山东省青岛市2019-2020高二物理下学期期中试题（Word版附解析）

物理试题 一、单选题 1.一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因中，错误的是（　　） A. 温度升高后，气体分子的平均速率变大 B. 温度升高后，气体分子的平均动能变大 C. 温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大 D. 温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了 【答案】D 【解析】 【详解】AB．温度升高后，分子的平均动能增加，根据 知气体分子的平均速率变 大，故 AB 正确，不符合题意； C．温度升高后，分子的平均动能增加，分子撞击器壁的平均作用力增大，故 C 正确，不符合 题意； D．体积不变，分子的密集程度不变，单位体积内的分子数不变，撞到单位面积器壁的分子数 不变，故 D 错误，符合题意； 故选 D． 【点睛】影响气体压强的微观因素：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度， 温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大． 2.小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．他把小颗粒每隔一定时间的位置记录 在坐标纸上，如图所示，下列判断正确的是(　　) A. 图中的折线就是粉笔末的运动轨迹 B. 图中的折线就是水分子的运动轨迹 C. 从整体上看粉笔末的运动是无规则的 D. 图中折线表明水分子在短时间内运动是有规则的 21 2kE mv=【答案】C 【解析】 【详解】A、B 项：图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线，既不是固体颗粒的运动轨 迹，也不是分子的运动轨迹，故 AB 错误； C、D 项：图中的折线没有规则，说明粉笔末的运动是无规则的，分子的运动是无规则的，故 C 正确，D 错误． 3.如图所示，两个水平相对放置的固定气缸有管道相通，轻质活塞 a、b 用钢性轻杆固连，可 在气缸内无摩擦地移动，两活塞面积分别为 Sa 和 Sb，且 SaA. d B. d C. d D. d 【答案】D 【解析】 【分析】 温度保持不变，封闭在气缸中的气体发生等温变化，根据玻意耳定律，分别对气室 1 和气室 2 列方程，由这两方程可解得活塞 B 向右移动的距离． 【详解】以活塞为研究对象：初状态 气室 1、2 的体积分别为 ， 、 末状态 气室 1、2 的体积分别为 ， 在活塞 A 向右移动 d 的过程中活塞 B 向右移动的距离为 x，因温度不变，分别对气室 1 和气 室 2 的气体运用玻意耳定律，得： 代入数据可解得： 故 ABC 错误，D 正确 故选 D． 【点睛】本题关键要确定气体发生何种状态变化，再选择合适的实验定律列式求解．正确确 定初末各个状态参量，找出两部分气体的体积关系． 5.如图所示为均质玻璃圆柱体的横截面图，其中 MN 为过圆心 O 的水平直线．现有两单色细 光束 a、b 相对 NM 两侧对称且平行 MN 照射玻璃圆柱体，经玻璃折射后两束光相交于 P 点．则 a、b 两束光相比 5 4 4 5 9 4 4 9 1 2PS P S= 1V 2V 1 2PS P S=′ ′ 1V′ 2V′ ( )1 1 1 1PV P V xS dS′= + − ( )2 2 2 2PV P V xS′= − 4 9x d=A. 玻璃对 a 光的折射率比 b 光小 B. 在玻璃中 a 光的传播速度比 b 光小 C. 在玻璃中 a 光的传播时间比 b 光短 D. a 光的频率比 b 光的频率小 【答案】B 【解析】 由题意及光路图可知，a、b 两光 入射角 i 相等，折射角：rb＞ra，由折射定律：n= 可知， nb＜na，故 A 错误； 光在介质中的传播速度：v=c/n，由于 nb＜na，则 vb＞va，故 B 正确；由光路图可知，光的路 程关系为：sb＜sa，已知：vb＞va，光的传播时间：t=s/v，则：tb＜ta，故 C 错误；因 b 光的折 射率小，则 b 光的频率小于 a 光，选项 D 错误；故选 B. 点睛：本题是一道几何光学题，作出光路图是解题的关键；当光从光密介质射向光疏介质且 入射角大于临界角时光发生全反射；作出光路图、确定入射角与折射角的关系，应用光的折 射定律、n=c/v 可以解题． 6.关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是( ) A. 四个实验产生的条纹均为干涉条纹. B. 甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹 的 sini sinrC. 丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大. D. 