2024-2025学年北京通州区高二(下)期末物理试卷含答案

2024-2025学年北京市通州区高二（下）期末物理试卷一、本题共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中。选出最符合题目要求的一项。1．（3分）如图OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由单色光a和单色光b组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，单色光a从B点射出、单色光b从C点射出。则下列说法中正确的是（）A．若a光为紫光，b光可能为绿光 B．在真空中，单色光a比单色光b传播速度更小 C．单色光a相较单色光b频率更小 D．单色光a从真空射入玻璃，波长变长2．（3分）分析下列物理现象：①“闻其声而不见其人”；②雷声轰鸣不绝；③耳机主动降噪功能能够起到消除噪声的作用；④当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的（）A．折射、干涉、衍射、多普勒效应 B．衍射、多普勒效应、反射、干涉 C．折射、衍射、干涉、多普勒效应 D．衍射、反射、干涉、多普勒效应3．（3分）下列说法正确的是（）A．制作茶叶蛋时，酱油的色素分子进入到蛋清内是由于外力作用 B．布朗运动反映了固体分子永不停息地做无规则运动 C．一定质量的理想气体体积不变，气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大 D．密闭容器内50℃的水蒸发变成了50℃的水蒸气，它的内能不变4．（3分）如图所示，某同学利用单摆装置来测定当地的重力加速度，下列说法正确的是（）A．小球应该选用质量小体积小的塑料球 B．应在小球摆到最高点时开始计时 C．在小偏角下，不同高度释放，小球的摆动周期不同 D．若将n次全振动误记为n﹣1次，重力加速度的测量值将偏小5．（3分）如图弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动，下列说法正确的是（）A．小球在B点速度最大 B．小球在O点动能最大 C．小球在O点回复力最大 D．小球在C点弹性势能最小6．（3分）如图是某绳波形成过程示意图，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，……各个质点依次振动。已知相邻编号的质点间距离为1cm，t＝0时，质点1开始向上运动；t＝0.2s时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。下列说法正确的是（）A．这列波的波长为4cm B．这列波传播的速度为0.25m/s C．t＝0.4s时，质点9开始振动 D．t＝0.8s时，质点17向下运动7．（3分）某公园灯光喷泉的水池下有一点光源，能同时发出红色、绿色两种可见光，人在水面上方向下看，水面Ⅰ区域和Ⅱ区域被照亮，如图所示。下列情况中可能正确的是（）A．Ⅰ区域是包含红光和绿光的复色光，Ⅱ区域是红光 B．Ⅰ区域是包含红光和绿光的复色光，Ⅱ区域是绿光 C．Ⅰ区域是绿光，Ⅱ区域是红光 D．Ⅰ区域是红光，Ⅱ区域是绿光8．（3分）下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（）A．图甲中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，因此可选用左边材料作为酱油瓶的瓶口制作材料 B．图乙中水黾可以静止在水面上，是浮力和重力平衡的结果 C．图丙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明石蜡具有各向异性特点，是单晶体 D．图丁中天然石英本身是晶体，将其熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）变为非晶体9．（3分）在用插针法“测量玻璃的折射率”实验中，小明画好玻璃砖边界aa′、bb′后，将玻璃砖放回，在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，②中用的是梯形玻璃砖。其它操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。下列说法中正确的是（）A．图甲中测得的玻璃砖折射率n为sinθB．①所测得玻璃砖折射率相较准确值偏小 C．①实验时入射角不能太大，否则光线会在玻璃砖下表面发生全反射 D．该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率，因此②无法准确测得玻璃砖的折射率10．（3分）一定质量的理想气体状态变化的过程如图所示，下列说法正确的是（）A．