河北省邢台市五岳联盟2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷（解析版）

这是一份河北省邢台市五岳联盟2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
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。
4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册第二至四章，选择性必修第三册第一章至第二章第3节。
一、单项选择题：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. 从生活走向物理是学习物理的重要途径。分析下列物理现象，说法正确的是（ ）
A. “隔墙有耳”是声波的反射现象
B. 当鸣笛的火车离我们疾驰而去时，我们听到笛声的音调会比静止时高，这是多普勒效应
C. 围绕振动音叉转一圈，会听到忽强忽弱的声音，这是声波的衍射现象
D. 观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振
【答案】D
【解析】A．“隔墙有耳”是声波的衍射现象，A错误；
B．当鸣笛的火车离我们疾驰而去时，我们听到笛声的音调会比静止时低，即频率变低，这是多普勒效应，B错误；
C．围绕振动音叉转一圈，会听到忽强忽弱的声音，这是声波的干涉现象，C错误；
D．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振，D正确。
2. “舞龙贺新春”巡游活动中，“龙”上下摆动形成的波可看做沿x轴正方向传播的简谐波，某时刻的波形图如图所示，A、B、C、D为波形上的四点，下列说法正确的是（ ）
A. 此刻B、C振动的方向相反
B. B、C平衡位置间的距离为波长的一半
C. A、B能同时回到平衡位置
D. D的振动比B滞后半个周期
【答案】D
【解析】A．波沿x轴正方向传播，由上下坡法确定，此刻B、C都沿y轴正方向振动，振动的方向相同，A错误；
B．由图可知，B、D两点的速度、位移总是大小相等，方向相反，因此B、D的平衡位置相差半个波长，所以B、C平衡位置间的距离小于波长的一半，B错误；
C．此刻A沿y轴负方向振动，B沿y轴正方向振动，两点的位移相同，因此A先回到平衡位置，C错误；
D．B、D平衡位置相差半个波长，波沿x轴正方向传播，因此D的振动比B滞后半个周期，D正确。
故选D。
3. 王同学在显微镜下观察悬浮在水中的花粉颗粒的运动，他每隔30s将花粉的位置记录在坐标纸上，依次得到A、B、C、D、E…J等点，把这些点连线形成如图所示的折线图。关于花粉颗粒的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 该折线图是花粉颗粒的运动轨迹
B. 该折线图反映了花粉颗粒分子的无规则运动
C. 经过I点后2s，花粉颗粒可能在D点
D. 花粉颗粒由B点到C点的路程一定小于由C点到D点的路程
【答案】C
【解析】A．图中折线是花粉颗粒在不同时刻的位置连线，该折线既不是花粉颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，故A错误；
B．图中折线是无规则的，说明花粉颗粒的运动是无规则的，反映了水分子的无规则运动，故B错误；
C．花粉颗粒的运动是无规则的，经过I点后2s，花粉颗粒可能出现在任意位置，因此花粉颗粒可能在D点，故C正确；
D．由于花粉颗粒由B点到C点和由C点到D点所用时间相同，但由B点到C点和由C点到D点的平均速率大小无法判断，因此花粉颗粒由B点到C点的路程不一定小于由C点到D点的路程，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入三张纸片，从而在两玻璃表面间形成劈形空气薄膜，当红光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，下列说法正确的是（ ）
A. 该现象是光的衍射现象
B. 若将红光改为蓝光，则条纹间距变窄
C. 若再夹入一张纸片，则条纹间距变宽
D. 若上方玻璃为标准玻璃，看到某处条纹向右侧弯曲，则下方平板玻璃对应处有凹陷
【答案】B
【解析】A．光线在劈形空气薄膜的上、下表面上反射，并产生干涉，从而形成干涉条纹，因此该现象是光的干涉现象，A错误；
B．若将红光改为蓝光，可知蓝光的波长小于红光，由干涉条纹间距公式可知，则条纹间距变窄，B正确；
C．若再夹入一张纸片，则在同一位置沿斜面的方向光程差的变化变大，则劈形空气薄膜的顶角增大，则条纹间距变窄，C错误；
