2021-2022学年云南省昆明市第三中学高二（下）期中物理试题（解析版）

秘密★启用前    【考试时间：5月6日　14:30—16:00】

昆明市第三中学高2023届高二年级下学期期中考

物理学科能力测试

注意事项：

1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、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，再选涂其它答案标号。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，将答题卡交回。

一、单项选择题：本大题共8小题，每小题4分，共32分。

1. 关于机械振动，下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧振子经过平衡位置时所受回复力为零，因此所受合力也为零

B. 单摆的周期与摆球质量无关

C. 物体做受迫振动达到平衡后，物体振动的频率等于固有频率

D. 简谐运动是匀变速运动

【答案】AB

【解析】

【详解】A．弹簧振子经过平衡位置时所受回复力为零，其受合力也为零，故A正确；

B．单摆的周期公式为

可知其周期与摆球质量无关，故B正确；

C．物体做受迫振动达到平衡后，物体振动的频率等于驱动力的频率，故C错误；

D．简谐运动是变加速运动，加速度不恒定，是非匀变速运动，故D错误。

故选AB。

2. 关于光的衍射，下列说法正确的是（　　）

A. 只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发生光的衍射现象

B. 当光的波长大于障碍物或小孔的尺寸时，不会发生明显的衍射现象

C. 单色光的单缝衍射图样是亮暗相间的条纹

D. 光照到较大圆孔上时，屏上出现大光斑，不存在光的衍射

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AB．衍射现象不论波长与障碍物或小孔的尺寸如何，都会发生，只是当光的波长与障碍物的尺寸相近时或者遇到小于该光波长的障碍物时，才会发生明显的衍射，故AB错误；

C．单色光的单缝衍射图样是亮暗相间的条纹，故C正确；

D．屏上大光斑的边线很模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象，故D错误。

故选C。

3. 新型冠状病毒在世界范围内的肆虐，给我们的生命财产造成了重大损失。为了减少病毒传播，人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液，两者的主要成分都是酒精，则下列说法正确的是（　　）

A. 使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体分子扩散到了空气中

B. 在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关

C. 在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的结果

D. 使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子间距不变

【答案】A

【解析】

【详解】A．因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以使用免洗洗手液时，手部很快就干爽了，这是扩散现象，故A正确；

BC．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是由于酒精分子的扩散运动的结果，证明了酒精分子在不停地做无规则运动，故BC错误；

D．洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中，温度不变分子平均动能不变，但是分子之间的距离变大，故D错误。

故选A。

4. 一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A. a→b过程中，气体体积变小，压强减小

B. b→c过程中，气体压强不变，体积增大

C c→a过程中，气体压强增大，体积变小

D. c→a过程中，气体内能增大，体积不变

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．a→b过程中，温度不变，压强减小，根据公式

可知体积变大，A错误。

B．b→c过程中，压强不变，温度减小，根据公式

可知体积减小，B错误。

C．c→a过程中，图像过原点，所以体积不变，温度升高，压强变大，C错误。

D．c→a过程中，图像过原点，所以体积不变，温度升高，所以内能增加，D正确。

故选D。

5. 如图所示为双缝干涉的示意图，从光源S射出的单色光经过单缝后在双缝处形成两束相干光S1、S2，下列说法正确的是（　　）

A. 若该光的波长为λ，且满足，则光屏上P处为亮条纹

B. 该实验中不存在光的衍射现象

C. 减小双缝间距d，相邻两条亮条纹的距离将减小

D. 撤去双缝，屏上O点处亮条纹最窄，两侧的亮条纹逐渐变宽

【答案】A

【解析】

【详解】A．若该光的波长为，且满足距离差为波长整数倍，则光屏上P处为加强点，是亮条纹，故A正确；

B．干涉实验中存在光的衍射现象，故B错误；

C．减小双缝间距d，相邻两条亮条纹的距离

将变大，故C错误；

D．撤去双缝，发生衍射，屏上O点处亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄，故D错误。

故选A。

6. 如图，三个同心圆是点电荷周围的三个等势面，A、B、C分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为，且这三点在同一条电场线上。一个正点电荷仅在电场力作用下从A点运动到C点。下列说法正确的是（　　）

