[物理]山西省临汾市古县2023-2024学年高二下学期6月月考试卷(解析版)

这是一份[物理]山西省临汾市古县2023-2024学年高二下学期6月月考试卷(解析版)，共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共10小题，共40分。第1-8题只有一项符合题目要求，每小题4分，第9-10题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1. 关于温度与分子的动能，下列说法正确的是（ ）
A. 温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同
B. 物体的内能等于物体的重力势能和动能的总和
C. 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
D. 温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高
【答案】C
【解析】A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均动能相同，但平均速率不相同，故A错误；
B．物体的内能等于所有分子的总动能和分子总势能的总和，故B错误；
C．内能不同的物体，温度可能相同，它们分子热运动的平均动能可能相同，故C正确；
D．温度是大量分子平均动能的标志，两个动能不同的分子不能比较温度，故D错误。
故选C。
2. 关于描述简谐运动的物理量，下列说法正确的是（ ）
A. 振幅等于四分之一周期内物体通过路程
B. 周期是指物体从任一位置出发又回到该位置所用的时间
C. 一次全振动过程中，物体的位移大小等于振幅的四倍
D. 若物体振动的频率是50Hz，ls内物体的速度方向改变100次
【答案】D
【解析】A．振动物体在平衡位置附近速度较大，因此四分之一周期内物体通过的路程并不等于振幅，故A错误；
B．周期是指做简谐运动的物体完成一次全振动所用的时间，故B错误；
C．一次全振动过程中，物体的位移大小等于零，故C错误；
D．振动物体一个周期内速度方向改变2次，频率是50Hz，ls内物体的速度方向改变100次，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，0℃和100℃温度下氧气分子的速率分布图像，下列说法错误的是（ ）
A. 图中两条曲线下面积相等
B. 图中虚线为氧气分子在0℃时的速率分布图像
C. 温度升高后，各单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比都增加
D. 与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0~400区间内的分子数占总分子数的百分比较小
【答案】C
【解析】A．由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A正确。
B．温度越高，速率较大的分子数量所占比例越大，由图像知，在速率较大的区间，虚线在实线上方，故虚线为0℃时情形，实线对应于分子在100℃的速率分布情形，故B正确；
C．同一温度下，气体分子速率分布总呈“中间多，两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大或特小的分子所占比例均比较小，所以温度升高使得速率较小的分子所占的比例变小，故C错误；
D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D正确。
此题选择错误选项，故选C。
4. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲为扩散现象，表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动
B. 图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的实际轨迹
C. 图乙布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
D. 图丙为分子力与分子间距关系图，分子间距从增大时，分子力先变小后变大
【答案】A
【解析】A．图甲为扩散现象，表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动，故A正确；
B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线不表示炭粒做布朗运动的实际轨迹，故B错误；
C．图乙布朗运动是炭粒的无规则运动，反映了液体分子永不停息地做无规则运动，故C错误；
D．图丙为分子力与分子间距关系图，分子间距从增大时，分子力整体表现为引力，且先变大后变小，故D错误。
故选A。
5. 一列简谐波沿绳向右传播，P、Q是绳上两点，它们平衡位置间的距离大于一个波长小于两个波长，当质点P的加速度最大且方向向下时，质点Q的速度最大且方向向下，则此时这列波的波形图是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】质点P的加速度最大且方向向下时，P点在最高点，质点Q的速度最大且方向向下，则质点Q在平衡位置向下振动，且P、Q两点平衡位置间的距离大于一个波长小于两个波长，（D图中质点Q向上振动），则只有A正确。