D．若上方玻璃为标准玻璃，看到某处条纹向右侧弯曲，则下方平板玻璃对应处有凸起，D错误。
故选B。
5. 一定质量某种理想气体，在0℃和100℃温度下气体分子的运动速率分布曲线如图所示。结合图像，下列说法正确的是（ ）
A. 100℃温度下的图像与横轴围成的面积等于1
B. 0℃温度下，低速率分子占比更小，气体分子的总动能更大
C. 相同体积下，0℃的气体对应的气体压强更大
D. 相同体积下，100℃的气体在单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数更少
【答案】A
【解析】A．速率分布曲线的面积意义就是将每个单位速率的分子占分子总数的百分比进行累计，累加后最终的结果都等于1。故A正确；
B．100℃温度下，低速率分子占比更小，气体分子总动能更大。故B错误；
C．相同体积下，100℃的气体对应的气体压强更大.。故C错误；
D. 相同体积下，气体分子数密度相同，温度高时分子的平均速率大，则气体在100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时多。故D错误。
故选A。
6. 一定质量的理想气体状态变化的图像如图所示，由图像可知（ ）
A. 在a→b的过程中，气体的内能减小
B. 气体在a、b、c三个状态的密度
C. 在b→c的过程中，气体分子的平均动能增大
D. 在c→a过程中，气体的体积逐渐增大
【答案】B
【解析】A．在a→b的过程中，气体的温度升高，则气体的内能增大，A错误；
B．将a、b、c三点与坐标轴的原点O相连，则可知、、三条直线的斜率等于，由理想气体的状态方程可知，斜率越大，则体积越小，可得气体在a、b、c三个状态的体积大小关系为
气体的质量一定，则有三个状态的密度大小关系为
B正确；
C．在b→c的过程中，气体的温度降低，气体分子的平均动能减小，C错误；
D．在c→a的过程中，由于，则气体的体积逐渐减小，D错误。
故选B。
7. 活塞式真空泵的工作原理如图所示，抽气筒与被抽密闭容器通过自动阀门相连，当活塞从抽气筒的左端向右移动到右端的过程中，阀门自动开启，密闭容器内的气体流人抽气筒，活塞从右端向左移动到左端的过程中，阀门自动关闭，抽气筒内活塞左侧的气体被排出，即完成一次抽气过程，如此往复，密闭容器内的气体压强越来越小。若密闭容器的容积为V，抽气筒的容积为V，抽气过程中气体的温度不变，若第1次抽气过程中被抽出的气体质量为m1；第3次抽气过程中被抽出的气体质量为m2，则（ ）
A. m2:m1=1:1.022B. m2:m1=1:1.023
C. m2:m1=51:50D. m2:m1=54:51
【答案】A
【解析】第1次抽气过程，根据玻意耳定律可得
同理，第2次抽气过程，有
第3次抽气过程，有
根据
可知，每次被抽出的气体的体积、温度都相同，则第3次抽气过程中被抽出的气体质量与第1次抽气过程中被抽出的气体质量的比值为
故选A。
二、多项选择题：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. 甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与距离的函数图像如图所示，现把乙分子从r3处由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A. 乙分子从r3到r1的过程中，两分子间的作用力先增大后减小
B. 乙分子从r3到r1先加速后减速
C. 乙分子从r3到r1的过程中，分子力对乙分子一直做正功
D. 乙分子从r3到r1的过程中，两分子间的分子势能先减小后增大
【答案】AC
【解析】AB．根据题图可知，为平衡位置，即分子力为零，乙分子从r3到r1的过程中，分子力先增大后减小，且始终表现为引力，可知乙分子的加速度先增大，后减小，且始终做加速运动，到达时速度达到最大，故A正确，B错误；
CD．乙分子从r3到r1的过程中，分子力始终表现为引力，分子力对乙始终做正功，两分子间的分子势能始终减小，故C正确，D错误。
9. 图为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，该时刻质点E和质点F偏离平衡位置的位移均为1cm，从该时刻开始计时，质点E比质点F提前回到平衡位置，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 质点E在波峰时，质点F的位移一定为负
C. 该波的传播速度大小为3m/s
D. 质点E和质点F在沿y轴方向上的最大距离为2cm
【答案】BD