丁实验中，产生的明暗条纹为光的衍射条纹 【答案】D 【解析】 【详解】A 项：甲、乙、丙实验产生的条纹均为干涉条纹，而丁实验是光的衍射条纹，故 A 错误； B 项：甲实验产生的条纹为等距条纹，而乙是牛顿环，空气薄层不均匀变化，则干涉条纹间距 不相等，故 B 错误； C 项：根据干涉条纹间距公式 ，丙实验中，产生的条纹间距越大，则波长越长，那么 频率越短，故 C 错误； D 项：丁实验中，产生的明暗条纹间距不相等，且通过单缝，则为光的衍射条纹，故 D 正 确． 7.平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距 3m 的甲、乙两小木块随波 上下运动，测得两个小木块每分钟都上下 30 次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一 个波峰．这列水面波 A. 频率是 30Hz B. 波长是 3m C. 波速是 1m/s D. 周期是 0.1s 【答案】C 【解析】 【详解】木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，即波传播方向上的质点每分 钟完成 30 次全振动，因此其周期为：T＝ s＝2s，故选项 D 错误；频率为：f＝ ＝0.5Hz， 故选项 A 错误；又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所以 sAB＝ ， 解得波长为：λ＝ ＝2m，故选项 B 错误；根据波长、波速、周期间关系可知，这列水面 波的波速为：v＝ ＝ m/s＝1m/s，故选项 C 正确． 8.如图所示，实线是某时刻的波形图象，虚线表示 0.2s 后的波形图象． Lx d λ∆ =A. 若这列波向左传播，则可确定它传播的距离的大小 B. 若这列波向右传播，则可求它的最大周期 C. 若波速是 35m/s，则波的传播方向向右 D. 不管波的传播方向如何，由图象都可以确定 x=0 的质点在 0.2s 时间内的位移和路程 【答案】B 【解析】 【详解】A．若波向左传播，它传播的距离的大小 不确定，A 错误； B．若波向右传播，波传播的最短时间为 周期，根据波形的平移和波的周期性，得出时间与 周期的关系式，再求出最大周期 得 ，当 k=0 时，T 最大， ；B 正确； C．由波速与时间乘积求出波传播的距离，再由波形的平移确定波的传播方向，当 v=35m/s 时， 波传播的位移 所以，根据波形的平移得到，波向左传播，C 错误； D．由于周期不确定，所以无法确定 x=0 的质点在 0.2s 时间内的位移和路程，D 错误。 故选 B。 二、多选题 9.关于内能，下列说法正确的是（　　） A. 1 克 100℃的水的内能小于 1 克 100℃的水蒸气的内能 B. 质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等 C. 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 D. 一个木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．水变成水蒸气要吸热，则同质量水的内能小于水蒸气的内能，选项 A 正确； 3( ) ,( 0 1 2 )4x n nλ∆ = + = 、、 1 4 1 0,1 2,34t kT T k= + = …（ , ） 4 4 1 tT k = + 4 0.8sT t= = 335 0.2m 14s vt λ= = × =B．内能是物体内部所有分子做无规则运动时的分子动能和分子势能的总和，其大小决定于物 体的温度、体积和分子个数，质量相同分子个数不一定相同，选项 B 错误； C．内能包括分子势能和分子动能，温度是平均动能的标志，所以温度相同的物体分子热运动 的平均动能就相同，但内能可能不同，选项 C 正确； D．一木块被举高，该木块的重力势能增加，但组成该木块的分子间距不变，分子势能不变， 选项 D 错误。 故选 AC。 10.图甲为一列简谐横波在 t=2s 时的波形图，图乙为介质中平衡位置在 x=0.5m 处的质点的振 动图像，P 是平衡位置为 x=1m 的质点。下列说法正确的是（　　） A. 波速为 0.5m/s B. 波的传播方向沿 x 轴负方向 C. 0~2s 时间内，P 运动的路程为 8cm D. 当 t=7s 时，P 恰好经平衡位置向＋y 方向运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．从图中可得波长 λ=2m，周期 T=4s，由公式 可得波速 v=0.5m/s 选项 A 正确； B．t=2s 时 x=0.5m 处的质点向负 y 方向运动，故波的传播方向沿 x 轴正方向，选项 B 错误； C．0～2s 时间内，经过了半个周期，P 运动的路程为 S=2A=8cm 选项 C 正确； D．t=2s 时，x=1m 处 质点 P 位于波峰，从 t=2s 到 t=7s 经过时间的 v T λ=所以当 t=7s 时，质点 P 恰好经平衡位置向-y 方向运动，选项 D 错误。 故选 AC。 11.