整个过程中，气体在状态a时压强最大 B．从状态a到状态b，压强先增大后减小 C．状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态少 D．气体从状态c到状态d的过程中，外界对气体做正功，气体分子的平均动能增大11．（3分）如图用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有一定质量的理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是（）A．在自发扩散过程中，气体对外界做功 B．在自发扩散过程中，气体对汽缸壁的压强不变 C．气体在被压缩的过程中，内能保持不变 D．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能变大12．（3分）“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的东部地区。为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电。某发电厂原来用11kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到330kV输电，输送的电功率都是P。若输电线路的电阻为R，下列说法中正确的是（）A．提高电压后用户端获得的电压增大为原来的30倍 B．根据公式I=URC．根据公式P损=D．根据公式P损=13．（3分）质量为m的物体由静止开始下落，下落过程中所受空气阻力的大小与速率成正比，比例系数为k。下降高度h后物体速度大小为v。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．下落过程中物体的加速度逐渐增大 B．下落过程中阻力对物体的冲量大小为kh C．下落时间为vgD．下落过程中阻力对物体做功mgℎ−14．（3分）光纤在生产生活中有着广泛的应用。如图所示光纤由纤芯和包层两部分组成，折射率分别为n1和n2。光在光纤中传导依据全反射原理。光学上把具有一定特性的光波叫做光的一种模式，根据可以传输的光波模式数量的不同把光纤分为单模光纤和多模光纤。工程上用V参数来标定光纤模式，其中V=2πaλ⋅A．包层是光密介质 B．只能通过调整纤芯和包层材料实现传输模式的调整 C．可以通过增大光纤粗细实现多模传输 D．当入射光波长减小，多模光纤有可能实现单模传输第二部分：本部分共6题，共58分。15．（8分）某同学用如图1所示装置探究气体等温变化的规律。（1）在实验中，下列哪些操作不是必需的。（填选项前字母）A.读取刻度尺上显示的空气柱长度B.读取压力表上显示的压强值C.测出封闭气体的质量（2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是。（3）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，该同学进行了两次实验，得到的p﹣V图像如图2所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1（选填“＜”“＝”或“＞”）T2。（4）该同学用传感器进行该实验，实验装置如图3所示。先在注射器内壁上涂一些润滑油，然后把活塞移至注射器中间位置，注射器通过塑料管与气体压强传感器连接：缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值V、以及由计算机显示的对应的气体压强值p。借鉴教科书中“探究加速度与质量关系”的数据处理方法，根据实验获取的数据得到V与1p的线性函数图像，如图4所示，请结合图像说明V0的意义16．（10分）某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，所用的实验装置如图甲所示。（1）图甲2处固定的元件是（填选项前字母）。A.单缝B.双缝C.滤光片（2）该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节。A.仅旋转遮光筒B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头（3）调整好实验器材后，如图丙所示，实验中该同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时，手轮的读数分别记为x1、x2（x1＜x2），双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，则入射的单色光的波长的表达式为。（用题中涉及的物理量符号表示）（4）另一同学以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），下列说法正确的。