精品解析：云南省昆明市第一中学2021-2022学年高二（下）期中物理试题（解析版）

昆明第一中学2021-2022 学年度下学期中考试 高（二）物理 一、选择题：本题共16 小题，每小题3 分，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第1~8 小题只有一个选项正确，第9~16 小题有多个选项正确。全部选对的得3 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得0 分。 1. 2021 年12 月9 日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了太空授课，若 在“天宫课堂”上做下列实验，以下说法正确的是（ ） A. 若同一个单摆，在空间站摆动的频率比在地球上要快 B. 若用光照射不透明的小圆盘，在圆盘的阴影中心出现亮斑，说明发生了光的干涉现象 C. 若用白光为光源做衍射实验，屏上将呈现黑白相间的条纹 D. 若用光导纤维传导各种色光，波长越长的光在光纤中传播速度越大 【1 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．空间站中的物体都处于完全失重状态，则单摆在空间站中不会摆动，选项A 错误； B．若用光照射不透明的小圆盘，在圆盘的阴影中心出现亮斑，说明发生了光的衍射现象，选项B 错误； C．若用白光为光源做衍射实验，屏上将呈现彩色相间的 条纹，选项C 错误； D．若用光导纤维传导各种色光，波长越长的光频率小，则折射率小，根据 可知，在光纤中传播速度越大，选项D 正确。 故选D。 2. 关于分子热运动，下列说法中正确的是（ ） A. 扩散现象说明了物质分子做无规则运动 B. 扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动 C. 布朗运动是指液体或气体分子所做的永不停息的无规则热运动 D. 相同温度的氧气和氢气，氧气分子和氢气分子的平均速率相同 【2 题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】A．扩散现象说明了物质分子做无规则运动，选项A 正确； B．布朗运动用肉眼是观察不到的，则扫地时，在阳光照射下看到尘埃飞舞，这不是尘埃在做布朗运动， 选项B 错误； C．布朗运动是指悬浮在气体或液体中的固体颗粒的无规则运动，它间接反映了液体或气体分子做永不停 息的无规则热运动，选项C 错误； D．相同温度的氧气和氢气，分子平均动能相同，但是因氧气的分子质量较大，则氧气分子的平均速率小 于氢气分子的平均速率，选项D 错误。 故选A。 3. 光滑水平面上质量为2kg 的物体受到水平拉力F 的作用由静止开始运动，过程中的 图如图所示。下 列判断正确的是（ ） A. 0-4s 内物体先做加速运动再做匀速运动 B. 6s 末物体的速度为零 C. 0-4s 内拉力做功49J D. 0-4s 内拉力冲量为18N·s 【3 题答案】 【答案】C 【解析】 【详解】A．所给图为加速度的变化规律，在0-4s 内物体先做加速度增加的加速运动，再做加速度不变的 匀加速运动，则A 项错误； B.根据a-t 图象与时间轴所围的面积表示速度的变化量，0-6s 内物体速度的变化量为 所以第6s 末的速度为 v=v0+△v=9m/s 故B 项错误； C．0 4s 内物体速度增量： 根据动能定理得0 4s 内F 所做的功是： 故C 项正确； D．0~4s 内拉力冲量为 故D 项错误。 故选C。 4. 对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（ ） A. 用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环 B. 图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i 逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出 C. 图丙得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D. 图丁的M、N 是偏振片，P 是光屏，当M 固定不动缓慢转动Ｎ时，P 上的光亮度将发生变化 【4 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．牛顿环是由曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触构成，用单色光垂直照射图甲中 的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环，圆心附近处明暗相间同心圆环的条纹较宽，随离 中心点的距离增加条纹的宽度逐渐变窄，A 错误； B．图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i 逐渐增大，折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，所以不论入射角如何增大，不会产生全反射，玻璃 砖中都会有光线，由于射向玻璃砖的光线与射出光线为平行光线，因此可知一定有光线从面射出，B 错误； C．