2021-2022年黑龙江省大庆市大庆中学高二（下）期中物理试题含解析

大庆中学2021-2022学年度下学期期中考试

高二年级试题

说明：1.答题时间90分钟

2.满分110分

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1. 关于光现象，下列说法正确的是（　　）

甲          乙         丙        丁

A. 图甲中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象

B. 图乙中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的折射现象

C. 图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象

D. 图丁中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象

【答案】D

【解析】

【详解】A．图甲中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的折射现象，A错误；

B．图乙中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的衍射现象，B错误；

C．图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的干涉现象，C错误；

D．图丁中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象，D正确。

故选D。

2. 下列说法正确的是（　　）

A. 若把一个在平原地区走时准确的摆钟搬到高原上去，则走时会变快

B. 物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会增大

C. “美人鱼”在水下表演节目时，她们在水中听到的音乐与在岸上听到的相同，说明声波从一种介质进入另一种介质频率不变

D. 两列机械波相遇时，在相遇区域一定会出现稳定的干涉现象

【答案】C

【解析】

【详解】A．高原的重力加速度值比平原的重力加速度值小，由可知高原上摆钟摆动周期变大，则走时会变慢。故A错误；

B．物体做受迫振动时当驱动力的频率等于振动的固有频率时达到共振，振幅最大，增大驱动力的频率但不知道固有频率情况则无法判断振幅如何变化。故B错误；

C．“美人鱼”在水下表演节目时，她们在水中听到的音乐与在岸上听到的相同，说明声波从一种介质进入另一种介质频率不变，因为声波的频率只跟波源的频率有关。故C正确；

D．波发生稳定干涉现象的条件是两列波的频率相同，所以两列机械波相遇时，在相遇的区域不一定会出现稳定的干涉现象。故D错误。

故选C。

3. 如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明（　　）

A. 光是电磁波 B. 光是一种横波

C. 光是一种纵波 D. 光是一种概率波

【答案】B

【解析】

【详解】当以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，说明偏振片的透振方向会影响到光的透射强度，则光的振动方向一定与传播方向垂直，所以这个实验表明光是一种横波。

故选B。

4. 下面的表格是某年某地区1-6月份的气温与气压对照表：

根据表数据可知：该年该地区从1月份到6月份（　　）

A. 空气分子热运动的剧烈程度呈减弱的趋势

B. 速率大的空气分子所占比例逐渐增加

C. 单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈增加的趋势

D. 单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量呈增加的趋势

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．该年该地区从1月份到6月份平均气温逐渐升高，所以空气分子热运动的剧烈程度呈增强的趋势。A错误；

B．平均气温逐渐升高，率大的空气分子所占比例逐渐增加。B正确；

C．平均大气压逐渐减小，单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减小的趋势。C错误；

D．平均大气压逐渐减小，单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量呈减弱的趋势。D错误。

故选B。

5. 如图所示为分子间作用力F随分子间距离r变化的图线，下列说法中正确的是（　　）

A. 当r大于时，分子间的作用力表现为斥力

B. 当r小于时，分子间只存在斥力

C. 当r等于时，分子势能最小

D. 在r由变到的过程中，分子间的作用力做正功

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知当r大于时分子力表现为引力，则当r大于时，分子间的作用力表现为引力，选项A错误；

B．当r小于时，分子力表现为斥力，此时斥力大于引力，并非分子间只存在斥力，选项B错误；

C．当r大于时，分子力表现为引力，随分子距离变大，分子力做负功，分子势能增加；当r小于时，分子力表现为斥力，随分子距离变小，分子力做负功，分子势能也增加；则当r等于时，分子势能最小，选项C正确；

D．在r由变到的过程中，分子力表现为引力，则分子间的作用力做负功，选项D错误。

故选C。

6. 一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。下列说法中错误的是（　　）

A. 玻璃砖对a、b的折射率关系为

B. a、b在玻璃中的传播速度关系为

C. 单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角

D. 用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的宽

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据

可知，由于a光偏转角度大，说明玻璃对a光的折射率大，即na>nb，故A不符合题意；

B．根据

可知，折射率越大，速度越小，因此va <vb，故B不符合题意；

C．根据临界角公式

可知单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角，故C不符合题意。

D．因为折射率大的光频率高，频率高的光波长短，因此<，根据双缝干涉条纹间距公式

因此，在同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的窄，故D符合题意。

故选D。

7. 如图所示，、是两个相干波源，它们的相位及振幅均相同，实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（　　）

