吉林省松原市2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷（解析版）

这是一份吉林省松原市2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷（解析版），共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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. 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A. X射线的波长比红外线的波长长
B. 北斗卫星导航系统利用无线电波传递导航信息
C. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
D. 电磁波加载信息的方式有调谐与调频两种方式
【答案】B
【解析】A．X射线的频率比红外线的频率大，根据，可知X射线的波长比红外线的波长更短，故A错误；
B．卫星和地面的联系靠无线电波，将图片和声音等信号调制到无线电波上，把无线电波当成载体发射回地面，故B正确；
C．赫兹用实验证实了电磁波存在，故C错误；
D．电磁波加载信息的方式有调幅与调频两种方式，故D错误。
故选B。
2. 如图所示为3D立体电影的原理图，关于其光学原理的说法正确的是（ ）
A. 利用了光的全反射现象B. 利用了光的衍射现象
C. 说明光是一种横波D. 说明光是一种纵波
【答案】C
【解析】图示是用偏振眼镜观看立体电影，利用了光的偏振现象，说明光是一种横波。
3. 春天，池塘边的花朵在风的作用下，把花粉撒入水中。如图所示，是花粉微粒不同时刻在显微镜下的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 花粉颗粒做布朗运动的轨迹是规则的
B. 花粉颗粒越大，布朗运动越明显
C. 温度越高，花粉颗粒做布朗运动越明显
D. 花粉颗粒做布朗运动是因为花粉分子的热运动
【答案】C
【解析】A．花粉颗粒做布朗运动是无规则的，故A错误；
B．花粉颗粒越大，布朗运动越不明显，故B错误；
C．温度越高，花粉颗粒做布朗运动越明显，故C正确；
D．花粉颗粒做布朗运动是因为花粉颗粒周围水分子的热运动，故D错误。
故选C。
4. 利用单缝衍射实验装置可以观察金属的热胀冷缩现象。如图所示，挡光片a固定，挡光片b放置在一金属棒上端，让绿色激光通过a、b间的平直狭缝后在光屏上形成衍射图样。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A. 激光通过狭缝后在光屏上可以形成明暗相间的等距条纹
B. 其他实验条件不变，使用红色激光，中央亮条纹宽度变大
C. 其他实验条件不变，对金属棒加温，中央亮条纹宽度变小
D. 其他实验条件不变，对金属棒降温，中央亮条纹宽度变大
【答案】B
【解析】A．激光通过狭缝后在光屏上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹，故A错误；
B．其他实验条件不变，使用红色激光，则激光的波长更大，衍射现象更明显，中央亮条纹宽度变大，故B正确；
C．其他实验条件不变，对金属棒加温，则单缝宽度变小，中央亮条纹宽度变大，故C错误；
D．其他实验条件不变，对金属棒降温，则单缝宽度变大，中央亮条纹宽度变小，故D错误。
故选B。
5. 如图所示为时刻的LC电路，其中电感的自感系数为L，电容器的电容为C，已知该时刻LC电路中的电流为0。则下列说法错误的是（ ）
A. 的时间内，线圈产生的磁场正在增强
B. 时，两极板间的电压为0
C. 时间内，电容器下极板带正电，且电荷正在增加
D. 时，LC电路的磁场能最大
【答案】D
【解析】A．LC振荡电路的周期为
时LC电路中的电流为0，电容器所带的电荷量最多，的时间内，电容器放电，电容器所带的电荷量正在减少，电路中电流正在增加，线圈产生的磁场正在增强，故A正确，不符合题意；
B．时LC回路放电结束，电容器所带的电荷量为零，两极板的电压为零，故B正确，不符合题意；
C．时间内，线圈对电容器反向充电，电容器的下极板带正电，且电荷量正在增加，故C正确，不符合题意；
D．时，反向充电结束，LC电路中的电流为0，LC电路中的磁场能为0，故D错误，符合题意。
故选D。
6. 光纤通信中信号传播关键载体是光导纤维。如图所示，某单色光进入长为L的光导纤维中传播，内芯材料的折射率为，外套材料的折射率为。已知光在真空中速度为c，下列说法正确的是（ ）
A.
