2022-2023年河北省保定市六校联盟高二下学期4月期中考试物理试题(解析版)

六校联盟高二年级联考物理试卷一、单选题1.关于分子动理论，下列描述正确的是（）A.布朗运动说明悬浮在液体中的固体颗粒分子永不停息地做无规则的运动B.分子间同时存在引力和斥力，分子间距离小于平衡位置时，分子力表现为斥力C.气体压强是气体分子间斥力的宏观表现D.布朗运动和扩散现象都是分子运动【答案】B【解析】布朗运动说明液体分子永不停息地做无规则的运动。故A错误；分子间同时存在引力和斥力，分子间距离小于平衡位置时，表现为斥力。故B正确；气体压强是分子热运动时对器壁频繁碰撞的结果。故C错误；布朗运动不是分子运动。故D错误。故选B。2.下列说法正确的是（）A.有机械振动必有机械波B.若“天眼”接收到来自遥远星体的电磁波频率变小，则该星体正在远离我们C.回复力与位移满足这个方程的机械振动就是简谐运动，其中是指弹簧劲度系数D.质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上【答案】B【解析】机械振动需要依靠介质传播，若没有介质，则不能形成机械波，故A错误；根据多普勒效应可知，若“天眼”接收到来自遥远星体的电磁波频率变小，则该星体正在远离我们，故B正确；回复力与位移满足这个方程的机械振动就是简谐运动，对于弹簧振子是指弹簧劲度系，对于单摆不是指弹簧劲度系，故C错误；横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，故D错误。故选B。3.一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（）A.该横波沿轴负方向传播B.质点该时刻向轴负方向运动C.质点经半个周期将沿轴正方向移动D.该时刻质点与的速度、加速度都相同【答案】A【解析】由图可知乙质点的振动情况，该时刻质点向轴负方向振动。根据上下坡法或者平移法可知，该横波沿轴负方向传播，质点该时刻向轴正方向运动，故A正确，故B错误；质点只在平衡位置附近轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿轴正方向移动，故C错误；该时刻质点与的速度为零，质点加速度为方向，质点加速度为方向，故D错误。故选A。4.把铁分子围着地球表面一个紧挨一个地单列排起来，筑成一个围绕地球的大“分子环”。已知地球半径为，铁的摩尔质量为，铁的密度为，阿伏伽德罗常数为，筑这个大“分子环”共需的铁分子个数（）。A. B. C. D.【答案】D【解析】设铁分子的直径为，根据题意，可得把铁分子围着地球表面一个紧挨一个地单列排起来，筑成一个围绕地球的大“分子环”需要的分子数为，铁的摩尔质量，铁的摩尔体积，则有，联立解得筑这个大“分子环”共需的铁分子个数为，故选D。5.高空坠物危及社会安全，某探究小组的同学将一颗质量的鸡蛋，从某楼层由静止自由释放，利用相机恰好抓拍到了鸡蛋下落的模糊痕迹，长度为个标准砖的厚度（已知该砖的厚度约为），如图，已知相机的本次曝光时间为。鸡蛋与地面撞击时的竖直高度为，认为鸡蛋落地后，鸡蛋顶端到地面底端运动为匀减速运动，并且顶端运动到地面时恰好静止，以鸡蛋的底端、顶端落地的时间间隔作为鸡蛋与地面的撞击时间。（，空气阻力忽略不计）（）A.鸡蛋下落点距地面的高度约为B.鸡蛋撞击地面的时间约为C.鸡蛋撞击地面过程中地面对鸡蛋的平均冲击力大小约为D.鸡蛋在整个下落过程的平均速度约为【答案】C【解析】鸡蛋做自由落体运动，由于相机曝光时间极短，则鸡蛋下落至距地面第块砖处的速度大小可以近似等于该位移内的平均速度，即用平均速度代替瞬时速度，可得，则鸡蛋下落点距离该块砖的高度约为，则可知鸡蛋下落点距地面的高度约为，则鸡蛋下落至地面所用时间约为，可知鸡蛋在整个下落过程的平均速度约为，故AD错误；鸡蛋底端落地后，鸡蛋顶端的运动是匀减速运动，并且顶端运动到地面时恰好静止，根据运动学公式，解得，规定竖直向上为正，由动量定理有，可得鸡蛋撞击地面过程中地面对鸡蛋的平均冲击力大小，根据牛顿第三定律，可得鸡蛋撞击地面过程中对地面的平均冲击力大小为，故B错误，C正确。故选C。6.如图甲所示，物块、的质量分别为、，用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块右侧与竖直墙壁接触但不黏连。物块从高为的平台以的初速度水平抛出，落地时恰好与相撞，碰撞瞬间竖直方向不反弹，与物块粘在一起不再分开，物块的图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A.前时间内，弹簧对物块的冲量大小为B.物块离开墙壁前，弹簧的最大弹性势能为C.物块的质量为D.