A. a质点振动减弱，b、c质点振动加强

B. d质点振动既不是加强也不是减弱

C. 再过后的时刻，b、c两质点都将处于各自的平衡位置，因此振动减弱

D. a点一直平衡位置，b点一直在波峰，c点一直在波谷

【答案】A

【解析】

【详解】AC．a质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终减弱的，而b、c质点是两列波波峰与波峰、波谷与波谷叠加的地方，振动始终加强，故C错误，A正确；

B．由图知，d质点到两波源的距离相同，为振动加强的点，故B错误；

D．因为两个波源的振动方向相同、振幅相同，所以a点静止不动，一直在平衡位置，b、c两点的振动始终是加强的，但它们仍在振动，位移随时间周期变化，不是静止不动的，故D错误。

故选A。

8. 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为（　　）

A. 3 J B. 4 J C. 5 J D. 6 J

【答案】A

【解析】

【详解】由v-t图可知，碰前甲、乙的速度分别为，；碰后甲、乙的速度分别为，，甲、乙两物块碰撞过程中，由动量守恒得

解得

则损失的机械能为

解得

故选A。

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

9. 下列说法正确的是（　　）

A. 物体的温度升高时，分子热运动的平均动能一定增大

B. 能出污泥而不染，说明扩散现象在和污泥中不能进行

C. 当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，但斥力增大得更快

D. 若气体的摩尔质量为M，密度为ρ阿伏加德罗常数为NA，则气体的分子体积为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．温度为分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，故A正确；

B．能出污泥而不染，是由于莲叶表面具有超疏水以及自洁的特性，扩散在固体

液体、气体等不同物质接触时都存在的现象，故B错误；

C．分子间的引力和斥力都随分子间距离减小而增大，但斥力增大得比引力快，故C正确；

D．若气体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，由每个气体分子占有的空间体积为，气体分子间距大，故不能说是气体分子的体积，故D错误。

故选AC。

10. 如图所示，甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一个双缝干涉装置形成的干涉图样，下列说法正确的是（　　）

A. a光的频率比b光的频率低

B. 在真空中，a光的速率比b光的速率小

C. 在同一介质中，a光的速率比b光的速率小

D. 在同一介质中，a光的临界角比b光的临界角小

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由图可知a光干涉条纹间距小于b光干涉条纹间距，由可知a光波长小于b光的波长，由可知a光的频率比b光的频率高，故A错误；

B．在真空中所有光的速率都相同，故B错误；

C．在同一介质中，频率越高折射率越大，即有，由可知a光的速率比b光的速率小，故C正确；

D．由C项分析知在同一介质中有，由可知a光的临界角比b光的临界角小，故D正确。

故选CD。

11. 所示的弹簧振子（以O点为平衡位置在B、C间振动），取水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移的正方向，得到如图所示的振动曲线．曲线所给的信息可知，下列说法正确的是（ ）

A. t=0时，振子处在B位置

B. t=4s时振子对平衡位置的位移为10cm

C. t=2.5s时振子对平衡位置的位移为5cm

D. 如果振子的质量为0.5kg，弹簧的劲度系数20N/cm，则振子的最大加速度大小等400m/s2

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．由振动图像可知t=0时，振子的位移为负向最大，说明振子处于B位置，A正确；

