精品解析：江苏省连云港市东海县2020-2021学年高二（下）期中物理试题

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2.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置；
3.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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列技术应用涉及到多普勒效应的是（ ）
A. 雷达定位B. 利用“共鸣箱”来使声音增强
C. 医生利用超声波探测病人血管中血液的流速D. 用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
【答案】C
【解析】
【详解】A．雷达定位是利用了电磁波的反射原理，选项A错误；
B．共鸣箱利用的是共振的原理，选项B错误；
C．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速，是利用了声波的多普勒效应，选项C正确；
D．用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡，是利用了超声波的穿透能力强，选项D错误。
故选C。
2. 小明发现倒酱油的时候总会有一些酱油沿着瓶口流到瓶子外面，他认为如果选用合适的瓶口材料就能保持瓶子清洁。如图是酱油滴在两种材料表面的油滴形状，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲说明油滴与甲材料不浸润B. 图乙说明油滴与乙材料浸润
C. 油瓶口的材料选用乙材料较合适D. 水银在两种材料表面的形状一定与酱油滴形状相同
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．只要选择酱油不浸润的材料做酱油瓶就能保持瓶子清洁，从图示的情况可以看出酱油与甲材料是浸润的，与乙材料是不浸润的，所以应该选择乙材料，选项C正确。
D．液体在某种材料表面的形状不但与浸润和不浸润有关，而且与液体的体积有关，即使是浸润的，液滴的体积不同其形状也不同，所以无法确定水银在两种材料表面的形状是否与酱油滴的形状相同，选项D错误。
故选C。
3. 钓鱼是一种很多人喜欢的休闲娱乐方式，右图为钓鱼时鱼漂的示意图，此时静止在水面上，某次鱼咬钩后将鱼漂往下拉了一小段距离后松口，鱼漂将上下振动，不考虑阻力的影响，若取竖直向上为正方向，下列图像能描述该鱼漂振动情况的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】不考虑阻力的影响，鱼漂做简谐运动，题中取竖直向上为正方向，鱼漂开始振动时的位置在负位移的最大值处，只有选项B符合条件，其余选项均错误。
故选B。
4. 清晨树叶上挂满球形的露珠，已知水分子间的势能Ep和分子间距离r的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 露珠成球形是由于水的表面张力引起的
B. 露珠表层中水分子之间的相互作用表现为斥力
C. 能总体上反映露珠内部分子势能的是图中的C点
D. 能总体上反映露珠表层中分子势能的是图中的A点
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于水的表面张力作用，荷叶上的小水滴总是球形的。故A正确；
B．在小水滴表面层中，水分子间距较大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力；故B错误；
C．在小水滴内部，水分子间的距离在r0左右（分子间的距离等于r0时，分子力为0），则分子间距离等于r0的位置是图中B点，故C错误；
D．露珠表层中分子，时，故表现为引力的位置只能为C点。故D错误。
故选A。
5. 如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂着abcd四个摆。当a摆振动的时候，其余各摆在a摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b摆的振动图像如图乙。下列说法正确的是（ ）
A. 稳定时b摆的振幅最大B. 稳定时d摆的周期最小
C. 由图乙可以估算出b摆的摆长D. 由图乙可以估算出c摆的摆长
【答案】D
【解析】
【详解】A．a摆摆动起来后，通过水平绳子对b、c、d三个摆施加周期性的驱动力，使b、c、d三个摆做受迫振动，由于a摆提供的驱动力的周期和c摆的固有周期相同，所以c摆发生了共振，c摆的振幅是最大的，故A错误；
B．b、c、d三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，都等于a摆的频率，则三摆的周期相同，都等于a摆的周期，故B错误；
C．由于b摆做受迫振动，所以其固有频率未知，即固有周期未知，所以无法求得b摆的摆长，故C错误；
D．根据单摆的周期公式，由于a摆提供的驱动力的周期和c摆的固有周期相同，结合图乙所可以估算出c摆的摆长，故D正确。
故选D。
6. 一列简谐波沿x轴传播，在t=1s时的波形如图甲所示，介质中质点P的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该波波长10cmB. 该波沿x轴负方向传播
