高級中學名校試卷PAGEPAGE12024年云學名校聯盟高二年級4月期中聯考物理試卷B一、選擇題：本大題共10小題，共46分．第1～7題，每小題4分，只有一項符合題目要求，錯選、多選或未選均不得分，第8～10題，每小題6分，有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不選的得0分．1.汽車尾燈都是紅色的，一個重要的原因是紅光在大霧天氣能被更遠處的人看見，這是因為（）A.紅光比其它色光頻率更高，更容易沿直線傳播B.紅光比其它色光折射率更大，折射光路彎折更大C.紅光比其它色光波長更長，更容易發生明顯衍射D.紅光比其它色光波長更長，波長長才能發生衍射〖答案〗C〖解析〗紅光比其它色光波長更長，頻率更低，折射率更小，更容易發生明顯衍射，因此能夠繞過霧氣傳播更遠的距離，發生明顯衍射的條件是波長大于等于障礙物尺寸即可。故選C。2.克勞修斯用統計方法計算出常溫下氣體分子熱運動的平均速率為幾百米每秒后，立即就有人提出反駁說，如果氣體分子運動真的這么快，為什么在房子里打開香水瓶的蓋子后，要等幾秒才能聞到香水的氣味？下列關于這個問題的回答中，你認為正確的是（）A.克勞修斯的計算結果是錯的，常溫下氣體分子熱運動的平均速率只有一米每秒左右B.氣體分子運動能夠達到幾百米每秒的實際上只是極少數，盡管這些極少數香水分子能夠立即到達房間的其他位置，但因為數量太少，一時不足以引起明顯的嗅覺反應C.盡管揮發出來的香水分子都能在0.01s左右的時間內到達房間各處，但香水揮發很慢，不經歷足夠長的時間，空氣中香水分子濃度就不夠高，一時不足以引起明顯的嗅覺反應D.房子里空氣分子數量極大，分子間存在著頻繁的碰撞，使得香水分子需要經歷極為曲折的路徑才能從香水瓶口運動到房子中的其他位置〖答案〗D〖解析〗AB．常溫下氣體分子熱運動的平均速率為幾百米每秒，且大多數分子的速率在幾百米每秒區間，極少數分子速率很大或很小，呈現“兩頭少、中間多”的分布特征，AB錯誤；CD．盡管大多數香水分子速率在幾百米每秒區間，但房子里空氣分子數量極大，分子間存在著頻繁的碰撞，使得香水分子需要經歷極為曲折的路徑才能從香水瓶口運動到房子中的其他位置，幾乎不可能有香水分子能夠毫無障礙的勻速運動到房子中其他離香水瓶較遠的位置，故C錯誤，D正確。故選D。3.1905年，愛因斯坦發表的以分子動理論為基礎定量解釋布朗運動規律的論文中有兩個重要的結論：①達到熱平衡后，懸浮固體顆粒的平均動能等于液體分子熱運動的平均平動動能；②經過時間t，懸浮固體顆粒離開初始位置的位移的平方的平均值，其中k為玻爾茲曼常量，T為液體的絕對溫度，η為液體的黏滯系數，r為球形固體顆粒的半徑．則下列關于布朗運動的說法中正確的是（）A.由結論①可知，布朗運動就是液體分子的熱運動B.由結論①可知，溫度越高，懸浮固體顆粒的平均動能越大C.由結論②可知，懸浮固體顆粒離開初始位置的位移與時間成正比D.由結論②可知，懸浮固體顆粒越小，液體越粘稠，布朗運動越明顯〖答案〗B〖解析〗A．布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的運動，故A錯誤；B．溫度越高，液體分子熱運動的平均平動動能越大，而懸浮固體顆粒的平均動能等于液體分子熱運動的平均平動動能，故B正確；C．，而不是，故C錯誤；D．由可知，懸浮固體顆粒半徑r越小，液體黏滯系數η越小，即液體越稀薄，布朗運動越明顯，故D錯誤。故選B。4.如圖所示為電磁打點計時器的部分結構示意圖，它由底板、勵磁線圈、永磁體和帶有打點振針的振動片等組成．當線圈中通以6～8V、50Hz的交變電流時，電流的磁場使振動片磁化，其右端就會在永磁體的磁場中上下振動，從而使振針在拖動的紙帶上打出點跡．下列關于電磁打點計時器的說法中正確的是（）A.當線圈中通有如圖所示方向的電流時，振動片右側受到向上的磁場力B.接通電源后，振動片就立即以其固有頻率持續穩定的振動C.