江苏徐州市一中2019-2020高二物理下学期开学收心检测试题（Word版有答案）

绝密★启用前 2019～2020 学年度高二年级第二学期开学收心检测 物 理 注意事项： 2020. 4 1．测试范围为选修 3－3 热学（除去饱和气压，相对湿度，熵）、选修3－4 机械振动与机械波、 选修 3－4 光学（部分内容：第 1 节 光的反射和折射、第 2 节 全反射）。 2．本卷试题及答案共 8 页，包括单项选择题（第 1 题～第 8 题，共 24 分）、多项选择题（第 9 题～第 12 题，共 16 分）、非选择题（第 13 题～第 18 题，共 60 分），满分 100 分。考试 时间 90 分钟。 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是 符合题目要求的。 1．分子力 F、分子势能 Ep 与分子间距离 r 的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子 势能 Ep＝0）．下列说法正确的是 A．乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线 B．当 r＝r0 时，分子势能为零 C．随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大 D．在 r＜r0 阶段，分子力减小时，分子势能有可能增大 2．如下图所示，水平放置的封闭绝热汽缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的 a、b 两部分．已 知 a 部分气体为 1 mol 氧气，b 部分气体为 2 mol 氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气 体．解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为 Va、Vb，温度分别为 Ta、Tb．下列说法正确的是 A．Va＞Vb，Ta＞Tb B．Va＞Vb，Ta＜Tb C．Va＜Vb，Ta＜Tb D．Va＜Vb，Ta＞Tb 3．下列说法不正确的是 A．当一定量的气体吸热时，其内能可能减小 B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体都没有固定的熔点 C．一定量的理想气体在等温变化的过程中，随着体积减小，气体压强增大 D．已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可估算出该气体分子间的平均距离 4．如图为一简易恒温控制装置，一根足够长的玻璃管竖直放置在水槽 中， 玻璃管内装有一段长 L＝4 cm 的水银柱，水银柱下方封闭有一定 质 量的理想气体（气体始终处在恒温装置中且均匀受热）．开始时， 开 关 S 断开，水温为 27 ℃，水银柱下方空气柱的长度为 L0＝20 cm， 电 路中的 A、B 部分恰好处于水银柱的正中央．闭合开关 S 后，电热丝 对 水缓慢加热使管内气体温度升高；当水银柱最下端恰好上升到 A、B 处 时，电路自动断开，电热丝停止加热．大气压强 p0＝76 cmHg．则水温为多少时电路自动断开 A．320 K B．340 K C．330 K D．333 K 5．某一列沿 x 轴传播的简谐横波，在 t＝T 4时刻的波形图如图所示，P、Q 为介质中的两质点，质点 P 正在向动能增大的方向运动．下列说法正确的是A．波沿 x 轴正方向传播 B．t＝T 4时刻，Q 比 P 的速度大 C．t＝3T 4 时刻，Q 到达平衡位置 D．t＝3T 4 时刻，P 向 y 轴正方向运动 6．如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中．某种单色光在介质中传输，经过 多次全反射后从右端射出．若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角 2θ 出射，则此介质 的折射率为 A． 1＋sin 2θ B． 1＋sin2 θ C． 1＋cos 2θ D． 1＋cos2 θ 7．一列简谐横波沿 x 轴正向传播，振幅为 4 cm，周期为 T＝6 s．已知在 t＝0 时刻，质点 a 坐标为 (5 cm，－2 cm)，沿 y 轴正向运动，质点 b 坐标为(15 cm，2 cm)，沿 y 轴负向运动，如图所 示．下列说法正确的是 A．