甘肃省兰州第一中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题

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命题人：王涛远审题人：李明生
说明：本试卷满分100分，考试时间75分钟，答案请写在答题卡上，交卷时只交答题卡。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分（在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，则室内气体分子的（ ）
A．每个分子的速率都会相应地减小B．平均速率变大
C．热运动剧烈程度加剧D．速率小的分子数所占的比例升高
2．下列四幅图分别对应四种有关分子动理论的说法，正确的是（ ）
A．任意一个分子在100℃时的速率一定比0℃时要大
B．图中的连线是微粒的运动轨迹
C．当两个相邻的分子间距离为时，它们之间的势能达到最小值
D．实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等
3．通过对光现象的深入分析可以了解光的本质规律。以下是一些光现象的示意图，图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图，图乙是双缝干涉示意图，图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图，图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果。下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，条纹间距不变
B．图乙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙中，a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度
D．图丁中，从图示位置转动偏振片P，光屏上亮度将逐渐变暗
4．如图所示，ABC是边长为L的等边三棱镜，一束单色光照射在AB边上的D点，入射角为45°，折射光线在BC面的反射光照射到AC面的E点（图中未标出）不考虑光在AC面的反射，已知三棱镜对该光的折射率为，光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是（ ）
A．光有可能在BC面上发生全反射
B．光从D点传播到E点所用时间为
C．保持入射方向不变，入射点从D点向下移，光从D点传到AC面所用时间一定不变
D．保持入射点不变，将入射角略增大一些，光线在BC面上可能发生全反射
5．如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针、，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（ ）
A．大头针只须挡住的像
B．在测量数据时，仅用毫米刻度尺也能获得计算折射率所需要的全部数据
C．利用量角器量出、，可求出玻璃砖的折射率
D．如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射率的测量值将偏大
6．如图所示，在a、b两点存在两个相同的波源垂直于纸面做简谐运动，振动方程均为，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。a、b、c为直角三角形的三个顶点，，。已知从a点发出的波在时到达b点。下列说法正确的是（ ）
A．在时，由b点发出的波恰好传至c点
B．c点起振方向沿y轴负方向
C．经过足够长时间后c点振幅为0.2m
D．在时，bc中点位移大小为0.2m
7．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端连接一质量为m的小木块放置在粗糙程度相同的水平面上的O点，此时弹簧长度为弹簧原长。一颗质量为的子弹以水平速度击中木块，木块和子弹一起向左侧运动到A点后向右运动，最远到达B点，然后在O点两侧往复运动。已知AO之间的距离为L，小木块与水平面的动摩擦因数为，取重力加速度为g，下列选项正确的是（ ）
A．子弹打入小木块后，子弹和木块的共同速度为
B．小木块从开始运动到第一次回到O点的过程中克服摩擦力做功为
C．OB间的距离为
D．小木块第一次从A点运动到O点的时间为
二、多选题：本题共3小题，每小题5分，共15分（在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．一定质量的气体，温度不变仅体积减小后，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（ ）
A．气体分子的总数增加
B．单位体积内的分子数目不变
C．气体分子运动的平均动能不变
D．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
9．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由蓝光和黄光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，分两束分别射到圆柱面的B、C两点。只考虑第一次射向圆弧的光线，下列说法正确的是（ ）
A．射到B、C两点的光分别是黄光、蓝光
B．光从O传到B与光从O传到C的时间相等
C．若从圆弧面只有一处光线射出，则一定是从C点射出
D．若将复色光入射点从O平移到D，两条光线在玻璃中传播的时间始终相等
10．平衡位置位于坐标原点的波源M沿y轴方向做周期为2s的简谐运动，产生的简谐波沿x轴传播。时刻波的图像如图中实线所示，此时M恰好运动到y轴正向最大位移处。下列说法正确的是（ ）
A．由波源M振动产生的简谐波与声波一样，都是横波
B．由波源M振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时，也能够发生衍射