B．由图看出，t=4s时振子对平衡位置的位移为﹣10cm，B错误；

C．由于振子做的是变加速直线运动，不是匀速直线运动，所以t=2.5s时振子对平衡位置的位移不是5cm，C错误；

D．由题

振幅

振子的最大加速度在最大位移处，由弹簧受力和牛顿第二定律可得最大加速度大小为

D正确。

故选AD。

12. 在x坐标轴上x=0和x=9m处各有一个频率为0.5H的做简谐运动的波源，在同种均匀介质中形成两列简谐波，t=0时刻的波形如图所示，则

A. 两列波的传播速度大小均为2m/s

B. 在t=0.4s时刻，x=1.8m处的质点位于波峰

C. 在0之后的0.5s内x=2m处质点的位移为1m

D. 在x=4.5m处的质点在两列波叠加以后振幅为0

【答案】AB

【解析】

【详解】A项：由图可知，波长为4m，由公式，故A正确；

B项：由图可知，t=0时x=1m处的质点处于波峰位置，根据波的振动形式的迁移可知，此振动形式传到x=1.8m时所用的时间为，故B正确；

C项：由于周期为2s，0.5s等于四分之一周期，图示位置，x=2m处的质点向上振动，所以过0.5s，x=2m处的质点处于波峰位置，即位移为5cm，故C错误；

D项：振幅为两列波的振动加强时离开平衡位置的距离之和，所以应为10cm，故D错误．

13. 带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为M的小球以速度v0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，则（　　）

A. 小球以后将向左做平抛运动 B. 小球将做自由落体运动

C. 此过程小球对小车做的功为Mv D. 小球在弧形槽上上升的最大高度为

【答案】BC

【解析】

【详解】D．上升到最高点时与小车相对静止，有共同速度v′，由动量守恒定律和机械能守恒定律有

联立得

D错误；

ABC．从小球滚上到滚下并离开小车，系统在水平方向上的动量守恒，由于无摩擦力做功，动能守恒，此过程类似于弹性碰撞，作用后两者交换速度，即小球速度变为零，开始做自由落体运动，BC正确，A错误。

故选BC。

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

14. 用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：

①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总体积为V2；

②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；

③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水；将痱子粉均匀撒在水面上；

④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；

⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上；

⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格。

(1)错误的步骤是______________________________（写出步骤数字代号），油酸分子直径的表达式___________________；

(2)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于___________。

A．油酸未完全散开    

B．油酸溶液浓度低于实际值

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，1mL的溶液的滴数多记了10滴

【答案】    ①. ⑥    ②.     ③. AC

【解析】

【详解】(1)[1]计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的应舍去，多于半个格的算一格，故⑥错误；

[2]一滴油酸溶液含有纯油的体积

油膜的面积

油酸分子的直径

(2)[3]A．油酸未完全散开，油膜面积测量值偏小，根据知分子的大小测量值偏大，故A正确；

B．油酸溶液浓度低于实际值，每滴纯油酸体积测量值偏小，根据知分子的大小测量值偏小，故B错误；

C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，油膜面积测量值偏小，根据知分子的大小测量值偏大，故C正确；

D．求每滴体积时1mL的溶液的滴数多记了10滴，则求出的每滴纯油酸体积偏小，根据知分子的大小测量值偏小，故D错误。

故选AC。

15. 如图所示，在“用双缝干涉测量单色光的波长”实验中，某同学准备的实验仪器包括以下元件：

A．白炽灯；B．单缝；C．毛玻璃屏；D．双缝；E．遮光筒；F．红色滤光片；G．凸透镜。（其中双缝和毛玻璃屏连遮光筒上）

（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A、______、______、______、______、E、C。

（2）把测量头的分划板中心刻线与某亮条纹对齐，并将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时10等分的游标卡尺位置如图甲所示，其读数为________mm，继续转动测量头，使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时游标卡尺位置如图乙所示，其读数为________mm。

（3）若已知双缝间距为0.2mm，测得双缝到屏的距离为70.00cm，则所测红光波长为________。

【答案】    ①. G    ②. F    ③. B    ④. D    ⑤. 19.8    ⑥. 30.3    ⑦. m

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1][2][3][4]为获取单色线光源，白色光源后面要有可以放上凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏，所以顺序为AGFBDEC。

