河南省部分学校2023-2024学年高二下学期阶段性测试（四）物理试题（含答案）

-2024学年高二年级阶段性测试（四）物理考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.陈向阳同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉颗粒的运动时，每隔30s把花粉颗粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到如图所示的运动位置连线图。下列说法正确的是（）A.当温度降低到0℃而水刚好未结冰时，花粉颗粒的布朗运动就会停止B.花粉颗粒做无规则运动，由此证明水分子的运动是无规则的C.若增大花粉颗粒的体积，同一时间受到水分子的撞击次数就增多，其布朗运动就越剧烈D.布朗运动是花粉内部分子的无规则运动2.塑料的发明是人类的一大杰作，也是“人类最糟糕的发明”。塑料是一种非晶体，关于非晶体和晶体，下列判断正确的是（）A.非晶体和多晶体都有规则的几何外形B.晶体不可能转化为非晶体C.非晶体分子在空间排列上没有周期性，单晶体分子在空间排列上具有周期性D.液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的3.如图所示，某一时刻一列简谐横波沿轴正方向恰好传播至处，M、N为介质中的两个质点，从该时刻开始计时，时刻质点M的位移为，经过第一次回到平衡位置，下列说法正确的是（）A.时刻质点M的振动方向沿轴正方向 B.简谐横波的波源振动周期为C.波的传播速度为 D.时质点N的位移为04.下列说法正确的是（）A.受迫振动的驱动力不一定是周期性变化的 B.光的偏振现象证明光是纵波C.无论是机械波还是光，都可以发生衍射 D.发生多普勒效应是因为改变了波源的频率5.农谚“锄板底下有水”“锄头自有三寸泽”，这是对我们所学知识在实际生活中应用的生动总结。对于所学物理知识应用于实际的问题，下列判断正确的是（）A.农谚“旱锄田”，这是防止毛细现象的具体措施B.在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是因为液体内部分子间的相互吸引C.给车胎打气，越来越吃力，是由于分子间存在斥力D.冰箱里0℃的水凝固成0℃的冰，分子势能不变6.如图所示，一个质量为的小物体，在细线拉力作用下，在光滑水平面上以角速度做匀速圆周运动，半径为。经过个周期的时间，下列判断正确的是（）A.小物体平均动量变化率大小为B.小物体平均动量变化率大小为C.细线拉力的冲量为0D.细线拉力的冲量大小为7.如图所示，某同学将一粗细均匀、下端绕有铁丝总质量为的木棒竖直浮于水杯中，静止时木棒底端距液面的高度为；把木棒保持竖直，下按距离后释放，木棒在水中做简谐振动。已知水的密度为，木棒的横截面积为，铁丝的体积忽略不计，重力加速度为，做简谐运动的物体所受回复力与位移的关系是，周期与物体质量的关系是，两式中为同一常数。下列选项正确的是（）A.若增大x，则木棒的周期增大 B.若换用密度更大的盐水，则木棒的周期变小C.若增加铁丝的匝数，则木棒的周期变小 D.若增加铁丝的匝数，则木棒的周期不变二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.某种透明材质做成的四棱柱的横截面如图所示。一光束从P点垂直AB射入棱镜，经两次全反射从Q点垂直BC射出。该材质的折射率可能是（）A.1.33 B.1.55 C.2.10 D.2.409.如图所示，竖直轻弹簧下端固定在质量为5m的物体上，上端放一个质量为的小物体（未拴接），使在竖直方向做简谐运动，振幅为。已知重力加速度为，在运动过程中对地面的最大压力为，弹簧始终在弹性限度内，下列判断正确的是（）A.对地面的最小压力为B.做简谐运动的最大振幅为C.若把固定在弹簧上端，使做简谐运动，当到达最高点时，对地面的压力恰好为0，则的振幅为10AD.若把从弹簧正上方某高度处无初速度释放，向下运动到最低点时的加速度一定大于重力加速度10.如图所示，和为某介质中水平线上相距的两个振动频率相同的波源，振幅均为A，为介质中连线上的中垂线，长为。某时刻和同时开始做简谐运动，经过后处质点开始起振，经过一段时间位移大小为；和连线上共有7个振动加强点，其中距离最近振幅为的质点在处（图中未画出），与相距。下列说法正确的是（）A.某时刻连线上的所有质点位移可能均为2AB.和在介质中的波速为C.与的距离为D.和的波长均为三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.