2025届河北省高三下学期二模物理试题（解析版）

高级中学名校试题PAGEPAGE12024-2025学年度下学期高二年级第二次调研考试物理试题共100分。考试时间75分钟第Ⅰ卷（选择题共46分）一、单项选择题：本题共7小题，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。1.关于下列各图，说法正确的是（）A.甲图中半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙B.图乙中液体和管壁表现为不浸润C.图丙中对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图D.图丁中微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显【答案】A【解析】A．甲图中半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙，故A正确；B．图乙中液体和管壁接触面中的附着层中的液体分子间表现为斥力效果，可知液体和管壁表现为浸润，故B错误；C．图丙中，当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大，可知对应曲线为同一气体温度较低时的速率分布图，故C错误；D．图丁中微粒越小，微粒受到液体分子撞击越不平衡，布朗运动越明显，故D错误。故选A。2.下列说法不正确的是（）A.“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法B.若已知铜的摩尔质量M，铜的密度，阿伏加德罗常数NA，则可求得铜原子的直径C.某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大【答案】C【解析】A．“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法，故A正确，不符合题意；B．若已知铜的摩尔质量M，铜的密度，阿伏加德罗常数NA，假设铜原子为球体，其直径d，则有解得故B正确，不符合题意；C．若知某气体的摩尔体积为V，每个分子所占据的空间体积为V0，而不是每个分子的体积，则阿伏加德罗常数可表示为故C错误，符合题意；D．当分子力表现为斥力时，分子之间的距离减小，则分子力做负功，所以分子势能随分子间距离的减小而增大，故D正确，不符合题意。本题选不正确的，故选C。3.浙江大学高分子系某课题组制备出了一种超轻的固体气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的记录。设气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为，则（）A.a千克气凝胶所含分子数为 B.气凝胶的摩尔体积为C.每个气凝胶分子的体积为 D.每个气凝胶分子的直径为【答案】D【解析】A．a千克气凝胶所含有的分子数为故A错误；B．气凝胶的摩尔体积为故B错误；C．气凝胶中包含个分子，故每个气凝胶分子的体积为故C错误：D．设每个气凝胶分子的直径为D，则有解得每个气凝胶分子的直径为故D正确。故选D。4.光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为n（），真空中的光速为c。下列说法正确的是（）A.在同一双缝干涉装置中光产生的条纹间距小B.入射角由逐渐增大时，单色光全反射现象先消失C.内芯相对外套是光疏介质D.若入射角时，、单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则单色光在介质中传播的时间为【答案】D【解析】A．由图可知b光的折射角更小，由可知则根据可知根据可知a光的条纹间距更大，故A错误；B．由上分析可知内芯材料中a的折射率比对b的折射率小，根据所以a光的临界角大，所以入射角i由逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失，故B错误；C．光从光密介质进入光疏介质才会发生全反射，所以内芯相对外套是光密介质，故C错误；D．当入射角时，设a单色光的折射角为r，根据折射定律有可得根据数学知识可知根据几何关系可知，a单色光的传播距离为由传播速度为则a单色光在介质中传播的时间为故D正确。故选D。5.如图所示，有一块半圆形砖，是用某种特殊透明材料制作的，半径为。现有一束由红绿双色光混合的激光从圆心点处垂直于砖直径边射入，缓慢向左平移激光束，当激光束到距点位置时发现半圆形曲面恰好只有单色光射出，且射出光线与入射方向夹角为，不考虑反射，下列说法正确的是（）A.该透明材料对红光的折射率为2B.当半圆形曲面只有一种单色光射出时，必是绿光射出C.当光束继续向左平移到距O点时，半圆形曲面上恰好没有光射出D.红光在半圆形玻璃砖中的传播速度比绿光小【答案】C【解析】B．因绿光的频率较大，折射率较大，根据可知，临界角较小，则绿光先发生全反射，则当半圆形曲面只有一种单色光射出时，必是红光射出，选项B错误；A．当激光束到距点位置时发现半圆形曲面恰好只有单色光射出，由几何关系，此时入射角i=30°，折射角r=60°，可得该透明材料对红光的折射率为选项A错误；C．红光的临界角当光束继续向左平移到距O点时，此时入射角为红光恰好发生全反射，则半圆形曲面上恰好没有光射出，选项C正确；D．因红光折射率小于绿光，根据可知，红光在半圆形玻璃砖中的传播速度比绿光大，选项D错误。故选C。6.