2021-2022学年山东师范大学附属中学高二下学期期中学业水平测试物理试题（Word版）

这是一份2021-2022学年山东师范大学附属中学高二下学期期中学业水平测试物理试题（Word版），共10页。
山东师范大学附属中学2021-2022学年高二下学期期中学业水平测试物理试题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共8页，满分为100分，考试用时90分钟。注意事项：1．答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、考试科目填写在规定的位置上。2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B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。3．第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不得使用涂改液，胶带纸、修正带和其他笔。4．本试题共四个大题18小题，1-8为单项选择题，9-12为多项选择题； 13、14为实验题，15、16、17、18题为简答计算题，简答题要写出必要的计算过程，只写答案不得分。卷Ⅰ（共40分）一、 单项选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共24分）1．下列说法正确的是(　　)A．随着分子间距离的增大分子势能一定先减小后增大B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性D．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大2．某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电效应的规律。根据实验数据，小刚同学作出了光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图乙所示，小明同学作出了遏止电压与入射光频率的关系图线如图丙所示。已知光电子的电荷量为e，则下列说法正确的是(　　)A．如果图乙、图丙中研究的是同一金属的光电效应规律，则a＝B．如果研究不同金属光电效应的规律，在图乙中将得到经过(b，0)点的一系列直线C．如果研究不同金属光电效应的规律，在图丙中将得到不平行的倾斜直线D．普朗克常量h＝＝3. 如图所示为在同一绳上传播的两列简谐横波在t=0时刻的波形图，已知甲波向左传，乙波向右传，请根据图中信息判断以下说法正确的是（　　）A．x=0.2cm处的质点开始振动时的方向沿-y方向B．乙波先传到坐标原点C．由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象D．两列波相遇时会发生干涉且x=0.5cm处为振动加强的点 4.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平地面上，质量为m的小球放在弹簧上端处于静止状态，小球与弹簧未粘连，现用力F竖直向下缓慢压小球，小球向下移动x后撤去力F，小球在竖直方向上做简谐运动。已知重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)A．小球每次经过同一位置时的速度相同B．小球位于最低点和最高点时加速度相同C． x的最大值为D．弹簧处于原长时，小球的加速度为0 5．实现核能电池的小型化、安全可控化一直是人们的目标。现在有一种“氚电池”，就是利用了氚核β衰变产生的能量，有的心脏起搏器就是使用“氘电池”供电，使用寿命长达20年。氚核发生β衰变过程中除了产生β粒子和新核外，还会放出质量数和电荷数为零的反中微子。氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是(　　)A．氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核外电子B．经过25年后，反应剩余物的质量变为初始质量的C．氚核发生β衰变过程中产生的新核为He D．环境的温度、压强发生变化时，氚核的半衰期会发生变化6．如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，在此处将力传感器与摆线相连(图甲中未画出)。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙为细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像，图乙中t＝0为摆球从A点开始运动的时刻，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．单摆的摆长为2.5 mB．摆球的质量为0.049 8 kgC．摆球运动过程中的最大速度为 m/sD．单摆的振动周期为0.8π s7．对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是(　　)A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹8．生活节奏的日益加快，通信网络的速度也在不断提升，第五代移动通信技术(简称“5G”)将开启数字经济的新篇章，推动经济社会全方位变革。第四代移动通信技术4G，采用1 880－2 635MHz频段的无线电波；“5G”采用3 300－5 000MHz频段的无线电波。“5G”意味着更快的网速和更大的网络容载能力，与4G相比，5G使用的电磁波(　　)A．波长更长    B．衍射现象更明显C．传播速度更快     D．光子能量更大二、多项选择题（每题有两个或者三个正确答案，每题4分，少选得2分，共16分）9．