（5分）用如图所示装置研究光的干涉现象，单色红光从单缝S射出，一部分直接照射到光屏上，一部分入射到水平放置的平面镜MN上，通过平面镜后的反射光照射到光屏上，两部分光束的交叠区域里将出现干涉条纹。S到镜面的竖直距离为h，S到光屏的距离为d。（1）测得光屏上第1条和第6条亮纹中心之间的距离为L，则红光的波长__________（用L、h和d表示）。（2）若把单色红光改为单色绿光，相邻亮纹中心的间距将__________（填“变大”“不变”或“变小”）。12.（10分）某实验小组利用单摆测量重力加速度，由于使用一根线拴接小球时，摆动过程中利不够稳定，因此可采用双摆线的测量装置进行实验，如图1所示，两等长悬线一端拴接小球，另一端固定在水平杆上。图1 图2（1）实验中使用的小球最好选用__________（单选，填选项序号）。A.质量较小，体积较大的塑料球B.质量较大，体积较小的钢球C.质量较小，体积较小的木球（2）将小球拴接好后，开始实验，测量单摆全振动的周期T之后，还需要测量__________（单选，填选项序号），改变L的长度并测量对应的周期T，最终绘制出如图2所示的图像。A.拴接点到水平杆的间距LB.一侧悬线的长度LC.两悬线在水平杆上的间距L（3）图2中所标注的数据已知，则测得的重力加速度__________。（4）下列操作能一定减小实验误差的是__________（单选，填选项序号）。A.多次测量周期T求平均值B.多次测量小球的直径求平均值C.尽量增大摆角使小球摆动更明显13.（10分）如图所示，一定质量的理想气体从状态，为过原点的直线，图中和均已知。求：（1）从状态的过程中，气体对外界做的功；（2）从状态的过程中，气体从外界吸收的热量。14.（13分）如图所示，光滑的圆弧槽静止在光滑水平面上，圆弧槽的最低点与光滑水平面相切，其半径为。在水平面上有一质量为的小球处于静止状态，其左边连接着轻质弹簧。现将一质量也为的小球从圆弧槽最高点由静止释放，小球和小球均可视为质点，圆弧槽质量，重力加速度为，不计一切摩擦和空气阻力，求：（1）圆弧槽的最终速度大小；（2）弹簧的最大弹性势能；（3）小球的最终速度大小。15.（16分）如图所示，一圆柱形细金属汽缸直立于地面上，两段水银柱a、b高度均为，封闭了两部分理想气体和。水银柱与汽缸接触良好（不漏气）且无摩擦，系统静止时，水银柱的上表面到汽缸口的距离也为h，、气柱的长度均为。开始气体温度均为，大气压强为。（1）若缓慢向汽缸注入水银长度（与水银柱之间无气隙），、气体温度都不变，求最终水银柱上表面与汽缸口的高度差；（2）若初始状态下，在水银柱的下方插入隔板，使气体体积恒定，只对气体缓慢加热，使水银柱全部流出，求气体的热力学温度至少要达到多大（保留3位有效数字）。2023-2024学年高二年级阶段性测试（四）物理（C卷）答案1~7题每小题4分，共28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。8~10小题每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.答案B命题透析本题以花粉颗粒的布朗运动为情境，考查布朗运动的特点及水分子的热运动等，考查考生物理观念中的“运动观念”“相互作用观念”，科学思维中的“科学推理”等核心素养。思路点拨当水的温度降低到0℃时，水分子的热运动不会停止，则花粉颗粒的布朗运动也不会停止，A项错误；水分子不停地做无规则运动，不断地撞击花粉颗粒，在某一瞬间，花粉颗粒在某个方向受到的撞击作用较强，在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样就引起了花粉颗粒无规则的运动，B项正确；花粉颗粒越小，质量也越小，水分子对花粉颗粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动就越剧烈，花粉颗粒越大，质量也越大，来自各个方向的撞击越容易平衡，运动状态越不易改变，布朗运动就越微弱，C项错误；布朗运动是花粉颗粒的无规则运动，不是花粉内部分子的无规则运动，D项错误。2.答案C命题透析本题以塑料为背景，考查晶体和非晶体，考查考生的物理观念。思路点拨非晶体没有规则的几何形状，多晶体是由很多单晶体杂乱无章组合而成，所以不一定有规则的几何外形，A项错误；有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体，如：天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶就是非晶体，B项错误；单晶体在分子空间排列上有周期性，多晶体和非晶体分子在空间排列上没有周期性，C项正确；液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，D项错误。