C. 该波在介质中传播速度为10m/sD. 再经过2s后P质点沿x轴迁移20cm
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图甲可知，该列波的波长为20cm，A错误；
B．由图乙可知，当t=1s时，介质中质点P向下振动，故结合图甲可知，该波沿x轴负方向传播，B正确；
C．根据公式
C错误；
D．机械波中的质点不随波迁移，D错误。
故选B。
7. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，已知坐标中正方形方格的边长为 1 cm，油膜面积约有118格。则油膜分子直径最接近（ ）
A. 5×10-10mB. 4×10-8mC. 5×10-9mD. 1×10-8m
【答案】A
【解析】
【详解】油膜面积为
每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是
油酸分子的直径
故A正确。
故选A。
8. 回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50 K，某台设备工作时，一定量的氦气（可视为理想气体）缓慢经历如图所示的四个过程：从状态A到B和C到D是等温过程；从状态B到C和D到A是等容过程，体积分别为V0和5V0。下列说法正确的是（ ）
A. 图中t1< t2B. 压强pD=5pC
C. B到C过程外界对氦气做正功D. 整个循环过程A-B-C-D-A氦气系统要放热
【答案】D
【解析】
【详解】A．从状态B到C，由查理定律得
由于，所以
故A错误；
B．C到D是等温过程，由玻意耳定律得
由于，，所以
故B错误；
C．由于B到C过程，是等容过程，所以
因此B到C过程外界对氦气不做功，故C错误；
D． 整个循环过程A-B-C-D-A，由热力学第一定律得
由于从状态B到C和D到A是等容过程，所以外界对系统做功
，
A-B过程外界对系统做正功，C-D过程外界对系统做负功，p-V图象与横轴围成的面积表示做的功，所以
所以整个循环过程外界对系统做正功整个循环过程
所以
整个循环过程A-B-C-D-A氦气系统要放热，故D正确。
故选D。
9. 内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，而干涉型消声器可用来消弱高速气流产生的噪声，它的结构及气流运行情况如图所示，产生的波长为的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇。要达到消弱噪声的目的，路程差应为（ ）
A. 波长λ的整数倍B. 波长λ的奇数倍
C. 半波长的偶数倍D. 半波长的奇数倍
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据干涉特点知，两相干波源的距离差为波长的整数倍时，此点为振动增强点，而消除噪声不能加强，故AB错误；
CD．距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点，要达到消弱噪声的目的，要减弱声音，故C错误，D正确。
故选D。
10. 如图，小球在轻弹簧拉力作用下静止于光滑斜面上的O点， 现将小球拉至斜面上A点由静止释放。已知弹簧劲度系数为k，OA= OB =x，下列说法正确的是（ ）
A. 小球运动中的机械能守恒
B. 小球在弹簧原长处速度最大
C. 小球运动到B点受到的合外力大小为kx
D. 小球运动中受弹簧的弹力与离开O点的位移成正比
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球运动中小球与弹簧组成的系统机械能守恒，小球机械能不守恒，故A错误；
B．小球速度最大的位置在合力为零时，故在O点速度最大，故B错误；
C．小球在O点弹簧伸长，则
运动到B点受到的合外力大小为
故C正确；
D．小球运动中受到的合外力与离开O点的位移成正比，故D错误。
故选C。
二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题～第15题解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用___________（选填选项前的字母）；
A．长度为20 cm左右的细线
B．长度为1 m左右的细线
C．直径为1cm的钢球
D．直径为1 cm的塑料球
（2）实验中为测量单摆的周期，将摆球从平衡位置拉开一个角度（小于5º），然后释放摆球，从摆球运动到___________处（选填“平衡位置”或“释放位置”）开始计时；
（3）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=___________（用L、n、t表示）；
（4）下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理，
请计算出第3组实验中的g=___________ m/s2（π=3.14，结果保留三位有效数字）；
（5）用多组实验数据作出T2-L图象，也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图2中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是___________（选填选项前的字母）；
