山东省青岛市第二中学2022-2023学年高二年级下册期中物理试题（含答案解析）

山东省青岛市第二中学2022-2023学年高二下学期期中物理

试题

学校:姓名：班级：考号：

一、单选题

1.如图所示，光滑斜面的倾角为优劲度系数为上的轻弹簧上端固定在斜面的挡板上,

下端固定有质量为根的小球，重力加速度为g。将小球沿斜面上移并保持弹簧处于原长

状态，然后松开小球，则（）

A.小球运动过程中机械能守恒

B.小球在最低点的加速度大小为0

C.弹簧弹力充当小球运动的回复力

D.小球做简谐运动的振幅为筌警

k

2.如图所示是两个理想单摆的振动图像，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说

B.乙摆球在第1s末和第3s末速度相同

C.甲、乙两个摆的摆长之比为1:2

D.甲摆球位移随时间变化的关系式为尤=2sin/卜m

3.如图所示为波源。传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长，下列说法正

确的是（）

c

A.波通过孔A,不发生明显的衍射现象

B.波通过孔B,不发生衍射现象

C.波遇到障碍物C,发生明显的衍射现象

D.波遇到障碍物£>,发生明显的衍射现象

4.取一滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下，观

察到小炭粒做无规则的运动。下列说法正确的是（）

A.小炭粒的运动是扩散现象

B.水的温度为0℃时，小炭粒静止不动

C.小炭粒越小，运动越明显

D.小炭粒与水分子之间的斥力推动着它做无规则的运动

5.一定质量的理想气体从状态“开始，经a—b、b-c、ci。三个过程后回到初始状态

a,其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为。（%,2po）、b（2Vo,po）、c

（3Vo,2po）以下判断正确的是（）

木P

°v.2%3%v

A.气体在4T匕过程中对外界做的功小于在过程中对外界做的功

B.气体在a-b过程中从外界吸收的热量大于在b-c过程中从外界吸收的热量

C.在CT。过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量

D.气体在。一。过程中内能的减少量大于b-c过程中内能的增加量

6.科学家在对阴极射线的研究中发现了电子，使人们对微观世界的认识进入了一个新

的时代，电子的发现是19世纪末物理学史上的三大发现之一.在X射线管中，由阴极

试卷第2页，共8页

发射的电子被加速后打到阳极（不计电子的初速度），会产生包括X光在内的各种能量

的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能.已知阳极与阴极之间的电势差。、普

朗克常数A电子电量e和光速c,则可知该X射线管发出的X光的

A.最短波长为七B.最长波长为与

eUheU

C.最小频率为D.最大频率为:‘

hh

7.如图所示，某同学用一定频率的入射光照射锌板来研究光电效应，则（）

验电器锌板光源

A.任意光照射锌板都有光电子逸出

B.若发生光电效应，入射光频率越高，光电子的最大初动能越大

C.电子吸收光子的能量，需要积累能量的时间

D.入射光越强，单位时间内逸出的光电子数目一定越多

8.下列关于光的本性的说法中正确的是（）

A.光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性

B.光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上

的粒子

C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性

D.频率低、波长长的光，粒子性特征显著：频率高、波长短的光，波动性特征显著

二、多选题

9.图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x=2.5m处的质点

的振动图像，下列说法正确的是（）

A.该波的波速为0.5m/s

B.该波的传播方向为x轴正方向

C.当f=5s时，平衡位置在42m处的质点恰好经平衡位置向+），方向运动

D.从r=2s到t=4s的时间内，平衡位置在A—0.7m处的质点通过的路程为8cm

10.如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为仇

经折射后射出4、b两束光线，则（）

A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B.在真空中，a光的波长小于b光的波长

C.玻璃砖对a光的折射率小于对h光的折射率

D.若改变光束的入射方向使J角逐渐变大，则折射光线a首先消失

11.如图所示，是分子间相互作用力与分子间距离的关系，其中两虚线分别表示分子间

斥力和引力与分子间距离的关系，实线表示分子间作用力（斥力和引力的合力）与分子

间距离的关系，由图可知下列说法中正确的是（）

A.分子间距离为必时，分子间没有相互作用

B.分子间距离大于，D时，分子间的引力总是大于斥力

C.分子间距离增大时，分子间作用力可能先减小后增大再减小

