内蒙古鄂尔多斯市西四旗2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷（解析版）

这是一份内蒙古鄂尔多斯市西四旗2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷（解析版），共24页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：选择性必修第一册第二、三、四章。选择性必修第三册第一章。
一、选择题（本题共12小题，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题4分，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 右图是用显微镜观察布朗运动时记录的图像，则关于布朗运动，下列说法正确的是（ ）
A. 液体分子的无规则运动是布朗运动
B. 温度越高，布朗运动越明显
C. 悬浮微粒的大小对布朗运动无影响
D. 右图为悬浮微粒在这一段时间内的运动轨迹
【答案】B
【解析】A．液体中悬浮微粒的运动是布朗运动，间接反映液体分子的无规则运动，A错误；
B．温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动越明显，B正确；
C．悬浮微粒越小，液体分子对其撞击的不平衡性越明显，布朗运动越激烈，C错误；
D．题图的折线是每个一定时间悬浮微粒所在位置的连线图，不是悬浮微粒的运动轨迹，D错误。
2. 2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像，利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法，正确的是（ ）
A. 两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
B. 在干涉图样中，振动加强区域质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移
C. 当波源远离观察者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低
D. 只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射
【答案】C
【解析】A．只有频率相同时，两列波叠加才能发生稳定的干涉现象。故A错误；
B．干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移时大时小，也可能为零。故B错误；
C．根据多普勒效应可知，当波源远离观察者时，观察者接收到波的频率比波源频率低。故C正确；
D．如果障碍物的尺寸大于波长，也会发生衍射，但衍射不明显。故D错误。
故选C。
3. 关于光的偏振、干涉与衍射、激光，下列说法正确的是（ ）
A. 偏振是纵波特有的现象，光的偏振现象说明光是纵波
B. 在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是不等的
C. 自然界中某些天然物体也可以发出激光，激光不能发生衍射现象
D. 泊松亮斑是衍射现象，用白光照射单缝时将得到彩色条纹
【答案】D
【解析】A．光的振动方向与传播方向相垂直，故光的偏振现象说明光是横波，选项A错误；
B．在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是相等的，选项B错误；
C．激光是用人工方法激发的一种特殊的光，激光是一种电磁波，只要是波就能发生衍射现象，选项C错误；
D．泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象，是衍射现象，用白光照射单缝，将得到彩色的衍射条纹，选项D正确。
故选D。
4. 光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是（ ）
A. 内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
B. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
C. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射
D. 内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
【答案】A
【解析】发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大，且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射。
故选A。
5. 分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 从到分子间引力、斥力都减小
B. 从到分子力的大小先减小后增大
C. 从到分子势能先减小后增大
D. 从到分子动能先增大后减小
【答案】D
【解析】A．从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误；
B．由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；
C．分子势能在时分子势能最小，故从到分子势能一直减小，故C错误；
D．从到分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确。
故选D。
6. 自然界有许多地方有共振的现象，人类也在其技术中利用共振现象．如图把一个筛子用四根弹簧支起来（后排的两根弹簧未画出），筛子上有一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成7次全振动用时21s，在某电压下，电动偏心轮转速是30r/min，已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期，那么要使筛子的振幅增大，下列说法正确的是（ ）
A. 筛子振动的固有周期为2s
B. 电动偏心轮的转动周期为2s
C. 要使筛子的振幅增大，需增加筛子质量
D. 要使筛子的振幅增大，需提高输入电压
【答案】B
【解析】A．由题意可知筛子振动固有周期为
故A 错误；
B．电动偏心轮的转动周期为
故B正确；
CD．要使筛子振幅增大，就是使这两个周期值靠近，可采用两种做法：第一，减小输入电压使偏心轮转得慢一些，增大驱动力的周期；第二，减小筛子的质量使筛子的固有周期减小；故CD错误。