声控万花筒主要由数个相同的组件构成，其中一个组件的剖面如图所示，反光的滑块右侧圆锥面的顶角很大，滑块圆锥面与右侧玻璃片之间有间隙，人在一旁大声喊叫时，滑块会小范围左右振动，在玻璃片上会看到变化着的环形彩色条纹。现用红色平行光自右向左垂直照射玻璃片，下列说法正确的是（）A.玻璃片上会呈现红色衍射条纹B.玻璃片上越接近圆心，相邻两条纹间的距离越小C.滑块向右滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会向外扩张D.滑块向右滑动时，玻璃片上的环形条纹会变密集【答案】C【解析】A．玻璃片上呈现的是薄膜干涉条纹，故A错误；BD．无论滑块在哪个位置，沿着半径自内向外每相同距离空气间隙厚度的变化都相同，两列反射光路程差相同，因此相邻两条纹间的距离相同，条纹的密集程度都不会改变，故BD错误；C．同一条纹所对应的间隙厚度相同，滑块向右滑动时，沿着半径间隙厚度为某确定值的地方都向外侧移动，两列反射光的路程差为某确定值的地方都向外侧移动，因此所有环形条纹的半径都会增大，故C正确。故选C。7.如图所示，某水池下方水平放置一直径为d=0.6m的圆环形发光细灯带，O点为圆环中心正上方，灯带到水面的距离h可调节，水面上面有光传感器（图中未画出），可以探测水面上光的强度。当灯带放在某一深度h1时，发现水面上形成两个以O为圆心的亮区，其中半径r1=1.2m的圆内光强更强，已知水的折射率，则（）A.湖面能被照亮的区域半径为1.5mB.若仅增大圆环灯带的半径，则湖面上中间光强更强的区域也变大C.灯带的深度D.当时，湖面中央将出现暗区【答案】C【解析】B．水面上形成两个以O为圆心的亮区，若仅增大圆环灯带的半径，光环向外扩大，重叠的区域变小，即湖面上中间光强更强的区域变小，B错误；AC．当重叠区域半径r1=1.2m时，如图所示解得湖面被照亮的区域半径为A错误，C正确；D．设重叠区域恰好为零时，灯带的深度为h0，如图所示解得当时，湖面中央将出现暗区，D错误。故选C。二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。8.图甲是一列简谐横波在时刻的波形图，P点为平衡位置在处的质点，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（）A.该简谐波沿x轴正方向传播B.该简谐波的波长为10mC.该简谐波传播的速度为5m/sD.当时质点P的加速度方向沿y轴负方向【答案】ACD【解析】A．由图乙可知，质点P在时刻的振动方向沿y轴负方向，结合图甲，根据波的平移法可知，波沿x轴正方向传播，A正确；B．从图乙可知质点P的周期为2.4s，即波的周期也为2.4s，质点P从运动到平衡位置用的时间为，此时间内波传播，波沿x轴正方向传播，时刻质点P左侧平衡位置点的横坐标为，则质点P从运动到平衡位置的同时处质点的振动传播到了处，所以有解得波长B错误；C．波速为C正确；D．质点P做简谐运动表达式代入，解得因位移方向沿y轴正方向，所以加速度方向沿y轴负方向，D正确。故选ACD。9.随着人们生活水平提高，单反相机已进入普通家庭，单反相机是单镜头反光数码照相机，原理是在胶片平面的前面以45°角安装了一片反光镜，反光镜的上方依次有毛玻璃、五棱镜目镜等，五棱镜将实像光线多次反射改变光路，将影像送至目镜，使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，这样方便摄影者正确地取景和对焦。某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示，其中，，光线从AB中点P垂直AB射入，依次经过CD、DE和EA面的反射后，最后光线从BC面射出，已知光线恰好能够在CD面上发生全反射，光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（）A.五棱镜的折射率为2B.光线在DE面上不会发生全反射C.光线从BC面射出时在BC面上的入射角为0°D.光线从射入五棱镜到射到CD面的时间为【答案】ACD【解析】A．恰好在CD面发生全反射，由几何关系知入射角刚好全反射时解得折射率n=2故A正确；B．作出光路图，如图所示根据光的反射定律和几何关系可知光在DE面上的入射角为75°，大于临界角，则光线在DE面上会发生全反射，故B错误；C．同理在可知光在EA面上的入射角为30°，根据几何关系可得光恰好垂直于BC边射出，则光线从BC面射出时在BC面上的入射角为0°，故C正确；D．根据几何关系，可得路程光在五棱镜中传播速度为传播的时间为代入数据解得故D正确。故选ACD。10.夜晚公园景观池有可变化形状的灯光秀，其原理如图甲所示，将一个半圆形线状光源水平放在水池水面下，通过支架（图中未画出）可以调节光源距离水面的深度，随着不同，人们在水面上会看到不同形状的发光区域。已知半圆形线光源的半径为，水的折射率为，下列说法中正确的有（）A.当时，水面上的发光区域会呈现类似乙图所示的“月牙”形状B.当时，水面上的发光区域会呈现类似丙图所示的“爱心”形状C.当时，水面上的发光区域恰会呈现类似丙图所示的“爱心”形状D.越大，水面上发光区域的面积越小【答案】AC【解析】ABC．取线光源上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为r，点光源发出的光线在水面恰好发生全反射的光路图如图所示由可得根据几何关系可得，则一个点发出的光在水面上能看到半径的圆，对于半圆形线光源在水面上的发光区域，可看作是圆的圆心沿半圆弧移动时圆扫过的区域，如图所示可得，当，即时，水面上的发光区域会呈现类似乙图所示的“月牙”形状，当，即时，水面上的发光区域恰会呈现类似丙图所示的“爱心”形状，故AC正确，B错误；D．