A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮（5）1801年，托马斯•杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图丁所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和l，光的波长为λ。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离Δx的表达式。17．（9分）如图1所示为一列简谐横波在某时刻的波形，从该时刻开始计时，波上质点A的振动图像如图2所示。求：（1）该波的波速大小和波的传播方向；（2）经过0.2s，质点A通过的路程；（3）在图3中画出0.2s后的波形图。18．（9分）细线下吊着一个质量为m1的静止沙袋，沙袋到细线上端悬挂点和地面的距离均为l。一颗质量为m的小球在极短的时间内水平射入沙袋并穿出，随后沙袋开始摆动，小球落地。已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是θ，此时沙袋在地面的投影恰好就是小球的落地点，重力加速度为g，不计空气阻力和沙袋大小。求：（1）小球穿出沙袋时的速度大小v；（2）小球射入沙袋前的速度v0。19．（10分）近代科学实验和理论分析表明，微观粒子之间的相互作用同样遵循动量守恒定律，可以通过分析微观粒子间相互作用过程中的动量和能量得到粒子属性。某次实验中用初速度大小为v0的中子与静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是v，已知氢原子核的质量是mH。（1）上述碰撞是弹性碰撞。求中子的质量m；（2）另一次实验中，中子以相同初速度与静止的氢原子核碰撞之后，氢原子核和中子的速度方向与碰撞前中子入射速度方向夹角分别为θ1和θ2，如图所示。求碰撞后氢原子核的速度大小v1。20．（12分）在热学领域的探索中，揭示气体性质与分子微观行为的规律是关键环节。从剖析气体压强的微观起源，到探寻温度与分子动能的本质关联，都离不开对微观机制的深入研究。通过构建简化模型与严谨的理论推导，能有效助力我们理解这些核心知识。从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁撞击引起的。如图所示正方体密闭容器中有大量运动的气体分子，分子质量为m，单位体积内分子数为n。气体分子运动速率均为v，在与器壁碰撞前后瞬间，分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。假设器壁各面碰撞的机会均等。（1）通过计算写出气体分子对容器壁的压强p表达式；（2）a.某同学阅读教科书《选择性必修第三册》第一章，看到了“物体的温度是它的分子热运动的平均动能的标志”这句话，查阅资料他发现温度与分子平均动能之间有如下关系：T＝aEa，其中a为常量，Ea为分子热运动的平均动能。通过进一步研究得知：一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系为p＝nkT，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。理想气体的分子可视为质点，分子间除了相互碰撞外，无相互作用力。请根据上述信息证明T＝ab.有人说：“在高速列车的速度由小变大的过程中，列车上所有物体的动能都在增大，组成这些物体的分子的平均动能也在增大。既然温度是分子平均动能的标志，因此，在这个过程中列车上物体的温度是在升高的，只是升高得并不大，我们感觉不到而已。”你觉得这个说法对吗？为什么？

2024-2025学年北京市通州区高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、本题共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中。选出最符合题目要求的一项。1．（3分）如图OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由单色光a和单色光b组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，单色光a从B点射出、单色光b从C点射出。则下列说法中正确的是（）A．若a光为紫光，b光可能为绿光 B．在真空中，单色光a比单色光b传播速度更小 C．单色光a相较单色光b频率更小 D．单色光a从真空射入玻璃，波长变长【分析】根据光路图分析偏折角大小，判断半圆柱体对两光的折射率大小，从而确定两光波长和频率的大小；真空中所有光的传播速度相等；由v=c【解答】解：AC、作出法线如图由图可知，在入射角相等的情况下，a的折射角小于b的折射角，根据n=siniB、真空中所有光的传播速度相等，故B错误；D、单色光a从真空射入玻璃，频率不变，传播的速度减小，根据λ=v故选：A。