D.分子间距离大于必时，增大分子间距离，分子间作用力总是做负功

12.如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活

塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，活塞上方液体会

缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变，则关于这一过程中汽缸内的

气体（）

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A.单位时间内气体分子对活塞撞击的次数增多

B.气体分子间存在的斥力是活塞向上运动的原因

C.气体分子的速率分布情况不变

D.气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量

三、实验题

13.某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。

（1）下列关于单摆实验的操作，正确的是。

A.摆球运动过程中摆角应大于30°

B.摆球到达平衡位置时开始计时

C.摆球应选用泡沫小球

D.保证摆球在同一竖直平面内摆动

（2）正确组装单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量出从悬点到细线与摆

球连接点的长度/'=0.9870m,再用游标卡尺测出摆球直径，结果如图所示，则该摆球

的直径为mm,单摆摆长/=m。

010

（3）实验中，测出不同摆长/对应的周期值T,作出/图像，如图所示，已知图线

上A、B两点的坐标分别为（方，y/）、（心，J2）,可求出g=o

14.如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸

面插大头针＜、鸟确定入射光线，并让入射光线过圆心0,在玻璃砖（图中实线部分）

另一侧垂直纸面插大头针尸”使6挡住6、6的像，连接。6,图中M为分界面，虚

线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，48、C£＞均垂直

于法线并分别交法线于A、。点。

（1）设48的长度为。，A0的长度为右,。的长度为£＞0的长度为4，为较方

便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，则玻璃砖的折射率可表示为

n=.

（2）该同学在插大头针6前不小心将玻璃砖以。为圆心顺时针转过一小角度，由此测

得玻璃砖的折射率将（填“偏大”、"偏小”或“不变”）。

四、解答题

15.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，f=0时刻0~25m部分的波形图如

图中实线所示，经过&=0.4s该部分波形图如图中虚线所示，已知虚线上波峰对应的平

衡位置到原点。的距离为12.5m，质点A平衡位置的横坐标为乙=7.5m。

（1）求该简谐横波的波速；

（2）当波速取最小值时，求质点A的振动方程。

16.一根足够长竖直轻弹簧，一端固定在地面上，另一端与质量为1kg的物体A相连，

质量为2kg的物体B与物体A用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,弹簧劲度系数k=100N/m,

整个系统静止，A、B两物体等高，如图所示。现剪断轻绳，A在竖直方向做简谐运动，

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B做自由落体运动。已知弹簧振子的周期公式为7=（其中"7为振子质量，k为!

回复力和位移的比例系数）g取lOm/s?。求

（1）刚剪断轻绳时，物体A的加速度大小;

（2）剪断轻绳后物体A第一次运动到最低点所用的时间。

（3）剪断绳子时刻作为计时起点，平衡位置为坐标原点，竖直向下取为正方向，写出

物体A做简谐运动的振动方程。

因

o0

i

o

o

i

o

.

/zz

17.一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，。为圆心,

如图所示，玻璃的折射率为〃=近。

（1）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出,

则入射光束在AB上的最大宽度为多少？

（2）一细束光线在。点左侧与0相距且R处垂直于从下方入射，求此光线从玻璃

2

18.已知大气压强P。为76cmHg。装置如图所示，圆柱形气缸内的活塞把气缸分隔成A,

8两部分,4为真空，用细管将B与U形管相连,细管与U形管内气体体积可忽略不计，

气体可视为理想气体。开始时，U形管中左边水银面比右边高6cm,气缸中气体温度”

为27℃。

（D将活塞移到气缸左端，保持气体温度不变，稳定后U形管中左边水银面比右边高

62cm。求开始时气缸中A、8两部分体积之比；

（2）再将活塞从左端缓缓向右推动，并在推动过程中随时调节气缸B内气体的温度，

使气体压强随活塞移动的距离均匀增大，且最后当活塞回到原处时气体的压强和温度都

恢复到最初的状态，求此过程中气体的最高温度1；

试卷第8页，共8页

参考答案:

