河北省秦皇岛市2023-2024学年高二下学期4月份联考物理试卷（解析版）

这是一份河北省秦皇岛市2023-2024学年高二下学期4月份联考物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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. 下列说法正确的是（ ）
A. 自然光在玻璃表面的反射光不是偏振光
B. 光的衍射现象证明光是横波
C. 钻石闪耀光芒，是利用了光的全反射原理来实现的
D. 光波不会发生多普勒效应
【答案】C
【解析】A．自然光在玻璃表面的反射光是偏振光，故A错误；
B．光的偏振现象证明光是横波，故B错误；
C．钻石闪耀光芒，是利用了光的全反射原理来实现的，故C正确；
D．光波可以发生多普勒效应，故D错误。
故选C。
2. 下列有关分子动理论的说法正确的是（ ）
A. 固体分子间没有空隙
B. 扩散现象是化学反应的结果
C. 物体是由大量分子组成的
D. 悬浮微粒的有规则运动叫作布朗运动
【答案】C
【解析】A．固体分子间有空隙，故A错误；
B．不同物质彼此进入对方的现象叫做扩散，扩散现象是一种物理现象，不是化学反应，故B错误；
C．物体是由大量分子组成的，故C正确；
D．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，故D错误。
故选C。
3. 两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜的左面入射，从的右面出射，则出射光线是（ ）
A. 平行彩色带B. 白光带
C. 散射彩色带D. 一束白光
【答案】A
【解析】各色光经两等腰棱镜折射的光路图如图所示
各色光经多次折射，但由于两棱镜相邻两侧面平行，所以各色光出射光线与入射光线平行，最后出射光线是平行彩色带。
故选A。
4. 如图所示，这是两分子系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是（ ）
A. 当r=r2时，分子间的作用力为零
B. 当时，分子间的作用力表现为引力
C. 当r由变到的过程中，分子力逐渐变大
D. 当r由变到的过程中，分子势能增大
【答案】A
【解析】A．由图可知，当时，分子势能为最小，分子间的作用力为零，A正确；
B．当时，随着分子间距离的增大，分子势能逐渐减小，说明分子间为斥力；当时，分子间距离增大，分子势能增大，此时分子间的作用力为引力，B错误；
C．当由变到的过程中，分子间的距离逐渐增大，作用力逐渐变小，C错误；
D．由图可知当由变到的过程中，分子势能是逐渐减小的，D错误。
故选A。
5. 下列有关激光的说法正确的是（ ）
A. 激光的平行度不够好
B. 激光不可用来传递信息
C. 激光需要介质传播
D. 物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光
【答案】D
【解析】A．激光的平行度非常好，故A错误；
B．激光可用来传递信息，故B错误；
C．激光不需要介质传播，故C错误；
D．物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光，故D正确。
故选D。
6. 固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是（ ）
A. 用吸管将牛奶吸入口中利用了毛细现象
B. 食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是非晶体
C. 雪花是水蒸气凝华时形成的晶体
D. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
【答案】C
【解析】A．用吸管将牛奶吸入口中是利用了大气压强的原理，不是毛细现象，故A错误；
B．食盐熔化过程中，温度保持不变，即熔点一定，说明食盐是晶体，故B错误；
C．雪花是水蒸气凝华时形成的晶体，故C正确；
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D错误。
7. 某光学仪器的横截面为半圆，如图所示，其圆心为O，半径为R，AB是直径且水平，C为半径AO的中点。一单色光线沿与AB夹角θ=37°的方向从C点射入光学仪器，折射光线从半圆的最低点 D射出。取。真空中的光速为c。若不考虑光线在光学仪器中的反射，则该光在光学仪器中的传播时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】光路图如图所示
根据折射定律有
又
由几何关系有
可得
光在光学仪器中的传播速度大小
根据几何关系有
根据
解得
故选A
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 研究表明，大量气体分子整体的速率分布遵从一定的统计规律。图为氧气分子在0℃和100 ℃两种温度下的速率分布情况，下列说法正确的是（ ）
A. 在 100℃时，氧气分子平均动能更大
B. 图中虚线对应氧气分子在 100℃时的情形
C. 0℃和100℃对应曲线与横轴围成的面积相等
D. 各温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间少、两头多”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小
【答案】AC
【解析】A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，故A正确；
B．由图可知，实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均速率较大，则图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形，故B错误；
C．两曲线与横轴围成的面积的意义为单位1。由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即图中两条曲线与横轴围成的面积相等，故C正确；
D．由图可知，在0℃和100℃下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小，故D错误。
故选AC。
9. 竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强，，，，下列说法正确的是（ ）
A. 空气柱b的压强为
B. 空气柱b的压强为
C. 空气柱a的压强为
D. 空气柱a的压强为
【答案】AD
【解析】由于同种液体等高处压强相等，则
所以
10. 如图所示，由均匀透明材料制成半圆柱的截面为半圆ABC，O为圆心，半径为2cm，AB为直径边界，为半圆弧边界，该材料对红光的折射率，有一点光源嵌于S点，点光源在纸面内向各个方向发射红光。已知，且，若不考虑光在材料内部的反射，则（ ）
A. 圆弧边界有光线射出的长度为
B. 直径边界无光线射出的长度为
C. 若改用紫光光源，有光射出的边界总长度将变短
D. 若改用绿光光源，有光射出的边界总长度将不变
