2021-2022学年辽宁省大连市第二十四中学高二（下）期中阶段检测 物理 解析版

2021一2022学年度下学期期中考试高二年级

物理科试卷

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 如图所示，在水平面上固定一光滑圆弧形槽，O点是圆弧形槽的最低点．圆弧形槽的半径远大于图中的弧长。两个质量不同、均可看作质点的小球A、B，从图中离O点远近不同的位置同时由静止释放，下列说法正确的是（　　）

A. 小球A先到达O点

B. 小球B先到达O点

C. 两小球同时到达O点

D. 因不确定两球的质量，所以无法判断谁先到达O点

【答案】C

【解析】

【详解】小球的运动为单摆模型，由单摆的周期公式

可知其周期取决于摆长和重力加速度大小，与质量和振幅无关，两小球同时到达O点的时间是周期的 ， 同时到达O点。

故选C。

2. 下列说法中正确的是（　　）

A. 布朗运动反映了固体分子的无规则运动

B. 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素

C. 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能也一定不同

D. 教室内看到透过窗子“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．布朗运动反映了液体分子的无规则运动，故A错误；

B．分子在不停的做无规则运动，温度越高，运动越剧烈，因此在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，故B正确；

C．物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和叫做物体的内能。内能不同的物体，其分子势能可能不同，但它们的温度可能相同，所以它们分子热运动的平均动能可能相同，故C错误；

D．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，是粉尘颗粒在气体中杂乱无章的运动，这种运动是因为气流的原因造成的，布朗运动肉眼是观察不到的，故D错误。

故选B。

3. 每年夏季，我国多地会出现如图甲所示的日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，一束太阳光照射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　）

A. 在冰晶中，b光的传播速度比a光大

B. a光的频率比b光的频率大

C. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的临界角小

D. 通过同一装置发生双缝干涉时，b光相邻亮条纹间距比a光的小

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由题图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，根据

可知在冰晶中，b光的传播速度比a光小，选项AB错误；

C．根据

可知从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大，选项C错误；

D．由于六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，故b光的频率较大，则a光波长大于b光波长，根据

可知，通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距小，选项D正确。

故选D。

4. 新冠病毒是一种传染病毒，传染病的传播过程十分复杂，但是可以构建最简单的传播模型来描述，这个最简模型可称为链式模型，类似于核裂变链式反应模型，铀核裂变的核反应方程为，裂变后产生的中子能继续发生反应的次数称为链式反应的“传染系数”，下列说法正确的是（　　）

A. 从铀核裂变的核反应方程看，“传染系数”为2

B. 核反应堆中通过镉棒吸收中子降低“传染系数”

C. 链式反应的临界值对应的实际“传染系数”为3

D. 核反应堆中的实际“传染系数”与铀浓度无关

【答案】B

【解析】

【详解】A．中子的电荷数

Z=0

质量数

A=1

核反应遵循电荷数守恒及质量数守恒，因此可计算得

R=3

即从铀核裂变核反应方程看“传染系数”为3，选项A错误；

B．核反应堆中通过镉棒吸收中子，减少轰击铀核的中子数，最终起到降低实际“传染系数”的作用，选项B正确；

C．在链式反应中，当实际“传染系数”R≥1时，反应才能持续发展下去，当实际“传染系数”R<1时，反应将趋于停滞，即R=1是链式反应持续下去的临界值，选项C错误；

D．核反应堆中还可以通过铀棒来控制核反应的速率，实际上就是通过调整铀浓度来控制实际“传染系数”选项故D错误。

故选B。

5. 一列简谐横波，在t=0.6s时的图像如图甲所示，波上A质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 这列波沿x轴负方向传播

B. 这列波的波速是

C. 从t=0.6s开始，在Δt=0.6s时间内，A质点经过的路程为4cm

D. 该波在传播过程中遇到尺寸为10m的障碍物时不能发生明显的衍射现象

【答案】C

【解析】

【详解】A．图乙是A质点从t=0时刻起的振动图像，t=0.6s时，A质点向下振动，所以根据振动方向和波动方向同侧的原则，该波是沿x轴正方向传播，选项A错误；

B．由甲图可知，波长

由乙图可知，周期

T=1.2s

所以波速

选项B错误；

C．从开始，在时间内，A质点经过的路程为两倍的振幅

选项C正确；

D．若该波在传播过程中遇到尺寸为10m障碍物，障碍物尺寸比波长小，所以会发生明显的衍射现象，选项D错误。

故选C。

6. 用图1装置研究光电效应，分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压UAK的关系曲线，则下列说法正确的是（　　）

A. 开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线

B. b光的光子能量大于a光的光子能量

C. 用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功

D. b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能

【答案】B

【解析】

【详解】A．当光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，当开关S扳向1时，光电子在光电管是加速，则所加的电压是正向电压，因此测得的数据得到的并不是I轴左侧的图线，故A错误；

B．根据

入射光的频率越高，对应的截止电压越大；由题目图可知，b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，依据