【点评】该题考查对折射率的理解，牢记同一种介质对不同的色光的折射率的关系是关键。2．（3分）分析下列物理现象：①“闻其声而不见其人”；②雷声轰鸣不绝；③耳机主动降噪功能能够起到消除噪声的作用；④当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的（）A．折射、干涉、衍射、多普勒效应 B．衍射、多普勒效应、反射、干涉 C．折射、衍射、干涉、多普勒效应 D．衍射、反射、干涉、多普勒效应【分析】根据声波的衍射、反射和干涉，多普勒效应等现象进行分析解答。【解答】解：①“闻其声而不见其人”，是声波的衍射；②雷声轰鸣不绝是声波的反射；③耳机主动降噪功能能够起到消除噪声的作用，是声波的干涉；④当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，是多普勒效应。故D正确，ABC错误。故选：D。【点评】考查声波的衍射、反射和干涉，多普勒效应等现象，会根据题意进行准确分析解答。3．（3分）下列说法正确的是（）A．制作茶叶蛋时，酱油的色素分子进入到蛋清内是由于外力作用 B．布朗运动反映了固体分子永不停息地做无规则运动 C．一定质量的理想气体体积不变，气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大 D．密闭容器内50℃的水蒸发变成了50℃的水蒸气，它的内能不变【分析】根据扩散现象分析；根据布朗运动分析；根据理想气体状态方程分析；根据内能等于分子势能和分子动能总和分析。【解答】解：A、制作茶叶蛋时，酱油的色素分子进入到蛋清内是扩散现象，是分子无规则运动的结果，故A错误；B、布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子在永不停息地做无规则运动，故B错误；C、一定质量的理想气体体积不变，气体分子的平均动能越大，温度越高高，根据pVTD、密闭容器内50℃的水蒸发变成了50℃的水蒸气，分子动能不变，但分子势能增加，所以它的内能增大，故C错误。故选：C。【点评】本题考查了对扩散现象、布朗运动、物体的内能、以及理想气体状态方程的理解。4．（3分）如图所示，某同学利用单摆装置来测定当地的重力加速度，下列说法正确的是（）A．小球应该选用质量小体积小的塑料球 B．应在小球摆到最高点时开始计时 C．在小偏角下，不同高度释放，小球的摆动周期不同 D．若将n次全振动误记为n﹣1次，重力加速度的测量值将偏小【分析】根据实验注意事项分析答题；根据单摆周期公式分析实验误差。【解答】解：A、为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的小球做摆球，故A错误；B、为减小实验误差应在摆球摆到最低点时开始计时，故B错误；C、在小摆角，即摆角小于5°时的运动为简谐运动，单摆做简谐运动时的周期与单摆摆角无关，在小偏角下，不同高度释放，小球的摆动周期相等，故C错误；D、由单摆周期公式T＝2πLg，解得g=故选：D。【点评】知道实验注意事项，掌握基础知识，理解实验原理是解题的前提，根据题意应用单摆周期公式即可解题。5．（3分）如图弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动，下列说法正确的是（）A．小球在B点速度最大 B．小球在O点动能最大 C．小球在O点回复力最大 D．小球在C点弹性势能最小【分析】小球在最大位移处回复力最大，速度最小，弹性势能最大，在平衡位置，小球的速度最大，动能最大，弹性势能为零，根据小球的运动过程分析答题。【解答】解：A、由图示可知，B为位移最大处，小球在B点速度最小为零，故A错误；B、小球在平衡位置O点速度最大，动能最大，故B正确；C、小球在平衡位置O点的回复力最小为零，故C错误；D、小球在最大位移C处弹簧的形变量最大，弹性势能最大，故D错误。故选：B。【点评】本题主要考查了简谐运动的相关应用，注意掌握在简谐运动中各个物理量的变化情况。6．（3分）如图是某绳波形成过程示意图，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，……各个质点依次振动。已知相邻编号的质点间距离为1cm，t＝0时，质点1开始向上运动；t＝0.2s时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。下列说法正确的是（）A．这列波的波长为4cm B．这列波传播的速度为0.25m/s C．t＝0.4s时，质点9开始振动 D．t＝0.8s时，质点17向下运动【分析】据波速、波长和周期的关系，结合波的传播以及质点的振动情况逐项分析求解。