2021-2022学年重庆市巫山县官渡中学高二（下）期末物理试题（解析版）

巫山县官渡中学高二下期末考试试题

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）

请点击修改第I卷的文字说明

一、单选题（每题4分）

1. 如图所示为两分子系统的势能EP与两分子间距离r的关系曲线下列说法正确的是(   )

A. 当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B. 当r等于r2时，分子间的作用力表现为斥力

C. 当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

D. 在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

【答案】C

【解析】

【详解】由图可知，分子间距离等于r0时分子势能最小，即r0=r2，当r=r2时分子间作用力为零，当r小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时，表现为引力，故A、B错误，C正确；在r由r1变到r2的过程中，分子间为斥力，分子力做正功分子势能减小，故D错误．

2. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如（甲）图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如（乙）图所示。他改变的实验条件可能是（　　）

A. 减小光源到单缝的距离 B. 减小双缝到光屏之间的距离

C. 减小双缝之间的距离 D. 换用频率更低的单色光源

【答案】B

【解析】

【详解】根据双缝干涉条纹间距关系式，可得

A．减小光源到单缝的距离，不会改变条纹间距。故A错误；

B．减小双缝到光屏之间的距离L，会使条纹间距变小。故B正确；

C．减小双缝之间的距离d，会使条纹间距变大。故C错误；

D．换用频率更低的单色光源，即光源的波长变长，会使条纹间距变大。故D错误。

故选B。

3. 下列说法中正确是（　　）

A. 泊松亮斑是光通过圆孔时发生折射现象形成的

B. 肥皂泡呈现彩色是因为发生了光的色散

C. 绿色和黄色的光在不同介质中传播时波长可能相同

D. 光导纤维利用了光的漫反射

【答案】C

【解析】

【详解】A．泊松亮斑是光绕过不透光的圆盘边缘时发生衍射现象形成的，故A错误；

B．肥皂泡呈现彩色是因为发生了光的薄膜干涉，故B错误；

C．光的波长λ与频率υ和折射率n的关系可表示为

绿色和黄色的光频率υ不同，不同的介质折射率n不同，但当上述两个物理量乘积相同时，则波长λ相同，故C正确；

D．光导纤维利用了光的全反射，故D错误。

故选C。

4. 下列说法正确的是（　　）

A. 单晶体有确定的熔点，多晶体和非晶体都没有确定的熔点

B. 一杯热水慢慢变冷，在这个过程中所有水分子的运动速率都会变小

C. 毛细现象中，有的液体在细管中上升，有的会下降，这个只跟液体的种类有关

D. 同一种物质会形成不同的晶体，是因为组成晶体的微粒按照不同的规则在空间排列

【答案】D

【解析】

【详解】A．单晶体和多晶体都有确定的熔点， A错误；

B．一杯热水慢慢变冷，在这个过程中水分子的平均动能会变小，而不是所有水分子速率变小，B错误；

C．毛细现象跟液体的种类和固体的材质都有关系，C错误；

D．同一种物质的微粒按照不同的规则在空间排列，可以生成不同的晶体。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体。D正确。

故选D。

5. 截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB′C′C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图，三棱镜对该单色光的折射率为，只考虑由DE直接射向侧面AA′C′C的光线。下列说法正确的是（　　）

A. 光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的

B. 光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的

C. 若DE发出的单色光频率变大，AA′C′C面有光出射的区域面积将增大

D. 若DE发出的单色光频率变大，AA′C′C面有光出射的区域面积将减小

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AB．由题可知

sinC=

临界角为45°，因此从D点发出的光，竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时C点也恰好是出射光线的边缘，如图所示，因此光线只能从MC段射出，根据几何关系可知，M恰好为AC的中点，因此在AA′C′C平面上有一半的面积有光线射出，故AB错误。

CD．由于频率越高，折射率越大，当光源发出的光的频率变大时，折射率也会变大，导致临界角会减小，出射光线区域的面积将减小，故C错误，D正确。

故选D。

6. 西晋史学家陈寿在《三国志》中记载：“置象大船之上，而刻其水痕所至，称物以载之，则校可知矣。”这就是著名的曹冲称象的故事。某同学欲挑战曹冲，利用卷尺测定大船的质量。该同学利用卷尺测出船长为L，然后慢速进入静止的平行于河岸的船的船头，再从船头行走至船尾，之后，慢速下船，测出船后退的距离d与自身的质量m，若忽略一切阻力，则船的质量为（   ）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】画出如图所示的草图

设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v′，船的质量为M，人从船尾走到船头所用时间为t。则

，

人和船组成的系统在水平方向上动量守恒，取船的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得

解得船的质量

故选D。

7. 弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始时时，经过0.5s，第一次到达点M，再经过0.2s第二次到达点M，则弹簧振子的周期可能为（　　）

