河北省沧州市多校2024-2025学年高二下学期4月期中联考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高二下学期期中考试物理本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。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.如图所示，泊松亮斑和牛顿环都是著名的光学现象，下列关于两者的分析正确的是（）A.泊松亮斑和牛顿环都是由光的干涉现象产生的B.泊松亮斑和牛顿环都是由光的衍射现象产生的C.泊松亮斑是光的圆孔衍射现象D.牛顿环是薄膜干涉的结果【答案】D【解析】牛顿环是薄膜干涉的结果，泊松亮斑是光的圆盘衍射现象。故选D。2.体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上下抖动短杆，彩带上形成简谐波，某一时刻彩带的形状如图所示，a、b、c为彩带上的质点，彩带重力不计，下列说法正确的是（）A.质点a此时正在向下运动B.再过半个周期，质点c向右移动半个波长C.质点b比质点a先到达波谷D.再过四分之一周期，质点c的速度达到最大【答案】C【解析】A．简谐波向右传播，根据同侧法可知，质点a此时正在向上运动，故A错误；B．质点c在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，故B错误；C．简谐波向右传播，根据同侧法可知，质点b此时正在向下运动，故质点b比质点a先到达波谷，故C正确；D．再过四分之一周期，质点c位于波谷，速度达到最小，故D错误。故选C。3.关于下列各图，说法正确的是（）A.图甲中，实验现象说明薄板材料是非晶体B.图乙中液体和管壁表现浸润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】B【解析】A．图甲中，实验现象表明材料具有各向同性，则说明薄板材料可能是多晶体，也有可能是非晶体，故A错误；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正确；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，温度越高，布朗运动越明显，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故D错误。故选B。4.振荡电路在自动控制、无线电通信及遥控等许多领域有广泛应用，LC振荡电路如图甲所示，规定顺时针方向为电流的正方向，LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.时刻，电容器上极板带正电B.到时间内，磁场能转化为电场能C.到时间内，电容器在放电D.时刻，线圈的感应电动势最大【答案】C【解析】A．由乙图可知，时，电路中的电流为零，开始放电要有正方向的电流，故电容器的下极板带正电，故A错误；BC．由乙图可知，在到时间内，电路中的电流增大，电容器处于放电过程，电场能转化为磁场能，故B错误，C正确；D．时刻，电路中的电流最大，图线的斜率为零，根据感应电动势可知，此时感应电动势最小（为零），故D错误。故选C。5.钻石中的碳原子以网状结构紧密地堆在一起，钻石是自然界中最硬的物质，是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。已知碳的摩尔质量为12.0g/mol，阿伏加德罗常数，则1克拉（1克拉=0.2g）的钻石中含有的分子数为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】碳原子的物质的量为则含碳原子数为则故选B6.如图甲所示，在拉力传感器的下端竖直悬挂一个弹簧振子，拉力传感器可以实时测量弹簧弹力大小，图乙是小球做简谐运动时拉力传感器示数随时间变化的图像，取重力加速度大小，下列说法正确的是（）A.时，小球受到的回复力等于0B.2s~3s内，小球做加速度减小的加速运动C.弹簧振子振动的周期为4sD.小球的质量为1.6kg【答案】C【解析】AD．根据弹力的最大值为16N与最小值为0，结合振动的对称性可知解得t=1s时弹簧位于最低点，根据数学知识可知时，则回复力不等于0，故AD错误；B．2s~3s内，回复力先减小，后增大，则小球做加速度先减小，后增大，物体的速度先增大后减小，故B错误；C．根据图像可知，t=3s和t=7s时，弹簧弹力最小，为零，小球位于最高点，由此可知，小球振动的周期为4s，故C正确；故选C。