山东省部分学校2024-2025学年高二下学期4月阶段性诊断测试物理试卷（解析版）

这是一份山东省部分学校2024-2025学年高二下学期4月阶段性诊断测试物理试卷（解析版），共17页。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 下列说法正确的是（ ）
A. 任何物体都具有内能
B. 非晶体具有固定的熔点
C. 分子运动速率都呈“中间少、两头多”的分布
D. 分子间温度升高，分子平均动能减小
【答案】A
【解析】A．任何物体都具有内能，故A正确；
B．晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故B错误；
C．分子运动速率都是”中间多、两头少“的分布，故C错误；
D．分子间温度升高，分子平均动能增大，故D错误。
故选A。
2. 如图甲所示，一只小鸟从上往下落在细树枝上，随树枝小幅度上下振动（可视为竖直方向简谐运动），某时刻开始计时，其振动位移x随时间t变化的规律如图乙所示。取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A. 0时刻与t1时刻，小鸟的速度相同
B. t1时刻，小鸟的速度最小
C. t2时刻，小鸟受到的回复力最大
D. 从t1到t2，小鸟的加速度逐渐减小
【答案】C
【解析】A．由题中图像可知，0时刻与时刻，小鸟的速度大小相等，方向相反，选项A错误；
B．时刻，小鸟在平衡位置，速度最大，选项B错误；
C．时刻，小鸟恰好位于最大位移处，受到的回复力最大，选项C正确；
D．从到，小鸟的位移逐渐增大，加速度逐渐增大，选项D错误。
故选C。
3. 分子力F、分子势能与分子间距离r的关系图线如甲乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能），下列说法正确的是（ ）
A. 乙图线为分子力与分子间距离的关系图线
B. 当时，分子势能最小
C. 随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大
D. 分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小，但引力减小得更快
【答案】B
【解析】AB．在r=r0时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线，A错误，B正确；
C．从平衡位置开始，随着分子间距离的增大，分子间作用力随分子间距离增大先减小，C错误；
D．分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更快，D错误。
故选B。
4. 某手机正在充电，闹钟响起的同时手机振动，充电线也跟着振动，如图所示。手机振动的频率为，充电线上某点的频率为，下列说法正确的是（ ）
A. 充电线上离手机充电口远的点先振动
B. 当手机振动的频率等于充电线振动的固有频率时，充电线抖动的幅度最大
C. 充电线做的振动不是受迫振动
D. 同一手机，更换不同长度的充电线，其振动时的频率不相同
【答案】B
【解析】A．充电线上越靠近振源位置的点越先振动，故离手机充电口近的点先振动，故A错误；
B．当手机振动的频率等于充电线振动的固有频率时，发生共振，则充电线抖动的幅度最大，故B正确；
CD．闹钟响起手机振动，充电线也跟着振动，可知充电线做受迫振动，则有
由于受迫振动频率取决于驱动力的频率，所以同一手机，更换不同长度充电线，振动时的频率相同，均等于手机振动的频率，故CD错误。
故选B。
5. 一列横波沿着轴正方向传播，平衡位置处在和的两质点的振动图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 2.5s时刻两质点的位移不相同
B. 2s时刻质点的速度小于质点的速度
C. 该波的波长可能为
D. 该波的波速可能为
【答案】D
【解析】A．由图可得，周期为4s，A、B两质点的振动方程分别为，
当t=2.5s时，
故A错误；
B．图像斜率绝对值表示速度大小，图像可知2s时刻A质点的图线斜率大于质点的图线斜率，则2s时刻A质点的速度大于质点的速度，故B错误；
C．t=0时刻，质点A正通过平衡位置向上运动，质点B在波峰，波从A向B传播，则AB间的距离
则
因而该波的波长不可能为，故C错误；
D．根据
当n=2时，波速为
故D正确。