A. 电荷在运动过程中电势能和动能之和保持不变，因此电荷机械能守恒

B. UAB>UBC

C. 电荷从A点运动到B点的平均速度等于从B点运动到C点的平均速度

D. A、B、C三点的电势满足：φA>φB>φC

【答案】BD

【解析】

【详解】A．电荷在运动过程中只有电场力做功，电势能减少量等于电场力做的功，动能增加量也等于电场力做的功，电势能和动能之和保持不变。电荷的机械能不守恒。A错误；

B．根据电势差与电场强度的关系

因为AB段和BC段相比电场线更密集，电场强度大，又

可定性判断

B正确；

C．电场强度从A点到C点逐渐减小，电场力逐渐减小，由牛顿第二定律

加速度也逐渐减小，电荷做加速度逐渐减小的加速运动，电荷从A点运动到B点的时间小于从B点运动到C点的时间，电荷从A点运动到B点的平均速度小于从B点运动到C点的平均速度。C错误；

D．沿电场线方向，电势逐渐降低，φA>φB>φC，D正确。

故选BD。

7. 空间有一垂直于纸面向内匀强磁场，一光滑绝缘管道内有一个质量m=1 kg的小球随管道一起向右运动，小球带电量为q=1×10-6 C。管道在外力F作用下向右匀速运动，以小球开始运动时的位置为坐标原点，管道运动方向为x轴正方向，建立平面直角坐标系，小球在y方向运动的速度−时间图像如图甲所示，它在x方向的位移−时间图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 小球动能的增量来自洛伦兹力对小球做功

B. 小球所受洛伦兹力沿y轴正方向

C. 小球在管道内做匀加速直线运动

D. 匀强磁场的磁感应强度大小为0.1 T

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．依题意, 管内带正电的小球将随管一起向右运动而成为运动电荷, 它在磁场中受到洛伦兹力，由左手定则可知开始时洛伦兹力的方向与管平行且沿y轴正方向，随小球速度的增大，小球的实际速度应是沿管的向上速度与随管向右的速度的合速度，则有洛伦兹力应与合速度垂直，如图所示，由题图甲和乙可知，洛伦兹力F的两个分力对小球做的总功是零，小球动能的增量是由外力F做功由洛伦兹力传递给小球的，AB错误；

C．由题图甲速度−时间图像可知，小球在管道内做匀加速直线运动，C正确；

D．由图甲可知，小球的加速度是

则有洛伦兹力

F=ma=2×10−7N

由洛伦兹力公式

F=Bqv

解得

B=0.1T

D正确。

故选CD。

8. 物体的运动状态可用位置和动量描述，称为相，对应图像中的一个点。物体运动状态的变化可用图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有

而动量为

联立可得

动量关于为幂函数，且，故正确的相轨迹图像为D。

故选D。

二、多项选择题：本大题共4小题，每小题6分，共24分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。

9. 当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机速度相同，两者用导电缆绳相连。这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验。现有一绳系卫星在地球赤道上空自西向东运行，忽略地球自转。卫星位于航天飞机的正上方，它与航天飞机之间的距离是20.5 km，卫星所在位置的地磁场B=4.6×10-5 T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度都是7.6 km/s，以下说法正确的是（　　）

A. 缆绳中的感应电动势约为7.2×103 V

B. 缆绳中的感应电动势约为7.2 V

C. P点电势高于Q点

D. Q点电势高于P点

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．导电缆绳垂直切割地磁场，产生的动生电动势为

故A正确，B错误；

CD．导电缆绳垂直切割地磁场，由右手定则可知电源内部的假想的电流从Q流向P，则P为正极，Q为负极，即P点电势高于Q点，故C正确，D错误；

故选AC。

10. 如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是（　　）

A. 在t＝0.2s时，弹簧振子的加速度为正向最大

B. 在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子在同一位置

C. 从t＝0到t＝0.2s时间内，弹簧振子做加速度增加减速运动

D. 在t＝0.6s时，弹簧振子有最小的弹性势能

【答案】BC

【解析】

【详解】在t＝0.2s时，弹簧振子的位移为正向最大，由a＝ ，知加速度为负向最大，故A错误．在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的位移相同，说明弹簧振子在同一位置，故B正确．从t＝0到t＝0.2s时间内，弹簧振子的位移增大，加速度增加，速度减小，所以弹簧振子做加速度增加的减速运动．故C正确．在t＝0.6s时，弹簧振子的位移最大，速度最小，由机械能守恒知，弹簧振子有最大的弹性势能，故D错误．选BC．