由干涉条纹的特点可知，同一级条纹上的光程差相等，条纹向空气薄膜较薄处弯曲，说明此处空气薄 膜变厚，由此可知弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹下的，C 错误； D．因为光是横波，经偏振片会产生偏振现象，因此图丁的M、N 是偏振片，P 是光屏，当M 固定不动缓 慢转动N 时，P 上的光亮度将发生变化，D 正确。 故选D。 5. 下列关于简谐振动的说法正确的是（ ） A. 一个全振动指的是动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程 B. 物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向 相同 C. 位移减小时，速度减小，加速度增大 D. 位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同 【5 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A．一个全振动，动能或势能均会有两次恢复为原来的大小所经历的运动，A 错误； B．物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方 向相同，B 正确； C．由简谐振动的受力特点：F=−kx 可知，位移减小时，物体靠近平衡位置，受力减小，加速度减小，可 速度增大，C 错误； D．由简谐振动的受力特点：F=−kx 可知，回复力与位移大小成正比，方向相反，由牛顿第二定律可知， 位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向有时相同，有时相反，D 错误。 故选B。 6. 一束激光经S 被分成a 和b 两束后，穿过玻璃球的 光路如图所示，O 为球心。入射时光束a 和b 与 的 夹角均为 ，射入玻璃球时的入射角均为 ，出射时光束均与 平行。光在真空中的速度为 ，则光在玻璃球中的速度为（ ） A. B. C. D. 【6 题答案】 【答案】C 【解析】 【详解】 由光路图可知，光线在A 点的入射角等于在B 点的折射角，均为60°，由几何关系可知∠AOB 为直角，则 在A 点的折射角为i=45°，折射率 根据 可得 故选C。 7. 关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（ ） A. 分子直径的数量级为 B. 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故 C. 某气体密度为 ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为 ，则该气体分子之间的平均距离为 D. 气体体积是指所有气体分子的体积之和 【7 题答案】 【答案】C 【解析】 【详解】A．分子直径的数量级为 ，A 错误； B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，气体分子间距离大于 ，分子间的 相互作用力几乎为零。B 错误； C．设气体分子之间的平均距离为d，一摩尔气体分子占据的体积为 得 C 正确； D．气体体积是指所有气体分子的占据的体积之和，不是所有气体分子的体积之和。D 错误。 故选C。 8. 图甲为一列简谐横波在 时的波形图，P 是平衡位置在 处的质点，Q 是平衡位置在 处的质点；图乙为质点Q 的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 这列简谐波沿x 轴负方向传播 B. 从 到 ，波传播的距离为50cm C. 从 到 ，质点P 通过的路程为30cm D. 在 时，质点P 的加速度方向与y 轴正方向相同 【8 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．由乙图得出，在 t=0s 时Q 点的速度方向沿y 轴正方向，由同侧法判断可知该波沿x 轴正方向 传播，故A 错误； B．由甲图读出波长为 由乙图可读出周期为 则波速为 从t=0 到t=0.25s，波传播的距离为 故B 错误； C．从t=0.10s 到t=0.25s 经过时间为 由于在t=0.10s 时质点P 不在平衡位置和最大位移处，所以从t=0.10s 到t=0.25s，质点P 通过的 路程不等于 3A=30cm，故C 错误； D．题图可知t=0 时刻P 点向下振动，因此经过 ，质点振动到平衡位置下方，则加速度向上， 与y 轴的正方向相同，故D 正确。 故选D。 9. 右图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 小于r1时，分子间的作用力表现为斥力 C. 当r 等于r2时，分子间的作用力为零 D. 在r 由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功 【9 题答案】 【答案】BC 【解析】 【详解】因为当分子间相互作用力为零时，分子势能最小，从图中可得分子势能最小时，分子间的距离为 r2，故当r 等于r2时分子间作用力为零，故C 正确；当r 小于r1时，随着距离的减小，分子势能增大，即减 小分子间距离分子力做负功，所以表现为斥力，B 正确；当r 大于r1时，当r 大于r1而小于r2时分子力为斥 力，故从当r 由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功，大于r2时分子力为引力，故AD 错误； 【点睛】正确理解分子力、分子势能与分子之间距离的变化关系，注意分子力与分子势能变化的一个临界 点为r= r2，注意将分子力与分子之间距离和分子势能与分子之间距离的图象比较进行学习 10. 