河南省周口市项城市五校联考2022-2023学年高二下学期4月期中物理试题

这是一份河南省周口市项城市五校联考2022-2023学年高二下学期4月期中物理试题，共10页。试卷主要包含了请将各题答案填写在答题卡上，本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 100分。考试时间90分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册，选择性必修第三册第一章。
第Ⅰ卷 （选择题 共48分）
一、选择题：本题共 12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得 4分，选对但不全的得 2分，有选错的得0分。
1.红旗渠位于安阳市林州，被誉为“人工天河”。在春暖花开的季节，游客抛洒花粉于静水中，花粉微粒会做布朗运动，下列说法正确的是
A．布朗运动是花粉分子的无规则运动
B．布朗运动可以反映单个水分子的运动速率
C．悬浮在水中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显
D．人可以闻到花香是化学反应的结果
2.一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时
A．速度相同，波长相同B．速度不同，波长相同
C．速度相同，频率相同D．速度不同，频率相同
3.“爆竹声中一岁除”。将一个质量为m的爆竹竖直向上抛出，它到达最高点时爆炸成质量不等的两块，其中一块的质量为 2m3，速度大小为 v，忽略质量损失，则另一块的速度大小是
A． vB．2vC．3vD．4v
4.有一摆长为L的单摆悬点正下方某处有一小钉子，摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部被小钉子挡住，使摆长发生变化。现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点 M运动到左边最高点 N 的频闪照片如图所示（悬点与小钉子未被摄入），P为摆动中的最低点，已知相机每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知
A．小钉子与悬点的距离为 L4B．小钉子与悬点的距离为L2
C．小钉子与悬点的距离为 3L4D．摆球被小钉子碰一下后，能量减少
5.可视为质点的甲、乙两个分子，甲固定于原点，乙只在x轴上运动，乙所受分子力 F只与距离x有关，F沿x轴正方向为正，F与x在 2.2×10⁻¹⁰m≤x≤5.0×10⁻¹⁰m间的关系如图所示。乙由静止从 P点开始移动，假设乙除分子力 F外不受其他外力作用，则下列叙述正确的是
A．乙分子到达 Q点时，动能最大B．乙分子到达 R点时，动能最大
C．乙分子到达Q点时便静止于该处D．乙分子到达 R点时便静止于该处
6. A、B两个相同的物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力 F1、F2的作用由静止开始做匀加速直线运动。经过时间 t0和4t0速度分别达到 2v0和v0时，分别撤去 F1和F2，两物体都做匀减速直线运动直至停止。两物体的速度随时间变化的图线如图所示，设F1和F2对 A、B两物体的冲量分别为I1和I₂2，F1和F2对 A、B 两物体做的功分别为 W1和W2，则下列结论正确的是
A． I1：I2=12：5B． I1：I2=2：5
C． W1：W2=3：5D． W1：W2=6：5
7.甲图表示 S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波的振幅均为 5cm ，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是 1m/s和0.5m，B在平衡位置；乙图为一机械波源 S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。下列关于两幅图的说法正确的是
A．甲图中A、B两点的高度差为5cm
B．从甲图所示时刻开始经0.25 s，B点通过的路程为 20cm
C．乙图表示的是波的衍射现象
D．在 E点观察到的频率与在 F 点观察到的频率相同
8.1932年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子（即中子）组成的。如图所示，中子以速度 v0分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为 v1和v2。设碰撞为弹性正碰，不考虑相对论效应，下列说法正确的是
A．碰撞后氮核的动量比氢核的小
B．碰撞后氮核的动能比氢核的小
C． v2大于 v1
D． v2大于 v0
9.夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是
A． a光的频率比b光的大
B．在冰晶中，b光的波长比a光的大
C．在同种条件下，a光比b光的衍射现象更明显
D． a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的大
10.图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时刻的波形图，a、b、c为介质中的三个质点，图乙表示该波x=6m处a质点的振动图像，下列说法正确的是
