2021-2022年吉林省长春市十一高中高二（下）第二学程考试物理试题含解析

  长春市十一高中2021-2022学年度高二下学期第二学程考试

物理试题

第Ⅰ卷（共52分）

一、选择题（共12小题，总分52分。 1-8题为单选，每题4分；9-12题为多选，每题5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了花粉分子运动的无规则性

B. 一切与热现象有关宏观自然过程都是不可逆的

C. 阿伏加德罗常数为，某物质的摩尔体积为，则该物质的分子体积一定为

D. 水黾可以停在水面上是由于浮力的作用

【答案】B

【解析】

【详解】A．水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了水分子运动的无规则性，A错误；

B．根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，B正确；

C．对气体而言，无法用该方法测得气体分子的体积，只能测出气体分子所占周围空间的体积，C错误；

D．水黾可以停在水面上是由于水的表面张力作用，D错误。

故选B。

2. 如图一定质量的理想气体从a状态经等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，最后经等压过程回到状态a、下列说法正确的是（　　）

A. 在过程中气体分子的平均动能不变

B. 在过程中气体对外界做功

C. 在过程中气体从外界吸收热量

D. 在过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少

【答案】C

【解析】

【详解】A．在过程ab中做等容升压，根据可知温度升高，气体分子的平均动能增大，故A错误；

B．在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故B错误；

C．在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律

ΔU=W+Q

可知，气体从外界吸收热量，故C正确；

D．在过程ab中做等容升压，温度升高，分子密度不变，则单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增加，故D错误。

故选C。

3. 下面关于几幅图说法正确的是（　　）

A. 图甲表示的是铀238发生α衰变，核反应方程为

B. 图乙表示α粒子散射实验，该实验说明了原子核可再分的

C. 图丙说明氡原子核衰变时的规律是，每过3.8天，10个氡核经过一定只剩5个

D. 图丁可以推断出，图中氧的原子核（）比锂的原子核（）更稳定

【答案】D

【解析】

【详解】A．图甲表示的是铀238发生α衰变的核反应方程，根据质量数守恒，电荷数守恒可知

A错误；

B．图乙表示α粒子散射实验，该实验说明了原子的核式结构模型，B错误；

C．图丙说明氡原子核衰变时的规律是，每过3.8天，就是一半发生衰变，半衰期满足统计规律，对大量原子核衰变适用，对有限个原子核不适用，C错误；

D．比结合能越大，原子核越稳定，图丁可以推断出，氧的原子核（）比锂的原子核（）更稳定，D正确。

故选D。

4. 如图所示，玻璃三棱镜的截面为直角三角形，其中∠A=60°，∠B=30°，∠C=90°，一束单色光照射到BC上面上的D点，当入射角i=60°时，光线折射到AB边上没有光线射出，光线反射到AC面上与BC平行，则该玻璃的折射率为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】
 

光束在BC边上折射

由几何关系

解得

故选A。

5. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，波的周期，则（    ）

A. 波的周期为0.6 s

B. 在时，处的质点P沿y轴正方向运动

C. 经过0.4 s，处的质点P经过的路程为0.4 m

D. 在时，处的质点Q未回到平衡位置

【答案】C

【解析】

【详解】A.根据题意应用平移法可知由实线到虚线需要，即

当时，解得，当时，解得

n取值越大，T越小，所以，A错误；

B.由于波沿x轴正方向传播，故时P点沿y轴正方向运动，而周期，故时P点沿y轴负方向运动，B错误；

C.在半个周期内，质点P运动路程为，C正确；

D.由题意可知波长，则波速，由于波沿x轴正方向传播，故在的时间内波沿x轴正方向传播的距离，故在时，实线上质点P的振动状态传递给质点Q，即质点Q到达平衡位置，D错误;

故选C。

6. 最新研究成果表示氨原子被电离一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子，其能级跃迁遵循玻尔原子结构理论，能级图如甲图所示。若大量处于能级的氦离子跃迁并释放光子，用释放的所有光子照射光电管K极，如图乙，已知K极板的逸出功为。调节滑片P使电流表示数恰好为0，则下列说法正确的是（　　）