6. 如图所示，有一粗细均匀的弯管，液面之间封闭有一段气体，左侧开口处与大气相通，右侧一轻质活塞封住一段气体，活塞下方有一固定卡扣。与与液面的高度差分别为。不计活塞重力且活塞可在弯管内无摩擦滑动，大气压强为，装置气密性良好。下列说法正确的是（ ）
A. 右侧轻活塞封闭的气体压强为
B. 若仅缓慢加热右侧轻活塞处封闭的气体，则变小
C. 若缓慢向上推动活塞，则变小，间气体压强变小
D. 若加热间的气体，则变小
【答案】B
【解析】A．分析可知右侧轻活塞封闭的气体压强为
故A错误；
B．若仅缓慢加热右侧轻活塞处封闭的气体，由于活塞下方有一固定卡扣，则气体压强增大，d液面上升，c液面下降，则变小，故B正确；
C．若缓慢向上推动活塞，温度不变，体积减小，压强增大，d液面上升，c液面下降，则变小，间气体压强变大，故C错误；
D．若加热间的气体，分析可知此时间气体压强变大，而压强为，则变大，故D错误。
7. 竹筏历来是江南水乡的一种重要运输工具。《载敬堂集》：“竹排；竹簰；竹筏，又称筏儿，简称筏，其物一也，古来为水上运输重要工具，也是代替桥梁渡水之要用。”同时，古朴原始的小竹筏也构成江南水乡独具特色的景致。如图所示，在平静的水面上，竹筏在水中沿竖直方向做简谐运动。在运动过程中竹筏运动的速度随时间变化的关系图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】竹筏的回复力由重力和浮力的合力提供，浮力随时间发生变化，因此回复力是变力，加速度也是变化的，竹筏做简谐运动是非匀加速运动，因此v-t图像不是直线；速度是矢量，方向在最高点或最低点发生变化，在平衡位置有速度最大值，故v-t图像如D所示。
故选D。
8. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，一同学将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座上，然后接通电源使光源正常工作。光屏上出现的干涉条纹如图乙所示，他对实验装置进行改动后，在光屏上观察到的干涉条纹的数量减少，下列改动可能会实现这个效果的是（ ）
A. 仅将单缝向右移动靠近双缝
B. 使用间距更大的双缝
C. 仅将绿色滤光片换成红色滤光片
D 仅将双缝向右移动少许
【答案】C
【解析】A．在光屏上观察到的干涉条纹的数量减少，说明条纹间距变疏，根据条纹间距公式
仅将单缝向右移动靠近双缝，则双缝间距d、双缝到光屏的距离L和单色光的波长都不变，则条纹间距不变，则在光屏上观察到的干涉条纹的数量不变，故A错误；
B．使用间距更大的双缝，则d增大，条纹间距变小，即变密，则光屏上观察到的干涉条纹的数量增多，故B错误；
C．仅将绿色滤光片换成红色滤光片，则波长变大，条纹间距变大，即变疏，则光屏上观察到的干涉条纹的数量减少，故C正确；
D．仅将双缝向右移动少许，则L减小，条纹间距变小，即变密，则光屏上观察到的干涉条纹的数量增多，故D错误。
故选C。
二、多项选择题∶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，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 下列现象说明分子在永不停息地做无规则运动的是（ ）
A. 扩散B. 滑雪C. 赛车D. 布朗运动
【答案】AD
【解析】A．扩散是指物质从高浓度区域向低浓度区域自发传播，直到均匀分布的现象，这是分子无规则运动的直接结果，故A正确；
BC．滑雪和赛车是宏观物体的运动，与分子运动无关，故B和C错误；
D．布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微小颗粒（如花粉、尘埃）所做的无规则运动。它是由周围液体或气体分子的无规则碰撞引起的，间接证明了分子的无规则运动，故D正确。
故选AD。
10. 若液体对某种固体是浸润的，则当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，下列说法正确的是（ ）
A. 附着层分子密度小于液体内分子的密度
B. 附着层分子的作用力表现为斥力
C. 管中的液体表面一定向上凸起
D. 液体跟固体接触的区域有扩张的趋势
【答案】BD
【解析】A．当液体对某种固体浸润时，附着层分子间距离小于液体内部分子间距离，所以附着层分子密度大于液体内分子的密度 ，故A错误；
B．因为附着层分子间距离小于液体内部分子间距离，分子间作用力表现为斥力 ，故B正确；