结合上述分析可知，h越大，水面上发光区域的面积越大，故D错误。故选AC。三、实验题（共14分）11.做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。（1）下列实验步骤的正确顺序是______（填写实验步骤前的序号）。A.往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上B.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定C.将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小D.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积E.将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上（2）该实验体体现了理想化模型思想，实验中我们的理想假设有_______。A.把油酸分子视为球形 B.油酸在水面上充分散开形成单分子油膜C.油酸分子是紧挨着的没有空隙 D.油酸不溶于水（3）实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积_______；可求得油酸分子的直径为________（用、、、、表示）。（4）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为________。A.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格B.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开C.用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴D.油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值【答案】（1）DABEC（2）ABC（3）70a2（4）AB【解析】【小问1详析】用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。故操作先后顺序排列为DABEC；【小问2详析】A．把油酸分子看成球形为理想假设，故A正确；B．让油膜尽可能散开，形成单分子层为理想假设，故B正确。C．油酸分子是紧挨着的没有空隙，不考虑分子间空隙为理想假设，故C正确；D．油酸本身不溶于水，不是理想假设，故D错误；故选ABC【小问3详析】[1]将大于二分之一的格子视为一个格，舍掉小于二分之一的格子，则油酸薄膜的面积70a2[2]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积可求得油酸分子的直径为【小问4详析】某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，根据A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则S偏小，则测得的d偏大，选项A正确；B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S偏小，则测得的d偏大，选项B正确；C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，则V偏小，则测得的d偏小，选项C错误；D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值，则V偏小，则测得的d偏小，选项D错误。故选AB。12.（1）“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使___________（选填选项前的字母）。A.P3只挡住P1的像B.P4只挡住P2的像C.P3同时挡住P1、P2的像（2）为了减小实验误差，实验时应注意的是___________。A.入射角应尽量小些B.玻璃砖的宽度宜小一些C.大头针应垂直插在纸面上D.大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些（3）某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如下图所示，则他测得的折射率与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。（4）某研究小组设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O做两条互相垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使水平液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像。通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。①图中M、N两位置对应的折射率大小关系为nM___________nN（填写“大于”、“等于”或者“小于”）②若∠AOF=30°，则该仪器能够测量液体折射率的大小范围是___________。③沿KMNC，折射率刻度的特点是___________（填写“刻度均匀”、”越来越密”或者“越来越疏”）【答案】（1）C（2）CD##DC（3）偏小（4）小于1<n≤2越来越疏【解析】（1）[1]用插针法测定玻璃折射率的实验中，应使得P3同时挡住P1、P2的像。