润指液体与固体发生接触时，液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象，此时对该固体而言，该液体叫做浸润液体。水对宇航员的手和液桥板都是浸润的，故B错误；
C．“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，这是水的表面张力在起作用，故C错误；
D．水能浸润毛巾，在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为重力的作用，故D错误。
故选A。
2. 中国宇航员杨利伟在乘坐“神舟五号”绕地球运行时听到“咚、咚、咚”的声音，有点像敲门声，这种声音时有时无，有时会戛然而止，有时会持续一段时间，十多年后谜底才揭开，所谓太空中的“敲门声”，其实是舱体的材料在太空的巨大压力下产生了微小变形，从而发出了这样有规律的声音，舱体一种材料的微观结构如图所示．下列说法正确的是（ ）
A. 若宇航员乘坐的舱体，其内部的理想气体做等容变化，当温度升高时，分子的密集度减小
B. 若宇航员乘坐的舱体，其内部的理想气体做等容变化，当压强降低时，分子的平均动能可能不变
C. 若宇航员乘坐的舱体，其内的理想气体做等容变化，当温度升高时，气体的分子总动能一定增大
D. 图示材料可能是非晶体
【答案】C
【解析】A．宇航员乘坐的舱体，内部的理想气体做等容变化，当温度升高时，因为理想气体的体积不变，分子的密集度不变，A错误；
B．当压强降低时，温度降低，分子的平均动能一定减小，B错误；
C．当温度升高时，平均动能增大，分子个数不变，气体分子总动能一定增大，C正确；
D．由图可知该材料分子规则排列，一定是晶体，D错误。
故选C。
3. 用不同颜色的单色光做双缝干涉实验，在相同实验条件下得到蓝光和红光的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A. 题中所说的相同实验条件是指双缝间的距离d以及单缝到屏的距离L一定
B. 红光和蓝光的干涉条纹间距不相同，红光的干涉条纹间距小
C. 若用白光做该实验时，光屏的中央为彩色条纹，两边是白色条纹
D. 单色光的双缝干涉与单缝衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从缝隙通过的光波在屏上叠加形成的
【答案】D
【解析】A．题中所说的相同实验条件是指双缝间的距离d以及双缝到屏的距离L一定，A错误；
B．红光和蓝光干涉条纹间距不相同，红光的波长大于蓝光的波长，由可得红光的干涉条纹间距大，B错误；
C．若用白光做该实验时，中央明纹为白色，两边出现彩色条纹，C错误；
D．单色光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从缝隙通过的光波在屏上叠加形成的，D正确。
故选D。
4. 如图所示的虚线1和实线2分别描述了两个物理量随分子之间的距离变化的规律，为平衡位置，下列说法正确的是（ ）
A. 虚线1表示分子间斥力随分子间距离的变化规律
B. 实线2表示分子间合力随分子间距离的变化规律
C. 当分子间的距离从接近零时逐渐增大，实线2表示的物理量先减小后增大再减小
D. 当分子间的距离从接近零时逐渐增大，实线2表示的物理量先增大后减小
【答案】A
【解析】A．虚线1表示分子间斥力随分子间距离的变化规律，A正确；
BCD．实线2表示分子势能随分子间距离的变化规律，当分子间的距离增大，实线2表示的物理量即分子势能由正变为0再变成最小值（负值）然后再增大接近0，即实线2表示的物理量先减小后增大，BCD错误。
故选A。
5. 近日，工信部披露的最新数据显示，2023年我国光缆线路建设取得显著成果，新建光缆线路长度达473.8万公里，使得全国光缆线路总长度一举突破6432万公里。光缆线路主要用于光信息传输，在铺设的过程中，尽量不要弯曲。如图所示，一段折射率为n、横截面是圆面的光导纤维，截面半径为r，现有一束光垂直于光导纤维左端截面射入，为了保证这束光经反射后均能从右端面射出，在铺设的过程中弯曲成的圆弧的曲率半径（圆弧的圆心到光导纤维的中心轴线的距离）R至少为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】如图所示，最下端入射的光在界面的入射角最小，故临界状态为最下端入射的光恰好不发生全反射，根据全反射的公式
由几何关系
可得
故选B。
6. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在某时刻的波形图如图所示，由于某种原因，中间有一部分波形无法看到，已知该波的频率为，根据图像所提供信息，下列说法正确的是（ ）
A. 波长为
B. 波速为
C. 波源的起振方向向下
D. 从该时刻起经过，平衡位置在处质点通过的路程为
【答案】D
【解析】A．由图像不能准确读出波长的大小，A错误；
B．波长未知，因此波速未知，B错误；
C．在时刻，平衡位置在5m处的质点正向上振动，则波源的起振方向向上，C错误；
D．再经过3s，即6个周期，平衡位置在4.5m处质点通过的路程为