物块离开墙壁后的最大速度为【答案】D【解析】弹簧对与组成的系统与对的作用力始终大小相等方向相反，以、组成的系统为研究对象，取向右为正方向，则前时间内弹簧的弹力对、组成的系统的冲量为，根据图乙可知，，而与碰撞前后瞬间，与组成的系统水平方向动量守恒，则由动量守恒定律可得，其中，解得，，由此可知，在前时间内，弹簧对物块的冲量大小为，故AC错误；物块离开墙壁前，弹簧被压缩至最短时其弹性势能最大，此时、组成的系统的速度减为，根据能量守恒可得，故B错误；当物块离开墙壁后弹簧先被拉伸至最长，此后弹簧恢复原长，恢复原长瞬间弹簧又开始被压缩，直至弹簧被压缩至最短后又开始恢复原长，恢复原长后又开始被拉伸，分析可知，当弹簧恢复原长时速度有最大值，在离开墙壁后、、及弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒，设离开墙壁后弹簧第一次恢复原长时、组合体的速度为，的速度为，则有，，联立解得，，故D正确。故选D。7.牛顿在发现万有引力定律后曾思考过这样一个问题：假设地球是一个质量为，半径为，质量均匀分布的球体，已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。沿地球的南北极打一个内壁光滑的洞，在洞口无初速度释放一个质量为的小球（小球的直径略小于洞的直径），在小球向下端点运动的过程中，已知万有引力常量为。下列说法中正确的是（）A.小球运动到洞的下端点所用的时间为B.小球在距地心处所受到的万有引力的合力大小为C.小球在洞内做往复振动，小球受力与到地心距离的关系决定了此振动为非简谐运动D.若小球释放的位置再向下移动一点，则小球振动周期变小【答案】B【解析】设小球质量为，小球偏离地心的位移为，根据题意，由万有引力公式有，又，小球偏离地心的位移为，此处地球的质量为，设指向地心的方向为正方向，则联立以上各式可得，小球偏离地心的位移大小为处受到万有引力的合力为，可知引力的合力大小与球偏离地心的位移成正比，方向相反，符合简谐振动回复力特征，所以小球做简谐运动，而简谐运动的周期与振幅无关，故B正确，CD错误；简谐运动得周期公式，而上式中，解得，根据简谐振动得特征可知，小球运动到洞得下端点所用时间为，故A错误。故选B。二、多选题8.完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。年月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向半径为的水球中注入空气，形成了一个内含半径为的气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心的平面内，用单色平行光照射这一水球，水的折射率为。下列说法正确的是（）A.此单色光从空气进入水球，频率一定变大B.此单色光从空气进入水球，波长一定变大C.若光线在处发生全反射，光线在处一定发生全反射D.若光线从空气射入水球的入射角为，光线在处射入气泡时的入射角为，则【答案】C、D【解析】光在不同介质中传播时，其频率不会发生改变，因此当此单色光从空气进入水球，频率不变，故A错误；光在不同介质中传播时波速不同，而在真空中传播时的速度最大，当此单色光从空气进入水球，其波速减小，根据，可知，其波长一定变短，故B错误；光线在点射入气泡的入射角比在点射入气泡的入射角大，所以光线在处若发生全反射，泽光线在处一定发生全反射，故C正确；做出光线从空气射入水球发生折射时的光路图如图所示：根据折射定律有，在中，由正弦定理有，解得，故D正确。故选CD。9.位于的波源从时刻开始振动，形成的简谐横波沿轴正负方向传播，在时波源停止振动，时的部分波形如图所示，其中质点的平衡位置，质点的平衡位置。下列说法正确的是（）A.沿轴正负方向传播的波发生干涉B.时，波源的位移为C.时，质点沿轴负方向振动D.在到内，质点运动总路程是【答案】B、D【解析】波从波源发出后，向轴正负方向传播，向相反方向传播的波不会相遇，不会发生干涉，故A错误；由图可知，波的波长，由题意可知内波传播四分之一波长，可得，解得，根据同侧法可知，波源的振动方向向上，时，波源向上振动，位移为正，振动方程为，将代入其振动方程可得，故B正确；波的波速，波源停止振动，到质点停止振动的时间，即质点已经停止振动，故C错误；波传到点所需的时间，在到内，质点振动的时间为，质点运动总路程，故D正确。故选BD。10.如图所示，某超市两辆相同的手推购物车质量均为、相距沿直线排列，静置于水平地面上。为节省收纳空间，工人给第一辆车一个瞬间的水平推力使其运动，并与第二辆车相碰，且在极短时间内相互嵌套结为一体，以共同的速度运动了距离，恰好停靠在墙边。若车运动时受到的摩擦力恒为车重的倍，忽略空气阻力，重力加速度为。（）A.第一辆车与第二辆车碰撞前的速度为B.购物车碰撞过程中系统损失的机械能C.工人给第一辆购物车的水平冲量大小D.工人给第一辆购物车的水平冲量大小【答案】A、B、C【解析】设第一辆车碰前瞬间的速度为，与第二辆车碰后的共同速度为，碰撞前后瞬间动量守恒，则由动量守恒定律有，对碰撞后的过程，由动能定理有，则碰撞中系统损失的机械能，联立以上各式解得，，故AB正确；设第一辆车推出时的速度为，对碰撞前的过程，由动能定理有，工人给第一辆购物车的水平冲量大小，联立解得，故C正确，D错误。