如图所示，a、b为两束不同频率的单色光，以相同的入射角射到平行玻璃砖的上表面(玻璃砖上下表面足够大、对a、b两种光的折射率均大于1.5)，直线OO′与玻璃砖上表面垂直且与其交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃上表面折射后两束光相交于图中的P点，下列说法正确的是(　　) A．若a光能使某种金属发生光电效应，则b光一定能使该金属发生光电效应B．a光光子的频率大于b光光子的频率C．只要折射角相同，a光在玻璃砖中传播的时间小于b光在玻璃砖中传播的时间D．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光小10．如图所示，下列关于机械振动和机械波的说法正确的是(　　)A．图甲：粗糙斜面上的金属球在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动B．图乙：单摆的摆长为L，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力为F＝－x(摆角较小)C．图丙：实线为t1＝0时刻的波形图，虚线为t2＝0.25 s时刻的波形图，该波的周期大于0.25 s，若这列波沿x轴向右传播，则波速为2 m/sD．图丁：如图所示为两列振幅均为1  cm的相干水波某时刻的波峰和波谷位置(实线表示波峰，虚线表示波谷)，图示时刻A、B两点的竖直高度差为4  cm11．如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率。以下说法正确的是(　　)A．若b光为绿光，c光可能是紫光B．若a光为绿光，c光可能是紫光C．若b光光子能量为2.81 eV，用它直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光D． 若b光光子能量为2.81 eV，用它照射由金属铷构成的阴极，产生的大量具有最大初动能的光电子去轰击大量处于n＝3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光12．静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，α粒子在磁场中运动的半径为R。则(　　)A．衰变方程可表示为X→Y＋HeB．核Y的结合能为(mX－mY－mα)c2C．核Y在磁场中运动的半径为D．若释放的核能全部转化为动能, α粒子的动能为Ekα＝卷Ⅱ（共60分）三、实验题（本题共包括2个小题，共18分）13.(1)在用油膜法估测分子大小的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。坐标格的每个小正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是________cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m(保留一位有效数字)。(2)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列哪些措施是可行的________。A．油酸浓度适当大一些B．油酸浓度适当小一些C．油酸扩散后立即绘出轮廓图D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图(3)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片：48个铁原子在铜的表面排列成圆圈，构成了“量子围栏”。为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度ρ＝7.8×103 kg/m3，摩尔质量M＝5.6×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1。若将铁原子简化为球体模型，铁原子直径的表达式d＝________，铁原子直径约为________m(结果保留一位有效数字)。 14.某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。(1)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是________。(2)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n＝________。(用图中线段的字母表示) （3）一实验小组在做插针法“测定玻璃的折射率”实验时，发现老师给的一块两面平行的玻璃砖，其中一面aa′是镀银面，光线能反射但不能穿过，于是利用观察反射光线插针法测折射率，如甲图所示，四个黑点P1、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置，乙图为画好边界线移去玻璃后的光路图，图中M为OO′的中点。请在图乙中画出玻璃内的光路，并标出光线进入玻璃时的入射角θ1和折射角θ2。(4)某同学将玻璃边界线画为丙图中的两条虚线，则测出的折射率与实际值相比将会偏________(选填“大”或“小”)。 四、解答题（本题共包括4个小题，满分42分。请书写工整，保持卷面整洁，规范答题）15．（8分）如图所示，是一种测量形状不规则颗粒物实际体积的装置，其中容器A的容积为VA＝360 cm3，K是连通大气的阀门，水银槽C通过橡皮管与玻璃容器B相通，B的容积VB＝120 cm3，连通A、B的玻璃管很细，其容积可忽略。下面是测量过程：①打开K，移动C，使B中水银面下降到底部M；②关闭K，缓慢提升C，使B中水银面升到顶端N，量出C的水银面比N高h1＝26 cm；③打开K，在A中装入待测颗粒，移动C，使B内水银面下降到底部M处；④关闭K，提升C，使B内水银面升到顶端N，量出C中水银面比N高h2＝72 cm。