故选B。
7. 一列简谐横波沿轴传播，图甲为该波在时刻的波形图，M是平衡位置为处的质点，图乙为质点M的振动图像，则（ ）
A. 时刻质点M沿轴正方向振动，该波沿轴正方向传播
B. 波的振幅为，波长
C. 波的周期为，波的传播速度为
D. 时刻，处的质点偏离平衡位置的位移大小为
【答案】D
【解析】A．根据M点的振动图像可知，时刻质点M沿轴正方向振动，则该波轴负方向传播，A错误；
B．该波的振幅为，波长，B错误；
C．周期，由
可得该波的传播速度
C错误；
D．波动图像的方程为
时间，处质点偏离平衡位置的位移大小为，D正确。
故选D。
8. 如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方，使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为（未标出），印迹上P、Q两点的纵坐标分别为和。忽略一切阻力，重力加速度为g，则（ ）
A. 该弹簧振子的振幅为
B. 该弹簧振子的振动周期为
C. 激光笔在留下P、Q两点时所受的回复力相同
D. 激光笔在留下PQ段印迹的过程中，弹簧的弹性势能增大了
【答案】D
【解析】AB．白板做匀速运动，振子振动的周期等于白板运动位移所用的时间，则周期
振幅为
故AB错误；
C．加速度是矢量，激光笔在留下两点时加速度大小相等，方向相反，回复力大小相同，方向相反，故C错误；
D．在激光笔留下段印迹的过程中，由机械能守恒可知，重力势能减小，故弹性势能增加了，故D正确。
故选D。
9. 氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比，由图可知（ ）
A. 在②状态下，分子速率小的分子占比相对较大
B. 两种状态氧气分子的平均速率相等
C. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D. ①状态的温度比②状态的温度低
【答案】D
【解析】ABD．由题图可知，②中图线“腰粗”，则速率大的分子占据的比例较大，则说明②对应的平均速率较大，故②对应的温度较高，则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率小的占比相对较小，故AB错误，D正确；
C．由题图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，故C错误。
故选D。
10. 如图所示，将弹簧振子从平衡位置O拉下一段距离Δx，释放后振子在A、B间振动。设AB=20cm，振子由 A到B 运动时间为0.1s，则下列说法正确的是（ ）
A. 振子振幅为10 cm，周期为0.2s
B. 振子在 A、B两处受到的回复力分别为kΔx+mg与kΔx-mg
C. 振子在A、B两处受到的回复力大小都是kΔx
D. 振子完成一次全振动通过的路程是 20cm
【答案】AC
【解析】A．振子在A、B间振动，已知
AB=20cm
则振幅为
A=10cm
故A正确；
BC．根据
F=-kx
可知振子在A、B两处受到的回复力大小都为kΔx，故B错误，C正确；
D．振子完成一次全振动经过的路程为
4A=40cm
故D错误。
故选AC。
11. 一列简谐横波沿轴传播，速度大小为5m/s，在时刻的波形图如图中实线所示，经0.2s后的波形如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）
A. 经0.2s波传播的距离为1m，波沿轴正方向传播
B. 质点在时刻沿轴正方向运动
C. 处的质点的位移表达式为
D. 从时刻开始质点经1.6s通过的路程为152cm
【答案】ABD
【解析】A．由图可知该波波长
经0.2s波传播的距离
经0.2s波传播的距离为
根据波形的平移规则可知，这列波应沿x轴正方向传播，选项A正确；
B．根据波的传播方向与波动规律可知，时刻质点 P 沿y轴正方向运动，选项B正确；
C．由得
则
处的质点的位移表达式为
选项C错误；
D．从时刻经1.6s时，由于
所以质点通过的路程等于
选项D正确。
故选ABD。
12. 如图是半圆形透明介质的横截面，O为圆心，M、N为圆弧上两点。一束红色光线和另一束绿色光线，以相同的角度同时从O点入射，其透射光线从M、N两点射出，已知真空中光速，，，下列说法正确的是（ ）
A. 两束光穿过半圆形透明介质所需时间相等
B. OM是红光，ON是绿光
C. 半圆形透明介质对OM光的折射率为
D. OM光在该半圆形透明介质中传播的速度大小为
【答案】BD
【解析】A．由折射定理
可知，从M点射出的光的折射率较小，从N点射出的光的折射率较大，根据折射率与光速的关系
可知，从M点射出的光的速度较大。两束光穿过透明介质的路程相等，速度不同，所需时间不相同，故A项错误；
B．根据绿光折射率大于红光可知，OM是红光，ON是绿光，故B项正确；
C．由折射定律可知，透明介质对OM光束的折射率为
故C项错误；
D．OM光束在该透明介质中传播的速度为
故D项正确。
故选BD。
二、实验题（本题共2小题，共16分）
13. 在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.0mL注入500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。
（1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为______，求得的油酸分子直径为______m（此空保留一位有效数字）。
（2）若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为。则下列说法正确的是______。
A. 1kg油酸所含有分子数为
B. 油酸所含分子数为
C. 1个油酸分子的质量为
D. 油酸分子的直径约为
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于______。
A. 在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴
B. 计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C. 水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
【答案】（1） （2）B （3）AC
【解析】（1）[1]根据题意可得，一滴油酸的酒精溶液含油酸为
[2]根据题意可知，方格纸每个小格的面积为
根据不足半格舍掉，多于半格算一格的原则，可得面积为
油酸分子直径为