在允許的范圍內增大電源電壓時，會增大振針的打點頻率D.斷開打點計時器電源的瞬間，振動片立即停止振動〖答案〗A〖解析〗A．當線圈中通有如圖所示方向的電流時，由安培定則可知，線圈左邊為N極、右邊為S極，即磁化后振動片右側為S極，其受磁場力與永磁體在該處產生的磁場方向相反，即向上，故A正確；C．增大電源電壓而不改變電源頻率時，只會增大振針的振動幅度，而不會改變振動片做受迫振動的頻率，故C錯誤；D．斷開電源后，振動片做阻尼振動，振幅會逐漸減小，直至停止，故D錯誤。故選A。5.如圖所示為庫侖電擺實驗裝置示意圖，其中G為用四根玻璃棒支撐起的帶電大銅球，C為蟲膠制作的輕質細桿，用單根蠶絲S懸掛在與銅球球心等高處，細桿左端貼有金屬箔片并使其帶上與銅球異號的電荷，然后使細桿繞懸絲擺動起來，改變箔片與銅球球心的距離r，測量不同情況下電擺的擺動周期T．庫侖設想，如果異種電荷之間相互作用力與萬有引力類似——滿足平方反比規律，則T與r的關系，應和不同海拔高度處的單擺周期與單擺到地心的距離之間具有相同的規律，實驗結果證實了他的猜想．關于庫侖所采用的思維方法和實驗結果，你認為正確的是（）A.微元累加法 B.等效替代法C.T與r成正比 D.T與成正比〖答案〗C〖解析〗AB．庫侖用的是類比法，故AB錯誤；CD．聯立和，有故C正確、D錯誤故選C。6.如圖所示，真空中，折射率為的半圓形玻璃磚底面AB與折射率為的矩形玻璃磚上表面EF平行放置，兩者間距為d，一細束單色光沿半徑方向射入半圓形玻璃磚，經折射后進入矩形玻璃磚，AB面上的入射角、EF面上的折射角分別為和，則下列說法中正確的是（）A.若，則有B.保持d不變，逐漸增大，則逐漸增大C.保持不變，逐漸減小d，則逐漸減小D.若，，時，則這束光有可能無法進入矩形玻璃磚〖答案〗D〖解析〗A．設經AB折射后的折射角為，則由折射定律，有兩式聯立，有若，則有，故A錯誤；BC．因為不隨或d的變化而變化，故BC錯誤；D．若，則，即這束光在兩介質的分界面上發生全反射，此時的為臨界角，故時，則這束光無法進入矩形玻璃磚，D正確。故選D。7.在某次軍事演習中，一輛坦克以速度在水平路面上緩慢前進，坦克（連同炮彈）質量為M，現坦克水平向后發射一枚質量為m的炮彈，炮彈離開炮筒時相對坦克的速度大小為u，設發射炮彈后坦克速度增加為v，此過程中因為發射炮彈而多消耗的能量為E，不計一切阻力，則（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗AB．發完炮彈后，坦克剩下總質量為，炮彈對地的速度為，則由動量守恒，有解得故A正確，B錯誤；CD．此過程中因為發射炮彈而多消耗的能量為故CD錯誤。故選A。8.有些核反應堆里要讓中子與原子核碰撞，以便把中子的速率降下來，包含這種原子核的物質被稱作慢化劑，常用的慢化劑有重水（核）和石墨（核），若視被碰原子核在碰前是靜止的，且視中子與原子核的碰撞為彈性正碰，則對這兩種慢化過程的說法中正確的有（）A.與原子核碰撞后，中子速度均會反向B.與原子核碰撞后，中子速度改變相同C.與核碰撞后，中子速率改變更大D.與核碰撞后，中子速率改變更大〖答案〗AD〖解析〗A．設中子質量為m，原子核質量為M，則有由和可得故與原子核碰撞后，中子速度均會反向，故A正確；B．中子速度的變化量為故M不同時，中子速度的改變不同，故B錯誤；CD．中子速率的改變量為故被碰原子核質量M越小，越大，故C錯誤，D正確。故選AD。9.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為，沿波的傳播方向有平衡位置相距的兩個質點P、Q；時刻波的圖像如圖所示，此時質點P偏離平衡位置的位移為。則下列選項中正確的有（）A.這列波的周期B.時刻，質點P速度方向向上C.時刻，質點Q可能處在a位置D.時刻，兩質點P、Q偏離各自平衡位置的位移大小相同〖答案〗AB〖解析〗A．由題圖可知故由可知波的周期為A正確；B．