【答案】AC
【解析】AB．该材料对红光的折射率，发生全反射的临界角
解得
红光恰好发生全反射的光路图如图所示
根据C=45°，可得
∠OES=45°，∠OSG=45°
根据数学知识可知
∠EOF=90°
圆弧边界有光线射出的长度为
直径边界有光线射出的长度为
直径边界无光线射出的长度为
故A正确，B错误；
CD．直径边界与圆弧边界有光线射出的总长度为
若改用紫光或绿光光源，紫光或绿光的频率比红光的频率高，该材料对紫光或绿光的折射率大，则临界角较小，有光射出的边界总长度将变短，故C正确，D错误。
三、非选择题：共54分。
11. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中的纯油酸体积为，用注射器和量筒测得体积上述溶液有 n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为L。
（1）油酸薄膜的面积________；
（2）油酸分子的直径是_______（用、、、n、S表示）；
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是由于 。
A. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
B. 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴
D. 油膜中含有大量未溶解的酒精
【答案】（1）114L2—118L2均可 （2） （3）D
【解析】（1）轮廓包围方格约为119个，故油酸薄膜的面积为
（2）每滴溶液中含有纯油酸体积为
油酸分子的直径为
（3）A．如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将偏大，故A错误；
B．如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，计算结果将偏大，故B错误；
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴，则每一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积的测量值偏大，计算结果将偏大，C错误；
D．如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油酸的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油酸面积S偏大，由可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，故D正确。
故选D。
12. 如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距双缝到光屏的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数（如图丙所示），________mm，在B位置时游标卡尺的读数，相邻两亮条纹的间距=________mm；该单色光的波长________（结果保留三位有效数字）。
（2）若装置各数据不变，改用波长为的光照射双缝，则屏上观察到的条纹个数________（填“增加”“减少”或“不变”）。
（3）若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丁所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
【答案】（1）10.7 0.7 467 （2）减少 （3）大于
【解析】（1）[1]由图丙可得
[2]根据图乙，可得相邻两亮条纹间距
[3]根据Δx=Ldλ，可得该单色光的波长
（2）根据Δx=Ldλ可知，改用波长为 的光照射时，波长变长，则条纹间距变大，条纹个数将减少。
（3）若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，条纹是倾斜的，则测量值大于实际值。
13. 一端封闭的粗细均匀的细玻璃管竖直放置，水银柱长15cm，开口向上时，管内封闭的空气柱长15cm；开口向下时，管内封闭的空气柱长22.5cm，水银没有溢出。求：

（1）大气压强p（cmHg）；
（2）把管水平放置时，管内封闭空气柱的长度L。
【答案】（1）75cmHg；（2）18cm
【解析】（1）封闭部分气体做等温变化，设横截面积为S，则有
p1= p＋15cmHg
p2= p－15cmHg
解得
p = 75cmHg
（2）把管水平放置时有
p3= p
解得
L = 18cm
14. 如图所示，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的横截面积为，小活塞的横截面积为；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为，汽缸外大气压强为，温度为，初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为，活塞总质量为，现汽缸内气体温度缓慢下降，忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小为。
（1）在大活塞到达两圆筒衔接处前的瞬间，求缸内封闭气体的温度；
（2）活塞到达衔接处后继续降低温度，当缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，求缸内封闭气体的压强。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）在大活塞到达两圆筒衔接处前，对活塞进行受力分析，有
解得
在大活塞到达两圆筒衔接处前，气体做等压变化
由盖—吕萨克定律有
解得
（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡的过程中，封闭气体的体积不变
由理想气体状态方程有
解得
15. 如图所示，公园修建了一个截面为等腰梯形的水池，水池坡面的倾角为α，在注满水的情况下，一束平行光照射到水面，折射光线与反射光线恰好垂直。已知水对该光的折射率为，
（1）求该平行光与水面的夹角θ；
（2）若改变入射角，使入射角的正弦值 入射的倾斜平行光刚好能够照亮整个水池底部，求水池坡面的倾角；
（3）若水池深1m ，将一点光源放入池底中央，水面足够宽，不考虑多次反射，求点光源照亮水面的面积S。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设入射角为，折射角为，由折射定律
又已知折射光线和反射光线垂直，所以
解得
所以该平行光与水面的夹角
（2）要使光线照亮整个水池底部，则水池右侧边缘的折射光线恰好沿侧壁，设此时折射角为，由折射定律
及
解得
所以水池坡面的倾角
（3）当水中点光源射向水面时，若达到临界角C，则光线会发生全反射，所以光照亮水面的区域为一个半径为r的圆，如图所示
这时入射角等于临界角C，由几何关系可得
其中
sinC=1n
由以上两式解得
所以点光源照亮水面的圆的面积