(2)[5][6]甲图游标卡尺读数为

19mm+0.1×8mm=19.8mm

乙图游标卡尺读数为

30mm+0.1×3mm=30.3mm

(3)[7]条纹间距为

根据双缝干涉条纹的间距公式

代入数据解得

四、计算题（本大题共4小题，共42.0分）

16. 如图甲所示，是一列简谐横波在均匀介质中传播时t=0时刻的波动图像，此时波恰好传播到处。其中位于的质点A的振动图像如图乙所示，求：

（1）此简谐横波的传播速度；

（2）在0～20s时间内，位于处的质点B运动的路程。

【答案】（1）10m/s，沿x轴正向传播；（2）18.2m

【解析】

【详解】（1）由图甲可知，此波的波长为，由图乙可知，此波的周期，根据波速公式

可解得

又因为在时刻，质点A的振动方向沿y轴的正方向，根据波的传播方向和质点的振动方向的关系可知此波沿x轴正向传播；

（2）由图可知，此波从0时刻起传播到B点所需的时间为：

20s内质点B振动的时间

质点B全振动次数

为的整数倍，所以在0～20?内质点B运动的路程为：

17. 轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠（亦称“三氮化钠”，化学式NaN3）受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积V=56L，气囊中氮气的密度ρ=1.25kg/m3，已知氮气的摩尔质量M=28g/mol，阿伏加德罗常数NA=6×1023mol－1请估算：（结果保留一位有效数字）

（1）一个氮气分子的质量m；

（2）气囊中氮气分子的总个数N；

（3）气囊中氮气分子间的平均距离r。

【答案】（1）5×10－26kg；（2）2×1024；（3）3×10－9m

【解析】

【分析】

【详解】（1）一个氮气分子的质量

m=

解得

m=5×10－26kg

（2）设气囊内氮气的物质的量为n，则有

n=

N=nNA

解得

N=2×1024（个）

（3）气体分子间距较大，可以认为每个分子占据一个边长为r的立方体，则有

r3=

解得

r=3×10－9m

18. 如图，截面为直角三角形的玻璃棱镜置于真空中，已知，，一束极细的光于AC边的中点F处垂直AC面入射，，玻璃的折射率为，光在真空的速度为。求：

（1）光从玻璃射向真空时，发生全反射时的临界角；

（2）画出光在玻璃中传播的光路图，标出光从棱镜射入真空时的折射角（不考虑光线在BC面反射情况）；

（3）从BC面射出的光在棱镜中传播的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由

解得光从玻璃射向真空时，发生全反射时的临界角

（2）画出正确光路图如图

标出光从棱镜射入空气时的折射角为。

（3）光在玻璃中的速度为

由数学知识得

，

光线由O点到E点所需的时间t为

19. 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，冰壶比赛的场地如图甲所示。冰道的左端有一个发球区，运动员在发球区边沿的投掷线MN将冰壶以一定的初速度掷出，使冰壶沿着冰道的中心线PO滑行，冰道的右端有一圆形的营垒。以场地上冰壶最终静止时距离营垒圆心D的远近决定胜负。比赛时，为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。当对手的冰壶停止在营垒内时，可以用掷出的冰壶与对手的冰壶撞击，使对手的冰壶滑出营垒区。已知冰壶的质量为20 kg，营垒的半径为1.8 m，投掷线中点与营垒区中心之间距离为30 m。设冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至μ2=0.004。在某次比赛中，若冰壶在发球区受到运动员沿中心线方向推力作用的时间t=10 s，使冰壶A在投掷线中点处以v0=2.0 m/s的速度沿中心线PO滑出。设冰壶之间的碰撞时间极短，且无机械能损失，不计冰壶自身的大小，g取10 m/s2。

（1）若不用毛刷擦冰面，则冰壶停止的位置距离营垒圆心O点多远；

（2）冰壶在发球区受到运动员沿中心线方向作用的冲量大小为多少；

（3）如果在中心线PO上已经静止着一个冰壶B，如图乙所示，冰壶B距圆心O的距离为0.9 m，若要使冰壶A能够沿中心线PO将B撞出营垒区，则运动员用毛刷擦冰面的长度至少为多少。

【答案】（1）50 m；（2）；（3）13.6 m

【解析】

【详解】（1）根据动能定理

解得s=25m

则冰壶停止的位置距离营垒圆心的距离

x=30m－25m=5.0m

（2）设推力对冰壶的冲量大小为I，则根据动量定理

代入数据解得I=56N.s；

（3）冰壶A与冰壶B碰撞的过程中，设冰壶A碰撞前的速度为vA，碰撞后的速度为，冰壶B碰撞后的速度为，根据动量守恒定律有

根据机械能守恒定律有

解得，

即冰壶A与冰壶B碰撞后二者的速度相互交换，因此可以将整个过程看成冰壶A一直沿直线PO运动到营垒区外的过程，运动的总位移为s′=31.8m

根据动能定理，设将冰壶B恰好撞出营垒区外，运动员用毛刷擦冰面的长度为L，根据动能定理有

代入数据解得L=13.6m