可知，b光的光子能量大于a光的光子能量，B正确；

C．同一阴极的逸出功总是相等，与入射光的能量大小无关，C错误；

D．b光的截止电压大于a光的截止电压，根据

所以b光对应的光电子最大初动能大于a光的光电子最大初动能，D错误。

故选B。

7. 2020年我国完成了探月工程三期任务，实现月面无人采样返回。为应对月球夜晚的低温,“嫦娥五号”的电池除了太阳能电池板之外，还配有一块“核电池”。“核电池”利用了的衰变，其衰变方程为。则下列说法正确的是（　　）

A. m=92，n=4，比的中子数少4

B. HHHen为α衰变方程

C. Pu发生的是α衰变，α射线具有很强的电离能力

D. 改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期

【答案】C

【解析】

【详解】A．的衰变方程为，根据质量数守恒与电荷数守恒可知

238=234+n

94=m+2

解得

m=92，n=4

可知发生的衰变为α衰变，衰变方程为

+γ

即比的中子数少2个，故A错误；

B．HHHen是核聚变方程，故B错误；

C．发生的是α衰变，α射线具有很强的电离能力，故C正确；

D．半衰期与环境条件无关，压力、温度或浓度不能改变放射性元素的半衰期，故D错误。

故选C。

8. 中医拔火罐的物理原理是利用火罐内外的气压差使罐吸附在人体上、如图所示是治疗时常用的一种火罐，使用时，先加热罐中气体，然后迅速将罐口按到皮肤上，降温后火罐内部气压低于外部，从而吸附在皮肤上、某次使用时，先将气体由300 K加热到400 K，然后将罐口按在皮肤上，当罐内气体的温度降至300 K时，由于皮肤凸起，罐内气体体积变为罐容积的，以下说法正确的是（　　）

A. 加热后罐内气体质量是加热前的

B. 加热后罐内气体质量是加热前的

C. 温度降至300 K时，罐内气体压强变为原来的

D. 温度降至300 K时，罐内气体压强变为原来的

【答案】AD

【解析】

【分析】应用理想气体状态方程解题的一般思路

（1）确定研究对象：某一部分气体或多部分气体组成的整体。

（2）根据力学状态求压强，根据几何关系求体积，确定热力学温度，并注意单位的统一。

（3）确定气体的初、末状态的状态参量后，应用理想气体状态方程解题。

（4）分析讨论所得结果的合理性及其物理意义。

【详解】AB．加热罐中气体时，气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律有

=

解得

气体总体积变为原来的三分之四，则火罐内气体的密度变为原来的四分之三，所以加热后罐内气体质量是加热前的，故A正确，B错误；

CD．罐内气体温度由400 K降至300 K，由理想气体状态方程有

＝

即

解得

p3=p2

则罐内气体压强变为原来的，故C错误，D正确。

故选AD。

9. 如图所示为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为。则对3000个处于n=4能级的氢原子，下列说法正确的是（　　）

A. 向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量可以是任意值

B. 向低能级跃迁时，向外辐射的光子能量的最大值为12.75eV

C. 辐射的光子的总数为5500个

D. 吸收能量大于1eV的光子时能电离

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量一定等于两个能级间的能量差，A错误；

B．当氢原子由第4能级跃迁到第1能级时，向外辐射的光子能量最大，其值为12.75eV，B正确；

C．这3 000个氢原子向低能级跃迁时，根据跃迁的概率均为计算，分别向第3、2、1能级跃迁1000个，第3能级的1000个氢原子分别向第2、1能级跃迁500个，第2能级的1500个氢原子全部跃迁到第1能级，因此总共向外辐射5500个光子，C正确；

D．只要吸收的光子的能量大于等于0.85eV就能使氢原子电离，D正确。

故选BCD。

10. 2021年7月1日，上午，中国共产党成立100周年庆祝大会在北京天安门隆重举行，中央广播电视总台全程直播。央视首次使用5G网络代替传统微波技术进行移动4K高清视频直播，5G技术大带宽、低延时的技术优势在直播中得以充分展现，全国人民看到了精彩的现场直播。下列说法正确的是（　　）

A. 现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，单个基站覆盖范围更大，更利于信号绕过障碍传播

B. 在广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低，这是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的

C. 现场摄影师使用的照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这利用了光的薄膜干涉原理

D. 当天活动结束后，有演职人员发现，通过前方路面的“积水“可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度较小，光线发生了全反射

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，意味着波长更短，抗干扰能力更强，缺点就是单个基站覆盖范围小，需要更多基站才能实现信号全覆盖，选项A错误；

B．在广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低，这是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的，选项B正确；

C．现场摄影师使用的照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这利用了光的薄膜干涉原理，选项C正确；

D．通过前方路面的“积水”可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度较小，光在传播过程中发生了全反射，选项D正确。