A. 0.6s B. 0.8s C. 1.2s D. 1.8s

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】如图甲所示

若振子从O点开始向右振动，则振子的振动周期为

如图乙所示

若振子从O点开始向左振动，令从O到M的时间为t，则有

则可解得

振子的振动周期为

故选B。

8. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，下列图形中哪个可能是时的波形（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由图中可以看出该波的波长

则周期

又因为时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，当时经历了T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B选项正确，ACD错误。

故选B。

二、多选题（每题4分）

9. 关于热平衡与温标，下列各类说法中正确的是（　　）

A. 具有相同内能的两物体达到热平衡

B. 体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡

C. 就是

D. 冷热程度相同鸡蛋和石头处于热平衡

【答案】BD

【解析】

【详解】A．两物体达到热平衡的标志是它们的温度相同，温度相同的物体不一定有相同的内能，A正确；

B．体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡，从而显示温度，B正确；

C．约等于，C错误；

D．两物体达到热平衡的标志是他们的温度相同，或者是它们的冷热程度相同，D正确．

故选BD。

10. 对于实际的气体,下列说法正确的是(   )

A. 气体的内能包气体分子的重力势能 B. 气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能

C. 气体的内能包括气体整体运动的动能 D. 气体的体积变化时,其内能可能不变

【答案】BD

【解析】

【详解】A项：气体的内能包括分子动能和分子势能，不包括分子的重力势能，故A错误；

B项：实际气体的分子间相互作用力不能忽略，所以其内能包括分子间相互作用的势能，故B正确；

C项：由A项分析可知，气体的内能不包括气体整体运动的动能，故C错误；

D项：气体的体积变化时，存在做功情况，但如果同时有热量交换，由热力学第一定律可知，其内能可能不变，故D正确．

11. 半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，O为圆心。一束光线从P点垂直下表面入射后，恰好在玻璃砖的圆形表面发生全反射、另一束光线从半圆形玻璃砖上表面的某处以的入射角入射，该光线从半圆形玻璃砖的底部下表面出射的方向恰好与入射方向平行，如图所示，已知真空中的光速为c，则（　　）

A. 玻璃砖的折射率为 B. 之间的距离为

C. 光在玻璃砖内的传播速度为 D. 光从玻璃到空气的临界角为

【答案】AB

【解析】

【详解】ABD．由题意可知，当光线从P点垂直下表面入射后，恰好在玻璃砖的圆形表面发生全反射，如图甲所示，设O、P之间的距离为x，图甲由全反射的条件可有

光线从半圆形玻璃砖上表面的某处以的入射角入射，该光线从半圆形玻璃砖的底部下表面出射的方向恰好与入射方向平行，如图乙所示，对图乙由折射定律可有

联立解得

临界角为

AB正确，D错误；

C．光在玻璃砖内的传播速度为

C错误。

故选AB。

12. 甲图表示物体A从光滑平台以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车B上，v-t图像（图中所标字母为已知）如乙图所示。车与水平面间的摩擦不计，由此可以求出的物理量是（重力加速度为g）（　　）

A. 小车上表面的最短长度 B. 物体A与小车B上表面间的动摩擦因数

C. 物体A与小车B的质量 D. 两物体相对运动的过程中产生的热量

【答案】AB

【解析】

【详解】A．由图象可知，AB最终以共同速度v1匀速运动，这时两物体位移差即为小车上表面至少的长度，即最小为

A正确；

B．由图像可知A的加速度大小为

对A应用牛顿第二定律可得

联立可得

故物体A与小车B上表面间的动摩擦因数可求，B正确；

C．由动量守恒定律得

解得

故可以确定物体A与小车B的质量之比，无法算出物体A与小车B的质量，C错误；

D．两物体相对运动的过程中产生的热量为

因为两物体质量未知，故无法计算两物体相对运动的过程中产生的热量，D错误。

故选AB。

第II卷（非选择题）

请点击修改第II卷的文字说明

三、实验题（每空2分）

13. 在验证动量守恒定律实验中，同学们不仅完成了课本原来的实验，还用相同的器材进行多方面的探索及尝试。下面是甲、乙两组同学的实验，请回答相关的问题：

（1）甲组同学采用如图1所示的装置，由斜槽和水平槽构成。将复写纸与白纸铺在水平放的木板上，重垂线所指的位置为O。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作多次，得到多个落点痕迹平均位置P；再把B球放在水平档上靠近槽末端的地方，让A球仍从固定位置由静止开始滚下，与B球发生对心正碰，碰后A球不被反弹。碰撞后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作多次得到多个落点痕迹平均位置M、N。

