福建省莆田市莆田第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

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考试时间：75分钟；满分：100分；
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。)
1．下列有关热现象的说法正确的是（ ）
A．花粉微粒越大，悬浮在水中的花粉布朗运动越显著
B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C．所有固体都有固定的形状、固定的熔点和沸点
D．烧水过程中，随水温的升高，每个水分子热运动的速率都将增大
2.如图所示，一个弹簧振子在竖直方向做简谐振动。以其平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在0到2s内弹簧振子做了2次全振动
B．在1s～2s内振子的动量变化量为零
C．在0～1s内弹簧振子的动能先减小后增大
D．第2s末，弹簧振子的弹性势能为零
3．下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大
D．由图丁可知，在r由变到的过程中分子力做正功
4．如图所示，在光滑的水平面上，有两个质量都是m的小车A和B，两车之间用轻质弹簧相连，它们以共同的速度向右运动，另有一质量为的粘性物体，从高处自由落下，正好落在A车上，并与之粘合在一起，求这以后的运动过程中，弹簧获得的最大弹性势能为（ ）
A．B．C．D．
二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的选项中有两项符合要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分。）
5．一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程，先后到达状态b和c，最后回到原状态a，其p­T图像如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．从状态b到状态c的过程中，气体的内能增加
B．从状态a到状态b的过程中，气体一定吸热
C．从状态c到状态a的过程中，气体的体积不变
D．a、b和c三个状态中，状态a时分子的平均动能一定最大
6．图甲为一简谐横波在时的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点，图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．这列波沿轴正方向传播
B．时，质点的加速度沿轴正方向
C．时，质点位于波峰位置
D．在到时间内，质点通过的路程等于
7．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D，入射方向与边AB的夹角为θ= 30°，经三棱镜折射后分为a、b两束单色光，单色光a偏折到BC边的中点E，单色光b偏折到F点，则下列说法正确的是（ ）
A．该棱镜中对单色光a的折射率为
B．在棱镜中传播，a光的传播速度较大
C．a光的频率一定大于b光的频率
D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
8．如图所示，在水平面上有两条足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ，导轨间距为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向下，磁感应强度大小为B．两根金属杆间隔一定的距离摆放在导轨上，且与导轨垂直，已知两金属杆质量均为m，电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，现将杆1以初速度v0向右滑向杆2，在运动过程中两杆始终不碰撞，则（ ）
A．杆1、杆2最终均以速度0.5v0做匀速运动
B．杆1、杆2在开始的一段时间内会产生交变电流
C．杆1上总共产生的热量
D．杆1相对于杆2靠近的距离为
第II卷（非选择题）
填空题（本题共3小题，共10分。请把答案写在答题卡的指定的答题位置处。）
9．如图，一定质量的理想气体从a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。在过程ab中气体 （选填“吸收”或“放出”）热量；在过程ca中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数 。（选填“增加”或“减少”）
10．现有一个容积为400L的医用氧气罐，内部气体可视为理想气体，压强为15MPa，为了使用方便，用一批相同规格的小型氧气瓶（瓶内视为真空）进行分装，发现恰好能装满40个小氧气瓶，分装完成后原医用氧气罐及每个小氧气瓶内气体的压强均为3MPa，不考虑分装过程中温度的变化，则每个小氧气瓶的容积为 L
11．如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封闭有一段空气，则弯管左管内、外水银面的高度差为 ；若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁 （选填“上升”或“下降”）。

实验题（本题共2小题，共14分。请把答案写在答题卡的指定的答题位置处。）
12．在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，具体操作如下：
Ⅰ.取油酸1.00mL注入2500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2500mL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。
Ⅱ.用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00mL为止，恰好共滴了50滴。
Ⅲ.在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上散开形成一层油膜。
Ⅳ.待油膜稳定后，测得此油膜面积为，这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。
（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 mL。（结果保留两位有效数字）
（2）油酸分子直径是 m。（结果保留两位有效数字）
（3）某学生在做该实验时，发现计算的直径偏大，可能的原因是（多选） 。
A．爽身粉撒得过多
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴
D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
13．在“用双缝干涉测单色光的波长”的实验中
（1）如图甲所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏．下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是
A．增大③和④之间的距离
B．增大④和⑤之间的距离
C．将绿色滤光片改成红色滤光片
D．增大双缝之间的距离
（2）下列说法正确的是 ．
A．如果将灯泡换成激光光源，去掉单缝，该实验照样可以完成
B．若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，不能通过“拨杆”的拨动把干涉条纹调成与分划板中心刻线平行
C．去掉滤光片，不可能观察到干涉图样
D．毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直
（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数如图乙所示，x1＝0.045mm．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读出手轮的读数如图丙所示．则相邻两亮条纹的间距是 mm．（取三位有效数字）
（4）如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是 m．（取三位有效数字）
五、解答题（本题共3小题，共36分，其中第14题10分，第15题12分，第16题14分。请把解答写在指定的答题位置处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位。）
14．如图所示，半圆形透明柱体，其横截面的半径为R，圆心为O，AB为水平直径，现有一单色细光束从C点以与竖直方向成α的角度射入，光束折射后恰好能到达S点。已知，。
（1）求该柱体的折射率n；
（2）若用该单色光垂直照射整个AB面，求光进入透明柱体后在半圆弧ASB上有光直接折射射出的弧长与ASB弧长的比值k。（不考虑半圆形透明柱体内反射光）

15．如图所示，开口向右水平固定汽缸内用活塞封闭有一定质量的理想气体，汽缸长度，缸内横截面积为50，活塞通过绕过固定小滑轮的细线与一个总质量为的沙桶相连，沙桶距地面足够高。活塞与汽缸无摩擦且不漏气，缸内气体温度为300K，活塞刚好位于汽缸正中间处，整个装置静止。现使缸内气体缓慢升温，活塞缓慢向右移动8cm时，停止加热。已知大气压恒为，重力加速度为，求：
（1）此时缸内气体温度；
（2）停止加热后，减少沙桶中沙子，经过较长时间后，缸内气体温度已经恢复至300K。活塞停在距离汽缸底部10cm处，求沙桶中减少的沙子质量。
16．如图，MP为一水平面，其中MN段光滑且足够长，NP段粗糙。MN上静置有一个光滑且足够高的斜面体C，P端右侧竖直平面内固定一光滑的圆弧轨道PQ，圆弧轨道与水平面相切于P点。两小球A、B压缩一轻质弹簧静置于水平面MN上，释放后，小球A、B瞬间与弹簧分离，一段时间后A通过N点，之后从圆形轨道末端Q点竖直飞出，飞出后离Q点的最大高度为L，B滑上斜面体C后，在斜面体C上升的最大高度为。已知A、B两球的质量均为m，NP段的长度和圆弧的半径均为L，A球与NP间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度为g，A、B分离后立刻撤去弹簧，A球始终未与斜面体C发生接触。
（1）求小球A第一次通过P点时对圆形轨道的压力大小；
（2）求斜面体C的质量。
（3）试判断A、B球能否再次相遇。
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