A. 可以产生2种不同频率的光

B. 辐射出的光子均可使光电管K极板发生光电效应

C. 图乙中电源的左端为正极，右端为负极

D. 此时图乙中电压表的读数

【答案】B

【解析】

【详解】A．大量处于能级的氦离子向低能级跃迁时，可以产生种不同频率的光，选项A错误；

B．其中能级差最小的3→2跃迁释放的光子的能量为（-6.04eV）-（-13.6eV）=7.56eV>4.54eV，则辐射出的光子均可使光电管K极板发生光电效应，选项B正确；

C．图乙中光电管所加的是反向电压，则电源的左端为负极，右端为正极，选项C错误；

D．因为从3→1跃迁释放的光子的能量最大，最大为（-6.04eV）-（-54.4eV）=48.38eV，此时根据

解得

UC=43.82V

即图乙中电压表的读数，选项D错误。

故选B。

7. 容积为20 L的钢瓶充满氧气后，压强为150 atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5 L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10 atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装（   ）

A. 4瓶 B. 50瓶

C 56瓶 D. 60瓶

【答案】C

【解析】

【详解】根据玻意耳定律p0V0=p′（V0+nV1），
所以 ．故选C.

点睛：本题考查等温变化状态方程．重点是确定初末状态的各物理量，注意原瓶内气体体积，不要忘了V0．

8. 如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置在x1=1m、x2=12m处的质点，从t=0时刻开始，质点Q比质点P早0.1s第一次到达波峰，则下列说法错误的是（　　）

A. 波沿x轴正向传播

B. 波传播的速度大小为10m/s

C. 波传播的周期为1.2s

D. 质点Q的振动方程为y=10sin（t）cm

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于质点Q比质点P早到达波峰，则该波沿x轴正向传播，A正确；

B．由题可知，该波0.1s向右传播1m，因此波速为10m/s，B正确；

C．由图可知

根据

可得

C正确；

D．质点Q的振动方程为

D错误。

故错误的选D。

9. 下列说法正确的是（　　）

A. 在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐运动的周期越小

B. “未见其人，先闻其声”，这属于声波的衍射现象

C. 系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率

D. 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．单摆的振动周期公式

可知单摆的振动周期与摆球的质量无关，A错误；

B．“未见其人，先闻其声”，这属于声波的衍射现象，B正确；

C．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与固有频率无关，C正确；

D．根据干涉条纹间距公式

由于红光的波长较长，因此红光得到的干涉条纹间距更宽，D正确。

故选BCD。

10. 如图所示，矩形ABCD为一玻璃砖的截面，AB=L、AD=2L。该截面内一条绿色光线从A点射向BC中点E，刚好在E点发生全反射并直接射向D点，光在真空中的光速为c，则（　　）

A. 玻璃砖对绿色光线的折射率为

B. 绿色光线在玻璃砖中的传播速度为0.5c

C. 若把绿色光线换成红色光线，红色光线一定也在E点发生全反射

D. 若把绿色光线换成紫色光线，紫色光线在玻璃砖中的传播时间比绿色光线长

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由几何关系可知，绿色光线在点E刚好发生全反射时，入射角为，设玻璃砖的折射率为n，则有

故A正确；

B．设绿色光线在玻璃砖中的速度为v，则有

解得

故B错误；

C．由题可知绿色光线的临界角为，红色光线的波长比绿色光线的长，所以红色光线的临界角更大，不可能在E点发生全反射，故C错误；

D．紫色光线的波长比绿色光线的短，所以在玻璃砖中，紫色光线的临界角更小，传播速度也比绿色光线的小；所以把绿色光线换成紫色光线时，紫色光线也将在E点发生全反射，其传播路径与绿色光线的路径相同，传播时间比绿色光线长，故D正确。

