2021-2022学年湖北省黄冈市麻城市第二中学高二（下）期中物理试题含解析

麻城二中2022年春高二期中考试

物 理 试 卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中，不正确的是（　　）

A. 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性

B. 电影是利用了光的偏振现象

C. 日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰

D. 通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的干涉现象

【答案】D

【解析】

【详解】A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性，故A正确；

B．电影是利用了光的偏振现象，故B正确；

C．日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰，故C正确；

D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故D错误。

本题选不正确项，故选D。

2. 如图，a、b、c、d四个图样是两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点（黑色为亮条纹，a图样的亮纹间距比b图样大，c图样中央亮纹比d图样宽）可以得出的正确结论是（　　）

A. a、b是光的衍射图样，c、d为光的干涉图样

B. a、b是光的干涉图样，c、d为光的衍射图样

C. 形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短

D. 形成b图样的光的波长比形成d图样的光的波长短

【答案】B

【解析】

【详解】AB．双缝干涉图样的条纹是等间距的，而衍射条纹间距不相等，则知a、b是光的干涉图样，c、d是光的衍射图样，故A错误，B正确；

C．根据可知，光的波长越长，双缝干涉条纹间距越大，则知形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，故C错误；

D．波长大的光形成的衍射图象条纹间距大，可知形成b图样的光的波长与形成d图样的光是同一种光，故D错误。

故选B。

3. 一束光线从空气射向玻璃，入射角为（发生折射）。下列四幅光路图中正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】一束光线从空气射向玻璃，入射角为α，可知光线一定会发生折射，根据

折射角小于入射角，光线在分界面上还会发生反射，故C正确，ABD错误。

故选C。

4. 分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　）

A. 从到分子间引力、斥力都在减小

B. 从到分子力的大小先减小后增大

C. 从到分子势能先减小后增大

D. 从到分子势能先减小后增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．从到，分子间距离减小，分子间引力、斥力都在增大，故A错误；

B．由图可知：从到分子力的大小先增大后减小再反向增大，故B错误；

C．从到，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小，故C错误；

D．从到，分子力先表现引力，后表现为斥力，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故D正确。

故选D。

5. 下列说法中正确的是（    ）

A. 物体的温度升高时，其内部每个分子热运动的动能一定增大

B. 气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的

C. 物体的机械能增大，其内部每个分子的动能一定增大

D. 分子间距离减小，分子间的引力和斥力一定减小

【答案】B

【解析】

【详解】物体的温度升高时，其内部分子的平均动能变大，并非每个分子热运动的动能都增大，选项A错误；气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的，选项B正确；宏观物体的机械能与微观分子的动能无关，选项C错误；分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大，选项D错误；故选B.

6. 呼吸机在抗击新冠肺炎的战疫中发挥了重要的作用。呼吸机的工作原理可以简述为：吸气时会将气体压入患者的肺内，当压力上升到一定值时，呼吸机会停止供气，呼气阀也会相继打开，患者的胸廓和肺就会产生被动性的收缩，进行呼气。若吸气前肺内气体的体积为，肺内气体压强为（大气压强）。吸入一些压强为的气体后肺内气体的体积变为，压强为，若空气视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设压入的气体体积为，气体做等温变化，则

解得

故选D。

7. 如图所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板。初始时，外界大气压为，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则下列图象能正确反应缸内气体压强变化情况的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】在p—T图象中，开始一段时间内，随着温度的升高，气体发生的等容变化，即，图象为一条过坐标原点的直线；当压强增加到内外压强相等时，温度再升高，活塞将向右移动，气体发生等压变化，图象是一条水平时温度轴的直线，因此ACD错误，B正确．

故选B。

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

8. 下列说法正确的是（　　）

A. 雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象

B. 激光可用于测距

C. 增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的一半

D. 光的偏振现象表明光是横波

【答案】BD

【解析】

【详解】A．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的干涉现象，故A错误；

B．由于激光平行度好，可用于测距，故B正确；

C．增透膜是利用光的干涉原理，当光程差为在膜中波长的一半，出现光的减弱，从而增加光的透射，则膜的厚度为光程差的一半，因此增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的四分之一，故C错误；

D．光的偏振现象表明光是横波，故D正确。

故选BD。

9. 关于分子动理论和物体的内能，下列说法不正确的是（　　）

A. 某种物体的温度为，说明该物体中分子的平均动能为零

B. 物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大

C. 当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大，但引力增大得更快，所以分子力表现为引力

D. 质量相同时，水的内能小于水蒸气的内能

【答案】AC

【解析】

【详解】A．某物体的温度是0 ℃，但是分子的热运动没有停止，即物体中分子的平均动能不为零，故A错误；

B．温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的多少还与分子势能以及物质的量有关，所以内能不一定增大，故B正确；

C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故C错误；

D．质量相同时，水平均动能等于水蒸气的平均动能，但水的分子势能小于水蒸气的分子势能，所以质量相同时，水的内能小于水蒸气的内能，故D正确。

本题选不正确项，故选AC。

10. 如图所示，一束蓝光从空气垂直入射到直角三棱镜的BC面上，已知∠A＝30°，棱镜对蓝光的临界角为45°，则(　　)