故选C。（2）[2]为了减小实验误差，入射角应尽量大些，玻璃砖的宽度也宜大一些，大头针应垂直插在纸面上，且应使大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些。故选CD。（3）[3]作出光路图，如图所示由图可知，入射角不变，但是折射角变大，根据折射定律可知，所测折射率偏小。（4）[4]根据折射定律可得所以[5]设A点到EF的垂线长为L1，圆周EC部分上某点到EF的垂线长为L2，根据折射定律可得若∠AOF=30°，则所以[6]结合题意，由折射定律有沿KMNC，不变的情况下，越大，越靠近，折射率越大；与成正比，与不成正比，结合正弦函数的特点可知，刻度不均匀，靠近刻度稀疏。四、解答题（共40分，需要写出必要的文字说明和角解题过程，只写出结果，没有过程不能得分）13.如图所示，有一个半径为的星球。表面覆盖有一层折射率为的介质，介质表面距离星球表面的距离为。一个卫星围绕星球做圆周运动，半径为。（1）星球表面某点光源发出的光在介质一部分能够通过介质表面向外折射，求有光能够折射的这部分介质表面的弧长是多少？（2）卫星在轨道的一部分区域时能够接受到（1）问中发出的光，求这部分卫星轨道的弧长。【答案】（1）；（2）【解析】光源S发出的光线如图所示设临界角为C，由题可知可得在中，由正弦定理可知由于为钝角可得因此由对称性可知弧长为（2）在A点恰好发生全反射，可知在中可得利用对称性可知轨道的弧长14.如图所示，间距为的、两波源在某时刻同时开始振动，两波源在不同介质中形成两列相向传播的简谐横波，在介质中波的传播速度为，在介质中波的传播速度为。已知两列波的频率均为，波源的振幅为，波源的振幅为，图中O点是两波源连线上的某一点，。求：（1）两列波在和传播的波长大小；（2）振源的振动形式传播到处所需的时间；（3）M、N两波源振动开始计时内P点运动的路程。【答案】（1），（2）2.5s（3）547.5cm【解析】【小问1详析】波速由介质决定，在介质中波的传播速度为，根据，解得在介质中波的传播速度为，根据，解得【小问2详析】振源的振动形式传播到O处所需的时间波速由介质决定，振源的振动形式从O传播到N处所需的时间则振源的振动形式传播到处所需的时间【小问3详析】结合上述可知，振源振动的周期振源的振动形式传播到P处所需的时间振源N的振动形式传播到P处所需的时间根据图示可知，两波源起正方向均向上，由于等于一个周期，等于四个周期，即经过2s时，两波源的振动形式传播到P点运动方向均向上，可知，P点为振动加强点，则在时间内P以M波源振动形式运动了此时间内，P运动的路程内两波源振动形式同时到达P点运动时间在上述时间内，P运动的路程在上述时间内，根据振动函数方程解得时刻，对应的可知，在上述时间内，P运动的路程结合上述可知，两波源振动开始计时内P点运动的路程15.我国第三艘航母“福建号”已装备最先进的电磁弹射技术。某兴趣小组根据所学的物理原理进行电磁弹射设计，其加速和减速过程可以简化为下述过程。两根足够长的平直轨道和固定在水平面上，其中左侧为光滑金属轨道，轨道电阻忽略不计，间接有定值电阻，右侧为粗糙绝缘轨道。沿轨道建立轴，坐标原点与点重合。左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场、右侧为沿轴渐变的磁场，垂直于轴方向磁场均匀分布。现将一质量为，长度为，电阻为的金属棒垂直放置在轨道上，与距离为。的右方还有质量为3m，各边长均为的形框，其电阻为。棒在恒力作用下向右运动，到达前已匀速。当棒运动到处时撤去恒力，随后与U形框发生碰撞，碰后连接成“口”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力，阻力大小与速度满足。已知，，，，，，，求：（1）棒ab与U形框碰撞前速度的大小；（2）棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量；（3）“口”字形线框停止运动时，fc边的坐标；（4）U形框在运动过程中产生的焦耳热。【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】【小问1详析】由题意可知棒ab到达前已匀速，则有又，，联立解得【小问2详析】棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量为其中，联立可得【小问3详析】设碰后瞬间金属框的速度为，根据动量守恒可得解得此后任意时刻闭合线框的速度为v，ab边处磁场为，de边处磁场为，则回路中的电动势为其中回路总电阻为4R，根据闭合电路欧姆定律可得此时回路受到的安培力大小为根据动量定理可得其中，联立解得“口”字形线框停止运动时，fc边的坐标为【小问4详析】根据功能关系可知，U形框在运动过程中产生的总热量为因任意时刻安培力与摩擦力之比为，所以焦耳热与摩擦热之比也为，可得U形框在运动过程中回路产生的总焦耳热为则U形框在运动过程中产生的焦耳热为2024-2025学年度下学期高二年级第二次调研考试物理试题共100分。考试时间75分钟第Ⅰ卷（选择题共46分）一、单项选择题：本题共7小题，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。1.关于下列各图，说法正确的是（）A.甲图中半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙B.图乙中液体和管壁表现为不浸润C.图丙中对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图D.