①实验中有关操作和描述正确的是___________。

A.用质量大的球去碰质量较小的球，目的是使被碰球飞行距高更远，可减小测量误差

B.调整斜槽末端水平，目的是使两球能发生对心碰撞

C.让入射球从同一位置释放，目的是保障每次碰撞前小球的动量都相同

D.碰撞后两球的动能之和总会小于碰前入射球的动能，是因为斜槽摩擦力做负功造成的

②设A球的质量为，B球的质量为，则本实验验证动量守恒定律的表达式为（用、、、、表示）___________。

（2）乙组同学误将重锤丢失，为了继续完成实验现将板斜放，上端刚好在槽口抛出点，标记为O。板足够长小球都能落在板上，如图2，采用甲组同学相同的操作步骤完成头验。

③对该组同学实验的判断正确的是___________。

A.乙组同学无法完成验证动量守恒定律     B.秒表不是乙组同学的必需器材

C.乙组同学必须测量斜面倾角           D.图2中N为B球碰后落点

④设A球的质量为，B球的质量为，则本实验验证动量守恒定律的表达式为（用、、、、表示）___________。

⑤若两小球的碰撞是弹性碰撞，图中P、M分别是A球碰前、碰后的落点位置，实验测得，则B球的落点位置___________。

【答案】    ①. C    ②. m1OP=m1OM+m2ON    ③. BD    ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）①[1]A．用质量大的球去碰质量较小的球，目的是使两球做平抛运动时间相等，故A错误；

B．调整斜槽末端水平，目的是使两球能发生碰撞后做平抛运动，故B错误；

C．让入射球从同一位置释放，在碰撞前的速度相等，保障了每次碰撞前小球的动量都相同，故C正确；
D．碰撞后两球的动能之和总会小于碰前入射球的动能，是因为碰撞使能量减少，不是因为斜槽摩擦力做负功造成的，故D错误。
故选C。

②[2]A、B两小球碰后都做平抛运动，竖直高度相等，故运动时间相等；又水平方向匀速运动

x=vt

由动量守恒定律，得

m1v1=m1v1′+m2v2

整理可得

m1OP=m1OM+m2ON

（2）③④[3][4]小球做平抛运动，若小球落到P点，则有

OPcosθ=v1t

联立可得

同理，若小球落到M、N点，对应速度为

由动量守恒定律得出表达式

由此可知，故BD正确，AC错误。
⑤[5]如果满足小球的碰撞为弹性碰撞，则应满足

代入以上速度表达式可知，应满足公式为

m1OP=m1OM+m2ON

由上可得

联立解得

代入数据解得

四、解答题（14题12分、15题12分）

14. 一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图所示，介质中质点、分别位于、处．从时刻开始计时，当时质点Q刚好第4次到达波峰．

①求波速．

②写出质点做简谐运动的表达式（不要求推导过程）

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】(1)根据波形图得到波长；时刻，质点Q正向下运动；从时刻开始计时，当时质点Q刚好第4次到达波峰，故有

，

解得

故波速为

．

(2)时刻，质点P正在向上运动，振幅：，

角速度为：

故质点P做简谐运动的表达式为：

．

15. 如图所示，半径为R的透明半球形玻璃球体静置在水平桌面上，球心为O，半球体上表面水平且是直径。有一束单色光从距离水平面高度为的P点水平射入球体，光线进入球体后经过B点，光在真空中的传播速度为c。求：

（1）该玻璃半球折射率；

（2）光在该玻璃半球内的传播时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）光路图如图所示

P点距离水平桌面高度为，则

由几何关系可得

①

由几何关系可知

②

根据折射定律可得

③

（2）由几何关系可得

光在玻璃半球内的传播速度

④

则光在玻璃球内的传播时间

⑤

解得

⑥

16. 如图所示，竖直平面内固定有半径R=0.8m的光滑圆弧轨道，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°，下端点D在O点的正下方。质量M=6kg的长木板DQ静止在光滑的水平面上，长木板上表面与圆弧轨道平滑连接。现有质量m=1kg的小滑块P（可视为质点）从空中的A点以v0=2.5m/s的速度水平向右抛出，小滑块恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，之后经过D点滑上原先静止的长木板。已知长木板上表面粗糙且足够长，g取10m/s2，不计空气阻力。求：

（1）小滑块经过圆弧轨道上B点时的速度大小。

（2）经过圆弧轨道底端D点时，小滑块对轨道压力的大小。

（3）小滑块与长木板组成的系统因摩擦产生的热量。

【答案】（1）；（2）71.25N；（3）

【解析】

【详解】（1）小滑块做平抛运动时，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道。设小滑块经过B点的速度大小为，根据运动的合成与分解和几何关系有

解得

（2）小滑块从B点到D点的过程中满足机械能守恒，有

解得

小滑块经过D点时，根据牛顿第二定律，有

解得

根据牛顿第三定律，小滑块对轨道压力大小为71.25N

（3）小滑块与长木板组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得

解得

小滑块与长木板组成的系统因摩擦产生的热量

解得