11. 如图所示，一个均匀透明介质球，球心位于O点，半径为R。一束单色光从真空中沿DC方向平行于直径AOB射到介质球上的C点，DC与AB的距离，若该光束射入球体经一次反射后由E点再次折射回真空中，此时的出射光线刚好与入射光线平行，已知光在真空中的速度为c，则（　　）

A. 介质球的折射率为

B. 若增大入射光的频率，则该出射光线仍与入射光线平行

C. 光束从C点射入到从E点射出所经历的总时间为

D. 若介质球的折射率增大，光线一定能在介质球的内表面CBE区域的某位置发生全反射

【答案】AC

【解析】

【详解】A．光路图如图所示

由几何关系可得  

得

 由图可知

所以介质球的折射率

故A正确；

B．若增大入射光的频率，折射率增大，由折射定律知，折射角r减小，折射光线将射到B点下方，反射光线将射到E点左侧，再次折射到空气中时折射角等于i，由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行，故B错误；

C．光束在介质球内经历的光程

又光在球内传播的速度

所以，光束在介质球内经历的总时间为

故C正确；

D．根据几何知识可知，从C点进入介质球中的光线，射到B点的入射角等于C点的折射角，根据光路可逆性原理可知，光线不可能在B点发生全反射，故D错误。

故选AC。

12. 如图（甲）所示，两波源A、B分别位于和处，产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，传播速度均为，振幅均为。时刻，两波源同时开始振动，振动图像均如图（乙）所示，质点P的平衡位置处于处。下列判断正确的是（　　）

A. 时，波源A运动到处

B. 质点P的起振方向沿y轴正方向

C. 两列波在P点相遇后，质点P振幅为4cm，周期为2s

D. 时，质点P位于平衡位置的上方且沿y轴负方向运动

【答案】BD

【解析】

【详解】A．波源不会随波迁移，A错误；

B．由图乙可知，波源A、B起振的方向均沿y轴正方向，A波源产生的波先传到处，则质点P的起振方向沿y轴正方向，B正确；

C．两波的波长均为

P点到两波源的距离差为一个半波长，则两列波在P点相遇后，P点为振动减弱点，振幅为0，C错误；

D．A波源的振动传到处的时间为

B波源的振动传到处的时间为

则在时，质点P位于波峰处，又振动了0.3s（小于，且在此之前B波源的振动仍未传到质点P），则质点P位于平衡位置的上方且沿y轴负方向运动，D正确。

故选BD。

三、实验题：本大题共2小题，每小题8分，共16分。

13. 在做“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL 油酸酒精溶液中有油酸2 mL，用滴管向量筒内滴100 滴上述溶液，量筒中的溶液体积为1 mL，若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示（以下结果均保留两位有效数字）。

（1）某同学在“用油膜法估测分子直径”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（              ）

A．油酸未完全散开

B．油酸中含有大量的酒精

C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D．求每滴体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10 滴

（2）油膜在坐标纸上约占_________个格（不足半格舍去，多于半格的算一个）。

（3）若每一小方格的边长为25 mm，则油酸薄膜的面积约为_________m2。

（4）由以上数据，估算出油酸分子的直径约为_________m。

【答案】    ①. AC##CA    ②. 70    ③. 4.4×10-2    ④. 4.5×10-10

【解析】

【详解】（1）[1] A．根据

油酸未完全散开时，面积减小，所以估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，故A正确；

B．油酸中含有大量的酒精没有影响直径的测量，因为油酸本来就是要加入酒精稀释的，故B错误；

C．计算油膜面积时舍去了是所有不足半格的方格，所以计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格时，面积测量值变小，则计算结果偏大，故C正确；

