2022-2023学年山东省济南市莱芜重点中学高二（下）期中物理试卷（含解析）

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物理试卷

一、选择题（本大题共12小题，共48分）

1.一定质量的理想气体从状态开始，经历两个过程，先后到达状态和，、和三个状态的体积分别为、和。状态变化过程中气体的压强与摄氏温度的关系如图所示，下列说法正确的是()

A.，

B.，

C.状态到状态的过程中气体分子的平均动能减小

D.状态到状态的过程中气体的内能增大

2.关于分子动理论及物体内能，下列说法正确的是()

A.悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显

B.当分子间的距离减小时，分子势能可能增大

C.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

D.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能就不同

3.如图甲所示，一列简谐横波沿轴传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，、分别是平衡位置为和的两质点。图乙为质点的振动图像，则()

A.波沿轴负方向传播

B.波的传播速度为

C.质点的振动方程为

D.时刻可能为

4.如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成、两部分，初始温度相同，现使、降低相同温度达到稳定后，体积变化量为、，压强变化量为、，对液面压力的变化量为、，则()

A.水银柱向上移动了一段距离B.

C.D.

5.某学习小组在做杨氏双缝进一步实验时，以白光为光源，在屏幕上观察到了清晰的彩色干涉条纹，之后进行了多次实验探究，根据所学知识以下实验现象可能出现的是()

A.在双缝前加紫色滤光片，再遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的紫色条纹

B.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，在另一缝前放一紫色滤光片，屏上将呈现红紫相间的条纹

C.在双缝前加红色滤光片，发现清晰的干涉条纹，后换用紫色滤光片，屏上呈现的条纹的间距将变大

D.在双缝后加装一个偏振片，则干涉条纹的间距变窄，亮纹的亮度减弱

6.半径为的半圆形玻璃砖如图所示放置，面水平，为圆心。一束单色光与水平面成角照射到面上的点，为中点，折射光线刚好照射到圆弧最低点，光线在点折射后照射到地面的点图中未画出，将入射点从点移到点，保持入射方向不变，最终光线也照射到地面上的点，不考虑光在圆弧面上的反射，则()

A.玻璃砖对光的折射率为B.玻璃砖对光的折射率为

C.、两点的距离为D.点离地面的高度为

7.如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，时，位于坐标原点处的波源开始从平衡位置沿轴向上作周期为、振幅为的简谐振动。当平衡位置在处的质点刚开始振动时，波源处的质点刚好位于波峰。下列描述正确的是()

A.该列简谐横波的波长为

B.该列简谐横波的波速可能为

C.若波长满足，则波速为

D.波源在开始振动后内通过的路程为

8.“拔火罐”时，用点燃的酒精棉球加热小玻璃罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。假设加热前小罐内的空气质量为、空气温度为室温，气压为标准大气压；加热后小罐内的空气温度为。则当紧贴在皮肤上的罐最后冷却为室温时，其罐内空气的质量和压强大小分别约为()

A.、B.、C.、D.、

9.如图所示，光滑绝缘圆弧轨道的半径为，最低点点左侧处于垂直纸面向外的匀强磁场中，现将一带负电的小球可视为质点自最低点右侧的点静止释放，、两点间的距离远小于轨道半径，小球到达最左侧的位置为点图中未画出，小球运动过程中始终未脱离轨道，已知重力加速度为，下列说法中正确的是()

A.点与点等高

B.小球在点和点处对轨道的压力大小不相等

C.小球向左经过点后，对轨道的压力立即变小

D.小球运动的周期为

10.疫情防控，人人有责，增强体质，共抗病毒，如今增强体质对抗病毒已成为人们的共识，有人设计了一款健身器材如图所示，一定质量的理想气体在导热良好的容器中，容器上有刻度，容器内装有一可上下移动的活塞，活塞的面积为，厚度可以忽略，人们可以使用上方的把手拉动活塞达到锻炼身体的目的，已知在锻炼时，器材下方固定在地面上防止容器离开地面，活塞初始高度为，当地大气压强为，活塞、把手和连接杆的质量都可忽略，不计活塞与容器间的摩擦，外界气温不变，下列说法正确的是()