图丁中微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显【答案】A【解析】A．甲图中半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙，故A正确；B．图乙中液体和管壁接触面中的附着层中的液体分子间表现为斥力效果，可知液体和管壁表现为浸润，故B错误；C．图丙中，当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大，可知对应曲线为同一气体温度较低时的速率分布图，故C错误；D．图丁中微粒越小，微粒受到液体分子撞击越不平衡，布朗运动越明显，故D错误。故选A。2.下列说法不正确的是（）A.“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法B.若已知铜的摩尔质量M，铜的密度，阿伏加德罗常数NA，则可求得铜原子的直径C.某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大【答案】C【解析】A．“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法，故A正确，不符合题意；B．若已知铜的摩尔质量M，铜的密度，阿伏加德罗常数NA，假设铜原子为球体，其直径d，则有解得故B正确，不符合题意；C．若知某气体的摩尔体积为V，每个分子所占据的空间体积为V0，而不是每个分子的体积，则阿伏加德罗常数可表示为故C错误，符合题意；D．当分子力表现为斥力时，分子之间的距离减小，则分子力做负功，所以分子势能随分子间距离的减小而增大，故D正确，不符合题意。本题选不正确的，故选C。3.浙江大学高分子系某课题组制备出了一种超轻的固体气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的记录。设气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为，则（）A.a千克气凝胶所含分子数为 B.气凝胶的摩尔体积为C.每个气凝胶分子的体积为 D.每个气凝胶分子的直径为【答案】D【解析】A．a千克气凝胶所含有的分子数为故A错误；B．气凝胶的摩尔体积为故B错误；C．气凝胶中包含个分子，故每个气凝胶分子的体积为故C错误：D．设每个气凝胶分子的直径为D，则有解得每个气凝胶分子的直径为故D正确。故选D。4.光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为n（），真空中的光速为c。下列说法正确的是（）A.在同一双缝干涉装置中光产生的条纹间距小B.入射角由逐渐增大时，单色光全反射现象先消失C.内芯相对外套是光疏介质D.若入射角时，、单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则单色光在介质中传播的时间为【答案】D【解析】A．由图可知b光的折射角更小，由可知则根据可知根据可知a光的条纹间距更大，故A错误；B．由上分析可知内芯材料中a的折射率比对b的折射率小，根据所以a光的临界角大，所以入射角i由逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失，故B错误；C．光从光密介质进入光疏介质才会发生全反射，所以内芯相对外套是光密介质，故C错误；D．当入射角时，设a单色光的折射角为r，根据折射定律有可得根据数学知识可知根据几何关系可知，a单色光的传播距离为由传播速度为则a单色光在介质中传播的时间为故D正确。故选D。5.如图所示，有一块半圆形砖，是用某种特殊透明材料制作的，半径为。现有一束由红绿双色光混合的激光从圆心点处垂直于砖直径边射入，缓慢向左平移激光束，当激光束到距点位置时发现半圆形曲面恰好只有单色光射出，且射出光线与入射方向夹角为，不考虑反射，下列说法正确的是（）A.该透明材料对红光的折射率为2B.当半圆形曲面只有一种单色光射出时，必是绿光射出C.当光束继续向左平移到距O点时，半圆形曲面上恰好没有光射出D.红光在半圆形玻璃砖中的传播速度比绿光小【答案】C【解析】B．因绿光的频率较大，折射率较大，根据可知，临界角较小，则绿光先发生全反射，则当半圆形曲面只有一种单色光射出时，必是红光射出，选项B错误；A．当激光束到距点位置时发现半圆形曲面恰好只有单色光射出，由几何关系，此时入射角i=30°，折射角r=60°，可得该透明材料对红光的折射率为选项A错误；C．红光的临界角当光束继续向左平移到距O点时，此时入射角为红光恰好发生全反射，则半圆形曲面上恰好没有光射出，选项C正确；D．因红光折射率小于绿光，根据可知，红光在半圆形玻璃砖中的传播速度比绿光大，选项D错误。故选C。6.声控万花筒主要由数个相同的组件构成，其中一个组件的剖面如图所示，反光的滑块右侧圆锥面的顶角很大，滑块圆锥面与右侧玻璃片之间有间隙，人在一旁大声喊叫时，滑块会小范围左右振动，在玻璃片上会看到变化着的环形彩色条纹。现用红色平行光自右向左垂直照射玻璃片，下列说法正确的是（）A.玻璃片上会呈现红色衍射条纹B.玻璃片上越接近圆心，相邻两条纹间的距离越小C.滑块向右滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会向外扩张D.滑块向右滑动时，玻璃片上的环形条纹会变密集【答案】C【解析】A．玻璃片上呈现的是薄膜干涉条纹，故A错误；BD．无论滑块在哪个位置，沿着半径自内向外每相同距离空气间隙厚度的变化都相同，两列反射光路程差相同，因此相邻两条纹间的距离相同，条纹的密集程度都不会改变，故BD错误；C．