C．时刻质点P正在向上振动
D．从时刻开始，质点Q经过达到波峰位置
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共20分（把答案填在答题卡的横线上）
11．如图，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，单缝保持竖直方向，滤光片为绿色滤光片（只能透过绿光），接通电源使光源正常工作。
（1）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图甲所示，则在这种情况下波长的测量值_________实际值（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）已知双缝间距离，双缝到毛玻璃屏间的距离为，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与第一条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，读数_________mm，然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示，读数：_________mm。根据以上实验，测得光的波长_________m（保留两位有效数字）。
（3）在本实验中，下列现象中能够观察到的有_________（填选项前的字母）
A．去掉滤光片后，目镜中可观察到彩色条纹
B．换一个两缝间距较小的双缝，干涉条纹间距变窄
C．将滤光片由绿色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
D．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
12．（1）如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是_________（用符号表示）；
（2）实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，如图2所示。试求：
①油酸膜的面积是_________；
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_________mL；
③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是_________m（结果保留两位有效数字）。
（3）如果实验中油膜没有完全散开，测得的油酸分子直径_________（选填“偏大”或“偏小”）。
四、解答题：本题共3小题，满分37分（解答要写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分）
13．（12分）某一体积为V的密封容器，充入密度为、摩尔质量为M的气体，阿伏加德罗常数为。求：
（1）该容器中气体分子的总个数；
（2）分子中心间的平均距离；
（3）现将这部分气体压缩成液体，体积变为，分子直径大小。（将液体分子视为球体模型）
14．（10分）如图所示，某透明柱体的横截面为四分之一圆，圆心为O，半径为R。一束单色光从OP面上的M点以入射角（大小未知）射入透明柱体，恰好在圆弧面上的N点发生全反射，反射光垂直OQ射出透明柱体，已知光在真空中的传播速度为c。
（1）若已知单色光在柱体中发生全反射的临界角，求柱体材料的折射率；
（2）若，求柱体材料的折射率n；
（3）在（2）的条件下，求单色光从M点射入柱体到射出柱体所经历的时间t。
15．（15分）在光滑的水平地面上，质量均为的滑块B和C中间夹一轻弹簧，轻弹簧处于原长状态，左端固定在B上，右端与C接触但不固定，质量为、半径为的四分之一光滑圆弧形滑块D放置在C的右边，C、D间距离足够远。质量为的滑块A以初速度向右运动与B发生碰撞，碰撞过程时间极短，碰后A被反弹，速度大小为，重力加速度g取。求：
（1）A、B碰撞时损失的机械能；
（2）弹簧的最大弹性势能；
（3）试判断C是否能达到圆弧形滑块D的顶端？若不能到达，请计算C能达到的最大高度；若能到达，请计算C到达D顶端的速度大小。
参考答案
1．D 2．C 3．D 4．C 5．B 6．D 7．C 8．CD 9．BC 10．BD
11．（1）大于 （2）2.120 13.870 （3）AC
12．（1）bcad （2）130～134都对 都对 （3）偏大
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）气体的质量
气体分子的总个数
（2）气体的摩尔体积，每个气体分子平均占有的空间体积
设气体分子间平均距离为a，则有，则
分子中心间的平均距离为。
（3）该部分气体压缩成液体，分子个数不变，设每个液体分子的体积为，则
又，联立解得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据临界角与折射率的关系有
解得
（2）设单色光在柱体内发生全反射的临界角为C，根据几何关系可知，光从M点射入后的折射角
根据光的折射定律有，且，解得
（3）光在透明柱体内传播的速度大小
光在透明柱体内传播的路程
光在透明柱体内传播的时间，解得
15．（1）6J；（2）9J；（3）见解析
【详解】（1）A与B碰撞时动量守恒
解得
损失的机械能
（2）弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能最大，B、C的速度相等，设此时速度为，
由动量守恒可得
解得
则弹簧的最大弹性势能为
（3）设C与弹簧分开时B、C速度分别为和，
由动量守恒和能量守恒可得，
解得，
以地面为零势能面，则滑块C的机械能为
假设C上升高度为R时二者相对静止，C在竖直方向速度为0，
则系统水平方向由动量守恒可得
解得
设滑块能上升的最大高度为h，由机械能守恒定律有
解得
可知C能达到D顶端，而滑块离开D顶端后做斜抛运动，离开D时竖直方向的速度
可得
则滑块离开D顶端时、
由勾股定理，滑块离开D顶端时