A.当用的力往下压，稳定时活塞高度为

B.当用的力往上拉，稳定时活塞高度为

C.若要使活塞稳定在高度处，则拉力应为

D.若要使活塞稳定在高度处，则拉力应为

11.如图所示，一根不计质量的弹簧竖直悬吊铁块，在其下方吸引了一磁铁，已知弹簧的劲度系数为，磁铁对铁块的最大吸引力等于，不计磁铁对其它物体的作用并忽略阻力，为了使和恰好能够共同沿竖直方向作简谐运动，那么()

A.它处于平衡位置的弹簧的伸长量

B.弹簧弹性势能最大时，铁块加速度大小为

C.磁铁和铁块运动到最高点时，弹力的大小等于

D.该弹簧振子的振幅为

12.如图甲所示，在轴上有和两个波源分别位于和处，振动方向与平面垂直并向周围空间介质分布均匀传播，波速为，时刻两波源同时开始振动，图像分别如图乙、丙所示，为平面内一点，。下列说法不正确的是()

A.处的质点开始振动方向沿轴负方向

B.两列波相遇后，处的质点振动加强

C.两列波相遇后，处的质点振动加强

D.若，从两列波在点相遇开始计时，点振动方程为

二、非选择题（52分）

13.某实验小组的同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”的实验。他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓用实线表示，然后放好三棱镜，在垂直于的方向上插上两枚大头针和，在棱镜的左侧观察，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针，使挡住、像，再插上大头针，使挡住和、的像。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。

将图中的光路图补充完整；

根据图中所给数据，可得该玻璃的折射率________；

若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将作为实验中棱镜所处位置，根据光路图用量角器量出面的入射角和折射角，再利用上述数据计算出该玻璃折射率的测量值________真实值选填“大于”、“小于”或“等于”

14.如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强变化与温度变化的关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管臂插入烧瓶中，臂与玻璃管下部用橡胶管连接，管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，、内的水银面等高。

此实验中研究对象气体是________选填序号：烧瓶中气体烧瓶和管中的气体下面软管中的气体若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将管________填“向上”或“向下”移动，直至内的水银面回到原位置；

实验中使瓶内气体的体积不变，多次改变气体温度，用表示气体升高的摄氏温度，用表示烧瓶内气体压强，根据测量数据作出的图线是________。

同学还想用此实验验证玻意耳定律，在保证温度不变的情况下，寻找体积和压强满足一定的关系，现在不知道大气压强的具体数值，但大气压强可视为不变，也无法直接测出气体的体积和管的内径，但该同学通过分析还是可以验证玻意耳定律。

保证温度不变的方法是选填序号：保持实验环境温度不变移动管要迅速测量数据要快()

初始时，，管中水银面等高，然后向上移动管，测量管中水银面比初始状态水银面上升了，此时，管中水银面的高度差为，在和都很小的情况下，只要和满足关系就可以验证玻意耳定律。()

15.一列简谐横波，沿波的传播方向依次有、两点，平衡位置相距，其振动图象如图所示，实线为的振动图象，虚线为点的振动图象。

图是时刻波形的一部分，若波沿轴正向传播，试在给出的波形上用黑点标明、两点的位置并标上相应字母，然后写出、两点的坐标横坐标用表示；

求波的最大传播速度。

16.如图所示，为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里再抽取药液。某种药瓶的容积为，瓶内装有的药液，瓶内空气压强为，护士先把注射器内压强为的空气注入药瓶，然后抽出的药液。若瓶内外温度相同且保持不变，忽略针头体积，气体视为理想气体。求：