【解答】解：A、相邻编号的质点间距离为1cm，则波长为：λ＝4×4cm＝16cm＝0.16m，故A错误；B、t＝0.2s时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，则振动周期为：T＝4t＝4×0.2s＝0.8s这列波传播的速度为：v=λC、t＝0.4s时，波的传播距离为：x＝vt＝0.2×0.4m＝0.08m＝8cm，振动传到质点9，质点9开始振动，故C正确；D、t＝0.8s时，波的传播距离为：x′＝vt′＝0.2×0.8m＝0.16m＝16cm，振动传到质点17，则质点17开始向上运动，故D错误。故选：C。【点评】本题主要是考查了波的图像；解答此类问题的关键是要理解波的图像的变化规律，能够根据图像直接读出振幅、波长和各个位置处的质点振动方向，知道波速、波长和频率之间的关系v＝fλ。7．（3分）某公园灯光喷泉的水池下有一点光源，能同时发出红色、绿色两种可见光，人在水面上方向下看，水面Ⅰ区域和Ⅱ区域被照亮，如图所示。下列情况中可能正确的是（）A．Ⅰ区域是包含红光和绿光的复色光，Ⅱ区域是红光 B．Ⅰ区域是包含红光和绿光的复色光，Ⅱ区域是绿光 C．Ⅰ区域是绿光，Ⅱ区域是红光 D．Ⅰ区域是红光，Ⅱ区域是绿光【分析】由光的颜色与折射率的关系分析出折射率的大小，然后结合临界角的大小关系判断。【解答】解：设全反射临界角为C，则sinC=1故选：A。【点评】此题考查光的折射率与临界角的关系，以及光的全反射条件，结合几何知识，要掌握折射率与频率、波长、临界角的关系。8．（3分）下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（）A．图甲中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，因此可选用左边材料作为酱油瓶的瓶口制作材料 B．图乙中水黾可以静止在水面上，是浮力和重力平衡的结果 C．图丙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明石蜡具有各向异性特点，是单晶体 D．图丁中天然石英本身是晶体，将其熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）变为非晶体【分析】根据液体表面张力分析；不浸润液滴会因为表面张力呈球形，由此可判断左右材料是否浸润，结合晶体和非晶体的特点分析。【解答】解：A．从图中可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润（不浸润液滴会因为表面张力呈球形），因此可选用右边边材料作为酱油瓶的瓶口制作材料，故A错误；B．水黾可以在水面自由活动，是因为水的表面张力，故B错误；C．图丙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明云母具有各向异性特点，是单晶体，故C错误；D．天然石英是晶体，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）是非晶体，故D正确。故选：D。【点评】本题考查热学部分知识，包括液体的表面张力、晶体和非晶体的性质以及浸润现象等，此部分知识主要要求学生在识记基础上加以积累，难度不大。9．（3分）在用插针法“测量玻璃的折射率”实验中，小明画好玻璃砖边界aa′、bb′后，将玻璃砖放回，在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，②中用的是梯形玻璃砖。其它操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。下列说法中正确的是（）A．图甲中测得的玻璃砖折射率n为sinθB．①所测得玻璃砖折射率相较准确值偏小 C．①实验时入射角不能太大，否则光线会在玻璃砖下表面发生全反射 D．该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率，因此②无法准确测得玻璃砖的折射率【分析】A.根据折射定律分析作答；BC.作出光路图，根据折射定律、光路可逆，结合数学知识分析作答；D.作出光路图，根据折射定律分析作答。【解答】解：A．图甲中测得的玻璃砖折射率n=sinBC．①中用的是矩形玻璃砖的光路图如图①所示：入射角的测量值等于真实值，折射角的测量值偏大，根据折射定律n=sini由于玻璃砖上下两表面平行，入射点的折射角与出射点的入射角总是大小相等，根据光路可逆，出射光线始终平行于入射光线，因此入射角增大时光线也不会在玻璃砖下表面发生全反射，故B正确，C错误；D．②中用的是梯形玻璃砖的光路图如图②所示，只要测出入射角和折射角，就可以根据折射定律求解折射率，故D错误。故选：B。【点评】本题考查了利用“插针法”测定此玻璃砖的折射率，掌握实验原理以及折射定律的运用是解题的关键。