A．该波沿 x轴负方向传播
B． t=11s时刻，质点a处于波峰位置
C．在t=4s~5s时间内，质点b振动的速度增大，且方向与回复力方向相同
D．质点c 的位移随时间变化的关系式为 y=10sinπ2t+π6cm
11.氧气分子在温度为0℃和100℃下的速率分布如图所示， △NN是分子数所占的比例。由图中信息可得到的正确结论是
A．同一温度下，速率大的氧气分子数所占的比例大
B．100℃时图像的面积等于0℃时的面积
C．温度越高，一定速率范围内的氧气分子数所占的比例越小
D．温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小
12.如图所示，一质量为2m、半径为R的四分之一光滑圆弧槽放在光滑的水平地面上，有一质量为m的小球由槽顶端A点静止释放，重力加速度大小为g，不计空气阻力，在其下滑至槽末端B点的过程中，下列说法正确的是
A．若圆弧槽不固定，则小球和槽组成的系统动量守恒
B．若圆弧槽不固定，则小球在水平方向上移动的位移为 2R3
C．在圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到 B点时的速度大小之比为6：2
D．若圆弧槽固定，则圆弧槽对地面的最大压力为 6mg
第Ⅱ卷 （非选择题 共52分）
二、非选择题：共5 小题，共52分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13.（6分）某同学利用如图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
（1）该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为 （填“A”或“B”）。
（2）下列说法正确的是 。
A．若仅将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽
B．若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽
C．若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变小
D．若去掉滤光片，则干涉现象消失
（3）实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离d=2mm，双缝与屏之间的距离 L=0.80m，通过测量头观察第1条亮条纹的读数为3.645 mm，转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心，观察第6条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为 mm，由此求得红光的波长为 m（计算结果保留三位有效数字）。
14.（9分）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得120滴这样的溶液为 1 mL。在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上，然后，用注射器在水面上滴 1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图甲所示。图甲中正方形小方格的边长为 1cm，轮廓范围内有258 个小方格。
（1）该实验体现了理想化模型的思想，下列说法不属于理想假设的是 。
A．把油酸分子简化为球形B．认为油酸分子紧密排列
C．油酸在水面上形成单分子油膜D．油酸不溶于水
（2）1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是 m3，实验测出油酸分子直径的大小为 m。（结果均保留两位有效数字）
（3）某同学做实验时在水面上均匀地撒上一层爽身粉，在液面上方滴入一滴油酸酒精溶液后，形成了如图乙所示形状的油膜，该同学认为形成油膜面积过小，测量面积时误差较大。该同学接着再依次滴入第二滴、第三滴油酸酒精溶液，但该同学发现滴入油酸酒精溶液后形成的油膜面积先略有增加，后又很快缩小，基本上恢复到滴入第一滴溶液后的油膜面积。造成滴入多滴油酸酒精溶液后，油膜面积基本不变的原因是 。若该同学用三滴油酸酒精溶液中油酸的体积及对应形成的面积计算油酸分子直径，计算得到的油酸分子直径与实际油酸分子直径相比 （填“偏大”、“偏小”或“基本相同”）。
15.（10分）如图所示，半径为 R的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分的高度为 R2，顶部恰好是一半球体，底部中心有一光源S向顶部发射一束由a、b两种不同频率的光组成的复色光，当光线与竖直方向的夹角θ变大时，出射点 P的高度也随之降低，只考虑第一次折射，发现当P点高度h降低为 1+22R时只剩下a光从顶部射出。求此透光材料对b光的折射率n（结果可用根号表示）。
16.（12分）图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，M、N 两点的坐标分别为（-2，0）和（-7，0），已知t=0.5s时，M点第一次出现波峰，求：
（1）波的传播速度 v；