故选AD。

11. 在同一均匀介质中，有A、B两列孤立波相向传播，波速大小相同，振幅分别为A1、A2，某时刻的波形和位置如图所示，则下列说法正确的有（　　）

A. 波A的周期与波B的周期之比为1：2

B. 两列波在传播到x=6.5m处开始相遇

C. x=6.5m的质点在振动过程中振幅为A1+A2

D. x=7m的质点在振动过程中振幅为A1+A2

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．由于波A与波B的波长之比为1：2，又波速相同，根据

因此波A周期与波B的周期之比为1：2，A正确；

B．由于波速相同，可知两列波在传播到x=6.5m处开始相遇，B正确；

CD．两列波振幅相遇的位置为x=7m处，该处的振幅为A1+A2，C错误，D正确。

故选ABD。

12. 如图所示，一轻弹簧直立于水平面上，弹簧处于原长时上端在O点，将一质量为M的物块甲轻放在弹簧上端，物块下降到A点时速度最大，下降到最低点B时加速度大小为g，O、B间距为h.换用另一质量m的物块乙，从距O点高为h的C点静止释放，也刚好将弹簧压缩到B点，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为g，则

A. 弹簧的最大弹性势能为Mgh

B. 乙的最大速度为

C. 乙在B点的加速度大小为2g

D. 乙运动到O点下方处速度最大

【答案】AD

【解析】

【详解】A．对于物块甲的过程，根据能量守恒可知，弹簧压缩到B点时的弹性势能等于甲的重力势能的变化即Mgh，物块乙也刚好将弹簧压缩到B点，所以弹簧最大弹性势能为Mgh，故A正确；

B．当乙下落到O点时，根据动能定理

解得

此时开始压缩弹簧，但弹簧弹力为零，所以物体将继续加速直到弹力等于重力时速度达到最大，所以乙的最大速度大于，故B错误；

C．根据能量守恒有

则

在B点对M根据牛顿第二定律有

对m根据牛顿第二定律有

联立以上各式可得

a=3g

故C错误；

D．设弹簧劲度系数为k，在最低点有

kh=2Mg=4mg

即

可得乙运动到O点下方处速度最大，故D正确。

故选AD。

第Ⅱ卷（共 58 分）

二、实验题（本题共2小题，每空2分，共计16分）

13. 某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。

①在测量某单色光的波长时，所得图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头游标卡尺的示数如图丙所示，读数为___________mm。

②若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为∆x，则单色光的波长的表达式λ=___________。

【答案】    ①. 11.4    ②.

【解析】

【详解】①[1]读数为

②[2]两条亮纹间的距离为，根据

可得单色光的波长

14. 根据单摆周期公式可以通过实验测量当地的重力加速度。如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。