C．液体对固体浸润时，在细管中液体表面是向下凹的，而不是向上凸起，向上凸起是不浸润时的情况，故C错误；
D．由于附着层分子间作用力表现为斥力，使得液体跟固体接触的区域有扩张的趋势 ，故D正确。
故选BD。
11. 物理学的发展推动了医学影像诊断技术的进步，比如彩超、CT等，如图所示。彩色超声波检测仪，简称彩超，它工作时向人体发射频率已知的超声波，当超声波遇到靠近或远离探头的血流时，探头接收的回波信号频率会升高或降低。利用计算机技术给这些信号加上色彩，显示在屏幕上，可以帮助医生判定血流的状态。用X射线对人体摄影，简称CT。工作时，X射线对人体进行扫描，由于人体各种组织的疏密程度不同，因此部分射线穿透人体，部分射线被遮挡，检测器接收到的射线就有了差异，从而可以帮助医生诊断病情。根据以上信息，可以判断下列说法正确的是（ ）
A. 彩超工作时利用了多普勒效应
B. 超声波和X射线都能发生干涉和衍射现象
C. 彩超和CT工作时向人体发射的都是纵波
D. 彩超和CT工作时向人体发射的都是电磁波
【答案】AB
【解析】A．多普勒效应是指当波源与观察者之间有相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化。彩超工作时，超声波遇到靠近或远离探头的血流，探头接收的回波信号频率会升高或降低，这正是利用了多普勒效应 ，故A正确；
B．干涉和衍射是波特有的现象，超声波属于机械波，X 射线属于电磁波，它们都具有波动性，所以都能发生干涉和衍射现象，故B正确；
CD．彩超工作时发射的超声波是机械波中的纵波，但 CT 工作时发射的 X 射线是电磁波，电磁波是横波，不是纵波 ，故CD错误。
故选AB。
12. 如图甲，轻质弹簧下端挂一质量为的小球，小球处于静止状态。现将小球向下拉动距离后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，弹簧弹力与小球运动时间的关系图像如图乙（余弦图像），重力加速度为。由此可知（ ）
A. 小球做简谐运动的周期B. 小球做简谐运动的振幅为
C. 轻质弹簧的劲度系数D. 末小球的速度为0
【答案】C
【解析】A．小球从最低点运动至平衡位置的时间为1s，小球做简谐运动的周期
故A错误；
B．小球做简谐运动的振幅为
故B错误；
C．设初始时弹簧的伸长量为，则有
将小球向下拉动距离，弹簧的伸长量为，弹力为，则有
联立解得
故C正确；
D．在5s末，小球经过平衡位置，所受合力为0，加速度为0，但是速度最大，故D错误。
故选C。
三、非选择题∶本题共6小题，共60分。
13.（1）图甲反映的是“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________（用符号表示）。
（2）如图乙所示，坐标纸中正方形方格的边长为2cm，油酸膜的面积是________cm2。
（3）已知50滴溶液的体积为1mL，且1000mL溶液中含有0.5mL纯油酸，则估算出油酸分子的直径约为________m（结果保留两位有效数字）。
（4）将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间，再使用该溶液进行实验会导致分子直径的测量结果________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）bcad （2）220 （3） （4）偏小
【解析】（1）“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。故正确操作顺序排列应是bcad。
（2）由图可知，油酸膜内大约有55个小方格，则油酸膜的面积为
（3）已知50滴溶液的体积为1mL，且1000mL溶液中含有0.5mL纯油酸，则每滴溶液中含纯油酸的体积为
则油酸分子直径为
（4）将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间，再使用该溶液进行实验，由于酒精的挥发使得实际浓度变大，则代入计算的浓度偏小，使得每滴溶液中含纯油酸的体积测量值偏小，导致分子直径的测量结果偏小。
14. “祖冲之”研究小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度及磁性小球的大小，长度为l的细线将该磁性小球悬挂于O点，小球平衡时在其正下方放置一智能手机，打开手机的测磁软件可以记录附近磁感应强度大小，将小球由平衡位置拉开一个角度θ（θ2s，可知周期无解；
若波向右传播，则传播的距离
则传播的时间