（2）从t=0时刻起，N点第一次出现波谷的时间t₁；
（3）当 N点第一次出现波谷时，M点通过的路程s。
17.（15分）如图所示，长木板乙静置在粗糙的水平地面上，物块丙（可视为质点）放在乙的最左端，物块甲从乙右侧以v0=9 m/s的速度向左运动，甲与乙发生弹性碰撞（时间极短）之后移走甲，乙、丙发生相对运动，整个过程中丙始终未滑离乙。已知甲、乙和丙的质量分别为m1=2kg、m2=1kg和m3=1kg，甲与地面间的摩擦力忽略不计，乙与地面间的动摩擦因数μ1=0.2，丙与乙间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，；求：
（1）甲与乙碰撞后瞬间的速度v甲、v乙；
（2）乙与丙在甲、乙碰撞后多长时间达到共同速度及共同速度的大小 v共，此过程中乙、丙之间因摩擦产生的热量 Q；
（3）丙最终距乙左端的距离d。
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河南省高二年级期中考试
物理参考答案
1. C 【解析】悬浮颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显，选项C正确。
2. D 【解析】同一单色光在不同的介质内传播，光的频率不会发生改变；水的折射率大于空气的折射率，由公式 v=cn可以判断，该单色光进入水中后传播速度减小，选项 D正确。
3. B 【解析】爆竹在最高点爆炸，由动量守恒，可得另一块的速度 v'=2v，选项 B正确。
4. C 【解析】设相机每相邻两次闪光的时间间隔为t，则摆长为L 时摆动的周期T1=16t，摆长为L'时摆动的周期T2=8t，T1：T2=2：1，而 T1=2πLg，T2=2πL'g，故 L'=14L，所以小钉子与悬点的距离 s=L-L'=34L，选项C正确；摆球被小钉子碰一下后，小钉子没做功，机械能不变，选项 D错误。
5. A 【解析】根据图像及力和运动的关系、动能定理可知，选项A正确。
6. D【解析】由题图可知，两物体做匀减速运动的加速度大小都为 v0t0，根据牛顿第二定律，匀减速运动中有 Ff=ma，则摩擦力大小都为 mv0t0，由题图可知，两物体做匀加速运动的加速度大小分别为 2v0t0、v04t0，根据牛顿第二定律，匀加速运动中有 F-Ff=ma，则 F1=3mv0t0，F2= 5mv04t0，故I1：I2=F1t0：4F2t0=3：5，选项 A、B错误；对全过程运用动能定理得 W1-Ffx1-Ffx2=0，W2=0，得 W1=Ffx1，W2=Ffx2，v-t图线与时间轴所围成的面积表示运动的位移，则位移之比为6：5，整个运动过程中F1和 F2做的功之比为W1：W2=x1：x2=6：5，选项C错误、D正确。
7. B【解析】题图甲中A、B都是振动加强点，其中A在波峰，B在平衡位置，则A、B两点的高度差为 2A=10cm，选项 A错误；波的周期 T=λv=0.51s=0.5s，从题图甲所示时刻开始经0.25 s=0.5T，B点通过的路程为2×2A=20cm，选项B正确；题图乙表示的是波的多普勒效应，选项C错误；在 E点单位时间内接收到的波面比F点多，则在 E点观察到的频率比在F点观察到的频率高，选项 D错误。
8. B【解析】设中子的质量为m，氢核的质量为m，氮核的质量为 14m设中子和氢核碰撞后中子的速度为 v3，由动量守恒定律和能量守恒定律可得 mv0=mv1+mv3，12mv02=12mv12+mv0+12mv32，联立解得v1=v0；设中子和氮核碰撞后中子的速度为 v4，由动量守恒定律和能量守恒定律可得 mv0=14mv2+mv4，12mv02=12⋅14mv22+12mv42，联立解得 v2=215v0，可得 v1=v0>v2，碰撞后氢核的动量 pH=mv1=mv0，氮核的动量 pN=14mv2=28mv015，可得 pN>pH，碰撞后氢核的动能 EkH=12mv12=12mv02，氮核的动能 EkN=12⋅14mv22=28mv02225，可得 EkH>EkN，选项B正确。
9. CD 【解析】由光路图可知，b光偏离原光路的程度更大，故b光的折射率更大， naCb，a光的临界角比b光的大，选项D正确。
10. AB 【解析】由题图乙可知，2s时，a在平衡位置，且接下来向上运动，由上下坡法可知，题图甲中a应该处于下坡位置，故该波沿x轴负方向运动，选项 A正确；由题图乙可知，质点a的振动周期为4s，则11s末，质点a刚好位于波峰的位置，选项B正确；在t=4s~5s时间内，质点b振动的速度先减小后增大，且方向与回复力方向先相反后相同，选项C错误；由题可知，λ=12m，T=4s，知 ω=π2rad/s，且由题图乙可推知c质点的振幅为 10cm，在0时刻的初相 0=-π6，质点c的振动方程为 y=10sinπ2t-π6cm，选项D错误。
11. BD 【解析】由题图可知，中等速率的氧气分子数所占的比例大，选项 A错误；100℃时图像的面积等于0℃时的面积，选项B正确；由题图可知，温度越高，一定速率范围内的氧气分子数所占的比例有高有低，选项C错误；由题图可知，从0℃升高到100℃时，速率较小的氧气分子数所占的比例变小，选项D正确。