波向右傳播，故由同側法可知時刻，質點P向上振動，B正確；C．PQ間相位差為而由有故則C錯誤；D．由波的相位增加即此時P質點位移為振動方向向下Q質點位移為振動方向向下，D錯誤。故選AB。10.利用邁克耳遜干涉儀測定氣體折射率光路如圖所示，為兩塊完全相同、平行放置的玻璃板，為兩個長度均為d的完全相同的玻璃管，從光源S發出一束頻率為f的單色光，經過的反射和折射后沿的軸線射向．測量時，先將兩管抽空，然后將氣體徐徐充入一管中，在E處觀察干涉條紋的變化，即可測得該氣體的折射率．已知真空中的光速為c，則下列說法中正確的有（）A.該單色光在折射率為n的氣體中的波長為B.經反射和折射的光，最終在E處一定沿同一方向射出C.中均未充入氣體時，在E處將觀察到亮條紋D.某次測量時，將待測氣體充入管中，從開始進氣到到達標準狀態的過程中，在E處恰好看到共移過N條干涉亮紋，則該氣體在標準狀態下對該單色光的折射率為〖答案〗BCD〖解析〗A．該單色光在折射率為n的氣體中的波速為故故A錯誤；B．根據反射定律和折射定律，可得經反射和折射的光，最終在E處一定沿同一方向射出，B正確；C．中均未充入氣體時，兩列光波從S到E的波程差為0，兩列光波發生相長干涉，故將觀察到亮條紋，C正確；D．待測氣體充入管中后，經管的光到達E處的時間增長其中，相對經管到達E處的光，其相位滯后其中T為光波的周期，聯立得隨著充氣量的增加，n逐漸增大，逐漸增加，則在E處恰好看到共移過N條干涉亮紋時，有聯立解得D正確。故選BCD。二、非選擇題：本大題共5小題，共54分．第11題6分，第12題10分，第13題10分，第14題12分，第15題16分．其中13～15題解答時要求寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，若只有最后〖答案〗而無演算過程的不得分；有數值計算時，〖答案〗中必須明確寫出數值和單位．11.“用油膜法估測油酸分子大小”的實驗中，我們用純油酸的體積V除以油酸在水面上展開的油膜面積S來估算油膜分子的直徑，這就需要使油酸在淺盤中的水面上能充分展開以形成______；為了實現這一點，實驗采用了兩個方面的措施：其一，將油酸在酒精中按一定濃度進行______，其二，用注射器向水面上滴1滴配制好的酒精油酸溶液，使其充分展開。為了測量1滴酒精油酸溶液的體積，本實驗采取了與下列實驗中______實驗相似的方法．A．卡文迪什扭秤實驗——在石英絲下端倒掛的T型架的豎直部分裝一面小平面鏡，將射來光線反射到遠處的刻度尺上，利用反射光點在刻度尺上移動的距離求出石英絲扭轉的角度，進而求得引力的大小B．用傳感器觀察電容器的放電過程實驗——用電流傳感器測量電容器的放電電流隨時間變化的I-t圖像，然后數出圖線下方的方格數，乘以每個方格的面積，得到電容器在全部放電過程中釋放的電荷量C．金屬絲電阻率的測量實驗——將金屬絲單層密繞在鉛筆上并數出纏繞的匝數，用刻度尺測量出總寬度，再除以匝數，得到金屬絲的直徑〖答案〗單分子油膜稀釋C〖解析〗[1][2]本實驗運用理想模型的方法，即需要使油酸在淺盤中的水面上能充分展開以形成單分子油膜，需將油酸在酒精中按一定濃度進行稀釋；[3]A．實驗采用的方法是幾何放大——將石英絲扭轉的小角度通過光的反射和光的直線傳播，放大為光點在刻度尺上的位移，故A錯誤；B．實驗采用的是微元累加法，相對“油膜法測分子大小的實驗”少了再取算術平均值的步驟，故B錯誤；C．和“油膜法測分子大小的實驗”采用了完全相同的方法——累加求和再取算術平均值，故C正確。故選C。12.如圖甲所示為一種擺式摩擦因數測量儀，它可測量輪胎與地面間的動摩擦因數，其主要部件有：底部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的細桿。擺錘的質量為m，細桿可繞轉軸O在豎直平面內自由轉動，擺錘重心到O點距離為L。測量時，測量儀固定于水平地面，將擺錘從與O等高的位置處由靜止釋放．