因周期T>2s，可知n=0时，周期
则波速
（2）设x=3m处质点的振动方程为
当时代入方程，可知
则平衡位置在x=3m处的质点的振动方程
16. 某种发光二极管发出的某单色光沿图示方向射向由透明材料制成的四分之一球体，A为入射点，，OC为水平面，光从圆弧面上的B点射出，射出方向与OC平行，该透明材料对此单色光的折射率为，已知O点为球心，球体半径为R，光在真空中传播的速度为c，求：
（1）光从A点射入球体时的折射角；
（2）光从B点射出时的折射角；
（3）该单色光在球体内传播的时间。
【答案】（1）30° （2）60° （3）
【解析】（1）光路如图
根据光的折射定律，在A点时
解得α=30°
（2）设光线在B点的折射角为r，则在B点的入射角为i=r-30°
则
解得r=60°
光从B点射出时的折射角60°。
（3）根据
光在介质中传播距离
可知时间
17. 如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在桌面左端， 另一端与小球A 拴接，当弹簧处于原长时，小球A位于P点。将小球A用细线跨过光滑的 定滑轮连接小球 B， 桌面上方的细线与桌面平行，此时小球A静止于O点，A、B 两小球质量均为M。现将小球A移至P点后由静止释放，当小球 A向右运动至速度为零时剪断细线，此时小球B未接触地面。已知弹簧振子的振动周期 （m 为振子的质量，k 为弹簧的劲度系数），弹簧的弹性势能为（k为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量），重力加速度大小为g， 空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）小球A 从 P 点由静止释放瞬间的加速度大小a；
（2）剪断细线前瞬间细线的张力大小F；
（3）从剪断细线开始计时，小球A 第一次返回O 点所用的时间t，及小球A 到达O点的速度大小v。
【答案】（1） （2） （3），
【解析】（1）小球 A从P点由静止释放瞬间弹簧的弹力为零，小球 A、B 一起向右运动 对小球 A、B整体，由牛顿第二定律得 Mg=2Ma
解得
（2）设小球 A静止于0点时，弹簧的形变量为 x0 则 kx0 =Mg
小球 A、B 组成的系统做简谐振动，振幅
由对称性可知，小球 A向右运动至最远点时，对 A有 2kx0-F=Ma
对小球B有F-Mg=Ma
解得
（3）细线断裂后A球单独做简谐振动,其平衡位置为P点，振幅变为
则 A球单独做简谐振动的振动方程
当小球 A第一次返回O点时，位移
有
解得
小球 A到O点过程中弹性势能转化为小球A的动能，有
解得
18. 如图所示，两个固定的导热良好的足够长的汽缸A、B水平放置，由水平轻质硬杆连接的两个活塞面积分别为SA=120cm2、SB=40cm2。两汽缸通过一带阀门K的细管连通，最初阀门关闭，A内有理想气体，初始温度为27°C，B内为真空。初始状态时两活塞分别与各自汽缸底的距离为a=40cm、b=10cm，活塞静止。（不计一切摩擦，细管体积可忽略不计，A内有体积不计的加热装置，图中未画出。设环境温度始终为27°C，外界大气压强为p0）
（1）当阀门K关闭时，在汽缸A安装绝热装置，同时对A内气体缓慢加热，求当右侧活塞刚好运动到距汽缸B底5cm时，A内气体的热力学温度TA及压强pA；
（2）停止加热并撤去汽缸A的绝热装置，将阀门K打开，足够长时间后，求左侧活塞到汽缸A底部的距离Δx；
（3）接第二问之后将阀门K关闭，用打气筒（图中未画出）向汽缸A中缓慢充入压强为2p0的环境温度下的理想气体，使活塞回到初始状态时的位置，求充入的理想气体体积ΔV。
【答案】（1）337.5K； （2）15cm （3）3500cm3
【解析】（1）阀门K关闭时，将A内气体加热，温度升高，气体压强不变，为等压变化，对于A气体，初态VA=aSA，T0=300K
末态；温度为TA
由盖—吕萨克定律有
即
得TA=337.5K
对两活塞整体为研究对象，根据受力平衡得pASA−p0SA+p0SB=0
解得
（2）足够长时间后气体的温度与外界相等则T=273+27=300K，左侧活塞到汽缸A底部的距离Δx，则气体的总体积
对两活塞整体为研究对象，根据受力平衡得pSA−p0SA+p0SB−pSB=0
解得p=p0
根据
解得
（3）当活塞回到原来的位置时，对右侧气体由玻意耳定律
解得
两活塞整体为研究对象，根据受力平衡得pA2SA−p0SA+p0SB− pB2SB =0
解得
对左侧气体由玻意耳定律
解得