故选ABC。三、非选择题11.利用所学物理知识解答下列问题：在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学甲用毫米刻度尺测得摆线长；用游标卡尺测得摆球的直径如下图所示，则摆球直径________。用秒表测得单摆完成次全振动的时间如下图所示，则秒表的示数________；若用给出的各物理量符号（、、、）表示当地的重力加速度，则计算的表达式为________。【答案】①.；②.；③.【解析】[1]该游标卡尺游标尺为分度值，其精度为，根据所给图像可知该游标卡尺所测摆球的直径为。[2]秒表小表盘表示分钟，大表盘表示秒，大表盘转一周表示，但当小表盘分针超过下一分钟的半格时，读数时则应加上，根据图示秒表示数可知，小表盘可读得分钟，且其超过了下一分钟的过半刻度，则可读得大表盘为，因此可知，则秒表的示数。[3]根据题意可得该单摆的摆长，该单摆的周期为，而根据单摆的周期公式，可得。12.某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。（1）在双缝干涉实验装置中透镜的作用是________。（2）若想减小从目镜中观察到的条纹间距，该同学可________。A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝（3）在测量相邻两条亮条纹的距离时需要用________测出，若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第条亮条纹中心到第条亮条纹中心之间的距离为，则单色光的波长的表达式________。（4）在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是，双缝之间的距离是，单缝到双缝之间的距离是，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第条）的中心，这时手轮上的示数如图甲所示。然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第条亮纹中心，这时手轮上的示数如图乙所示，图乙中示数________。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光波长为________。（计算波长结果保留二位有效数字）【答案】①.使射向单缝的光更集中；②.B；③.测量头；④.；⑤.；⑥.【解析】（1）在双缝干涉实验装置中透镜的作用是使射向单缝的光更集中。（2）根据双缝干涉条纹间距公式，可知，将单缝向双缝靠近，条纹间距不变，故A错误；将屏向靠近双缝的方向移动，即减小，可减小条纹间距，故B正确；将屏向远离双缝的方向移动，即增大，可增大条纹间距，故C错误；使用间距更小的双缝，即减小，可增大条纹间距，故D错误。故选B。（3）在测量相邻两条亮条纹的距离时需要用测量头测出；[4]由题意可知相邻条纹间距为，根据双缝干涉条纹间距公式可知，联立以上两式解得。（4）[5][6]图乙固定刻度为，可动刻度为，所以图乙的示数为，图甲固定刻度，可动刻度为，所以图甲的示数为，根据题意可知，亮纹间距，根据，可得。13.一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示，、、、是介质中的四个质点，点位于平衡位置、点和点分别位于波谷和波峰，、两质点平衡位置之间的距离为，点的振动情况如图乙所示。求解：（1）该波的传播方向；（2）该波的传播速度；（3）从时刻开始，质点回到平衡位置所需的最短时间。【答案】（1）向右；（2）；（3）【解析】（1）由点的振动图像，根据“同侧法”可知，波向右传播。（2）由题意知，解得，而由图乙可知，根据波速的计算公式可得。（3）从时刻开始，点向上振动，波向右传播，点振动方程为，当其第一次回到平衡位置，即，此时，解得。14.电视剧狂飙中，高启强和陈书婷在水族馆，站在高台上，和海豚嬉戏时，将一发光小球高举在水面上方的位置，海豚的眼睛在位置，位置离水面的高度为。陈书婷将小球沿与水平方向成角，以的速度斜向下抛出，入水点在位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为。小球在位置发出的一束光线经水面折射后到达位置，折射光线与竖直方向的夹角也为。（已知水的折射率，；；。）结果保留两位有效数字。通过查表完成下列问题（1）的值；（2）位置到水面的距离。【答案】（1）；（2）【解析】（1）根据题意，可得小球抛出时水平方向的速度为，小球抛出时竖直方向的速度为，设小球刚落入水面时竖直方向的速度，则有，解得，则可得。（2）做出光路图如图所示：折射率，根据题中所给表中数据可知，可得，设光线的水平位移为，则根据几何关系可得，而根据表中数据可知，解得