（2）A．根据题意，质量为的油酸，所含有分子数为
故A错误；
B．体积为的油酸，所含分子数为
故B正确；
C．1个油酸分子的质量为
故C错误；
D．根据可知，一个油酸分子的体积为
设分子的直径为d，则有
联立解得
故D错误。
故选B。
（3）A．根据题意，由公式可知，油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大的原因可能时V偏大或S偏小，在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴，则V偏大，直径偏大，故A正确；
B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，则S偏大，直径偏小，故B错误；
C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，则S偏小，直径偏大，故C正确。
故选AC。
14. 某同学用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示。
（1）下列说法正确的是___________.（填选项前的字母）
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C.为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距
（2）做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第一条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为____________mm。
（3）该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是14.690mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波长为__________m（保留两位有效数字）
（4）在其他条件不变的情况下，仅将光换成波长较长的光做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）BC##CB （2）2.188##2.199##2.190##2.191##2.192 （3） （4）变大
【解析】（1）[1]A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误；
B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故B正确；
C．n条亮纹之间有个间距，相邻条纹间距为
故C正确。
故选BC。
（2）[2]手轮上的刻度读数为
（3）[3]相邻两条亮纹间距为
其中
解得
（4）[4]根据
在其他条件不变的情况下，光的波长增大，相邻两亮条纹的中心间距变大。
三、计算题（本题共3小题，共计32分。解答时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）
15. 图为真空中半径为R的半圆柱体玻璃砖的横截面，O为圆心，A、B为直径边两端，足够长的直屏紧靠B点并与AB边垂直。一单色细光束对准圆心O从圆弧边入射，当光束与AO夹角为时，在屏上形成上、下两个光斑P和Q（图中未画出）；当光束逆时针转动至与AO夹角为时，屏上恰好只有一个光斑，光在真空中传播的速率为c。求：
（1）光束从玻璃砖表面入射至到达Q点所需时间；
（2）屏上P、Q两光斑之间的距离d。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）已知光束逆时针转动至与AO夹角为时，恰好只有一个光斑，即光在界面AB恰好发生全反射，此时入射角等于全反射临界角为，所以折射率为
设OQ光束折射角为，则
解得
得
故时间
（2）当光束与AO夹角为时，有两个光斑，即同时发生反射与折射，反射光线形成的光斑P与B之间的距离为
折射光线形成的光斑Q与B之间的距离为
屏上P和Q之间的距离为
16. 将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，如图所示，(甲)图中 O 点为单摆的悬 点，现将小球(可视为质点)拉到 A 点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的 ABC 之间来 回摆动，其中 B 点为运动中最低位置， ∠AOB =∠COB=α， α 小于 5°且是未知量。图(乙)表示由计算机得到细 线对摆球的拉力大小 F 随时间变化的曲线，且图中 t =0 时刻为摆球从 A 点开始运动的时刻，根据力学规律和题中信息(g 取 10 m/s2)。求：
（1）单摆的周期和摆长；
（2）摆球的质量；
【答案】（1），0.4m （2）0.05kg
【解析】（1）摆球受力分析如图所示：
小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律，知：T=0.4πs．
由单摆的周期公式：
代入数据解得：L=0.4m
（2）在最高点A，有：Fmin=mgcsα=0.495N
在最低点B，有
从A到B，滑块机械能守恒，有
联立并代入数据得：m=0.05kg
17. 如图所示，以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子，波源S1和S2分别置于x=m和x=6m处，同时产生两列简谐横波甲和乙，分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，t=0时刻，x=m和x=2m处的质点刚好开始振动，某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O，若从t=0开始到时间内P点经过的路程为3cm，求：

（1）甲、乙两波的频率之比；
（2）乙波在右侧绳子中的传播速度大小；
（3）从t=0到t=7s，原点处的质点O经过的路程。
【答案】（1）；（2）2m/s；（3）48cm
【解析】（l）两列波同时传到O点，由，得出
根据题图可知
又
联立可得
（2）由题可得质点P向上运动，因此质点运动的路程3cm为先向上运动到波峰1cm在回到平衡位置走了2cm，因此可知P点当前的位移为1cm，则有
结合P点向上运动有，因此
可得
根据题图可知=4m，则乙波在右侧绳子中的传播速度大小为
=2m/s
（3）由上述分析可得=1m/s，则经过1s后两列波均刚好到达O点，且两列波在О点叠加后振动最强，故О点做振幅为4cm的振动，周期不变，从t=0到t=7s，原点处的质点O经过的路程为
s=3T=12A=48cm