1.D

【详解】A.小球运动过程中，除重力做功外，还有弹簧的弹力做功，则小球的机械能不守

恒，选项A错误；

B.根据对称可知，小球在最低点时的加速度等于开始时弹簧处在原长时的加速度，即大小

为

a=gsin6

选项B错误；

C.弹簧弹力与重力沿斜面方向的分量的合力充当小球运动的回复力，选项c错误；

D.小球的平衡位置满足

,ngsin0=kA

可知小球做筒谐运动的振幅为

_mgsin0

A----------

k

选项D正确。

故选D。

2.D

【详解】A.f=4s时，两单摆处于平衡位置，该位置的回复力为零，A错误；

B.乙摆球在第1s末和第3s末速度大小相等方向相反，B错误；

C.由单摆的周期公式可知

得甲、乙两个摆的摆长之比为

C错误；

D.由图可知，甲摆的振幅为2cm,周期为4s,且零时刻位于平衡位置并开始向上运动，故

甲摆球位移随时间变化的关系式为

D正确。

答案第1页，共10页

故选D。

3.D

【详解】BC.孔B和障碍物C尺寸明显大于波长，不会发生明显衍射现象，但仍会发生衍

射现象，只是不明显，不易观察，BC错误；

AD.孔A和障碍物。尺寸分别小于和接近波长，会发生明显衍射现象，A错误，D正确。

故选D。

4.C

【详解】A.小炭粒是有很多炭分子组成的固体微粒，它的运动是水分子的撞击引起的，故

它的运动是布朗运动，不是扩散现象，故A错误；

B.水的温度为时，水分子不会停止热运动，则小炭粒不会停止运动，故B错误：

C.炭粒越小，表面积越小，同一时刻撞击炭粒的水分子越少，冲力越不平衡，炭粒运动越

明显，故C正确；

D.小炭粒做无规则的运动是水分子的撞击引起的，而不是分子力推动，故D错误；

故选C。

5.C

【详解】A.根据气体做功的表达式卬=&=2犬=小”可知?_丫图线和体积横轴围成的

面积即为做功大小，所以气体在人过程中对外界做的功等于过程中对外界做的功,

A错误；

B.气体从af人，满足玻意尔定律pV=C,所以

T..=Tb

所以△4"=(),根据热力学第一定律AU=O+W可知

。=。〃,+叱〃

气体从。fc,温度升高，所以AU〃,>0,根据热力学第一定律可知

吗，

结合A选项可知

%,=%<0

所以

答案第2页，共10页

Qbc>Qab

bfc过程气体吸收的热量大于af匕过程吸收的热量，B错误；

C.气体从c->4,温度降低，所以AU”<0,气体体积减小，外界对气体做功，所以叱“>0,

根据热力学第一定律可知。”,<0,放出热量，C正确；

D.理想气体的内能只与温度有关，根据刀,=9可知从

Hl=|f|

所以气体从c-〃过程中内能的减少量等于hfc,过程中内能的增加量，D错误。

故选C。

6.D

【详解】阳极与阴极之间的电势差U,由阴极发射的电子被加速后打到阳极（不计电子的初

速度），电子到达阳极时的动能用=eU；电子被加速后打到阳极（不计电子的初速度），会

产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能.则光子的

最大能量

E„,=Et=eU

光子能量与频率间关系为

E=hv

X光的最大频率

v=工组

hh

X光波长与频率间关系为

Z=-

V

X光的最短波长

zi.

‘v„,eU

故D项正确，ABC三项错误.

故选D。

7.B

【详解】A.每种金属都有各自的极限频率，只有当入射光的频率大于金属的极限频率，才

能发生光电效应，所以并不是任意光照射锌板都有电子逸出，A错误；

答案第3页，共10页

B.若发生光电效应，根据光电效应方程

hv-W&=Ehn

可知，入射光的频率越高，光电子的最大初动能越大，B正确；

C.光子的能量不能积累，所以电子吸收光子的能量，不需要积累能量的时间，C错误：

D.光照强度是指单位时间内照射到单位面积上的光子的能量，本题是用一定频率的光照射

锌板，所以入射光越强，单位时间内照射到锌板上的光子数越多，但是只有在光电效应发生

时，逸出的光电子数目一定越多，D错误。

故选B。

8.C

【详解】AB.光具有波粒二象性，不能把光看成宏观概念上的波，故AB错误；

C.干涉和衍射是波的特有现象，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普

顿效应说明光具有粒子性，故C正确；

D.频率低、波长长的光，波动性特征显著，频率高、波长短的光，粒子性特征显著，故D

错误。

故选C。

9.ACD

【详解】A.由图甲可知波长为2m,由图乙可知周期为4s,则波速为

A,2

v=—=—m/s=().5m/s

T4

故A正确；

B.由图乙可知，f=0时刻，x=2.5m处的质点向+y方向运动，根据波形平移法可知，该波

的传播方向为x轴负方向，故B错误；

C.由于

可知当f=5s时，平衡位置在x=2m处的质点恰好经平衡位置向+＞方向运动，故C正确;