波速均为1.0m/s 的两列简谐横波，分别从波源 、 处沿x 轴相向传播。 时的波形图 如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 时，两列波相遇 B. 两列波相遇过程中， 处和 处的质点振动减弱 C. 时， 处的质点位移为0 D. 当波源从 处沿x 轴正向运动时，在 处的观察者观察到该简谐横波的频率变大 【10 题答案】 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图可知， 时，甲波传到x=4m 处，乙波传到x=8m 处，所以有 t=2.0s 两列波相遇，A 错误； B．两列波相遇过程中， 处和 处的质点与两波源的路程差均为2m，即半个波长，则有 处和 处的质点振动减弱，B 正确； C．两波的周期为 则有两波在t=2s 时，在 处相遇， 处质点从平衡位置向下振动，在经1s= 时间，即t=3s 时， 该质点到达波谷，位移达到负方向最大值，C 错误； D．由多普勒效应可知，当波源从 处沿x 轴正向运动时，在 处的观察者观察到该简谐横波的频率变大，D 正确。 故选BD。 11. 静止在光滑水平面上的木板A 右端有一根轻质弹簧沿水平方向与A 相连，质量 ；质量 的铁块B 以水平速度 从A 的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停 在A 的左端。上述过程中A 的最大速度为v，弹簧具有的最大弹性势能为 ，则（ ） A. B. C. D. 【11 题答案】 【答案】BC 【解析】 【详解】根据题意分析可知，木板A 上表面有摩擦，对全程动量守恒 能量守恒 从弹簧压缩最短到B 停在A 的最左侧,速度相等 即 求得 , 在B 与弹簧分离后A 减速,且A 最后的速度为1m/s ，A 的最大速度要大于1m/s。 故选BC。 12. 关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（ ） A. 某种物体的温度为0℃，说明该物体中分子的平均动能为零 B. 物体的温度升高时，分子的平均动能增大，从而物体内能也一定增大 C. 一定质量100℃的水变成100C 的水蒸汽，其内能增大 D. 质量、温度、体积都相等的物体，其内能不一定相等 【12 题答案】 【答案】CD 【解析】 【详解】A．分子在永不停止的做无规则运动，则即使物体的温度为0℃，物体中分子的平均动能也不为 零，选项A 错误； B．物体的内能包括分子总动能和分子势能，则物体的温度升高时，分子的平均动能增大，但是物体内能 不一定增大，选项B 错误； C．一定质量100℃的水变成100C 的水蒸汽要吸收热量，则其内能增大，选项C 正确； D．质量、温度、体积都相等的物体，分子数不一定相同，则其内能不一定相等，选项D 正确。 故选CD。 13. 中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子。涛之灵》中写道：“雨色映日而为 虹”，下图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过 此截面的平面内，a、b、c、d 代表四条不同颜色的出射光线，则（ ） A. a、b、c、d 可能分别是紫光、蓝光、黄光和红光 B. 以相同角度斜射到同一平行玻璃砖表面后，d 光侧移量最小 C. 射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距 D. 以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是d 光 【13 题答案】 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由光路图可知，a 光的折射率最大，频率最大，d 光的折射率最小，频率最小，则a、b、c、d 可能分别是紫光、蓝光、黄光和红光，选项A 正确； B．以相同角度斜射到同一平行玻璃砖表面后，折射率越大，则侧移量越大，d 光折射率最小，则侧移量最 小，选项B 正确； C．a 光的频率最大，波长最短，则根据 则射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距 选项C 错误； D．根据 可知d 光的临界角最大，则以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是d 光， 选项D 正确。 故选ABD。 14. 一弹簧振子沿x 轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点O， 时刻振子的位移为−0.1m； 时位移 为0.1m，如图所示，下列判断正确的是（ ） A. 若振幅为0.1m，振子的周期可能为0.4s B. 若振幅为0.2m，振子的周期可能为6s C. 振子动能相等的两个时刻，弹簧的长度一定相同 D. 振子经过同一点时，其加速度、动能相同，但动量可能不同 【14 题答案】 【答案】ABD 【解析】 【详解】A． 时刻振子的位移为−0.1m， 时位移为0.1m，如果振幅为0.1m，则有 解得 （n=0,1,2,3，⋯） 当n=0 时 T=2s 当n=1 时 T= s 当n=2 时 T= s＝0.4s A 正确； B． 