如图所示，把由同种材料(玻璃)制成的厚度为 d 的立方体 A 和半径为 d 的半球体 B 分别放 在报纸上，从正上方(对 B 来说是最高点)竖直向下分别观察 A、B 中心处报纸上的字，下面的 说法正确的是(　　)． A. 看到 A 中的字比 B 中的字高 B. 看到 B 中的字比 A 中的字高 C. 看到 A、B 中的字一样高 D. A 中的字比没有玻璃时的高，B 中的字和没有玻璃时的一样 【答案】AD 【解析】 【详解】如下图所示，放在 B 中的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人 看到字的位置是字的真实位置．而放在 A 中的字经折射，人看到的位置比真实位置要高。 故选 AD 12.我们知道,气体分子的运动是无规则的,每个分子运动的速率一般是不同的,但大量分子的速 率分布却有一定的统计规律．如图所示描绘了某种气体在不同温度下分子数百分比按速率分 布的曲线,两条曲线对应的温度分别为 和 ,则下列说法正确的是（ ） 。 15s 14t T∆ = = 1T 2TA. B. C. 两曲线与横轴所围图形的“面积”相等 D. 两曲线与横轴所围图形的“面积”不相等 【答案】AC 【解析】 根据麦克斯韦分布律知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，故 ，A 正 确 B 错误；分子总数目是一定的，故图线与横轴包围的面积是 100%，故两个图线与横轴包围 的面积是相等的，C 正确 D 错误． 三、实验题 13.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每 1000mL 溶液中有 纯油酸 0.2mL，用量筒和注射器测得 1mL 上述溶液有 80 滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面 撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，画出油酸薄膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的 边长为 1cm。（结果均保留两位有效数字） (1)油酸薄膜的面积是________m2。 (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______m3。 (3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m。（结果保留两位有效数字） (4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于________。 A．油酸未完全散开 B．油酸酒精溶液中含有大量酒精 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D．在向量筒中滴入 1mL 油酸酒精溶液时，滴数多数了 10 滴 【答案】 (1). 4.0×10-3 (2). (3). (4). D 【解析】 【详解】(1)[1]由于每格边长为 1cm，则每一格就是 1cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计 算，小于半格就舍去的原则，估算出 40 格，则油酸薄膜面积为 1 2T T< 1 2T T> 1 2T T< 122.5 10−× 106.3 10 −×S=40cm2=4.0×10-3m2 (2)[2]1 滴酒精油酸溶液中含油酸的体积 (3)[3]由于分子是单分子紧密排列 ，因此分子直径为 (4)[4]A．计算油酸分子直径的公式是 ，V 是纯油酸的体积，S 是油膜的面积。水面上痱 子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积 S 偏小，导致结果计算偏大，选项 A 错误； B．计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或 挥发掉，使测量结果更精确，选项 B 错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S 将偏小，故得到的分子直径将偏大，选项 C 错误； D．计算时把向量筒中滴入 1mL 油脂酒精溶液时，滴数多数了 10 滴，浓度降低，则 d 偏小， 选项 D 正确。 故选 D。 14.根据“测定玻璃的折射率”的实验要求，回答下列问题： 某同学先在图中的线段 AO 上竖直插上大头针 P1 和 P2，然后准备在 bb′外侧插上大头针 P3 和 P4，则插 P3 的要求是________；插 P4 的要求是________；在实验中，有两位同学分别设计了 记录表格，记录好数据并完成了计算。 甲同学设计的表格： 乙同学设计的表格： 的 12 31 0.2 ml 2.5 10 m80 1000V −= × = × 12 10 3 2.5 10 m 6.3 10 m4.0 10 Vd S − − − ×= = = ×× Vd S =两位同学做得正确的是________（填“甲”或“乙”）。 【答案】 (1). 大头针 P3 能挡住 P1、P2 的像 (2). 