7.如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管和，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量、相同温度的空气，空气柱长度，水银柱长度，初始时管和管中水银柱的下液面相平，管在水银槽中的液面低于管在水银槽中的液面。现使封闭的气体升高相同的温度，管和管中均未有水银溢出，大气压恒定不变，再次稳定后，下列说法正确的是（）A.管在水银槽中的液面可能下降B.管中水银柱的下液面将高于管中水银柱的下液面C.管中水银柱移动的距离小于管中水银柱移动的距离D.管和管中水银柱的下液面仍有可能相平【答案】B【解析】A．设水银的密度的为，大气压强为，水银槽液面和两管在水银槽中的液面的高度差分别为、，则管中封闭气体的压强为同理，管中封闭气体的压强为因为温度升高后，封闭气体压强不变，所以不变，故两管在水银槽中的液面不变，故A错误；BCD．封闭的气体升高相同的温度，两部分气体发生等压变化，设升温前两管内封闭气体温度为，温度升高，两管横截面积为，升温后两管内封闭空气柱长度分别增加了，根据盖-吕萨克定律可知，解得，又因为故又因为两管在水银槽中的液面不变，故管中水银柱移动的距离大于管中水银柱移动的距离，管中水银柱的下液面将高于管中水银柱的下液面，故B正确，C、D错误。故选B。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图甲所示，固定A分子不动，让B分子从无穷远处无初速度释放后，B分子仅在A分子的作用力下开始运动，取A、B两分子间距离为无穷远时，A、B两分子间的势能，则A、B两分子间的势能与两分子间距离r的关系如图乙所示。下列说法正确的是（）A.当A、B两分子间距离为时，两分子间的作用力为0B.当A、B两分子间距离为时，两分子间的作用力为0C.A、B两分子间的最小距离等于D.当A、B两分子间距离为时，B分子的速度最大【答案】BC【解析】AB．B分子从无穷远处无初速度释放后，因为初始阶段A、B两分子间的作用力表现为引力，所以分子间的作用力做正功，A、B两分子间的势能减小，当分子间作用力为0时，A、B两分子间的势能最小，所以结合题图乙可知，当A、B两分子间距离为时，两分子间的作用力为0，选项B正确、A错误；CD．当A、B两分子间距离小于时，A、B两分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功，分子间的势能增大，B分子的动能减小，根据功能关系可知，当B分子的速度再次为0时，A、B两分子间的势能，A、B两分子间的最小距离等于，选项C正确、D错误。故选BC。9.家用储水式压力罐常被用于二次供水，其简要结构如图所示。该压力罐的总容积为500L，初始时罐内的存水量为200L，气室内的气体压强为0.15Mpa，环境和气体的温度均为15℃。当气室内的气体压强小于0.15Mpa时，外部控制系统就会启动水泵给罐补水，当罐内压强增大到0.3Mpa时，水泵停止补水。气室内气体可视为理想气体，气室内的气体温度可视为始终与环境温度相等，下列说法正确的是（）A.若环境温度始终为15℃，则该压力罐的最大储水量为350LB.若环境温度始终为15℃，则水泵工作一次注入的水的最少体积为100LC.若环境温度变为10℃，则压力罐中的最大储水量增加D.若环境温度变为10℃，则水泵启动时罐内的存水量小于200L【答案】AC【解析】A．设压力罐的最大蓄水量为V，以气室内的气体为研究对象，初状态，末状态，根据玻意耳定律解得，故A正确；B．由A可知水泵工作一次注入的水的最少体积为，故B错误；C．根据盖吕萨克定律可知，越小，越小，而膨胀罐中最大储水量越大，故C正确；D．根据盖吕萨克定律可知解得则水泵启动时罐内的存水量为，故D错误。故选AC。10.如图所示，真空中有一半径为R、质地均匀的玻璃球，一束复色光沿BC射入玻璃球，经折射后分成a、b两束光分别从D、E两处折射出玻璃球，已知BC与OC的夹角，，。下列说法正确的是（）A.从玻璃球中射出时，a光的折射角大于b光的折射角B.玻璃球对b光的折射率为C.用同一双缝干涉实验装置进行实验，b光在光屏上形成的条纹间距比a光的大D.a光在玻璃球中的传播速度大于b光在玻璃球中的传播速度【答案】BC【解析】A．根据光路可逆可知，从玻璃球中射出时，光的折射角等于光的折射角，选项A错误；B．由几何关系，可得出光射入玻璃球时的折射角为，根据折射定律可知选项B正确；D．