12. BC 【解析】若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒，但竖直方向上，受力不平衡，动量不守恒，选项 A错误。若圆弧槽不固定，对小球和槽组成的系统，根据动量守恒定律有mv1=2mv2，则mx1=2mx2，又因为x1+x2=R，解得小球在水平方向上移动的位移 x1=23R，选项B正确。若圆弧槽不固定，对小球和槽组成的系统，根据机械能守恒定律和动量守恒定律，有 mgR=12mv1'2+12⋅2mv2'2，mv1'=2mv2'，解得小球滑到B点时的速度大小 v1'=23gR3；若圆弧槽固定，对小球，根据机械能守恒定律得 mgR=12mv1''2，解得小球滑到 B点时的速度大小 v1''=2gR，所以在圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到 B点时的速度大小之比为 v1''v1'=2gR23gR3=62，选项C正确。若圆弧槽固定，小球滑到 B点时： FN-mg=mv1''2R，得 FN=3mg，此时圆弧槽对地面的压力最大，为 FN'=FN+2mg=5mg，选项D错误。
13.（1）A （2分）
（2）AC （2分）
（3）4.945（4.942~4.947均给分） （1分）
6.50×10⁻⁷（6.49×10⁻⁷∼6.51×10⁻⁷均给分） （1分）
【解析】（1）干涉条纹是明暗相间的等间距条纹，选项 A 正确、B错误。
（2）相邻两亮条纹间距 Δx=ldλ，蓝光的波长小于红光的波长，若将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽，选项A正确；条纹间距与单缝和双缝间的距离无关，选项B错误；相邻两亮条纹间距 Δx=ldλ，双缝间距变大，条纹间距变小，选项C正确；如果光源发出的光不是单色光，去掉滤光片，仍能发生干涉现象，则是复色光的干涉，选项D错误。
（3）读数为4.5mm +44.5×0.01mm=4.945 mm，由题图可知，条纹间距 Δx=x6-x15=0.26 mm，双缝与屏之间的距离L=0.80m，双缝间的距离d=2mm，由 Δx=ldλ，得λ= Δxdl，代入数据得 λ=6.50×10⁻⁷m。
14.（1）D （2分）
（2）1.7×10⁻¹¹（2分）6.5×10⁻¹⁰：或 6.6×10⁻¹⁰（2分）
（3）爽身粉太厚 （2分） 偏大 （1分）
【解析】（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，属于理想假设的有：①让油膜尽可能散开，形成单分子层；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间的空隙。而油酸本身不溶于水，不是理想假设，选项D符合题意。
（2）1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积 V=1500×1120mL≈1.7×10-5mL=1.7× 10⁻¹¹m³，由于每格边长为 1cm，则每一格的面积就是 1cm²，轮廓范围内有 258个小方格，则油酸薄膜面积 S=258cm²=2.58×10⁻²m²，油酸分子直径的大小 d=VS=1.7×10-112.58×10-2m=6.5×10⁻¹⁰m。
（3）爽身粉太厚，不能形成单分子油膜。由于油膜面积偏小，因此计算得到的油酸分子直径与实际油酸分子直径相比偏大。
15.解：由题意可知 PB=h=1+22R（1分）
可得 OA=22R（1分）
则∠POA=45°（1分）
PS=1+22R2+22R2=5+222R（2分）
在△OPS中由正弦定理得 PSsin135∘=OSsin∠OPS（2分）
解得 sin∠OPS=sinC=110+42（1分）
根据 sinC=1n（1分）
可得 n=10+42。（1分）
16.解：（1）根据题中图像可知，M点与最近波峰的水平距离x=6m （2分）
波速 v=xt=12m/s。（1分）
（2）N点与最近波谷的水平距离x1=9m（2分）
经过的时间 t1=x1v=0.75 s。（1分）
（3）M、N两点间距离x₂=5m，波从 M点到 N点的传播时间 t2=x2v=512 ；s（2分）
N点从起振至到达波谷的时间 t3=14×412s=112s（1分）
t总=t2+t3=0.5s（1分）
T=λv=412s=13s（1分）
s=t总T×4A=0.3m。（1分）
17.解：（1）甲、乙碰撞后瞬间的速度大小分别为 v甲、v乙，由动量守恒定律得
m1v0=m1v甲+m2v乙（1分）
由机械能守恒定律得 12m1v02=12m1v甲2+12m2v乙2（1分）
解得 v甲=3m/s，v乙=12m/s，甲、乙的速度方向都向左。 （1分）
（2）碰撞后，丙和地面対乙的摩擦力都向右，对乙由牛顿第二定律得
μ2m3g+μ1（m2+m3）g=m2a1（1分）
解得a1=5m /s2（1分）
丙所受摩擦力向左，由牛顿第二定律得μ2m3g=m3a2
解得a2=1m/s2（1分）
设乙、丙在甲、乙碰撞后 t₀时间达到共同速度，则有 v乙-a1t0=a2t0（1分）
解得 t0=2 s（1分）
此时乙、丙的共同速度 v球=a2t0=2m/s
Δx=x乙-x丙=v乙+v球t02-v球t02（1分）
Q=μ2m3gΔx=12 J。（1分）
（3）达到共同速度后，丙运动得快，对乙应用牛顿第二定律得
μ1得a3=3m /s2（1分）
乙静止时的位移 x乙'=v乙+v球2t0+v球22a3=443m（1分）
丙静止时的位移 x丙'=12a2t02×2=4m（1分）
所以丙最终距乙左端的距离 d=x乙'-x丙'=323m。（1分）