吉林省长春市十一高中2021-2022学年高二下学期第二学程考试物理试题（解析版）

长春市十一高中2021-2022 学年度高二下学期第二学程考试 物理试题 第Ⅰ卷（共52 分） 一、选择题（共12 小题，总分52 分。 1-8 题为单选，每题4 分；9-12 题为多选，每题5 分， 选对但不全的得3 分，有选错的得0 分。） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了花粉分子运动的无规则性 B. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 C. 阿伏加德罗常数为 ，某物质的摩尔体积为 ，则该物质的分子体积一定为 D. 水黾可以停在水面上是由于浮力的作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了水分子运动的无规则性，A 错误； B．根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，B 正确； C．对气体而言，无法用该方法测得气体分子的体积，只能测出气体分子所占周围空间的体积，C 错误； D．水黾可以停在水面上是由于水的表面张力作用，D 错误。 故选B。 2. 如图一定质量的理想气体从a 状态经等容过程 到达状态b，再经过等温过程 到达状态c，最后经等 压过程 回到状态a、下列说法正确的是（ ） A. 在过程 中气体分子的 平均动能不变 B. 在过程 中气体对外界做功 C. 在过程 中气体从外界吸收热量 D. 在过程 中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少 【答案】C 【解析】 【详解】A．在过程ab 中做等容升压，根据 可知温度升高，气体分子的平均动能增大，故A 错误； B．在过程ca 中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故B 错误； C．在过程bc 中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一 定律 ΔU=W+Q 可知，气体从外界吸收热量，故C 正确； D．在过程ab 中做等容升压，温度升高，分子密度不变，则单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增加， 故D 错误。 故选C。 3. 下面关于几幅图说法正确的是（ ） A. 图甲表示的是铀238 发生α 衰变，核反应方程为 B. 图乙表示α 粒子散射实验，该实验说明了原子核可再分的 C. 图丙说明氡原子核衰变时的规律是，每过3.8 天，10 个氡核经过一定只剩5 个 D. 图丁可以推断出，图中氧的原子核（ ）比锂的原子核（ ）更稳定 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲表示的是铀238 发生α 衰变的核反应方程，根据质量数守恒，电荷数守恒可知 A 错误； B．图乙表示α 粒子散射实验，该实验说明了原子的核式结构模型，B 错误； C．图丙说明氡原子核衰变时的规律是，每过3.8 天，就是一半发生衰变，半衰期满足统计规律，对大量原 子核衰变适用，对有限个原子核不适用，C 错误； D．比结合能越大，原子核越稳定，图丁可以推断出，氧的原子核（ ）比锂的原子核（ ）更稳定， D 正确。 故选D。 4. 如图所示，玻璃三棱镜的截面为直角三角形，其中∠A=60°，∠B=30°，∠C=90°，一束单色光照射到BC 上面上的D 点，当入射角i=60°时，光线折射到AB 边上没有光线射出，光线反射到AC 面上与BC 平行， 则该玻璃的折射率为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】 光束在BC 边上折射 由几何关系 解得 故选A。 5. 如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，实线为 时刻的波形图，虚线为 时刻的波形 图，波的周期 ，则（ ） A. 波的周期为0.6 s B. 在 时， 处的质点P 沿y 轴正方向运动 C. 经过0.4 s， 处的质点P 经过的路程为0.4 m D. 在 时， 处的质点Q 未回到平衡位置 【答案】C 【解析】 【详解】A.根据题意应用平移法可知由实线到虚线需要 ，即 当 时，解得 ，当 时，解得 n 取值越大，T 越小，所以 ，A 错误； B.由于波沿x 轴正方向传播，故 时P 点沿y 轴正方向运动，而周期 ，故 时P 点沿y 轴 负方向运动，B 错误； C.在半个周期内，质点P 运动路程为 ，C 正确； D.由题意可知波长 ，则波速 ，由于波沿x 轴正方向传播，故在 的时间内波 沿x 轴正方向传播的距离 ，故在 时，实线上质点P 的振动状态传递给质点Q，即质点Q 到达平衡位置，D 错误; 故选C。 6. 