D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，则体积的测量变小了，所以计算直径偏小，故D错误。

故选AC。

（2）[2] 不足半格舍去，多于半格算一个，按这个原则数下来，油膜在坐标纸上占个70格。

（3）[3]依题意油酸薄膜的面积为

（4）[4] 根据

解得

14. 某校物理实验小组要测一未知电阻R2的阻值，要求尽可能精确测量。

（1）为便于设计电路，该实验小组先用多用电表粗测R2的阻值，选用欧姆表×10倍率测量，发现指针偏转过小，为了较准确地进行测量，应该选择__________倍率（选填“×100”、“×1”），并重新进行欧姆调零，正确操作并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图所示，则测量结果是__________Ω；

（2）实验室提供了如下实验器材：

A.电源E（电动势为12V，内阻不计）；

B.电压表V（量程15V，内阻RV约为15KΩ）；

C.电流表A1（量程为30mA，内阻r1约为10Ω）；

D.电流表A2（量程为20mA，内阻r2约为15Ω）；

E.滑动变阻器R1（最大阻值为20Ω，额定电流为1A）；

F.滑动变阻器R2（最大阻值为1KΩ，额定电流为0.5A）；

G.开关及导线若干。

（3）为尽可能准确测量R，的阻值，实验小组设计了如图所示的电路，实验过程如下：

①正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置；

②断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A2的示数恰好为电流表A1示数的三分之二，记录此时电压表V的示数U1和电流表A1的示数I1；

③保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，再闭合开关S2，记录电压表V的示数U2和电流表A2的示数I2；

④根据以上测量数据可得Rx=__________；该实验也可测得电流表A1的内阻r1=__________（用U1、I1、U2、I2表示）。

【答案】    ①. ×100    ②. 1100    ③.     ④.

【解析】

【详解】(1)[1][2]欧姆表的表盘上越向右侧电阻越小，偏角小说明阻值大，应选用“×100”倍率的电阻挡，换挡后要重新欧姆调零，示数为

11×100Ω=1100Ω

(3)④[3][4]根据题意断开开关S2，闭合开关S1时，电流表A2的示数恰好为电流表A1示数的，则此时流过Rx的电流是电流表A1示数的，所以流过Rx的电流是流过电流表A2电流的，闭合开关S2，电流表A2的示数I2，流过Rx的电流为，Rx两端的电压为U2，则

Rx和电流表A2以及R2的总电阻为

电流表A1的内阻

四、计算题：本大题共2小题，共28分。

15. 如图所示，一固定汽缸中由两活塞封闭一定质量的理想气体，分别为A、B两部分，初始时，A的体积为V、B的体积为，压强均等于大气压强，热力学温度均为。现向右缓慢推动活塞1，使B的体积减小到V，该过程中气体A、B的温度始终保持不变．不计一切摩擦。

（1）求此时A的体积；

（2）固定活塞1，缓慢加热气体A并保持气体B的温度不变，使气体B的体积变为，求此时气体A的热力学温度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对气体B，根据玻意耳定律有

解得

同理，对气体A有

其中

解得

（2）对气体B，根据玻意耳定律有

解得

对气体A，根据气态方程有

其中

解得

16. 如图所示，有一倾角为的固定粗糙斜面，斜面上相隔为d的平行虚线MN与PQ间有大小为B的匀强磁场，方向垂直斜面向下。一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形单匝纯电阻金属线圈，在沿斜面向上的恒力作用下，以速度v匀速进入磁场，线圈ab边刚进入磁场和cd边刚要离开磁场时，ab边两端的电压相等。已知磁场的宽度d大于线圈的边长L，线圈与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求:

(1)线圈有一半面积进入磁场时通过ab边的电荷量q;

(2)恒力F的大小;

(3)线圈通过磁场的过程中产生的焦耳热Q。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【分析】

【详解】(1)一半面积进入磁场时产生的平均感应电动势  

感应电流

(2)线圈匀速运动，受力平衡

(3)ab边进磁场时

cd边出磁场时

已知，可得

根据动能定理，有