D正确。
7. 如图甲所示为竖直方向的弹簧振子，图乙是该振子完成一次全振动时其位移随时间的变化规律图线，取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A. 时刻振子处在弹簧原长的位置
B. 时，振子位于最低点
C. 内，振子从最高点向下运动，且速度正在增大
D. 内，振子从最高点向下运动，且加速度正在增大
【答案】C
【解析】A．时刻，振子的速度向上最大，此时正处在平衡位置，即，弹簧处于伸长状态，A错误；
B．时，振子的位移最大，回复力最大，加速度最大，方向竖直向下，因此振子处于最高点，B错误；
CD．内，振子从最高点向平衡位置运动，速度正在增大，位移正在减小，回复力正在减小，加速度正在减小，C正确， D错误。
故选C。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 某研究小组将两相干波源、置于矩形区域两个顶点上，O为AB边中点，如图所示。两波源开始振动一段时间后，发现A、O、B为三个连续分布的振幅最大的点。则下列说法中正确的是（ ）
A. 当波源位于波峰时，波源也位于波峰
B. A、B两点间有三个振幅最小的点
C. 将两波源的频率都减半，B点振幅仍为最大
D. 将两波源的频率都加倍，B点振幅仍为最大
【答案】AD
【解析】A．A、O、B为三个连续分布的振幅最大的点，则O为振动加强点，两波源振动步调一致，当波源位于波峰时，波源也位于波峰，故A正确；
B．A、O、B为三个连续分布的振幅最大的点，AO与OB之间各有一个振幅最小的点，A、B两点间有两个振幅最小的点，故B错误；
C．B为振动加强点，则
将两波源的频率都减半，波长加倍，有
由于不一定为整数，故B点不一定是振动加强点，振幅不一定最大，故C错误；
D．将两波源的频率都加倍，波长减半，有
故B点仍为振动加强点，振幅最大，故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，粗细均匀的内壁光滑细长直玻璃管一端开口，另一端连接球形玻璃容器、一段长为的水银柱将容器中的理想气体封闭．装置被固定，细长直玻璃管竖直开口向上，被封闭的理想气体的温度为，体积为。现缓慢向玻璃管中加入水银，水银柱长度变为原来的2倍（水银未进入球形容器），已知大气压强为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 水银柱长度变为原来的2倍，理想气体的压强也变为原来的2倍
B. 将封闭理想气体的温度增加，其体积才能保持不变
C. 加入水银后，让容器竖直向下做匀加速直线运动（细长直玻璃管竖直开口向上），并保持气体的体积，温度不变，则气体的压强为
D. 加入水银后，让容器竖直向下做匀加速直线运动（细长直玻璃管竖直开口向上），并保持气体的体积、温度不变，则容器的加速度大小为
【答案】BD
【解析】A．由题意可得
，
则有
A错误：
B．由理想气体的等容变化规律可得
结合
可得
B正确：
C．若让容器向下做匀加速直线运动（细长直玻璃管竖直开口向上），当气体的体积不变，温度也保持不变，则气体的压强为原始状态的压强
C错误；
D．设长度为的水银柱的质量为m，细玻璃管的横截面积为S，由牛顿第二定律可得
设水银柱的密度为，由
结合
综合解得
D正确。
故选BD。
10. 有一列正在沿水平方向传播的简谐波，在某一时刻它的波形图如图甲所示，P和Q是这列简谐波上的两个质点，从该时刻起某同学记录下了Q点在一段时间内的振动图像如图乙所示，则（ ）

A. 该波的传播速度为
B. 该波遇到向左传播的简谐波后一定会发生干涉现象
C. 任意时刻P和Q两质点的振动速度、加速度、位移都相等
D. 该波遇到体长为左右的障碍物时能发生明显的衍射现象
【答案】AD
【解析】A．由图可知，该简谐横波
所以波速
A正确；
B．机械波发生干涉的条件必需满足频率相同、相位差恒定时才会发生干涉现象，B错误；
C．因为质点P、Q相差半个波长，所以他们的振动过程中振动速度大小、加速度大小、位移大小都相等，但方向相反，C错误；
DD．根据机械波发生明显衍射条件可知，该简谐波遇到体长为的障碍物时，由于波长大于障碍物尺寸，则能发生明显的衍射现象，D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图所示的实验装置来测量当地的重力加速度和摆球的直径。摆球为磁性摆球，下方放置一磁性传感器，引出端连接到数据采集器上。
（1）传感器的轴线竖直，其延长线指向悬点；使单摆做小角度摆动，当小球运动到最低点，传感器测量的磁感应强度达__________（填“最大值”或“最小值”），若测得连续n（n从0开始计数）个磁感应强度极值间的时间间隔为t，则单摆的周期__________；
（2）由于小球的直径未知，可以让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动，多次测量，用测得的摆线长度l和相应的周期T，作出的关系图像是一条倾斜直线，图像的斜率为k，纵截距为，则当地的重力加速度__________，摆球的直径__________．