最新研究成果表示氨原子被电离一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子 ，其能级跃迁遵循玻尔原 子结构理论，能级图如甲图所示。若大量处于 能级的氨离子跃迁并释放光子，用释放的所有光子照 射光电管K 极，如图乙，已知K 极板的逸出功为 。调节滑片P 使电流表示数恰好为0，则下列说 法正确的是（ ） A. 可以产生2 种不同频率的光 B. 辐射出的光子均可使光电管K 极板发生光电效应 C. 图乙中电源的左端为正极，右端为负极 D. 此时图乙中电压表的读数 【答案】B 【解析】 【详解】A．大量处于 能级的氢离子向低能级跃迁时，可以产生 种不同频率的光，选项A 错 误； B．其中能级差最小的3→2 跃迁释放的光子的能量为（-6.04eV）-（-13.6eV）=7.56eV>4.54eV，则辐射出 的光子均可使光电管K 极板发生光电效应，选项B 正确； C．图乙中光电管所加的是反向电压，则电源的左端为负极，右端为正极，选项C 错误； D．因为从3→1 跃迁释放的光子的能量最大，最大为（-6.04eV）-（-54.4eV）=48.38eV，此时根据 解得 UC=43.82V 即图乙中电压表的读数 ，选项D 错误。 故选B。 7. 容积为20 L 的钢瓶充满氧气后，压强为150 atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5 L 的小瓶 中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10 atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分 装（ ） A. 4 瓶 B. 50 瓶 C. 56 瓶 D. 60 瓶 【答案】C 【解析】 【详解】根据玻意耳定律p0V0=p′（V0+nV1）， 所以 ．故选C. 点睛：本题考查等温变化状态方程．重点是确定初末状态的各物理量，注意原瓶内气体体积，不要忘了 V0． 8. 如图所示为一列简谐横波沿x 轴传播在t=0 时刻的波形图，P、Q 分别是平衡位置在x1=1m、x2=12m 处的 质点，从t=0 时刻开始，质点Q 比质点P 早0.1s 第一次到达波峰，则下列说法错误的是（ ） A. 波沿x 轴正向传播 B. 波传播的速度大小为10m/s C. 波传播的周期为1.2s D. 质点Q 的振动方程为y=10sin（ t）cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于质点Q 比质点P 早到达波峰，则该波沿x 轴正向传播，A 正确； B．由题可知，该波0.1s 向右传播1m，因此波速为10m/s，B 正确； C．由图可知 根据 可得 C 正确； D．质点Q 的振动方程为 D 错误。 故错误的选D。 9. 下列说法正确的是（ ） A. 在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐运动的周期越小 B. “未见其人，先闻其声”，这属于声波的衍射现象 C. 系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 D. 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．单摆的振动周期公式 可知单摆的振动周期与摆球的质量无关，A 错误； B．“未见其人，先闻其声”，这属于声波的衍射现象，B 正确； C．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与固有频率无关，C 正确； D．根据干涉条纹间距公式 由于红光的波长较长，因此红光得到的干涉条纹间距更宽，D 正确。 故选BCD 。 10. 如图所示，矩形ABCD 为一玻璃砖的截面，AB=L、AD=2L。该截面内一条绿色光线从A 点射向BC 中 点E，刚好在E 点发生全反射并直接射向D 点，光在真空中的光速为c，则（ ） A. 玻璃砖对绿色光线的折射率为 B. 绿色光线在玻璃砖中的传播速度为0.5c C. 若把绿色光线换成红色光线，红色光线一定也在E 点发生全反射 D. 若把绿色光线换成紫色光线，紫色光线在玻璃砖中的传播时间比绿色光线长 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由几何关系可知，绿色光线在点E 刚好发生全反射时，入射角为 ，设玻璃砖的折射率为 n，则有 故A 正确； B．设绿色光线在玻璃砖中的速度为v，则有 解得 故B 错误； C．由题可知绿色光线的临界角为 ，红色光线的波长比绿色光线的长，所以红色光线的临界角更大， 不可能在E 点发生全反射，故C 错误； D．紫色光线的波长比绿色光线的短，所以在玻璃砖中，紫色光线的临界角更小，传播速度也比绿色光线 的小；所以把绿色光线换成紫色光线时，紫色光线也将在E 点发生全反射，其传播路径与绿色光线的路径相同，传播时间比绿色光线长，故D 正确。 故选AD。 11. 