①以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是___________。

A.摆线要选择细些的、长度不可改变、并且尽量长一些的

B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的

C.为了使摆的周期大一些以方便测量，拉开摆球使摆线相距平衡位置有较大的角度

D.拉开摆球使摆线偏离平衡位置不大于5o，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T

②如果某同学测得的g值偏小，可能的原因是___________。

A.误将摆线长当作摆长

B.实验中误将29次全振动计为30次

C.摆动过程中悬挂点松动了

【答案】    ①. AB    ②. AC

【解析】

【详解】①[1] A．摆线要选择细些以减小摆线质量和空气阻力、长度不可改变从而使摆长不变、并且尽量长一些的，以增加振动周期容易测量，A正确；

B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的，以减少空气阻力，B正确；

C．如果摆线距平衡位置有较大的角度，单摆不能看成简谐振动，将会产生较大的误差，C错误；

D．为了准确测量振动周期，应该在摆球稳定振动后，在最低点开始计时，计算30或50个周期，从而准确算出单摆的振动周期，D错误。

故选AB。

②[2]单摆的振动周期公式

可得

A．若误将摆线长当作摆长，则测得的摆长偏小，从而测得的单摆的振动周期偏小，A正确；

B．若实验中误将29次全振动计为30次，则测得的单摆的振动周期偏小，从而测得的单摆的振动周期偏大，B错误；

C．如果摆动过程中悬挂点松动了，则测得的摆长偏小，从而测得的单摆的振动周期偏小。C正确。

故选AC。

15. 在“探究小灯泡伏安特性曲线”的实验中，某实验小组选用标有“2.5V，0.6A”规格的小灯泡，除开关S、导线外，还有下列器材可供选用：

A.电压表（量程0~3V，内阻约为3kΩ）

B.电压表（量程0~10V，内阻约为10kΩ）

C.电流表（0~100mA，内阻约30Ω）

D.电流表（0~0.6A，内阻约为1Ω）

E.电源（电动势3V，内阻不计）

F.滑动变阻器R（阻值范围0~5Ω，额定电流2A）

（1）为使测量尽量准确，电压表选用___________，电流表选用___________，（填器材前的字母代号）

（2）在方框中画出实验电路图。___________

（3）该实验小组得到小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。将小灯泡接入如图乙所示的电路中，已知电源的电动势E=4.5V，内阻r=4.4Ω。调节电阻箱R0的阻值，使电阻箱R0消耗的电功率是小灯泡的两倍，则此时电阻箱阻值应调到___________Ω。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. A    ②. D    ③.     ④. 4.2##4.3##4.4

【解析】

【详解】（1）[1][2] 灯泡“2.5V，0.6A”规格，则选量程0~3V电压表，即A。选量程0~0.6A电流表，即D

（2）[3] 电流表内阻和小灯泡的内阻相接近，故采用电流表外接法，要求小灯泡两端的电压从零开始，所以采用滑动变阻器的分压接法。电路图如图

（3）[4] 小灯泡和电阻箱串联，电阻箱R0消耗的电功率是小灯泡的两倍，所以电阻箱接入的阻值为小灯泡的二倍，设小灯泡两端的电压为U，则

整理得

在小灯泡的伏安特性曲线中做出对应图像，如图

与图像的交点可知， ， ，则电阻箱接入的阻值为

三、解答题（共4题，总分42分）

16. 如图所示，折射率n=2.半径为R的透明球体固定在水平地面上，O为球心，球内底部A点有一点光源，过透明球体的顶点B有一足够大的水平光屏，不考虑光在透明球体中的反射影响，已知光在真空中速度为c，试求:

①光在透明球体内传播的速度大小;

②光屏上被光照亮的面积大小。

【答案】①0.5c；②

【解析】

【详解】①根据

可得光在透明介质中传播速度为0.5c；

②设从A点发出的光线射到C点时发生全反射．则

则临界角

由几何关系可知光屏上光照最大半径为

则面积

17. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，t1=0.2s时刻的波形如图中实线所示，t2=0.5s时刻的波形如图中虚线所示。

（1）若简谐横波沿x轴正方向传播，求该波可能的周期T和可能的速度v；

（2）若简谐横波沿x轴负方向传播，且T<0.3s<2T，求该波的波速大小v0。

【答案】（1）（0，1，2……），（0，1，2……）；（2）

【解析】

【详解】（1）由图可得简谐横波的波长为

m

简谐横波沿x轴正方向传播，则

（0，1，2……）

解得

（0，1，2……）

简谐横波的传播速度为

解得

（0，1，2……）

（2）简谐横波沿x轴负方向传播，则

（0，1，2……）

又

所以

解得

简谐横波的传播速度为

解得

18. 如图所示，高为，横截面积为的导热气缸内有一不规则物体，厚度不计的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞正好在气缸的顶部。在活塞上放置质量为的物体后，活塞缓慢下移，并静止在与缸底的间距为的高度。已知外界大气压强，忽略缸内气体温度的变化，不计活塞和气缸的摩擦，重力加速度为。求：

（1）不规则物体的体积；

（2）缸内气体向外界放出的热量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）放置重物后，假设缸内气体的压强为，根据受力平衡可得

解得

根据玻意耳定律可得

解得

（2）外界对气体做功为

根据热力学第一定律可得

又

解得气体向外界放出的热量为

19. 如图，单色平行光束以入射到半径为R半圆形玻璃砖与空气的界面，发现玻璃砖圆弧面上有光线射出部分圆弧所对应的圆心角为90°，不考虑圆弧面上的反射光线，求：

（1）求玻璃砖对该单色光的折射率n；

（2）若从界面A点（图中未标出）入射的光线在玻璃砖中运动的时间最长，求光线在玻璃砖中运动的最长时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）经下表面折射后，射入玻璃砖内的光线是一组平行光，而M、N两点恰好为临界状态，如图

可知

因此折射率

（2）从圆心正上方射出的光线，在玻璃砖中运动的时间最长，由光的折射定律可知

可得

则最长光线的长度

因此光线在玻璃砖中运动的最长时间