故选BCD。

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某同学进行用单摆测定重力加速度的实验。

（1）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，应当选用以下哪些器材______；

A．长度为10cm左右的细绳        B．长度为100cm左右的细绳

C．直径为1.8cm的钢球            D．直径为1.8cm的木球

E．最小刻度为1mm的米尺         F．秒表、铁架台

（2）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图______（选填“甲”、“乙“）；

（3）单摆的周期为T、摆长为L，根据单摆的周期公式可得，当地的重力加速度g=______；

（4）测量摆长时，应测悬点到______的距离；

A．摆球上端        B．摆环球心        C．摆球下端

（5）摆长测量完成后，在测量周期时，摆球振动过程中固定摆线的悬点处出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【答案】    ①. BCEF    ②. 乙    ③.     ④. B    ⑤. 偏小

【解析】

【详解】（1）[1]根据实验要求，摆长1m左右，用米尺测量，体积较小的实心金属球，选小钢球，测量周期用秒表。

故应当选用的器材是BCEF。

（2）[2]在该实验的过程中，悬点要固定，所以要选择图乙。

（3）[3]根据单摆的周期

解得

（4）[4]测量摆长时，应测悬点到摆环球心的距离。

故选B。

（3）[3]摆长测量完成后，在测量周期时，摆球振动过程中固定摆线的悬点处出现松动，摆长略微变长，根据可知这将会导致所测重力加速度的数值偏小。

12. “用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示。测量头由分划板、目镜、手轮等构成。

（1）如图乙所示，移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的读数x1。转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数x2如图丙所示，则读数___________。

（2）已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。计算波长的公式___________。（用题目中给出的字母表示）

（3）对于某种单色光，为增加相邻亮纹间的距离，可采取___________或___________的方法。

【答案】    ①. 0.350    ②.     ③. 增加双缝与屏的距离    ④. 减小双缝间距

【解析】

【详解】（1）[1]读数0.01mm×35.0=0.350mm

（2）[2]条纹间距为

根据

解得

（3）[3][4]根据

对于某种单色光，为增加相邻亮纹间的距离，可采取增加双缝与屏的距离或者减小双缝间距的方法。

13. 一列沿方向传播的简谐横波，在时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为。、两点的坐标分别为和，已知时，点第二次出现波峰。

(1)这列波的传播速度多大？

(2)从时刻起，经过多长时间点第一次出现波峰？

(3)当点第一次出现波峰时，点通过路程为多少？

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

【详解】(1)由题意可知该波的波长为，P点与最近波峰的水平距离为，距离下一个波峰的水平距离为，所以

。

(2)Q点与最近波峰的水平距离为，故Q点第一次出现波峰的时间为

。

(3)该波中各质点振动的周期为，P点开始振动时刻，Q第一次出现波峰时质点P振动了

则

质点每振动一经过的路程为，当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程。

14. 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜上注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气泡，形成了两个同心的球，如图所示。是通过球心O的一条直线，并与球右表面交于C点。一单色细光束平行于从B点射入球体，当没有气泡时，光线从C点射出。已知水球半径为R，光线距的距离为，光在真空中传播的速度为c，求：

（1）水对此单色光的折射率n；

（2）水球半径及入射光线与的距离均不变，当球内存在气泡时，光线经过气泡全反射后，仍沿原方向射出水球，光线通过水球的时间t。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）无气泡时，光路如图

由几何关系可知

得光束在B点的入射角和折射角分别为

i=60°，r=30°

由折射定律得

（2）当有气泡时，光路图如图所示

由几何关系可知

在中

解得

光速为，则时间为

得

15. 疫情期间，需要使用消毒喷雾壶对公共场合进行消毒，喷雾壶的结构如图所示，内部可用容积为3L，工作时，工作人员装入稀释过的2L溶液后拧紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动手柄打气10次，假设每次打入压强为105Pa。体积为0.1L的气体，已知大气压强为105Pa，喷雾壶为导热材料制成，环境温度保持20℃不变，不考虑管内的药液体积和管内药液产生的压强。

（1）求打气10次后壶内气体的压强；

（2）现打开阀门，消毒液喷出，当壶内不再喷出消毒液时，求壶内剩余消毒液的体积；

（3）喷雾壶不再喷出消毒液时，若还想使用消毒液，可以打开阀门用双手握住喷雾壶体。试估算人用双手握住喷雾壶体外侧的一段时间内，还能使用多少升消毒液体。（计算结果保留两位有效数字）

【答案】（1）2×105Pa；（2）1L；（3）0.12L

【解析】

【详解】（1）壶内气体的体积为

3L-2L=1L

打气10次前后，壶内气体经历了等温变化。

打气前

p1＝105Pa，V1=1L+0.1L×10=2L

打气后

p2=？V2=1L

根据玻意耳定律有

p1V1=p2V2

解得

p2＝2×105Pa

（2）壶内气体药液喷出过程中经历等温变化。

喷前

p2＝2×105Pa，V2=1L

喷后

p3＝105Pa，V3=？

根据玻意耳定律有

p2V2=p3V3

解得

V3=2L

壶内不再喷出消毒液时，剩余消毒液体积

V=3L-2L=1L

（3）人用双手握住喷雾壶体外，壶内气体温度升高，有

其中

V3=2L，T3=273+20=293K，T4=273+37=310K

解得

则剩余消毒液体积

V1=3L-2.12L=0.88L

还能使用消毒液体