大头针 P4 能挡住 P1、P2 的像和 P3 (3). 甲 【解析】 【详解】[1][2]确定 P3 大头针的位置的方法是大头针 P3 能挡住 P1、P2 的像，则 P3 必定在出射 光线方向上。确定 P4 大头针的位置的方法是大头针 P4 能挡住 P1、P2 的像和 P3，则 P4 必定在 出射光线方向上。 [3]测定玻璃砖折射率的原理是折射定律，该玻璃砖的折射率为 ，因此需要求出不同入 射角时对应的折射率，然后取平均，故甲同学做法是正确的。 四、计算题 15.如图所示，一定质量的理想气体从 A 状态经过一系列的变化，最终回到 A 状态，求 C 状态 的温度以及全过程中气体吸（放）热量，已知 A 状态的温度为 27oC． 【答案】2400K ，气体放出热量为 1.5×103J 【解析】 【详解】气体由 A 到 B 过程： 初状态： 末状态： 由理想气体状态方程得 sin= sin in r 51 10 Pa 300K 10LA A Ap T V= × = =， ， 52 10 Pa, 20LB Bp V= × =可得 TB=1200K B 到 C 过程为等容变化 可得 TC=2400K 整个过程中 A 温度不变 因为外界对气体做功 则 Q=-1.5×103J 即气体放出热量为 1.5×103J。 16.如图所示，有两个不计质量的薄活塞 M、N 将两部分理想气体封闭在绝热汽缸内，温度均 是 27 ℃.M 活塞是导热的，N 活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积 均为 S＝2 cm2，初始时 M 活塞相对于底部的高度为 H＝27 cm，N 活塞相对于底部的高度为 h ＝18 cm，活塞足够高.现将一质量为 m＝400 g 的小物体放在 M 活塞的上表面，活塞下降.已知 大气压强为 p0＝1.0×105 Pa，取重力加速度 g＝10 m/s2. (1)求稳定后活塞 N 下部分气体的压强； (2)现通过加热丝对 N 下部分气体进行缓慢加热，使 N 下部分气体的温度变为 127 ℃，分别求 稳定后活塞 M 与活塞 N 距离底部的高度. 【答案】(1)1.2×105 Pa　(2)27.5 cm　20 cm A A B B A B p V p V T T = CB B C pp T T = 0U Q W∆ = + = 31.5 10 JW p V= ∆ = ×【解析】 【详解】(1)将两个活塞和小物体作为整体进行受力分析得：pS＝mg＋p0S 代入数据解得 p＝12×105 Pa (2)对 N 下部分气体进行分析，由理想气体状态方程得： 解得：h2＝20 cm 对 M 下部分气体进行分析，根据玻意耳定律得：p0(H－h)S＝pLS 解得：L＝7.5 cm 故此时活塞 M 距离底部的距离为 H2＝h2＋L＝20 cm＋7.5 cm＝27.5 cm. 17.如图所示，轻弹簧的下端系着 A、B 两球，mA=100g，mB=500 g，系统静止时弹簧伸长 x=15cm，未超出弹性限度．若剪断 A、B 间绳，则 A 在竖直方向做简谐运动，求： ①A 的振幅为多大． ②A 的最大加速度为多大．（g 取 10 m/s2） 【答案】(1)12.5cm (2)50m/s2 【解析】 试 题 分 析 ： （ 1 ） 挂 两 个 物 体 时 ， 由 x 得 ： 0．4 N/cm 只挂 A 时弹簧的伸长量： 2．5 cm，振幅 （2）剪断细绳瞬间，A 受最大弹力，合力最大，加速度最大． ，则： 50 m/s2． 或者： ． 考点：牛顿第二定律、胡克定律 0 2 1 2 p hS ph S T T = ( )A Bm m g k＋ ＝ 1 12.5 .A x x cm－= = ( )A B A B A maxF m m g m g m g m a= = =＋ － 20.4 100 0.125 50 /0.1max A kAa m sm × ×= =＝【名师点睛】本题考查了胡克定律与共点力平衡和牛顿第二定律的综合运用，知道振幅等于 离开平衡位置的最大距离，知道小球在最低点时加速度大小最大． 18.半径为 R 的固定半圆形玻璃砖的横截面积如图所示，O 点为圆心，OO′与直径 AB 的垂 直．足够大的光屏 CD 紧靠在玻璃砖的左侧且与 AB 垂直．一光束沿半径方向与 OO′成 θ＝ 30°射向 O 点，光屏 CD 区域出现两个光斑，两光斑间的距离为 ．求： ①此玻璃的折射率 ②当 θ 变为多大时，两光斑恰好变为一个． 【答案】(1) (2) 当 θ 变为 时，两光斑恰好变为一个 【解析】 【详解】(1）细光束在 AB 界面，一部分反射，另一部分折射，设折射角为 β，光路图如图所 示， 由几何关系得： 根据题意两光斑间的距离为 ，所以 L2=R 由几何关系知 β＝45° 根据折射定律，折射率 3 1 R+（ ） 2n = 45° 1 R RL 3Rtan tan30θ °= = = 3 1 R+（ ）（2）若光屏 CD 上恰好只剩一个光斑，则说明该光束恰好发生全反射．由 得临界角 为： C＝45° 即当 θ≥45°时，光屏上只剩下一个光斑． sin sin 45n 2sin sin30 β θ ° °= = = 1sinC n =