整个过程中温度不变，求：(1)当时的大气压强；(2)A中待测颗粒的实际体积。 16．（10分）一列简谐横波沿x轴传播，图中实线和虚线分别代表t＝0时刻和t＝0.01 s时刻在0≤x≤8 m区域的波形，已知该波的频率f＜30 Hz，求：(1)    波速大小及波的传播方向；(2)    图中P质点(坐标xP＝1 m)从t＝0时刻开始经过多长时间第一次向下经过平衡位置以及此过程中P的平均速度大小。 17．（12分）如图所示，一定质量的气体放在体积为V0的导热容器中，室温T0＝300 K，有一光滑导热活塞C(体积忽略不计)将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的三倍，A室容器上连接有一管内体积不计的足够长的U形管，两侧水银柱高度差为76  cm，A内有体积可以忽略的电阻丝，B室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压p0＝76  cmHg。(1)此时B室内气体压强是多少？(2)若A室内气体的温度保持不变，将阀门K打开，稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比是多少？(3)若打开阀门K稳定后，给A室内的电阻丝通电，将A室内气体温度加热到900 K，求此时A室内气体的压强。18．（12分）微棱镜增亮膜能有效提升LCD(液晶显示屏)的亮度。如图甲所示为其工作原理截面图，从面光源发出的光线通过棱镜膜后，部分会定向出射到LCD上，部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示，等腰直角△ABC为一微棱镜的横截面，∠A＝90°，AB＝AC＝4a，紧贴BC边上的P点放一点光源，BP＝BC。已知微棱镜材料的折射率n＝2。只研究从P点发出照射到AB边上的光线。(1)某一光线从AB边出射时，方向恰好垂直于BC边，求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值；(2) 已知光在真空中传播速度为c，求满足条件（1）的光线经过棱镜的时间。(3)某一部分光线可以依次在AB、AC两界面均发生全反射，再返回到BC边，求该部分光线在AB边上的照射区域长度。
答案1.C  2.D  3.D  4.C  5.C  6.D  7.B  8.D  9.AC  10.BCD  11.BD  12.ACD13．(1)256(252～260均可)　8×10－10　  (2)BD   (3) 　3×10－1014. (1)D　(2)        (3)见解析图　　(4)大15. (1)以容器A、B中气体为研究对象，根据玻意耳定律得p0＝pAVA解得p0＝78 cmHg(2)设A容器中待测颗粒的实际体积为V，以A、B中气体为研究对象，初态时：p1＝p0，V1＝VA＋VB－V末态时：，V2＝VA－V根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得V＝230cm3答案：(1)78 cmHg　(2)230 cm316. (1)若波向右传播，传播的距离为：Δx＝(8n＋1)m(n＝0，1，2，…)对应的波速为：v＝ m/s(n＝0，1，2，…)对应的频率：f＝＝(n＝0，1，2，…)若波向左传播，传播的距离为：Δx＝(8n＋7)m(n＝0，1，2，…)对应的波速为：v＝ m/s(n＝0，1，2，…)对应的频率为：f＝＝(n＝0，1，2，…)由于波的频率小于30 Hz，波只可能是向右传播，波速大小v＝100 m/s(2)由于λ＝8 m，v＝100 m/s得，T＝s＝0.08 s，P点经0.01 s回到平衡位置，再经过过平衡位置向下运动t＝0.01 s＋＝0.05 s，0时刻P质点纵坐标为：yP＝－A＝－2  cm　此过程质点P的平均速度大小为：＝＝40  cm/s＝ m/s答案：(1)100 m/s，向右传播　(2)0.05  cm　 m/s17. (1) 开始时，设A室内气体压强为pA0，则pA0＝p0＋ρgh＝2p0，，pB0＝pA0pB0＝152  cmHg(2)开始时，设A室内气体压强为pA0，则pA0＝p0＋ρgh＝2p0，A室的体积为VA0＝，阀门K打开后，A室内气体等温变化，稳定后压强为pA1，则pA1＝p0，体积设为VA1，根据玻意耳定律有pA0VA0＝pA1VA1，解得VA1＝，B室内气体等温变化，pB0＝pA0，pB1＝pA1，VB0＝V0－VA0＝V0根据玻意耳定律有pB0VB0＝pB1VB1，解得VB1＝则＝，解得＝(3)假设打开阀门后，气体从T0＝300 K升到T1时，活塞C恰好到达容器最左端，即A室内气体体积变为V0，压强始终为pA1＝p0，即为等压变化过程，根据盖—吕萨克定律有＝，解得T1＝600 K，因为T2＝900 K > 600 K，所以温度从T1＝600 K继续升高到T2＝900 K的过程中，A室内气体为等容变化过程，设其最终压强为pA2，根据查理定律有＝，解得pA2＝114 cmHg答案：(1) 152 cmHg   (2)　 (3)114 cmHg18.(1)由题意知，出射角γ＝45°，由折射定律得n＝，解得sin i＝＝(2) (3)根据sin C＝，解得临界角为C＝30°，当光线刚好在AB边上M点发生全反射时，光路如图甲所示。AB边刚好全反射时，入射角α＝30°，由几何关系知，反射到AC边的入射角α'＝60°>C，能够发生全反射，过P点作AB的垂线交AB于Q点，由几何关系知PQ＝a，QM＝a·tan 30°＝a，当光线刚好在AC边上发生全反射时，光路如图乙所示。在AC边刚好全反射时，在AC边的入射角β′＝30°，由几何关系知，在AB边的入射角β＝60°>C，能够发生全反射，反射点为N，在△PNQ中，由几何关系知QN＝a tan 60°＝a，综上所述，在AB边上的照射区域长度MN＝a－a＝a答案：(1)　 (2)          (3)a