B. 光在光导纤维中传播的速度为
C. 光在光导纤维中传播最短时间为
D. 光在光导纤维中传播的最短时间为
【答案】D
【解析】A．发生全反射的条件为从光密介质射向光疏介质，故，故A错误；
BCD．当光线在内芯中沿直线传播时，距离最短，此时光在光导纤维中传播的时间最短，传播的速度
最短时间为
BC错误，故D正确。
故选D。
7. 为了装点城市夜景，常在喷水池水下安装灯光照亮水面。如图甲所示，在平静的水面下深1.2m处有一个点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了如图乙所示的被照亮的区域，内圆半径为0.9m，外圆半径为1.6m，以下说法中正确的是（ ）
A. a、b光的折射率之比为3：4
B. a光的频率大于b光的频率
C. a、b光在水中的传播速度之比为3:4
D. a光在空气中与水中的波长之比为4:5
【答案】A
【解析】AB．作出光路图，如图所示
由乙图可知，a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，半径较大，则a光的全反射临界角较大
根据几何关系有
则有，
根据
解得，
故，a光的折射率较小，a光的频率小，故A正确，B错误；
C．根据
可知，a、b光在水中的传播速度之比为，C错误；
D．根据
周期T不变，a光在空气中与水中的波长之比为，故D错误。
故选A。
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. 一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其T-V图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 气体内能不变B. 气体压强变小
C. 气体对外界做功D. 气体向外界放热
【答案】BC
【解析】A．由图示可知，ab过程，气体温度增加，所以内能增大，故A错误；
B．T-V图像过原点的直线表示等压过程，分别连接原点和a，以及原点和b点，根据
解得
可知，T-V图像的斜率越大，气体压强越大，从状态a到状态b的过程气体的压强逐渐减小，故B正确；
C．由图示可知，ab过程，气体体积变大，气体对外界做功，故C正确；
D．根据热力学第一定律，因为从状态a到状态b的过程气体内能增加，又因为气体对外做功，所以气体从外界吸收热量，故D错误。
故选BC。
9. 对如图所示的示意图或实验装置，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙是薄膜干涉的应用，若得到如图所示的条纹说明被检测工件表面平整
D. 图丁是雨后太阳光射入到水滴中发生色散而形成彩虹的原理图，其中a、b、c、d四条光线的波长的关系为
【答案】BD
【解析】A．图甲是“泊松亮斑”，是圆盘衍射的图样，故A错误；
B．根据条纹间距
可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹间距离将减小，故B正确；
C．被检测工件的上表面和样板件的下表面间的空气膜，形成一个空气劈，从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉，条纹不平行，说明被检测工件表面不平整，故C错误；
D．太阳光通过水滴折射后，偏折程度从小到大的排序为d、c、b、a，则同一介质对不同光的折射率关系是，根据折射率越大，频率越大，可知它们的频率关系为
根据
可得它们的波长关系为
故D正确。
故选BD。
10. 分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示，如果用横轴表示分子间的距离，纵轴表示分子力或分子势能，下列说法正确的是（ ）
A. 曲线A表示斥力与分子间距的关系
B. 曲线B表示分子势能与分子间距的关系
C. 曲线C表示引力与分子间距的关系
D. 曲线D表示合力与分子间距的关系
【答案】AC
【解析】AB．曲线A表示斥力与分子间距的关系，曲线B表示合力与分子间距的关系，故A正确，B错误；
CD．曲线C表示引力与分子间距的关系，曲线D表示分子势能与分子间距的关系，故C正确，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 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. 有助于油酸的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）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每mL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）。
（4）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） （4）A
【解析】（1）将油酸分子看成球形，在水面上形成单分子油膜。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，进一步减小油酸的面密度，更能保证形成单分子油膜。
故选D。
（3）一滴油酸酒精溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为，根据多余半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，约61个小格，则油酸的面积为
则油酸分子的直径为
（4）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，形成的油膜面积偏大，根据
可知直径的测量值偏小，故A正确；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，测得油酸的面积偏小，根据
可知测得分子直径偏大，故B错误；
C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，可知，纯油酸的体积将偏大，根据
可知计算得到的分子直径将偏大，故C错误；
D．油酸未完全散开，测得油酸的面积偏小，根据
可知测得分子直径偏大，故D错误。
故选A。
12. 某同学要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）图甲中虚线框位置的组件名称是__________，它的作用是获得___________光；
（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1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17.332mm，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，仅将光的波长换成较大的做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距_________（填“变大”“变小”或“不变”）.