同一条纹所对应的间隙厚度相同，滑块向右滑动时，沿着半径间隙厚度为某确定值的地方都向外侧移动，两列反射光的路程差为某确定值的地方都向外侧移动，因此所有环形条纹的半径都会增大，故C正确。故选C。7.如图所示，某水池下方水平放置一直径为d=0.6m的圆环形发光细灯带，O点为圆环中心正上方，灯带到水面的距离h可调节，水面上面有光传感器（图中未画出），可以探测水面上光的强度。当灯带放在某一深度h1时，发现水面上形成两个以O为圆心的亮区，其中半径r1=1.2m的圆内光强更强，已知水的折射率，则（）A.湖面能被照亮的区域半径为1.5mB.若仅增大圆环灯带的半径，则湖面上中间光强更强的区域也变大C.灯带的深度D.当时，湖面中央将出现暗区【答案】C【解析】B．水面上形成两个以O为圆心的亮区，若仅增大圆环灯带的半径，光环向外扩大，重叠的区域变小，即湖面上中间光强更强的区域变小，B错误；AC．当重叠区域半径r1=1.2m时，如图所示解得湖面被照亮的区域半径为A错误，C正确；D．设重叠区域恰好为零时，灯带的深度为h0，如图所示解得当时，湖面中央将出现暗区，D错误。故选C。二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。8.图甲是一列简谐横波在时刻的波形图，P点为平衡位置在处的质点，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（）A.该简谐波沿x轴正方向传播B.该简谐波的波长为10mC.该简谐波传播的速度为5m/sD.当时质点P的加速度方向沿y轴负方向【答案】ACD【解析】A．由图乙可知，质点P在时刻的振动方向沿y轴负方向，结合图甲，根据波的平移法可知，波沿x轴正方向传播，A正确；B．从图乙可知质点P的周期为2.4s，即波的周期也为2.4s，质点P从运动到平衡位置用的时间为，此时间内波传播，波沿x轴正方向传播，时刻质点P左侧平衡位置点的横坐标为，则质点P从运动到平衡位置的同时处质点的振动传播到了处，所以有解得波长B错误；C．波速为C正确；D．质点P做简谐运动表达式代入，解得因位移方向沿y轴正方向，所以加速度方向沿y轴负方向，D正确。故选ACD。9.随着人们生活水平提高，单反相机已进入普通家庭，单反相机是单镜头反光数码照相机，原理是在胶片平面的前面以45°角安装了一片反光镜，反光镜的上方依次有毛玻璃、五棱镜目镜等，五棱镜将实像光线多次反射改变光路，将影像送至目镜，使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，这样方便摄影者正确地取景和对焦。某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示，其中，，光线从AB中点P垂直AB射入，依次经过CD、DE和EA面的反射后，最后光线从BC面射出，已知光线恰好能够在CD面上发生全反射，光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（）A.五棱镜的折射率为2B.光线在DE面上不会发生全反射C.光线从BC面射出时在BC面上的入射角为0°D.光线从射入五棱镜到射到CD面的时间为【答案】ACD【解析】A．恰好在CD面发生全反射，由几何关系知入射角刚好全反射时解得折射率n=2故A正确；B．作出光路图，如图所示根据光的反射定律和几何关系可知光在DE面上的入射角为75°，大于临界角，则光线在DE面上会发生全反射，故B错误；C．同理在可知光在EA面上的入射角为30°，根据几何关系可得光恰好垂直于BC边射出，则光线从BC面射出时在BC面上的入射角为0°，故C正确；D．根据几何关系，可得路程光在五棱镜中传播速度为传播的时间为代入数据解得故D正确。故选ACD。10.夜晚公园景观池有可变化形状的灯光秀，其原理如图甲所示，将一个半圆形线状光源水平放在水池水面下，通过支架（图中未画出）可以调节光源距离水面的深度，随着不同，人们在水面上会看到不同形状的发光区域。已知半圆形线光源的半径为，水的折射率为，下列说法中正确的有（）A.当时，水面上的发光区域会呈现类似乙图所示的“月牙”形状B.当时，水面上的发光区域会呈现类似丙图所示的“爱心”形状C.当时，水面上的发光区域恰会呈现类似丙图所示的“爱心”形状D.越大，水面上发光区域的面积越小【答案】AC【解析】ABC．取线光源上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为r，点光源发出的光线在水面恰好发生全反射的光路图如图所示由可得根据几何关系可得，则一个点发出的光在水面上能看到半径的圆，对于半圆形线光源在水面上的发光区域，可看作是圆的圆心沿半圆弧移动时圆扫过的区域，如图所示可得，当，即时，水面上的发光区域会呈现类似乙图所示的“月牙”形状，当，即时，水面上的发光区域恰会呈现类似丙图所示的“爱心”形状，故AC正确，B错误；D．结合上述分析可知，h越大，水面上发光区域的面积越大，故D错误。故选AC。三、实验题（共14分）11.做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。（1）下列实验步骤的正确顺序是______（填写实验步骤前的序号）。A.往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上B.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定C.将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小D.