a、b 两质点可以同时在波峰 B．该列简谐横波波长可能为 10 cm C．在 t＝0.5 s 时刻质点 a 的位移为 0 D．当质点 b 在波谷时，质点 a 不一定在波峰 8．一只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示），其筒内体积为 V0，现将它与另一只容积为 V 的容器相连接，容器内的空气压强为 p0，当分别作为打气筒和抽 气筒时，活塞工作 n 次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为（大气压强为 p0） A．np0，1 n p0 B．nV0 V p0，V0 nV p0 C． ， D． ， 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选 对得 4 分，选对但不全得 2 分，有选错的得 0 分。 9．下列说法正确的是 A．一定量的 0℃的水结成 0℃的冰，内能一定减小 B．布朗微粒做无规则运动是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果 C．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性 D．若附着层的液体分子比液体内部的分子分布稀疏，则液体和固体之间表现为浸润 10．回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约 50 K．某台回热式制冷机工作时，一定量的氦气 （可视为理想气体）缓慢经历如图 1 所示的四个过程：已知状态 A 和 B 的温度均为 27 ℃，状 态 C 和 D 的温度均为－133 ℃，下列判断正确的是 0 01 pV V n      + 0 01 pV V n      + 0 01 pV nV      + 0 0 pVV V n       +A．气体由状态 A 到 B 过程，温度先升高后降低 B．气体由状态 B 到 C 过程，内能保持不变 C．气体由状态 C 到 D 过程，分子间的平均间距减小 D．气体由状态 C 到 D 过程，气体对外做功 11．如图所示，足够长的平行玻璃砖厚度为 d，底面镀有反光膜 CD，反光膜厚度不计，一束光线以 45°的入射角由 A 点入射，经底面反光膜反射后，从顶面 B 点射出（B 点图中未画出）．已知该 光线在玻璃砖中的传播速度为 2 2 c，c 为光在真空中的传播速度，则 A．平行玻璃砖的折射率为 2 B．入射点 A 与出射点 B 之间的距离为2 3d 3 C．平行玻璃砖的全反射临界角为 30° D．为了使从 A 点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜 CD 长度至少 2d 12．如图所示，S1 为振源，由平衡位置开始上下振动，产生一列简谐横波沿 S1S2 直线传播，S1、S2 两点之间的距离为 9 m．S2 点的左侧为一种介质，右侧为另一种介质，波在这两种介质中传播 的速度之比为 3∶4．某时刻波正好传到 S2 右侧 7 m 处，且 S1、S2 均在波峰位置．则 A．波在 S2 左侧的周期比在右侧时大 B．S2 开始振动时方向可能向下也可能向上 C．左侧的波长为 λ1＝ 3 2n＋1 m（n＝1，2，3，4…） D．右侧的波长为 λ2＝ 28 n＋1 m（n＝1，2，3，4…） 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．（6 分）“用油膜法估测分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向体积为 1 mL 的油酸中加入酒精，配制一定浓度的油酸酒精溶液； ②向注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入 100 滴时， 测得其体积恰好是 1 mL； ③向边长为 30～40 cm 的浅盘里倒入 2 cm 深的水，然后将痱子粉均 匀撒在水面上； ④用注射器往水面滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将 事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形 状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范 围内小方格的个数 N，小方格的边长 a＝20 nm． 