注入的空气与瓶中原有空气质量之比；

抽出药液后瓶内气体压强。

17.某透明材料制成的一棱镜的截面图如图所示，一细光束从距高度为的点沿半径射入棱镜后，在圆心点恰好发生全反射，经面反射，再从圆弧上的点射出。已知，。求：

点的出射光线与法线的夹角；

光在棱镜中传播的时间光在空中传播速度为。

18.如图所示，上端开口带有卡环、内壁光滑、竖直放置的绝热容器内，有两个厚度不计的活塞，封闭了上、下两部分气体，其中小活塞质量为，导热性能良好，大活塞质量为，绝招，两活塞密封性均良好。细管道横截面积为，粗管道横截面积为，下部分气体中有电阻丝可以通电对封闭气体进行加热。若下部分封闭气体初始温度为，此时各部分长度。已知大气压强，外界环境温度保持不变，重力加速度取，取现对电阻丝通电以缓慢升高气体温度。

求当小活塞刚好移至顶部时，下部分气体的温度；

求当下部分封闭气体的温度为时，上部分气体的压强。

答案和解析

1.【答案】

【解析】略

2.【答案】

【解析】略

3.【答案】

【解析】略

4.【答案】

【解析】略

5.【答案】

【解析】略

6.【答案】

【解析】略

7.【答案】

【解析】略

8.【答案】

【解析】略

9.【答案】

【解析】略

10.【答案】

【解析】略

11.【答案】

【解析】略

12.【答案】

【解析】略

13.【答案】

小于；

【解析】

【分析】

此题是用插针法测定玻璃砖的实验，基本原理是折射定律，要掌握确定入射光线和出射光线的方法，画光路图时要注意标上箭头。

璃折射率的测量值小于真实值。

根据题意作出光路图；

应用折射定律求出折射率；

根据题意分析实验误差。

【解答】光路图如下图所示：

由几何知识可知，入射角，折射角

由折射定律可知，折射率：

三棱镜位置移动后的真实光路图如下图中红色线所示，而测量时是按图中蓝色线测量的。

由图中几何关系可知，蓝色线与法线的夹角大于红色线与法线的夹角，即光线由玻璃射向空气时，测量的入射角大于真实值，

测量的折射率：，的测量值偏大，则该玻璃折射率的测量值小于真实值。

14.【答案】向上

【解析】略

15.【答案】，；

【解析】根据图可知，周期

所以

时，点位于坐标原点，坐标为，且向上振动，点处于振幅一半处且向上振动，根据可知

解得

则点的横坐标为；

、两点的位置如图所示

由题图甲可知，该波的周期

由、的振动图象可知，、之间的距离是

当时，有最大值，此时对应波速最大

16.【答案】解：将瓶内原有空气体积折算成压强时的体积

，

，

设注入空气质量为，原有空气质量为，

，

；

以瓶中原有气体和注入气体为研究对象，抽出药液后，，设此时压强为，

，

。

【解析】将原来瓶内的空气折算成的空气，相当于发生等温变化，根据玻意耳定律求出体积，然后利用同温度同压强下体积之比等于质量之比求解；

选取瓶中原有气体和注入气体为研究对象，抽出药液过程气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解。

17.【答案】解：做出光路图如图．

根据几何关系可知，，

根据折射定律得，

根据正弦定理有：

解得，

光在棱镜中的传播速度

由几何知识得，光线传播的路程为

光在棱镜中传播的时间

所以

答：从点射出的光线与法线夹角为；

从点射出的光在棱镜中传播的时间是．

【解析】先作出光路图，根据几何关系得出临界角，由全反射临界角公式求出折射率由几何知识求得光线在点的入射角，由折射定律求解出射光线与法线夹角的正弦值．

光在棱镜中的传播速度由几何知识求出光线在棱镜中传播的距离，由求解传播的时间．

本题的突破口是“光线恰好在圆心点发生全反射”，根据全反射临界角公式、折射定律、光速公式相结合进行处理．分析时，要灵活几何知识求解相关角度和光传播的距离，要加强这方面的训练．

18.【答案】；

【解析】在小活塞刚好移至顶部前，上部分气体的压强和温度均不变，所以体积的保持不变。