A. 该直角三棱镜对蓝光的折射率为

B. 该直角三棱镜对蓝光的折射率为

C. 蓝光第一次从棱镜射入空气时的折射角为45°

D. 蓝光第一次从棱镜射入空气时的折射角为60°

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．设玻璃对空气的临界角为C，据题知 C＝45°.据全反射临界角公式

得，折射率

故A正确，B错误；

CD．如图所示

因为i1＝60°＞C，所以光线在AB面上将发生全反射．由几何知识得：i2＝i1－30°＝30°＜C，则光线从AC面上第一次射入空气。

由折射定律有

可得

 即蓝光第一次从棱镜射入空气时的折射角为45°，故C正确，D错误。

故选AC

11. 如图所示，活塞的质量为，缸套的质量为，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为，大气压强为，则（　　）

A. 汽缸内空气的压强等于

B. 汽缸内空气的压强等于

C. 内外空气对缸套的作用力为

D. 内外空气对活塞的作用力为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．以缸套为研究对象受力分析，由平衡条件得

解得

故A正确，B错误；

C．以缸套为研究对象，由平衡条件得：内外空气对缸套的作用力等于缸套的重力为，故C错误；

D．以气缸与活塞组成的系统为研究对象，由平衡条件得，绳子拉力为

以活塞为研究对象，由平衡条件得：内外空气对活塞的作用力为等于绳子的拉力与活塞重力的差，即，故D正确。

故选AD。

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

12. 在“用双缝干涉测光波长”实验中（实验装置如图）：

（1）下列说法哪一个是正确的______。（填选项前的字母）

A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝

B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐

C.为了减小测量误差，可用测微目镜测出条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹间距

（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则图甲读数为______，求得这种色光的波长______（已知双缝间距，双缝到屏间的距离，结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. BC##CB    ②. 2.320    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误；

B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故B正确；

C．n条亮纹之间有个间距，相邻条纹的间距为

故C正确；

（2）[2]图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为

所以最终读数为：2.320mm；

[3]图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为

所以最终读数，则有

根据双缝干涉条纹的间距公式

可得

代入数据得

13. “用油膜法估测分子的大小”的实验方法及步骤如下：

向的油酸中加酒精，直至总量达到；

用注射器吸取中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是；

先往边长为的浅盘里倒入深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；

用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；

将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为，数出轮廓范围内小方格的个数

根据以上信息，回答下列问题：

（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是__________．

（2）油酸分子直径__________（结果保留两位有效数字）

（3）若某学生计算油酸分子直径的结果偏小，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，的溶液的滴数多记了滴

【答案】    ①.     ②.     ③. BD##DB

【解析】

【详解】（1）[1]1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为

（2）[2]根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为115个，故面积为

油酸分子的直径为

（3）[3]根据计算油酸分子直径的公式，V是纯油酸的体积，是油膜的面积

A．油酸未完全散开，偏小，故得到的分子直径d将偏大，A错误；

B．计算时利用的是纯油酸的体积，如果油酸溶液浓度低于实际值，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，B正确；

C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，C错误；

D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数多记了10滴，由可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，D正确。

四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）

14. 为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为，护士把注射器内横截面积为、长度为0.4cm、压强为的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。

【答案】

【解析】

【分析】

【详解】以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为V1,有

注射器内气体体积为V2，有

根据理想气体状态方程有

代入数据解得

【点睛】

15. 如图所示，直角三角形ABC是一玻璃砖的横截面，AB=L，C=90°，A=60°一束单色光PD从AB边上的D点射入玻璃砖，入射角为45°，DB=L/4，折射光DE恰好射到玻璃砖BC边的中点E，已知光在真空中的传播速度为c．求：

①玻璃砖的折射率；

②该光束从AB边上的D点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需的时间．

【答案】（1） （2）

【解析】

【详解】(1)作出光路图，如图所示

过E点的法线是三角形的中位线,由几何关系可知△DEB为等腰三角形，，

由几何知识可知光在AB边折射时折射角为r=30°，

所以玻璃砖的折射率为n=

（2）设临界角为，有，可解得；

由光路图及几何知识可判断,光在BC边上的入射角为60∘，大于临界角，则光在BC边上发生全反射．光在AC边的入射角为30°，小于临界角，所以光从AC第一次射出玻璃砖

根据几何知识可知，

则光束从AB边射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需要的时间为

而，可解得．

16. 如图所示，粗细均匀的U形玻璃管，左侧管开口向上，右侧管口封闭，管内用水银封闭了一段气体，右管中封闭气柱高h1=8 cm，左右液面高度差△h =4 cm，右管中水银柱的长度大于4 cm,设大气压等于76 cmHg，环境温度为27℃。求:

(i)若对封闭气体缓慢加热，使左管中水银液面与右管上端对齐，气体应升高的温度;

(ii)若在左管中缓慢倒人水银，使右管中气柱高变为h3=7 cm，倒入水银柱的长度。(用分数表示)

【答案】（i）。（ⅱ）

【解析】

【详解】（i）开始时，封闭气体压强为

设封闭气体加热至温度为时，左管中水银液面与右管上端对齐，这时右管中气柱高为，此时封闭气体的压强

根据理想气体状态方程有

解得

；

即气体的温度升高了

；

（ⅱ）设倒入水银柱的长为，封闭气体的压强为

气体发生等温变化，则

解得

即倒入的水银柱的长为