根据题意可知，玻璃对光的折射率大于对光的折射率，所以光的频率大于光的频率，根据可知a光在玻璃球中的传播速度小于b光在玻璃球中的传播速度，选项D错误；C．光的波长小于光的波长，根据可知b光在光屏上形成的条纹间距比a光的大，选项C正确。故选BC。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器和计算机。通过推、拉活塞，改变注射器内气体体积，根据注射器针筒上的刻度读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机，实验完成后，实验模拟系统即可按要求显示出各种图线。（1）改变注射器内气体体积时，在推、拉活塞的过程中，________（填“能”或“不能”）用手握住注射器，操作应缓慢进行。（2）在操作正确的情况下，计算机绘制出的气体压强和气体体积的关系图线是一条________（填“直线”“抛物线”或“双曲线”）。为了直观地表达出气体压强和气体体积的关系，若以气体压强为纵轴，则横轴应为________（用题中相关的物理量符号表示）。（3）某同学想利用该装置测量出一个不规则形状小石块的体积，在连接器材时，他将小石块放进注射器针筒内，然后按规范的操作完成实验，输出的图线如图乙所示，若连接注射器与压强传感器的软管的体积不能忽略，其体积为，则小石块的体积为________（用题中相关的物理量符号表示）。【答案】（1）不能（2）双曲线（3）【解析】（1）改变注射器内气体体积时，在推、拉活塞的过程中，为了保证密封气体的温度不变，不能用手握住注射器，操作应缓慢进行。（2）[1]根据，可知在操作正确的情况下，与成反比，则计算机绘制出的气体压强和气体体积的关系图线是一条双曲线；[2]由于与成反比，则与成正比，为了直观地表达出气体压强和气体体积的关系，若以气体压强为纵轴，则横轴应为。（3）设小石块的体积为，根据玻意耳定律可得整理可得则图像的纵轴截距为可得12.高速路入口都安装有称量汽车质量的地磅。小型地磅结构图和电路图分别如图甲、乙所示，其中是压敏电阻，秤台平放在压敏电阻上，被称汽车停放在秤台上。已知电路中电源电动势、内阻，电流表量程为，滑动变阻器的总电阻为。压敏电阻的阻值随压力变化的曲线如图丙所示，地磅出厂时已对电流表上的刻度重新赋值，使工作人员能够从表盘上直接读出秤台上汽车的质量，取重力加速度大小。（1）通过查阅说明书，发现秤台质量为500kg，则秤台空载时压敏电阻的阻值为________（结果保留至整数位）。说明书中还指出，0kg标注在原电流表0.10A刻度处，说明该地磅在正常工作时，滑动变阻器和电流表的内阻之和为______（结果保留至整数位）。某次称量时，指针指在刻度处，则该处对应原电流表_______（结果保留两位小数）刻度。（2）地磅长时间使用后，内部电池的电动势略小于（仍恒定不变），内阻有所增大。工作人员通过调节滑动变阻器，使秤台空载时电流表指针仍指在刻度处，此后的测量结果_______（填“大于”“小于”或“等于”）被测车辆的质量。【答案】（1）160780.15（2）大于【解析】（1）[1]当秤台空载时，对秤台受力分析，根据平衡条件可得根据牛顿第三定律可知，秤台对压敏电阻的压力大小为由丙图可知，此时对应的压敏电阻的阻值为；[2]根据闭合电路欧姆定律有变形得代入数据解得[3]某次称量时，指针指在刻度处，对重物和台秤进行受力分析，根据平衡条件可得根据牛顿第三定律可知，压敏电阻承受的压力大小为由丙图可知，此时对应的压敏电阻的阻值为；根据闭合电路欧姆定律有代入数据有（2）重新调节滑动变阻器为，空载时I=0.10A，根据闭合电路欧姆定律有当秤台上面有汽车时，根据闭合电路欧姆定律有联立解得I不变，测量同样的电阻R，且，因减小，故增大，电流表指针向右偏；由图乙可知，压敏电阻的阻值越小，压力越大，即电流越大，压力越大，可知测量结果大于被测车辆的质量。13.某学校有一个景观水池，水池底部中央安装有一个可向整个水面各个方向发射红光的光源（视为质点），同学们观察到水面上有光射出的区域是圆形，水池的横截面如图所示。已知光源到水面的距离为，圆形区域的半径，光在真空中的传播速度为，不考虑多次反射。求：（1）水对红光的折射率；（2）能够射出水面的红光中，在水中传播的最短时间。【答案】（1）（2）【解析】（1）红光恰好发生全反射处为圆形区域的边缘，光路图如图所示红光发生全反射的临界角满足根据几何关系有代入题中数据，解得（2）红光在水中传播的最短距离红光在水中的传播速度红光在水中传播的最短时间解得（1）此简谐横波传播速度的大小；（2）0~8s内质点Q通过的路程s；（3）质点Q的振动方程