【解析】A．根据题意，质点E比质点F提前回到平衡位置，根据“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；
C．质点E的振动方程
质点F的振动方程
当质点E在该时刻第一次回到平衡位置，则应有
解得
当质点F在该时刻第一次回到平衡位置，则应有
解得
根据题意
解得
根据波形图可知该波的波长为，可得该波的波速
故C错误；
B．设质点E与质点F之间的水平距离为，则应有
式中
解得
由此可知，当质点E处于波峰位置时，质点F正处于平衡位置（轴）下方沿轴正方向运动，故B正确；
D．要使质点E和质点F在沿y轴方向上的距离最大，则质点E和质点F应位于轴上下两侧，由于两质点之间的距离为，则两质点相位差，根据三角函数知识可知，两质点距平衡位置的距离分别为、或、时，两质点沿y轴方向上有最大距离，最大距离为，故D正确。
10. 图为竖直放置的上粗下细的密闭细管，水银柱将理想气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，对应的体积变化量分别为、，压强变化量分别为、，对液面压力的变化量分别为、，则（ ）
A. B.
C. D. 水银柱向上移动了一段距离
【答案】CD
【解析】A．由于变化过程中气体的总体积不变，因此有
故A错误；
CD．假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化，由查理定律对A部分气体有
对B部分气体有
设初始状态水银柱的高度为，则有
升高相同温度后
因此
可知
因此水银柱会向上移动一段距离，当水银柱向上移动后将会重新达到平衡，而细管上部分的横截面积大于下部分横截面积，结合
可知，细管下部分水银柱减小的长度大于细管上部分水银柱增加的长度，因此在水银柱向上移动一小段距离后水银柱的总长度比之初始时刻变短了，即
则重新达到平衡后
而初始状态有
重新达到平衡后的状态与初始状态做差可得
即
即
因此可得
故CD正确；
B．由于A的横截面积大，且压强变化大，根据
可知
故B错误。
故选CD。
三、非选择题：共54分。
11. 某同学利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示，单色光在双缝与毛玻璃之间发生干涉，在目镜中可观察到干涉条纹。
（1）实验时，当分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图乙所示，其读数为___________。
（2）双缝间距为d，双缝到毛玻璃之间的距离为l，通过计算得到相邻亮条纹间距为x，则该单色光的波长为___________。
（3）下列实验操作可能使波长的测量结果偏大的是___________。
A．双缝间距d的测量值偏小
B．双缝到毛玻璃之间的距离l的测量值偏大
C．相邻亮条纹间距x偏大
【答案】（1）15.378或15.376或15.377或15.379 （2） （3）C
【解析】（1）[1]由图乙可知，读数为
（2）[2]根据公式可得，该单色光的波长为
（3）[3]根据（2）分析可知，波长为
A．如果双缝间距d的测量值偏小，则波长的测量结果偏小，故A错误；
B．如果双缝到毛玻璃之间的距离l的测量值偏大，则波长的测量结果偏小，故B错误；
C．如果相邻亮条纹间距x偏大，则波长的测量结果偏大，故C正确。
12. 刘同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验。
（1）该同学先取1.0mL的油酸注入2000mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2000mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。然后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，滴了25滴时量筒恰好达到1.0mL。则一滴溶液中含有纯油酸的体积为__________m3。
（2）接着该同学在边长约为50cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴油酸酒精溶液，待水面上的油酸膜尽可能铺开且稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状。
（3）将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有126个，大于半格的有21个，小于半格的有19个。则计算油酸分子直径时油膜的面积为__________cm2，油酸分子的直径约为_________m（结果保留两位有效数字）。