根据以上信息，回答下列问题： 油酸薄膜的面积约为_________mm2；若测得油酸分子的直径约为 4×10－10 m，一滴油酸酒精溶 液中纯油酸的体积为_________mL；由此可知，油酸酒精溶液的浓度为__________%（结果均 保留两位有效数字）．14．（10 分） （1）在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，取一块半圆形玻璃砖， O 点为圆心，一束红色激光从左侧圆面对准圆心 O 进入玻璃砖， 最初入射光线垂直于玻璃砖右侧平面，如图中实线所示．保持入 射光方向和 O 点位置不变，让玻璃砖绕 O 点沿逆时针方向缓慢 旋转，当转过 θ 角时（图中虚线位置），折射光线消失．则玻璃 对红光的折射率 n＝_________；已知绿光的折射率大于红光的 折射率，若换绿色激光重复上述实验，则折射光线消失时，玻璃砖转过的角度 θ′_____θ （填“＞”、“＝”或“＜”）． （2）有两组同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自利用先进的 DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期 T 与摆长 L 的关系”． ①以下对实验的几点建议中，有利于提高测量结果精确度的是________； A．实验中适当加长摆线 B．单摆偏离平衡位置的角度大一些 C．当单摆经过最大位移处开始计时 D．测量多组周期 T 和摆长 L，作 T2－L 关系图像来处理数据 ②他们交换了实验数据，并由计算机绘制了 T2－L 图像，如图甲所示．去北京大学的同学 所测实验结果对应的曲线是________（填“A”或“B”）； ③在南京大学做探究的同学还利用计算机绘制了当地两种单摆的振动图象（如图乙），由图 可知，两单摆摆长之比 ＝________． 15．（10 分）如图所示，按下压水器，能够把一定量的外界空气，经单向进气口压 入密闭水桶内．开始时桶内气体的体积 V0＝8.0 L．出水管竖直部分内外液面 相平，出水口与大气相通且与桶内水面的高度差 h1＝0.20 m．出水管内水的体 积忽略不计，水桶的横截面积 S＝0.08 m2．现压入空气，缓慢流出了 V1＝2.0 L 水．求压入的空气在外界时的体积 ΔV 为多少？已知水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m3，外界大气压强 p0＝1.0×105 Pa，取重力加速度大小 g＝10 m/s2，设整个 过程中气体可视为理想气体，温度保持不变． 16．（10 分）如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”（图中 O 点），然后用横截面为等边三角形 ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记 位于 AC 边上．D 位于 AB 边上，过 D 点作 AC 边的垂线交 AC 于 F．该同 学在 D 点正上方向下顺着直线 DF 的方向观察．恰好可以看到小标记的 像；过 O 点作 AB 边的垂线交直线 DF 于 E；DE＝2 cm，EF＝1 cm．求三棱 镜的折射率．（不考虑光线在三棱镜中的反射） b a L L17．（10 分）如图所示，一个长方形汽缸放置于水平地面上，左右侧壁光滑且绝热，底 面面积为 S＝20 cm2 且导热良好，质量为 m＝2 kg 且绝热的活塞下方封闭了一定 量的理想气体，稳定时气柱长度为 h＝20 cm．现在在活塞上放一个物块（未画出）， 待系统再次稳定后，活塞下方的气柱长度变为 h′＝10 cm，已知大气压强始终为 p0 ＝1×105 Pa，重力加速度 g＝10 m/s2，一切摩擦阻力不计、汽缸气密性良好且外界 环境温度保持不变．求： （1）活塞上所放物块的质量 M； （2）第一次稳定到第二次稳定过程中从底部发生热交换的情况． 18．（14 分）如图所示，一劲度系数为 k 的轻弹簧的上端固定，下端与小球相连接，小球的质量为 m，小球静止于 O 点．现将小球拉到 O 点下方距离为 A 的位置，由静止释放，此后运动过程中 始终未超过弹簧的弹性限度．规定平衡位置处为重力势能和弹簧弹性势能的零点．以平衡位置 O 为坐标原点建立如图所示的竖直向下的一维坐标系 Ox．