在同一均匀介质中，有A、B 两列孤立波相向传播，波速大小相同，振幅分别为A1、A2，某时刻的波 形和位置如图所示，则下列说法正确的有（ ） A. 波A 的周期与波B 的周期之比为1：2 B. 两列波在传播到x=6.5m 处开始相遇 C. x=6.5m 的质点在振动过程中振幅为A1+A2 D. x=7m 的质点在振动过程中振幅为A1+A2 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由于波A 与波B 的波长之比为1：2，又波速相同，根据 因此波A 的周期与波B 的周期之比为1：2，A 正确； B．由于波速相同，可知两列波在传播到x=6.5m 处开始相遇，B 正确； CD．两列波振幅相遇的位置为x=7m 处，该处的振幅为A1+A2，C 错误，D 正确。 故选ABD。 12. 如图所示，一轻弹簧直立于水平面上，弹簧处于原长时上端在O 点，将一质量为M 的物块甲轻放在弹 簧上端，物块下降到A 点时速度最大，下降到最低点B 时加速度大小为g，O、B 间距为h.换用另一质量m 的物块乙，从距O 点高为h 的C 点静止释放，也刚好将弹簧压缩到B 点，不计空气阻力，弹簧始终在弹性 限度内，重力加速度大小为g，则 A. 弹簧的最大弹性势能为Mgh B. 乙的最大速度为 C. 乙在B 点的加速度大小为2g D. 乙运动到O 点下方 处速度最大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对于物块甲的过程，根据能量守恒可知，弹簧压缩到B 点时的弹性势能等于甲的重力势能的 变化即Mgh，物块乙也刚好将弹簧压缩到B 点，所以弹簧最大弹性势能为Mgh，故A 正确； B．当乙下落到O 点时，根据动能定理 解得 此时开始压缩弹簧，但弹簧弹力为零，所以物体将继续加速直到弹力等于重力时速度达到最大，所以乙的 最大速度大于 ，故B 错误； C．根据能量守恒有 则 在B 点对M 根据牛顿第二定律有 对m 根据牛顿第二定律有 联立以上各式可得 a=3g 故C 错误； D．设弹簧劲度系数为k，在最低点有 kh=2Mg=4mg 即 可得乙运动到O 点下方 处速度最大，故D 正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（共 58 分） 二、实验题（本题共2 小题，每空2 分，共计16 分） 13. 某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。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在测量某单色光的波长时，所得图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A 的中 心，测量头游标卡尺的示数如图丙所示，读数为___________mm。 ②若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1 条亮条纹中心到第n 条亮条纹中心之间的距离为 ∆x，则单色光的波长的表达式λ=___________。 【答案】 ①. 11.4 . ② 【解析】 【详解】①[1]读数为 ②[2]两条亮纹间的距离为 ，根据 可得单色光的波长 14. 根据单摆周期公式可以通过实验测量当地的重力加速度。如图所示，将细线的上端固定在铁架台上， 下端系一小钢球，就做成了单摆。 ①以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是___________。 A.摆线要选择细些的、长度不可改变、并且尽量长一些的 B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的 C.为了使摆的周期大一些以方便测量，拉开摆球使摆线相距平衡位置有较大的角度 D.拉开摆球使摆线偏离平衡位置不大于5o，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时， 此时间间隔Δt 即为单摆周期T ②如果某同学测得的g 值偏小，可能的原因是___________。 A.误将摆线长当作摆长 B.实验中误将29 次全振动计为30 次 C.摆动过程中悬挂点松动了 【答案】 ①. AB . ②AC 【解析】 【详解】①[1] A．摆线要选择细些以减小摆线质量和空气阻力、长度不可改变从而使摆长不变、并且尽量 长一些的，以增加振动周期容易测量，A 正确； B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的，以减少空气阻力，B 正确； C．如果摆线距平衡位置有较大的角度，单摆不能看成简谐振动，将会产生较大的误差，C 错误； D．为了准确测量振动周期，应该在摆球稳定振动后，在最低点开始计时，计算30 或50 个周期，从而准 确算出单摆的振动周期，D 错误。 故选AB。 ②[2]单摆的振动周期公式 可得 A．若误将摆线长当作摆长，则测得的摆长偏小，从而测得的单摆的振动周期偏小，A 正确； B．