A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
D．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L
【答案】 ①. BC ②. 平衡位置 ③. ④. 9.76 ⑤. AC
【解析】
【详解】(1)[1] AB．为了便于观察和计时，所以选择长度为1m左右的细线，故A错误，B正确；
CD．为了减小空气阻力的影响，应选择密度较大的钢球，故C正确，D错误。
故选BC。
(2)[2]平衡位置时小球速度较大，计时误差小，所以应从平衡位置开始计时。
(3)[3]由题可知，单摆的周期为
由单摆周期公式
解得，重力加速度
(4)[4]根据表中数据计算
(5)[5]A．由单摆周期公式
解得
T2-L图像的斜率
图线c的斜率比b的大，所以图线c对应的g值小于图线b对应的g值，故A正确；
B．误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小，故B错误；
CD．图线a说明当T为零时L不为零，所测摆长偏大，原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，故C正确，D错误。
故选AC。
12. 食盐晶体由钠离子和氯离子组成，其晶体结构可以用图示表示，图中相邻离子中心用线连起来组成一个个大小相等的正立方体。已知食盐的密度ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数常数为NA，晶体中正方体数目为钠离子数的2倍。求：
（1）食盐晶体的摩尔体积Vm；
（2）相邻的钠离子与氯离子之间的平均距离D。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】(1)食盐晶体的摩尔体积
(2)相邻离子组成正立方体体积
则相邻的钠离子与氯离子之间的平均距离
13. 如图甲所示为压气式消毒喷壶，若该壶容积为2L，内装1.4L的消毒液。闭合阀门K，缓慢向下压A每次可向瓶内储气室充入0.05L的1.0atm的空气，多次下压后，壶内气体压强变为2.0atm时，按下B阀门K打开，消毒液从喷嘴处喷出。已知储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，1.0 atm=1.0×105 Pa。
（1）求充气过程向下压A次数和打开阀门K后最多可喷出液体的体积；
（2）喷液全过程，气体状态变化的等温线近似看成一段倾斜直线，如图乙所示，估算喷液过程壶内气体从外界吸收的热量。
【答案】（1）12次；0.6 L；（2）90 J
【解析】
【详解】(1)壶中原来空气的体积V1=0.6 L，由玻意耳定律
解得
n=12次
最多喷射的液体
(2)外界对气体做功
由热力学第一定律
解得
14. 一列简谐波沿x轴传播，已知轴上x1=2m和x2=6.5m处P、Q质点的振动图像如图1、图2所示。求：
（1）此列波的波源振动频率；
（2）此列波的传播速率；
（3）若该波沿x轴负方向传播且波长大于5m，从波传到Q开始计时，t=20s内P、Q运动的路程差是多少。
【答案】（1）0.25Hz；（2）若波沿x轴正方向传播（n=0、1、2、……），若波沿x轴负方向传播（n=0、1、2、……）；（3）0.15m
【解析】
【详解】(1)波源振动频率
(2)若波沿x轴正方向传播，则P、Q之间距离，波从P传播到Q经历的时间为， 所以
（n=0，1，2，…）
若波沿x轴负方向传播，则P、Q之间距离，波从P传播到Q经历的时间为， 所以
（n=0，1，2，…）
(3)若该波沿x轴负方向传播且波长大于5m，则
v=1.5m/s
则Q运到P的时间差为
从波传到Q开始计时，t=20s内P、Q运动的路程
路程差
15. 某充气式座椅简化模型如图所示，质量相等且导热良好的两个气缸通过活塞封闭质量相等的两部分同种气体A、B，活塞通过轻弹簧相连如图所示静置在水平面上，已知气缸的质量为M，封闭气体的初始高度均为L、初始环境温度为T0，轻弹簧的劲度系数为k、原长为L0，大气压强为P0，重力加速度为g，活塞的横截面积为S、质量和厚度不计，弹簧形变始终在弹性限度内，活塞始终未脱离气缸。
（1）求初始时A气体的压强；
（2）若环境温度缓慢升至1.2 T0，求稳定后活塞a离水平面的高度；
（3）若环境温度缓慢升至1.2 T0，A、B气体总内能增加U，求A气体从外界吸收的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设弹簧的弹力为F，所以
所以对A分析，设A内气体的压强为，所以
解得
（2）等压变化，则有
故
弹簧压缩为
解得
活塞a离水平面的高度为
（3）对气体A：气体内能增加
气体膨胀对外做功为
根据热力学第一定律，可得

解得
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组次
1
2
3
摆长L/cm
80.00
90.00
100.00
50次全振动时间t/s
90.1
95.5
100.4
振动周期T/s
1.80
1.91
2.01
重力加速度g/（m·s-2）
9.74
9.73