擺錘下擺到最低點附近時，橡膠片緊壓地面擦過一小段距離，之后繼續擺至與豎直方向成θ角的最高位置。若某次測量過程中，測得，傳感器（連接計算機，未畫出）測得擺錘對地面的壓力隨時間t的變化規律如圖乙所示。已知重力加速度為。（1）擺錘與地面接觸前瞬間的動量大小為______kg·m/s，擺錘離開地面后瞬間的動量大小為______kg·m/s（保留三位有效數字）；（2）擺錘與地面接觸擠壓的時間內，擺錘對地面的壓力的沖量大小約為______N·S；（3）橡膠片與地面之間的動摩擦因數為______；（4）關于本實驗的誤差來源，你認為有_______（至少寫一條）。〖答案〗（1）11278.4（2）40（3）0.84（4）見〖解析〗〖解析〗（1）[1][2]由機械能守恒可知，擺錘與地面接觸前瞬間的速度大小為擺錘離開地面后瞬間的速度大小為故擺錘與地面接觸前后的動量大小分別為（2）圖乙中圖線與橫軸所圍面積約為10個格子的面積，故擺錘對地面的壓力的沖量大小約為（3）對擺錘，由水平方向的動量定理解得（4）引起實驗誤差的可能原因有：細桿質量相對擺錘質量不夠小，不可忽略，故細桿重力勢能減小、動能增加；轉軸處摩擦不太小，會引起摩擦損耗；擺錘在最低點運動了一段距離，這段距離不能視為一個點；這三個因素都對最低點速度大小的計算構成影響。坐標紙格子較大，導致數格子數目來計算壓力的沖量時誤差較大。13.請完成如下兩個相關聯的小題：（1）如圖甲所示，一個質量為m的物體以恒定的角速度ω繞O點做半徑為R的勻速圓周運動，試證明該物體在x軸上的投影的運動是簡諧運動，并指出這個簡諧運動的振幅A和周期T各為多少；（2）天文觀測發現，宇宙中存在一些雙星系統，其運動規律很特別——兩個天體時而重合，時而分開，如圖乙所示；兩個天體偏離重合位置的位移隨時間變化的規律都是正余弦曲線，如圖丙所示。天文學家推測，這樣的系統實際上是由兩個繞著二者連線上某點做勻速圓周運動的天體組成的，但地球正好和這個雙星系統的圓周軌道處在同一平面上，所以從地球一側只能觀測到它們的投影運動（即“視運動”）。若已知、T和萬有引力常量G，試根據天文學家設想，利用第（1）小題的結論，求天體1的質量。〖答案〗（1）證明見〖解析〗，、；（2）〖解析〗（1）該物體在x軸方向的投影偏離O點的位移為即x隨時間t做正弦規律變化，所以該物體在x軸方向的投影的運動是振幅為、周期、初相位φ為的簡諧運動；（2）設天體1的質量為，天體2的質量為，由題意可知，兩天體的距離為，天體2的軌道半徑為，由萬有引力定律和牛頓第二定律，有解得14.小明為多普勒效應的理解問題而請教他的物理老師，老師就給他出了一道勻速直線運動的題目讓他思考，他輕松做完了這道題目，從此不再困惑。請你也嘗試做一做這道題目：如圖（b）所示，聲源S在x軸上運動，S相繼向右側觀察者A發出兩個脈沖信號（如圖（a）所示），兩脈沖信號間的時間間隔為T。已知空氣中聲音傳播的速度大小為v，不考慮空氣的流動，試計算如下兩種情況中A接收到的兩個脈沖信號間的時間間隔T'，并比較與的大小關系。（設T遠大于單個脈沖的持續時間，且遠小于信號在空間傳播的時間）（1）聲源S靜止，觀察者A以大小為的速度沿x正方向軸運動（）；（2）聲源S、觀察者A分別以大小為、的速度沿x軸正方向運動。（）。〖答案〗（1），；（2），見〖解析〗〖解析〗（1）設兩個脈沖信號從波源S發出后分別經時間到達觀察者A，則有且聯立解得頻率為故解法二：兩脈沖信號都發出后的間距為選觀察者A為參考系，兩信號脈沖的相對速度為則兩信號脈沖到達觀察者A的時間間隔滿足即有解得（2）兩個脈沖信號從波源S發出后分別經時間到達觀察者A，則有且聯立解得，則當時，；當時，；當時，。解法二：波源S、觀察者A均沿x軸正方向運動時，兩脈沖信號都發出后的間距為選觀察者A為參考系，兩信號脈沖的相對速度為則兩信號脈沖到達觀察者A時間間隔滿足即有解得15.如圖所示，傾角為的粗糙斜面底端固定有一勁度系數為的輕質彈簧，彈簧上端連接一質量為的滑塊B而處于靜止狀態，此時彈簧處于壓縮