6. 如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度时，b、c、d也会随之转动，则（ ）
A. 光束b顺时针旋转角度小于
B. 光束c逆时针旋转角度小于
C. 光束d顺时针旋转角度大于
D. 光束b、c之间的夹角减小了
【答案】B
【解析】A．设入射光线a的入射角为，则反射角为，光束c的折射角为，光束d的反射角也为，入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度时，入射角变为
由反射定律可知反射角等于入射角，则光束b顺时针旋转角度等于，故A错误；
B．由折射定律有
，
可得
即光束c逆时针旋转角度小于，故B正确；
C．光束d的反射角变化与光束c的折射角变化相等，则光束d顺时针旋转角度小于，故C错误；
D．光束b顺时针旋转角度等于，光束c逆时针旋转角度小于，则光速b、c之间的夹角减小的角度小于，故D错误；
7. 如图所示，在xOy坐标系的x轴上的O点和的A点有两个波源，波源振动的周期均为0．4s，波源产生的两列简谐横波在同一种介质中沿x轴相向传播，当时，两列波分别传播到和两点，在x轴上和处的三个质点为。下列说法中正确的是（ ）
A. 时，质点B速度方向沿y轴正方向，加速度方向沿y轴负方向
B. O点和A点产生的两列波传播的速度之比为2︰1
C. C点距两波源距离相等，所以C点是振动的加强点
D. 两列波同时到达D点，D点为振动的减弱点
【答案】A
【解析】A．波速
沿x轴正方向传播的波经过0.1s到达B点且起振方向沿y轴正方向，波的周期为0.4s，再经过0.45s即经过，此波引起质点B的位移为正向位移，且振动方向沿y轴正方向；沿x轴负方向传播的波经过0.5s到达B点且起振方向沿y轴正方向，波的周期为0.4s，再经过0.05s，即再经过，此波引起质点B的位移为正向位移，且振动方向沿y轴正方向，所以两列波引起质点B的合运动速度方向沿y轴正方向，加速度方向为沿y轴负方向，选项A正确；
B．两列波在同一介质中传播，所以传播速度相等，选项B错误；
C．C点距两波源距离相等，但两波源不是同时起振，差，当两列波都到达C点时两列波引起C点的振动相互抵消，所以C点是振动的减弱点，选项C错误；
D．D点距两列波最前端距离相等，两列波传播速度相等，则两列波同时到达D点，且振动方向相同，所以D点为振动的加强点，选项D错误。
8. 柱状光学器件横截面如图所示，右侧是以O为圆心、半径为R的圆，左侧是直角梯形，长为R，与夹角，中点为B。a、b两种频率的细激光束，垂直面入射，器件介质对a，b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，能在面全反射后，从面射出的光是（不考虑三次反射以后的光）（ ）
A. 仅有a光B. 仅有b光
C. a、b光都可以D. a、b光都不可以
【答案】A
【解析】当两种频率的细激光束从A点垂直于AB面入射时，激光沿直线传播到O点，经第一次反射沿半径方向直线传播出去。
保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，如下图可知，激光沿直线传播到CO面经反射向PM面传播，根据图像可知，入射点从A向B移动过程中，光线传播到PM面的入射角逐渐增大。
当入射点为B点时，根据光的反射定律及几何关系可知，光线传播到PM面的P点，此时光线在PM面上的入射角最大，设为，由几何关系得
根据全反射临界角公式得
两种频率的细激光束的全反射的临界角关系为
故在入射光从A向B移动过程中，a光能在PM面全反射后，从OM面射出；b光不能在PM面发生全反射，故仅有a光。A正确，BCD错误。
故选A。
9. 一列简谐横波在某一时刻的波形图如图中实线所示，经0.2s后，其波形如图中虚线所示则该简谐波的波速不可能是（ ）
A. 2.1m/sB. 3.9m/sC. 7.2m/sD. 14.4m/s
【答案】CD
【解析】由图可知，波长为
若波沿x轴正方向传播，则有
（，，）
可得周期为
（，，）
则波速为
（，，）
代入，，，，分别可得
，，，
若波沿x轴负方向传播，则有
（，，）
可得周期为
（，，）
则波速为
（，，）
代入，，，，分别可得
，，，
由于只能取整数，所以波速可知为或；不可能为和。
故选CD。
10. 如图所示，横截面为等边三角形的棱镜，一束平行于截面的复色光从空气射向边的点，长为长的四分之一，入射方向与边的夹角为，进入三棱镜折射后分为、两束单色光，光偏折到边的点，光偏折到点，已知，则下列判断正确的是（ ）
A. 光的频率小于光的频率
B. 光在棱镜中传播速度较大
C. 入射方向与边垂直时，光不能从边出射
D. 分别将、两束光通过同一双缝干涉装置，光的条纹间距较小
【答案】CD
【解析】A．根据折射定律
由图可知，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，则a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，故A错误；
B．根据
由于a光的折射率大于b光的折射率，可知a光在棱镜中传播速度较小，故B错误；
D．根据
分别将a、b两束光通过同一双缝干涉装置，由于a光的频率大于b光的频率，则a光的波长小于b光的波长，a光的条纹间距较小，故D正确；
C．设棱镜对a光的折射率为，由图中几何关系可得
则a光从棱镜射出空气发生全反射的临界角满足
入射方向与边AB垂直时，a光在BC边的入射角为60°，由于
可知a光在BC边发生全反射，a光不能从BC边出射，故C正确。
二、实验题（共15分）
11. “用单分子油膜法估测分子大小”的实验中