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积E.将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上（2）该实验体体现了理想化模型思想，实验中我们的理想假设有_______。A.把油酸分子视为球形 B.油酸在水面上充分散开形成单分子油膜C.油酸分子是紧挨着的没有空隙 D.油酸不溶于水（3）实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积_______；可求得油酸分子的直径为________（用、、、、表示）。（4）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为________。A.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格B.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开C.用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴D.油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值【答案】（1）DABEC（2）ABC（3）70a2（4）AB【解析】【小问1详析】用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。故操作先后顺序排列为DABEC；【小问2详析】A．把油酸分子看成球形为理想假设，故A正确；B．让油膜尽可能散开，形成单分子层为理想假设，故B正确。C．油酸分子是紧挨着的没有空隙，不考虑分子间空隙为理想假设，故C正确；D．油酸本身不溶于水，不是理想假设，故D错误；故选ABC【小问3详析】[1]将大于二分之一的格子视为一个格，舍掉小于二分之一的格子，则油酸薄膜的面积70a2[2]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积可求得油酸分子的直径为【小问4详析】某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，根据A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则S偏小，则测得的d偏大，选项A正确；B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S偏小，则测得的d偏大，选项B正确；C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，则V偏小，则测得的d偏小，选项C错误；D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值，则V偏小，则测得的d偏小，选项D错误。故选AB。12.（1）“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使___________（选填选项前的字母）。A.P3只挡住P1的像B.P4只挡住P2的像C.P3同时挡住P1、P2的像（2）为了减小实验误差，实验时应注意的是___________。A.入射角应尽量小些B.玻璃砖的宽度宜小一些C.大头针应垂直插在纸面上D.大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些（3）某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如下图所示，则他测得的折射率与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。（4）某研究小组设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O做两条互相垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使水平液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像。通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。①图中M、N两位置对应的折射率大小关系为nM___________nN（填写“大于”、“等于”或者“小于”）②若∠AOF=30°，则该仪器能够测量液体折射率的大小范围是___________。③沿KMNC，折射率刻度的特点是___________（填写“刻度均匀”、”越来越密”或者“越来越疏”）【答案】（1）C（2）CD##DC（3）偏小（4）小于1<n≤2越来越疏【解析】（1）[1]用插针法测定玻璃折射率的实验中，应使得P3同时挡住P1、P2的像。故选C。（2）[2]为了减小实验误差，入射角应尽量大些，玻璃砖的宽度也宜大一些，大头针应垂直插在纸面上，且应使大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些。故选CD。（3）[3]作出光路图，如图所示由图可知，入射角不变，但是折射角变大，根据折射定律可知，所测折射率偏小。（4）[4]根据折射定律可得所以[5]设A点到EF的垂线长为L1，圆周EC部分上某点到EF的垂线长为L2，根据折射定律可得若∠AOF=30°，则所以[6]结合题意，由折射定律有沿KMNC，不变的情况下，越