10．（3分）一定质量的理想气体状态变化的过程如图所示，下列说法正确的是（）A．整个过程中，气体在状态a时压强最大 B．从状态a到状态b，压强先增大后减小 C．状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态少 D．气体从状态c到状态d的过程中，外界对气体做正功，气体分子的平均动能增大【分析】根据图示图像分析清楚气体状态变化过程，图线上的点与原点连线的斜率表示Cp【解答】解：AB、由理想气体状态方程pVT=C可得：V=CpTC、由题图可知，气体状态b、d的温度一样高，分子的平均动能相同，分子每次撞击的平均作用力相等，由图像可知根据pd＜pb，所以d状态气体压强较小，所以d状态单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态少，故C正确；D、气体从状态c到状态d的过程中，由题图可知，气体的体积增大，则外界对气体做正功，温度降低，则气体分子的平均动能减小，故D错误。故选：C。【点评】本题是对理想气体状态方程及热力学第一定律和压强的微观解释的考查，解题的关键是要正确分析气体发生的状态变化，则V﹣T图像与原点的拉力的斜率越大，该点的压强越小。11．（3分）如图用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有一定质量的理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是（）A．在自发扩散过程中，气体对外界做功 B．在自发扩散过程中，气体对汽缸壁的压强不变 C．气体在被压缩的过程中，内能保持不变 D．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能变大【分析】气体向真空中膨胀不做功，由于没有热传递，内能不变，体积增大，压强减小；压缩气体，外界对气体做功，气体内能增大；气体的自由膨胀是不可逆的。【解答】解：AB、因为汽缸、活塞都是绝热的，隔板右侧是真空，所以理想气体在自发扩散的过程中，与外界没有热量交换，也不对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体自发扩散前后，内能不变，温度不变，由玻意耳定律pV＝C可知，体积增大，则压强减小，故AB错误；CD、气体在被压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能增大，又因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关，所以气体温度升高，分子平均动能增大，故C错误，D正确。故选：D。【点评】本题考查学生对热力学第一定律的理解和运用能力，要知道气体在向真空膨胀时不对外做功，绝热状态时Q＝0，理想气体的内能只与温度有关。12．（3分）“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的东部地区。为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电。某发电厂原来用11kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到330kV输电，输送的电功率都是P。若输电线路的电阻为R，下列说法中正确的是（）A．提高电压后用户端获得的电压增大为原来的30倍 B．根据公式I=URC．根据公式P损=D．根据公式P损=【分析】根据P＝UI得出输送电流，结合P损【解答】解：AB、由I2=PU2可知，输电电压增大为原来的30倍，可知输电电流减小为原来的130，线路损失电压也减小为原来的130CD、输电线上损失的功率为：P损=I22故选：D。【点评】本题是对远距离输电原理的考查，解决本题的关键掌握输送功率、输送电压、电流的关系，知道在远距离输电的过程中，通过提高输送电压，减小输送电流，从而减小功率的损失。13．（3分）质量为m的物体由静止开始下落，下落过程中所受空气阻力的大小与速率成正比，比例系数为k。下降高度h后物体速度大小为v。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．下落过程中物体的加速度逐渐增大 B．下落过程中阻力对物体的冲量大小为kh C．下落时间为vgD．下落过程中阻力对物体做功mgℎ−【分析】根据牛顿第二定律分析加速度的变化情况；根据冲量的计算公式求解下落过程中阻力对物体的冲量大小；根据动量定理可得下落时间；根据动能定理可得阻力对物体做的功。【解答】解：A、根据牛顿第二定律可得：mg﹣f＝ma，由于f＝kv，所以随着速度的增大，a逐渐减小，所以下落过程中物体的加速度逐渐减小，故A错误；B、下落过程中阻力对物体的冲量大小为：If＝kvt＝kh，故B正确；C、设下落时间为t，取向下为正方向，根据动量定理可得：mgt﹣If＝mv，解得下落时间为：t=vD、根据动能定理可得：mgh+W=12m故选：B。