时刻振子的位移为−0.1m， 时位移为0.1m，若振幅为0.2m，由振子的位移时间图像，则有 （n=0,1,2,3，⋯）① （n=0,1,2,3，⋯）② （n=0,1,2,3，⋯）③ 当n=0 时，对①式则有 T=2S 对②式则有 T=6s 对③式则有 T= s B 正确； C．由振子运动中的机械能守恒可知，动能相等的两个时刻，速度大小相等，可方向不一定相同，弹簧的 长度可能相同，可不一定相同，C 错误； D．振子经过同一点时，其加速度、动能相同，速度大小相同，方向可能不相同，所以动量可能不同，D 正确。 故选ABD。 15. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座上，然后接通电 源使光源正常工作。实验时调节测量头，使分划板中心刻线与一条亮条纹中心对齐，记录为第一条亮纹， 此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心线对准第六条亮条纹的中心，记下 此时图丙中手轮的示数，已知双缝间距d 为 ，双缝到屏的距离L 为0.800m，下列说法正确的 是（ ） A. 用两束单色光A、B 分别做干涉实验，若A 光的条纹间距比B 光的大，则A 光折射率更大，在水中的 传播速度更大 B. 减小实验中的双缝间距，目镜中的条纹数会增加 C. 图丁中的亮条纹间距表示正确 D. 该单色光的波长约为430nm 【15 题答案】 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据双缝干涉条纹间距公式 可知，用两束单色光A、B 分别做干涉实验，若A 光的条纹间距比B 光的大，则A 光波长大，频率小，折 射率小，根据 可知，在水中的传播速度更大，选项A 错误； B．减小实验中的双缝间距，根据 则条纹间距增加，则目镜中的条纹数会减小，选项B 错误； C．条纹间距是指相邻明纹或暗纹之间的距离，则图丁中的亮条纹间距表示正确，选项C 正确； D．根据螺旋测微器读数规则，题图乙中手轮的示数为 ，题图丙中手轮的示数为 ； 条纹间距 由条纹间距公式 得 选项D 正确。 故选CD。 16. 如图所示，质量 的小车静止在光滑的水平面上，车长 ，现有质量 可 视为质点的物块，以水平向右的速度 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静 止，物块与车面的动摩擦因数 ，取 则（ ） A. 物块与小车共同速度大小是0.6m/s B. 物块在车面上滑行的时间 C. 小车运动的位移大小 D. 要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 不超过5m/s 【16 题答案】 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据牛顿第二定律得，物块的加速度大小为 a2＝μg＝0.5×10m/s2＝5m/s2 小车的加速度大小为 速度相等时根据 v=v0-a2t=a1t 得则速度相等需经历的时间为 v=0.8m/s 选项A 错误，B 正确； C．小车运动的位移 选项C 错误； D．物块不从小车右端滑出的临界条件为物块滑到小车右端时恰好两者达到共同速度，设此速度为v，由水 平方向动量守恒得 m2 v0′=（m1+m2）v 根据能量守恒得 μm2gL＝ m2v0′2− (m1+m2)v2 代入数据，联立解得 v0′=5m/s 选项D 正确。 故选BD。 二、实验题。本题共16 分，每空2 分。 17. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图1 所示。 （1）选用合适的器材组装成单摆后，主要步骤如下： ①将单摆上端固定在铁架台上。 ②让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，测摆长L。 ③记录小球完成n 次全振动所用的总时间t。 ④根据单摆周期公式计算重力加速度g 的大小。 则重力加速度测量值表达式 _______（用L、n、t 表示）。 （2）下表是某同学记录的3 组实验数据，并做了部分计算处理，请计算出第三组数据中的 _______s、 _______ （保留两位小数）。 组次 1 2 3 摆长L/cm 80.00 90.00 100.00 50 次全振动所用的时间t/s 90.00 95.5 100.5 振动周期T/s 1.80 1.91 重力加速度 9.74 9.73 （3）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如上图所示，由于家里只有一根 量程为30cm 的刻度尺，于是他在细线上的A 点做了一个标记，使得悬点O 到A 点间的细线长度小于刻度 尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A 间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A 间 细线的长度分别为 和 时，测得相应单摆的周期为T1、T2，由此可得重力加速度 _________（用 ， ，T1、T2表示）。 【17 题答案】 【答案】 ①. . ②2.01 . ③9.76 . ④ 【解析】 【详解】（1）[1]单摆的周期 由单摆周期公式 联立可得重力加速度 （3）[2][3]第三组数据中求得单摆的周期为