3.答案D命题透析本题考查波的图像和相关物理量的描述，考查分析综合能力和科学思维。思路点拨简谐横波沿方向，可知该时刻质点沿方向，A错误；质点经过返回平衡位置，波源的振动周期为，B错误；波速，C错误；质点经过后回到平衡位置，位移为0，D正确。4.答案C命题透析本题考查受迫振动、衍射、偏振和多普勒效应，考查理解能力。思路点拨受迫振动的驱动力一定是周期性变化的，A错误；衍射是波特有的现象，机械波和光都可以发生衍射，C正确；光的偏振现象说明光是横波，B错误；多普勒效应的产生是波源和接收者的相对位置发生变化，不是波源的频率改变，D错误。5.答案A命题透析本题以农谚“锄板底下有水”“锄头自有三寸泽”为背景，考查毛细现象、表面张力、分子引力和分子斥力、热力学第二定律，考查考生的物理观念。思路点拨天旱要锄田，因为锄田可以切断土壤毛细管，减少水分蒸发，A项正确；在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是表面张力作用的结果，B项错误；给车胎打气，越来越吃力，主要是因为打气过程中车胎内气体压强增大造成的，C项错误；凝固过程放热，根据能量守恒定律可知，冰箱里0℃的水凝固成0℃的冰内能减少，而温度不变，分子动能相同，可知分子势能减少，D项错误。6.答案B命题透析本题以小物体做圆周运动为背景，考查动量定理，考查考生的物理观念。思路点拨经过个周期的时间，小物体的速度方向变化了，初、速度垂直，动量变化为，运动时间为，则平均动量变化率大小为，A项错误，B项正确；根据动量定理可知，细线拉力的冲量等于动量增量，C、D项错误。7.答案B命题透析本题以浮子的振动为情景，考查简谐运动，考查学生的科学思维。思路点拨木棒静止时，分析木棒受力，设木棒离开平衡位置的距离为时，取向下为正，则木棒所受合力，则木棒做简谐运动，且周期，故B正确，A、C、D错误。8.答案CD命题透析本题以光在介质中传播的光路图为背景，考查折射率的计算，意在考查学生的分析能力和物理观念。思路点拨设介质的折射率为，光发生全反射的临界角为，由几何知识及光路图知，即，即，选项C、D正确。9.答案AD命题透析本题以固定在弹簧上的小物体为背景，考查简谐运动，考查考生的物理观念。思路点拨做简谐运动，在最低点时对弹簧对的压力最大，对地面的压力最大，此时弹簧的弹力大小为，做简谐运动的回复力，竖直向上，则有，根据简谐运动对称性可知，在最高点时的回复力大小为，竖直向下，对分析受力可知对地面的最小压力为，A项正确；做简谐运动、恰好不离开弹簧，此时弹簧为原长，做简谐运动的回复力大小等于，又，可得，最大振幅为，B项错误；对地面的压力恰好为0，对弹簧向下的拉力大小为，在最高点的合外力大小为，即此时做简谐运动的回复力大小为，有，，C项错误；从弹簧正上方某高度处无初速释放，刚接触弹簧时的速度竖直向下，此时有，经过关于平衡位置的对称位置时的加速度大小也为，而速度竖直向下，继续向下运动，位移增大，回复力增大，加速度增大，则加速度大于，D项正确。10.答案CD命题透析本题考查机械波的干涉，考查分析综合能力和科学思维。思路点拨根据题意可知处质点为振动加强点，和同时起振，因此和的振动步调一致，波源到上质点的波程差均为0，因此连线上质点均为振动加强点，振幅均为，位移周期性变化，A错误；波传播至点用时，波速，B错误；如图所示，为和连线上距离最近的加强点，，，可知，C正确；若设为和连线上左侧的某个加强点，则，当时即为处的质点，时为处质点，，解得，D正确。11.答案（1）（3分）（2）变小（2分）命题透析本题以用一束红光照射平面镜研究光的干涉为背景，考查研究光的干涉实验，考查学生的科学探究。思路点拨（1）通过红光直射和照射平面镜反射，在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹。和关于平面镜的像相当于双缝，双缝间距为2h，d为双缝到光屏的距离，则相邻亮纹中心的间距，解得。（2）绿光的波长比红光小，根据双缝干涉条纹间距可知，相邻亮纹中心的间距变小。12.答案（1）B（2分）（2）A（2分）（3）（3分）（4）A（3分）命题透析本题考查利用单摆测量重力加速度，考查实验能力和推理能力。思路点拨（1）实验中采用质量较大，体积较小的钢球，能够有效减小空气阻力对实验的影响，B正确，AC错误；（2）当时，周期不为0，利用图像分析数据时可以不用测量小球球心到悬点的距离，只需要测量拴接点到水平杆的间距即可，设小球的半径为，根据单摆周期公式可知，A正确，BC错误；（3）结合图像斜率可知，解得；（4）多次测量周期求平均值能够减小偶然误差，A正确；实验中不需要测量小球的直径，B错误；增大摆角后该装置可能不再单摆，会增加测量误