【点评】本题主要是考查动量定理，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，知道合外力的冲量才等于动量的变化。14．（3分）光纤在生产生活中有着广泛的应用。如图所示光纤由纤芯和包层两部分组成，折射率分别为n1和n2。光在光纤中传导依据全反射原理。光学上把具有一定特性的光波叫做光的一种模式，根据可以传输的光波模式数量的不同把光纤分为单模光纤和多模光纤。工程上用V参数来标定光纤模式，其中V=2πaλ⋅A．包层是光密介质 B．只能通过调整纤芯和包层材料实现传输模式的调整 C．可以通过增大光纤粗细实现多模传输 D．当入射光波长减小，多模光纤有可能实现单模传输【分析】根据光导纤维的原理，全反射以及给定的公式结合相应条件进行分析解答。【解答】解：A．根据光导纤维的全反射原理，包层是光疏介质，故A错误；BC．由公式V=2πaD．当入射光波长减小，单模光纤有可能实现多模传输，故D错误。故选：C。【点评】考查光导纤维的原理，全反射以及给定的公式结合相应条件的应用，会根据题意进行准确分析解答。第二部分：本部分共6题，共58分。15．（8分）某同学用如图1所示装置探究气体等温变化的规律。（1）在实验中，下列哪些操作不是必需的C。（填选项前字母）A.读取刻度尺上显示的空气柱长度B.读取压力表上显示的压强值C.测出封闭气体的质量（2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是保证封闭气体的温度不变。（3）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，该同学进行了两次实验，得到的p﹣V图像如图2所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1＜（选填“＜”“＝”或“＞”）T2。（4）该同学用传感器进行该实验，实验装置如图3所示。先在注射器内壁上涂一些润滑油，然后把活塞移至注射器中间位置，注射器通过塑料管与气体压强传感器连接：缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值V、以及由计算机显示的对应的气体压强值p。借鉴教科书中“探究加速度与质量关系”的数据处理方法，根据实验获取的数据得到V与1p的线性函数图像，如图4所示，请结合图像说明V0的意义连接压强传感器和注射器的胶管内气体的体积【分析】（1）根据实验原理和玻意耳定律分析作答；（2）从保证封闭气体的温度不变的角度分析作答；（3）根据一定质量的理想气体的状态方程，结合图像分析作答；（4）根据玻意耳定律结合实验装置的具体情况分析可能的原因，以及推导V0的物理意义。【解答】解：（1）AB.根据实验原理和玻意耳定律pV＝C，因此实验需要读取刻度尺上显示的空气柱长度，读取压力表上显示的压强值，故AB正确；C.本实验需要保持气体是质量不变，但不测出封闭气体的质量，故C错误。本题选择不必要的选项。故选：C。（2）为了保证封闭气体的温度不变，在实验中要缓慢推动活塞；（3）根据一定质量的理想气体的状态方程pV变形得p=CT⋅当V相同时，由于压强p1＜p2，因此T1＜T2；（4）连接压强传感器和注射器的胶管内气体的体积为V0；根据玻意耳定律p（V+V0）＝C变形得V=C⋅因此图4中V0的物理含义是连接压强传感器和注射器的胶管内气体的体积。故答案为：（1）C；（2）保证封闭气体的温度不变；（3）＜；（4）连接压强传感器和注射器的胶管内气体的体积。【点评】本题考查了探究气体等温变化的规律的实验，要明确实验原理，掌握实验的掌握操作，掌握玻意耳定律和一定质量理想气体状态方程的运用。16．（10分）某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，所用的实验装置如图甲所示。（1）图甲2处固定的元件是A（填选项前字母）。A.单缝B.双缝C.滤光片（2）该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节D。A.仅旋转遮光筒B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头（3）调整好实验器材后，如图丙所示，实验中该同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时，手轮的读数分别记为x1、x2（x1＜x2），双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，则入射的单色光的波长的表达式为d(x2（4）另一同学以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），下列说法正确的C。