（1）如图所示的四个图反映了实验中的四个步骤，请将它们按操作先后顺序排列应是________（用符号表示）。
（2）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的________。
A．摩尔质量 B．体积 C．质量 D．摩尔体积
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中不正确的是________。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
（4）某同学在做实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸，用注射器测得1mL上述溶液有50滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，求：（计算结果均保留1位有效数字）

根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m。
【答案】（1）dacb （2）D （3）B （4）
【解析】（1）[1] “用单分子油膜法估测分子大小”的实验步骤为：①配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）；②将N滴酒精油酸溶液滴入量筒测出体积，根据配制比例算出一滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V；③准备浅水盘，将痱子粉均匀的撒在水面上；④将一滴油酸酒精溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上；⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半格的舍去，多于半格的算一格），再根据方格的边长求出油膜的面积S；⑥根据可算出油膜的厚度，即为分子直径。故正确的操作顺序为dacb。
（2）[2]阿伏加德罗常数为1ml任何物质所含的粒子的个数，等于摩尔体积除以一个分子的体积。用油膜法测出油酸分子的直径后，可知道一个油酸分子的体积，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道1ml油酸分子的体积，即摩尔体积。
故选D。
（3）[3] 计算结果数据偏大，根据原因可能是油酸体积V计算偏大或者油膜面积S偏小。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会造成V计算偏大，故A正确；
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，会造成油膜面积S偏大，故B错误；
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数，会造成油膜面积S偏小，故C正确；
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，会造成油膜面积S偏小，故D正确
题目中选不正确的，故选B。
（4）[4]数出轮廓内的方格数（不足半格的舍去，多于半格的算一格）格，正方形小方格的边长为1cm，则小方格的面积为
则油酸膜的面积
（4）②[5]根据配制比例算出一滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积
根据，可算出
12. 某实验小组用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图甲所示。

（1）将实验仪器按要求安装在光具座上，在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是___________。
A．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间
B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在目镜处
C．A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内
（2）已知双缝间距离，双缝到毛玻璃屏间的距离为，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图乙所示的第1条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丙所示，读数为x1=___________mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丁所示，则游标卡尺上的读数x2=___________mm。由以上已知数据和测量数据，可测得该单色光的波长是___________m。（计算结果保留两位有效数字）
（3）若想在毛玻璃屏上看到的条纹数增多，则可选择___________（填“增大”或“减小”）双缝间距。

【答案】（1）A （2）0.3 9.6 （3）增大
【解析】（1）[1]将实验仪器按要求安装在光具座上，在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间。
故选A。
（2）[2]游标卡尺相连的分划线对准图乙所示的第1条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丙所示，读数为
[3]游标卡尺相连的分划线对准第5条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丁所示，则游标卡尺上的读数为
[4]根据
又
解得
（3）[5]若想在毛玻璃屏上看到的条纹数增多，即需要减小条纹间距则可选择增大双缝间距d。
三、计算题（共45分）
13. 一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波的图像如图所示，经0.2s，质点M第一次回到平衡位置，求：
（1）波传播的速度；
（2）质点M在1.2s内走过的路程。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）波沿x轴正向传播，经0.2s，质点M第一次回到平衡位置，根据波形平移法可得波传播的速度为
（2）设时刻的波动方程为
代入，，可得
解得波长为
则周期为
由于
则质点M在1.2s内走过的路程为
14. 如图所示，一透明玻璃半球竖直放置，为其对称轴，O为球心，球半径为R，球左侧为圆面，右侧为半球面。现有一束平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻璃半球折射率为，设真空中的光速为c，不考虑光在玻璃中的多次反射，求：
（1）从左侧射入能从右侧射出的入射光束面积占入射总面积的比例；
（2）从距O点的入射光线经玻璃半球偏折后直到与对称轴相交的传播时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设从左侧的A点入射，光在右侧半球面刚好发生全反射，如图所示
由

解得
（2）设距O点的光线射到半球面上的点为C点，入射角，设折射角为r，由
得：
由图知
，
光在玻璃中传播速度
解得
15. 2021年11月7日，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平先后从天和核心舱节点舱成功出舱执行任务，出舱时他们身着我国新一代“飞天”舱外航天服。舱外航天服内密封了一定质量的理想气体，用来提供适合人体生存的气压。航天服密闭气体的体积约为V1=4L，压强p1=1.0×105Pa，温度t1=27℃，航天员身着航天服，出舱前先从核心舱进入节点舱，然后封闭所有内部舱门，对节点舱泄压，直到节点舱压强和外面压强相等时才能打开舱门。
（1）节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到V2=6L，温度变为t2=－3℃，求此时航天服内气体压强p2；
（2）为便于舱外活动，当密闭航天服内气体温度变为t2=－3℃时，宇航员把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到p3=5.0×l04Pa。假设释放气体过程中温度不变，体积变为V3=4L，求航天服需要放出的气体与原来气体的质量之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）对航天服内的密闭气体，初态温度为
末态温度为
由理想气体方程
此时航天服内气体压强为
（2）设航天服需要放出的气体在压强为p3状态下的体积为 ，根据玻意耳定律
得
则放出的气体与原来气体的质量之比为