【答案】（1）滤光片 单色 （2）2.331##2.332##2.333##2.334 （3）6.0×10-7 （4）变大
【解析】（1）[1][2]图甲中虚线框位置的组件名称是滤光片，它的作用是获得单色光；
（2）手轮上的刻度读数为2mm+0.01mm×33.2=2.332mm
（3）条纹间距
根据
可得
（4）在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，根据
则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大。
13. 一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p­V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为TA=300 K，求：
(1)气体在状态C时温度TC；
(2)若气体在A→B过程中吸热1000 J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？
【答案】(1)375K；(2)气体内能增加，增加了400J
【解析】(1)D→A为等温线，则
TA=TD=300 K
C到D过程
由盖—吕萨克定律得
解得
TC=375 K
(2)A→B过程压强不变，气体做功为
由热力学第一定律，得
则气体内能增加，增加了400J
14. 如图所示，横截面为直角三角形ABC的三棱镜，，，。一束单色平行光平行于BC从AB边射入三棱镜，已知三棱镜对该单色光的折射率为，真空中的光速为c。求：
（1）设从AB边上D点入射的光线恰好到达C点，AD的长度；
（2）光从D点传播到C点的时间；
（3）第一次到达BC边的光线能否从BC边射出，说明理由。
【答案】（1） （2） （3）见解析
【解析】（1）由题可知，入射角为，
根据折射定律有
解得
故折射角为
设光从AB边的D点入射时，折射光线恰好到达C点，如图所示
根据几何关系得
（2）根据
解得
根据几何关系可得
则光从D点传播到C点的时间
（3）光从BD之间入射，折射角为，也就是在射入BC边界时，入射角为60°，又因为
因
所以在BC边界发生了全反射
故不能从BC边射出。
15. 如图所示，一根一端封闭的玻璃管竖直放置，内有一段高的水银柱，当温度为时，封闭空气柱长为，则（外界大气压相当于高的水银柱产生的压强，取）
（1）若玻璃管足够长，缓慢地将管转至开口向下，求此时封闭气柱的长度（此过程中气体温度不变）；
（2）若玻璃管足够长，将管由静止释放，求稳定后封闭气柱的长度（此过程中气体温度不变）；
（3）若玻璃管长，温度至少升到多少开尔文时，水银柱会全部从管中溢出？
【答案】（1） （2） （3）405K
【解析】（1）设玻璃管内部横截面积为S，对水银柱分析可知，气体初状态的压强为
初状态体积
管转至开口向下后，气体的压强
体积为
气体做等温变化，由玻意耳定律可得
代入数据解得
（2）稳定后管与水银柱做自由落体运动，对水银柱由牛顿第二定律有
解得
体积为
由玻意耳定律可得
解得
（3）由理想气体状态方程可知，pV乘积越大，对应的温度越高；假设管中还有长为的水银柱尚未溢出，pV值最大，即的值最大，因为
由数学知识可知当
取得最大值；代入数据解得
即管中水银柱由0.25m溢出到还剩下0.15m的过程中，pV的乘积越来越大，这一过程必须是升温的。此后温度不必再升高（但是要继续给气体加热），水银柱也将继续外溢，直至全部溢出，由理想气体状态方程
可得
其中，代入数据得