A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮（5）1801年，托马斯•杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图丁所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和l，光的波长为λ。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离Δx的表达式l2aλ【分析】（1）根据干涉实验装置分析求解；（2）根据正确的实验操作分析作答；（3）根据双缝干涉条纹间距公式求解作答；（4）根据双缝干涉产生的条件分析作答；（5）从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，根据双缝干涉条纹间距公式求解作答。【解答】解：（1）图甲1处是滤光片，2处固定的元件是单缝，3是双缝，故A正确，BC错误。故选：A。（2）要得到清晰干涉图样需要单缝与双缝平行，如果单独旋转单缝或双缝，条纹不再清晰，所以应调节测量头使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，故ABC错误，D正确。故选：D。（3）相邻亮条纹之间的距离Δx=根据双缝干涉条纹间距公式Δx=单色光的波长λ=（4）在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），由于绿光和红光的频率不同，则不能发生干涉，但屏上仍有光亮，故C正确，A、B、D错误。故选：C。（5）从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，所以SS′之间的距离为d，而光源S到光屏的距离看以看作双孔屏到像屏距离l；根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式Δx=等效双缝间距d＝2a解得相邻两条亮纹（或暗纹）间距为Δx=l故答案为：（1）A；（2）D；（3）d(x2−【点评】本题主要考查了“用双缝干涉测量光的波长”实验，要明确实验原理，掌握实验的掌握操作，掌握双缝干涉条纹间距公式的运用；知道光发生干涉的条件，两列光的频率需相同；在学习过程中要深入理解各个物理现象产生的机理。17．（9分）如图1所示为一列简谐横波在某时刻的波形，从该时刻开始计时，波上质点A的振动图像如图2所示。求：（1）该波的波速大小和波的传播方向；（2）经过0.2s，质点A通过的路程；（3）在图3中画出0.2s后的波形图。【分析】（1）根据波速计算公式进行解答；根据同侧法可知波的传播方向；（2）根据一个周期内通过的路程为4A进行解答；（3）经过0.2s=1【解答】解：（1）根据波速计算公式可得：v=λ此时可质点A的振动方向向下，根据同侧法可知，该波沿+x方向传播；（2）经过0.2s=12T，质点A通过的路程为：s（3）经过0.2s=1答：（1）该波的波速大小为1m/s，波的传播方向为沿+x方向传播；（2）经过0.2s，质点A通过的路程为20cm；（3）0.2s后的波形图见解析。【点评】本题既要理解振动图像和波动图像各自的物理意义，由振动图像能判断出质点的速度方向，同时要把握两种图像的内在联系，能由质点的速度方向，判断出波的传播方向。18．（9分）细线下吊着一个质量为m1的静止沙袋，沙袋到细线上端悬挂点和地面的距离均为l。一颗质量为m的小球在极短的时间内水平射入沙袋并穿出，随后沙袋开始摆动，小球落地。已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是θ，此时沙袋在地面的投影恰好就是小球的落地点，重力加速度为g，不计空气阻力和沙袋大小。求：（1）小球穿出沙袋时的速度大小v；（2）小球射入沙袋前的速度v0。【分析】（1）小球穿出沙袋后做平抛运动，利用自由落体时间与水平位移关系，结合沙袋摆动最大偏角对应的水平投影位置，建立方程求解小球穿出时的速度。（2）沙袋摆动过程机械能守恒，可求出沙袋获得的速度。根据小球与沙袋碰撞前后水平方向动量守恒，将第一问结果与沙袋速度代入动量守恒方程，即可求得小球入射前的初速度。【解答】解：（1）根据竖直方向下落有l=根据水平位移与小球速度的关系lsinθ＝vt联立解得：v=sinθ⋅gl（2）球射入沙袋前的速度为v沙，袋摆动过程机械能守恒m解得：v以v0的分析为正，系统水平方向动量守恒，有：mv0＝mv+m1v沙，解得：v0答：（1）小球穿出沙袋时的速度大小v为vsinθ⋅gl（2）小球射入沙袋前的速度v0为sinθ⋅gl【点评】本题综合考查平抛运动、动量守恒和机械能守恒定律的应用，计算较为繁琐且需要较强的逻辑推理能力