若实验中误将29 次全振动计为30 次，则测得的单摆的振动周期偏小，从而测得的单摆的振动周期偏 大，B 错误； C．如果摆动过程中悬挂点松动了，则测得的摆长偏小，从而测得的单摆的振动周期偏小。C 正确。 故选AC。 15. 在“探究小灯泡伏安特性曲线”的实验中，某实验小组选用标有“2.5V，0.6A”规格的小灯泡，除开关 S、导线外，还有下列器材可供选用： A.电压表（量程0~3V，内阻约为3kΩ） B.电压表（量程0~10V，内阻约为10kΩ） C.电流表（0~100mA，内阻约为30Ω） D.电流表（0~0.6A，内阻约为1Ω） E.电源（电动势3V，内阻不计） F.滑动变阻器R（阻值范围0~5Ω，额定电流2A） （1）为使测量尽量准确，电压表选用___________，电流表选用___________，（填器材前的字母代号） （2）在方框中画出实验电路图。___________ （3）该实验小组得到小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。将小灯泡接入如图乙所示的电路中，已知电源 的电动势E=4.5V，内阻r=4.4Ω。调节电阻箱R0的阻值，使电阻箱R0消耗的电功率是小灯泡的两倍，则此 时电阻箱阻值应调到___________Ω。（结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. A . ②D . ③ . ④4.2##4.3##4.4 【解析】 【详解】（1）[1][2] 灯泡“2.5V，0.6A”规格，则选量程0~3V 电压表，即A。选量程0~0.6A 电流表，即 D （2）[3] 电流表内阻和小灯泡的内阻相接近，故采用电流表外接法，要求小灯泡两端的电压从零开始，所 以采用滑动变阻器的分压接法。电路图如图 （3）[4] 小灯泡和电阻箱串联，电阻箱R0消耗的电功率是小灯泡的两倍，所以电阻箱接入的阻值为小灯泡 的二倍，设小灯泡两端的电压为U，则 整理得 在小灯泡的伏安特性曲线中做出对应图像，如图 与图像的交点可知， ， ，则电阻箱接入的阻值为 三、解答题（共4 题，总分42 分） 16. 如图所示，折射率n=2.半径为R 的透明球体固定在水平地面上，O 为球心，球内底部A 点有一点光源， 过透明球体的顶点B 有一足够大的水平光屏，不考虑光在透明球体中的反射影响，已知光在真空中速度为 c，试求: ①光在透明球体内传播的 速度大小; ②光屏上被光照亮的 面积大小。 【答案】①0.5c；② 【解析】 【详解】①根据 可得光在透明介质中传播速度为0.5c； ②设从A 点发出的光线射到C 点时发生全反射．则 则临界角 由几何关系可知光屏上光照最大半径为 则面积 17. 如图所示，一列简谐横波沿x 轴传播，t1=0.2s 时刻的波形如图中实线所示，t2=0.5s 时刻的波形如图中虚 线所示。 （1）若简谐横波沿x 轴正方向传播，求该波可能的周期T 和可能的速度v； （2）若简谐横波沿x 轴负方向传播，且T<0.3s<2T，求该波的波速大小v0。 【答案】（1） （ 0，1，2……）， （ 0，1，2……）；（2） 【解析】 【详解】（1）由图可得简谐横波的波长为 m 简谐横波沿x 轴正方向传播，则 （ 0，1，2……） 解得 （ 0，1，2……） 简谐横波的传播速度为 解得 （ 0，1，2……） （2）简谐横波沿x 轴负方向传播，则 （ 0，1，2……） 又 所以 解得 简谐横波的传播速度为 解得 18. 如图所示，高为 ，横截面积为 的导热气缸内有一不规则物体，厚度不计的轻质活塞封闭了一定质量 的理想气体，活塞正好在气缸的顶部。在活塞上放置质量为 的物体后，活塞缓慢下移，并静止在与缸底 的间距为 的高度。已知外界大气压强 ，忽略缸内气体温度的变化，不计活塞和气缸的摩擦， 重力加速度为 。求： （1）不规则物体的体积 ； （2）缸内气体向外界放出的热量 。 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【详解】（1）放置重物后，假设缸内气体的压强为 ，根据受力平衡可得 解得 根据玻意耳定律可得 解得 （2）外界对气体做功为 根据热力学第一定律可得 又 解得气体向外界放出的热量为 19. 如图，单色平行光束以 入射到半径为R 的半圆形玻璃砖与空气的界面，发现玻璃砖圆弧面上有 光线射出部分圆弧所对应的圆心角 为90°，不考虑圆弧面上的反射光线，求： （1）求玻璃砖对该单色光的折射率n； （2）若从界面A 点（图中未标出）入射的光线在玻璃砖中运动的时间最长，求光线在玻璃砖中运动的最 长时间。 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【详解】（1）经下表面折射后，射入玻璃砖内的光线是一组平行光，而M、N 两点恰好为临界状态，如图 可知 因此折射率 （2）从圆心正上方射出的光线，在玻璃砖中运动的时间最长，由光的折射定律可知 可得 则最长光线的长度 因此光线在玻璃砖中运动的最长时间