忽略空气阻力的影响． （1）从运动与相互作用观点出发，解决以下问题： ①求小球处于平衡状态时弹簧相对原长的伸长量 s； ②证明小球做简谐运动； （2）从教科书中我们明白了由 v－t 图象求直线运动位移的思想和方法；从机械能的 学习，我们理解了重力做功的特点并进而引入重力势能，由此可以得到重力做 功与重力势能变化量之间的关系。图象法和比较法是研究物理问题的重要方 法，请你借鉴此方法，从功与能量的观点出发，解决以下问题： ①小球运动过程中，小球相对平衡位置的位移为 x 时，证明系统具有的重力势 能 EpG 和弹性势能 Ep 弹的总和 Ep 的表达式为 Ep＝1 2kx2； ②求小球在振动过程中，运动到平衡位置 O 点下方距离为 1 2A 时的动能 Ek．并 根据小球运动过程中速度 v 与相对平衡位置的位移 x 的关系式，画出小球运动的全过程 中速度随振动位移变化的 v－x 图象．2019～2020 学年度高二年级第二学期开学收心检测 物 理 参考答案与评分标准 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有 一项是符合题目要求的。 1．A 2．D 3．B 4．C 5．D 6．B 7．C 8．D 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求， 全部选对得 4 分，选对但不全得 2 分，有选错的得 0 分。 9．AC 10．AD 11．ABD 12．BC 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．4.2×104；1.7×10－5；0.17 14．（1） ；＜ （2）AD；B； 15．设流出 2.0 L 水后，液面下降 Δh，则 Δh＝V1 S 此时，瓶中气体压强 p2＝p0＋ρg(h1＋Δh)， 体积 V2＝V0＋V1 设瓶中气体在外界压强下的体积为 V′， 由玻意耳定律可知 p2V2＝p0V′ 初始状态瓶中气体压强为 p0，体积为 V0，故 ΔV＝V′－V0 解得 ΔV＝2.225 L． 16．过 D 点作 AB 边的法线 NN′，连接 OD， 则∠ODN＝α 为 O 点发出的光线在 D 点的入射角； 设该光线在 D 点的折射角为 β，如图所示. 根据折射定律有 nsin α＝sin β①，式中 n 为三棱镜的折射率 由几何关系可知∠β＝60°②；∠EOF＝30°③ 在△OEF 中有 EF＝OEsin ∠EOF④ 由③④式和题给条件得 OE＝2 cm⑤ 根据题给条件可知，△OED 为等腰三角形，有 α＝30°⑥ 由①②⑥式得 n＝ 3． 17．（1）初状态，对活塞由平衡知识可知：p0S＋mg＝p1S 放上物块再次稳定后：p1Sh＝p2Sh′ 此时对活塞：p0S＋mg＋Mg＝p2S 解得：M＝22 kg； （2）对活塞的全过程由动能定理得：(p0S＋mg＋Mg)(h－h′)＋W＝0 活塞对气体做功－W，根据热力学第一定律：ΔU＝Q＋(－W)＝0 联立解得：Q＝－44 J，即从底部放出的热量为 44 J． 18．（1）①对小球，由平衡条件 mg＝ks，解得 ； ②设小球偏离平衡位置 x 时的回复力为 F 回＝mg－k(s＋x)＝－kx，故小球做简谐运动； （2）①重力势能 EpG＝－mgx 以平衡位置处弹性势能为 0，从平衡位置（弹簧伸 长量为 s）到坐标为 x 处（弹簧伸长量为 s＋x），根 据弹簧弹力特点做出 F－x 图线如图，弹簧弹力做 功为 设 x 坐标处的弹性势能为 Ep 弹，由弹力做功与弹性势能变化量的关系可知 W 弹＝－ ΔEp 弹＝－(Ep 弹－0) θsin 1 4 9 k mgs = 2( ) 1( )2 2 ks k s xW x kx ksx + += − = − +弹 F k(s＋x) ks xx得 重力势能和弹性势能的总和 ； ②小球在运动到平衡位置 O 点下方距离为 时的势能 小球在振幅处 动能为零，依据能量守恒定律有 可得， 由能量守恒定律 ， 即 ， 即 ， 整理得： ，故 v－x 图是椭圆． 的 2 21 1 2 2pE W kx ksx kx mgx+ +弹 弹＝﹣ ＝ ＝ 21 2p pG pE E E kx+ 弹＝ ＝ 2 A 2 p 1 2 2 AE k  =    2 21 1 2 2 2 k AkA k E = +   23 8kE kA= p k pmax kminE E E E+ +＝ 2 2 21 1 1 2 2 2kx mv kA+ ＝ 2 2 2kx mv kA+ ＝ 2 2 22 1x v A k Am + =       x v