（4）该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是__________。
A. 油酸未完全散开
B. 油酸溶液的浓度低于实际值
C. 在向量筒中滴入1.0mL油酸酒精溶液时，滴数少计了
D. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格
【答案】（1） （3） （4）AC或CA
【解析】（1）[1]一滴溶液中含有纯油酸的体积为
（3）[2]完整的方格有126个，大于半格的有21个，应将大于半格的计为一格，小于半格的舍去，可知计算油酸分子直径时油膜的面积为
[3]油酸分子的直径约为
（4）[4]A. 油酸未完全散开，则计算油酸分子直径时油膜的面积偏小，由可知，所测分子直径的数据偏大，A正确；
B. 油酸溶液的浓度低于实际值，则油酸的体积V偏小，由可知，所测分子直径的数据偏小，B错误；
C. 在向量筒中滴入1.0mL油酸酒精溶液时，滴数少计了，可知油酸的体积V偏大，由可知，所测分子直径的数据偏大，C正确；
D. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格，面积S偏大，由可知，所测分子直径的数据偏小，D错误。
13. 气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置，其简化结构如图所示。直立面柱形密闭汽缸导热良好，活塞通过连杆与车轮轴连接，初始时汽缸内密闭一定质量的理想气体。车辆载重时，相当于在汽缸顶部增加一个物体A，当物体A的质量m1=60kg时，气柱稳定时的长度L1=0.16m，当物体A的质量m2=160kg时，气柱稳定时的长度L2=0.12m，上述过程中气体的温度均保持不变。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计，取重力加速度大小g=10m/s2。
（1）求车辆未载重时缸内气柱的长度L0；
（2）若活塞的横截面积S=1.0×10-2m2，求车辆未载重时缸内理想气体的压强p0。
【答案】（1）0.2m；（2）
【解析】（1）当物体A的质量时，缸内气体的压强
当物体A的质量时，缸内气体的压强
根据玻意耳定律有
解得
（2）在（1）问中解得
将S=1.0×10-2m2代入上式解得
14. 为取得良好的保温效果，一窗户安装了双层平行玻璃，如图所示，双层玻璃由厚度均为4a的单层玻璃组成，两玻璃板平行且中间有干燥的空气，宽度也为4a，一细束光从窗外射入室内，入射光与玻璃面的夹角=37°，经第一次折射后传播方向改变的角度，光在真空中传播的速度为c，取sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）该玻璃的折射率n；
（2）该束光通过窗户所用的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）做出光路图，如图所示
由几何关系可得
根据折射率定义式，可得
（2）光在玻璃中的传播速度
由几何知识可得
，
该束光通过窗户所用的时间
15. 如图所示，左端封闭右端开口、内径相同U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长L=24cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长，已知大气压强p0=75cmHg，初始时封闭气体的热力学温度T1=300K。现将下端阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，左管水银面下降的高度h=1cm。
（1）求右管水银面下降的高度H；
（2）关闭阀门S后，若缓慢改变左管内封闭气体的温度，使左管的水银面回到最初高度，求此时左管内气体的热力学温度T2；
（3）关闭阀门S后，若将右端封闭，保持右管内封闭气体的温度不变的同时，对左管缓慢加热，使左管和右管的水银面再次相平，求此时左管内气体的热力学温度T3。
【答案】（1）4cm；（2）280K；（3）350K
【解析】（1）由于初始状态左右两侧液面相平，根据“等压面”法可知，初始状态封闭气体的压强等于，设U形细玻璃管的横截面积为，液面下降后封闭气体的压强为，根据波义耳定律定律有
解得
设此时左右两管的液面差为，则有
解得
由此可知右管水银面下降的高度
（2）使左管的水银面回到最初高度，则右管液面将下降，则此时左管内气体压强
根据理想气体状态方程有
解得
（3）液面再次相平时左右两管内气体压强相同，设为，对左管中气体由理想气体状态方程有
对右管中的气体有波义耳定律有
联立解得