【答案】（1）最大值 （2）
【解析】（1）[1]传感器的轴线位于悬点的正下方，使单摆做小角度摆动，当小球运动到最低点，传感器测量的磁感应强度达最大值；
[2]若测得连续n（n从0开始计数）个磁感应强度极值间的时间间隔为t，则有
解得
（2）[1][2]由单摆的周期公式可得
整理可得
则关系图像的斜率
纵截距
综合解得，
12. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为_________（填字母）。
A. 控制变量法B. 理想化模型法C. 等效替代法
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________（填字母）。
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 有助于油酸颜色更透明便于识别
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 对油酸溶液起到稀释作用
（3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______________。
A. B. C.
D. E.
（4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小________m（结果保留2位有效数字）。
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于__________（填字母）。
A. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
D. 油酸未完全散开
【答案】（1）B （2）D （3）CAEDB （4） （5）A
【解析】（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。
故选B。
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用。
故选D。
（3）“用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积：往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为CAEDB。
（4）一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为，根据超过半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，大约有61个小格，则油酸的面积为，则油酸分子的直径为
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，根据
A．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，则代入计算的浓度偏小，一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏小，则直径的测量值偏小，故A正确；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故B错误；
C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，则一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏大，直径的测量值偏大，故C错误；
D．油酸未完全散开，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故D错误。
13. 如图所示，半径为R的半圆柱形玻璃砖放置在水平面上，与水平面的接触点为顶点P，一单色细光束从圆心O点射入玻璃砖，延长线与水平面的交点为N，折射光线与水平面的交点为M，已知折射光线与水平面之间的夹角，O、N两点间的距离与O、M两点间的距离之差为，光在真空中的速度为c，求：
（1）的大小以及玻璃砖对此光的折射率；
（2）此光在玻璃砖中的传播时间。（不考虑光在玻璃中的反射）
【答案】（1），；（2）
【解析】（1）设光线在O点的入射角、折射角分别为i、r，则有
又
综合解得
玻璃砖对此光的折射率
（2）光在玻璃砖中的传播速度为
传播时间为
综合可得
14. 如图所示为水平向右传播的一列横波，图中的实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.2s时刻的波形图，已知波的传播周期大于0.4s。求：

（1）该波的波速v；
（2）平衡位置在x=0.5m处的质点的振动方程。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意可得波长为，结合波向右传播有
解得
根据题意波的传播周期大于0.4s，所以可知
故该波的波速为
（2）根据t=0.2s时刻的虚线波形图可知，此时平衡位置在x=0.5m处的质点正处于平衡位置并向下振动，设振动方程为
又有t=0.2s时，，代入解得
故平衡位置在x=0.5m处的质点的振动方程为
15. 图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其取出进行研究。如图乙所示，将带有活塞A的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，活塞的质量为，横截面积为，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。
（1）求初始状态下汽缸内气体压强；
（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板。已知该封闭气体的内能与温度之间存在关系，，求该过程中气体吸收的热量；
（3）该避震装置水平安装在山地车的座椅下方的光滑支架上，环境温度保持不变，某次骑行者骑山地车加速下坡（坡度为）时，产生的加速度大小为，避震装置仍如图乙所示放置，发现此时活塞到汽缸底部的距离，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若良好，请说明理由；若不良好，进气或漏气部分气体占原有气体的百分比为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）将A、B作为一个整体受力分析可知
解得
对A受力分析可得
解得
代入数据可得
（2）汽缸内气体的温度从上升到，汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中，可以看成等压变化，根据盖-吕萨克定律可知
其中
解得
所以气体内能的变化
气体对外界所做的功
根据热力学第一定律
可得
代入数据
（3）将A、B作为一个整体受力分析可知
解得
对A受力分析可得
解得
由于环境的温度不变，此过程是等温过程，根据玻意耳定律
解得
而此时，汽缸内气体的体积依然没变，故气密性不好，有漏气的现象，漏掉气体占原体积的百分比为