D.从f=2s到，=4s的时间内，由于

T

Az=2s=—

2

可知平衡位置在x=0.7m处的质点通过的路程为

5=2A=8cm

答案第4页，共10页

故D正确。

故选ACDo

10.ABD

【详解】AC.根据光的折射定律可知，玻璃对“光的折射率大于对匕光的折射率，又由于

C

n=—

v

可得。光的传播速度小于6光的传播速度，A正确，C错误；

B.波长越短，介质对该光的折射率越大，因此在真空中，“光的波长小于6光的波长，B正

确；

D.折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射，因此若增大入射角仇则折射光线〃首先

发生全反射，D正确；

故选ABD。

11.BCD

【详解】A.分子之间的斥力和引力是同时存在的，分子间距离为w时，分子间的引力与斥

力大小相等，A错误；

B.由图中实线知：当r>%时，分子之间的距离减小时，分子间的引力总是大于斥力，分

子力表现为引力，B正确；

C.分子间距离增大时，当"石时，分子之间的距离增大时，分子力减小，当时，分

子之间的距离增大时，分子力先增大后减小，C正确：

D.分子间距离大于力时，分子力表现为引力，增大分子间距离，分子间作用力总是做负功，

D正确。

故选BCDo

12.CD

【详解】A.活塞上方液体逐渐流出，对活塞受力分析可得，汽缸内气体压强减小，又汽缸

内气体温度不变，则单位时间气体分子对活塞撞击的次数减少，故A错误；

B.气体分子对活塞的碰撞是活塞向上运动的原因，故B错误；

C.外界的温度保持不变，导热材料制成的汽缸内气体温度不变，气体分子的速率分布情况

不变，故C正确；

D.汽缸内气体温度不变，汽缸内气体内能不变；汽缸内气体压强减小，体积变大，气体对

外界做功；据热力学第一定律，气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量，故D正确。

答案第5页，共10页

故选CDo

41

13.BD12.00.9930------(x2-x,)

y2一%

【详解】(1)[1]A.摆球运动过程中摆角大于30。，不能看成简谐运动，故A错误;

B.在平衡位置摆球的速度最大，计时比较准确，故B正确;

C.摆球选用泡沫小球，在摆动中受空气阻力较大，故C错误；

D.摆球不在同一竖直平面内摆动，将成为圆锥摆，不是单摆，故D正确。

故选BD。

(2)⑵[3]主尺的读数为12mm,游标尺的最小分度为0.1mm,游标尺的读数为0.1mmx0=0

该摆球的直径为

12mm+0.1mmx0=12.0mm

单摆的摆长为

12.0

0.9870m+---mm=0.9930m

2

(3)[4]根据单摆的周期公式

即

g

有

47r24M

M=---，)’2=------X2

8g

联立解得

4乃2/\

g=(wX)

必一乂

14.。和乙37"偏大

【详解】(1)口][2]由几何关系,可得

sin0,--^―

,BO

sin=-^―

2CO

因此玻璃的折射率为

答案第6页，共10页

sin-_BO/

sin02工_h

cd

因此只需测量。和/3即可；

(2)[3]当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为//是不变的，即入射角不

变，而减小，所以测量值

/3

将偏大。

15.(1)y=200〃+75WsS=1,2,3…)；(2)y=10sin(—^/+—)cm

484

【详解】(1)由波形图可知，波长九=20m波沿x轴正方向传播，则

成+(12.5-5)=必/(〃=0,1,23-)

解得

y=200：+75mzs(〃=0123…)

75

⑵"。时，波速最小为了m/s,此时

2

V15

则

加生="皿必

T8

7T

"0时刻质点A正在向y轴正方向振动，设初相位为6,8=9故质点A的振动方程

4

.八..1571.

y-10sin(—jrt+—)cm

jr

16.(1)«=20m/s2;(2)Z=—；(3)x=-0.2cosl0/(m)

【详解】(1)当系统静止时

T=mag

7=mAg+g

则剪断轻绳时，由牛顿第二定律可知

联立解得

答案第7页，共10页

a==20m/s2

机A

(2)剪断轻绳时，A的速度0,位于简谐振动的最高点，第一次运动到最低点所用的时间

为半个周期，即

t=0.5T

弹簧振子的周期公式

I，杵=2万届后

则

TT

^0.57--

10

(3)剪断轻绳时，A的速度0,位于简谐振动的最高点，当弹簧弹力等于A的重力时，A

位于简谐振动的平衡位置。设此时压缩量为巧，则

3="?Ag

由于

A=X]+冗2

联立解得

A=Xj+x2=0.1m4-0.1m=0.2m

物体A做简谐运动的振动方程为

27r

x-Asincot--0.2cos(—r)=-0.2cosl0r(m)

17.(1)及R；(2)距。点鱼R

2

【详解】(1)在。点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于

全反射的临界角仇则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图甲。由

全反射条件有

A

答案第8页，共10页

由几何关系有

OE=RsinC=——R

2

由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为

L=2赤=0R

(2)设光线在距0点迫R的C点射入后，在上表面的入射角为a,由(1)解得结果知

2

。=60。＞。，