辽宁省七校协作体2023-2024学年高二下学期5月期中联考物理试卷（解析版）

2023—2024学年度（下）七校协作体高二联考物理试题考试时间：75分钟满分：100分第Ⅰ卷（选择题46分）一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错、多选或不选的得0分。）1.“冷”“热”二词常闻于生活，与之相关的“热现象”无所不在、无时不有。这一宏观现象与系统中大量微观粒子的无规则运动密切联系。下列说法中正确的是（）A.当物体温度下降到0℃时，物体分子的热运动就会停止B.布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动C.悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显D.在阳光照射下的教室里，眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动【答案】B【解析】【详解】A．物体分子做永不停息的热运动，温度即使为零度，分子热运动也不会停止，故A错误；B．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，故B正确；C．悬浮在液体中的颗粒越小，碰撞的不平衡性越明显，布朗运动越明显，故C错误；D．布朗运动是微小粒子表现出的无规则运动，肉眼不可见，故D错误。故选B。2.以下关于光的现象，说法正确的是（）A.阳光下肥皂膜出现彩色条纹是光的偏振现象B.波遇到障碍物是一定发生明显的衍射现象C.泊松亮斑属于光的干涉现象D.彩超利用多普勒效应的原理测定血管中血液的流速【答案】D【解析】【详解】A．阳光下肥皂膜出现彩色条纹是光的干涉现象，故A错误；B．波遇到障碍物时，只有当障碍物的尺寸与波长相比较小或者差不多时，才能发生明显的衍射现象，选项B错误；C．“泊松亮斑”是光波的衍射现象，故C错误；D．彩超利用超声波的多普勒效应原理测定血管中血液的流速，故D正确。故选D。3.关于物体的简谐运动，下列说法正确的是（）A.位移为正时，加速度一定也为正B.回复力方向总是与加速度方向相反C.位移方向可能与速度方向相反D.回复力逐渐增大，动能一定增大【答案】C【解析】【详解】B．根据牛顿第二定律，回复力与加速度方向始终相同，B错误；A．根据F=-kx可知，物体位移为正时，回复力为负，则加速度一定为负，A错误；C．简谐运动是一种不断重复的往返运动，位移的方向可能与速度方向相同，也可能与速度方向相反，C正确；D．回复力逐渐增大时位移逐渐增大，逐渐远离平衡位置，速度逐渐减小，动能一定减小，D错误。故选C。4.两束不同频率的平行单色光a、b分别由水中射入空气发生如图所示的折射现象（α＜β），下列说法正确的是（）A.随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射B.水对a的折射率比水对b的折射率小C.a、b在水中传播速度va小于vbD.a、b入射角0°时，没有光线射入空气中【答案】B【解析】【详解】AB．根据折射定律且，可知根据可知全反射临界角所以随着a、b入射角度的逐渐增加，b先发生全反射，A错误，B正确；C．根据可得C错误；D．a、b入射角为0°时，则光线沿直线射入空气中，不偏折，D错误。故选B。5.两列相干水波的叠加情况如图所示，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为10cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为2m/s和2m。C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（）A.从图示时刻起，经0.25s后，D点到达波峰B.图示时刻A、B两点的竖直高度差为40mC.图示时刻B点正处在波谷D.从图示时刻起，经0.5s后，B点沿波的传播方向运动了20cm【答案】BC【解析】【详解】A．D点为波谷与波峰相遇为振动减弱点，由于两列波的振动步调相反，所以D点保持静止不动，故A错误；BC．图示时刻A在波峰与波峰相遇、B处质点在波谷与波谷相遇，叠加后振幅是20cm，所以A、B两点的竖直高度差为40cm，故BC正确；D．机械波传播的是质点振动的形式与能量，质点本身不会随波发生迁移，故D错误。故选BC。6.一列简谐横波沿x轴正方向传播，该波的周期T=0.2s，在t=0时刻的波形如图所示，质点A、B、C、D、E在x轴上的位置坐标分别为2m、4m、6m、8m，20m。下列说法正确的是（）A.经过0.1s，D点向右移动4mB.t=0.35s时，质点E第一次到达波峰C.该波刚传到E点时，E点将向下振动D.从t=0时刻开始，在0.5s内质点E通过的路程为9cm【答案】B【解析】【详解】A．质点只上下振动并不随波迁移，故A错误；B．由图可知波长为，则波速为时，波传播的距离为则时，初始时刻C点的振动状态刚好第一次传播到E点，即质点E第一次到达波峰，故B正确；C．简谐横波沿x轴正方向传播，则该波刚传到E点时，E点将向上振动，故C错误；D．波传播到E需用时从时刻开始，在0.5s内质点E恰好振动一个周期，则运动路程为4倍的振幅，即为12cm，故D错误。故选B。7.如图所示，一竖直放置的型玻璃管，各段粗细均匀，上端均开口。内部左右两侧有水银，水银柱竖直高度均为，底部水平管内封闭一段长的气柱，气柱紧贴左侧竖直管。已知管导热良好，周围环境温度不变，大气压强为。现在右侧管中再缓慢加入长的水银柱，稳定后，下列判断正确的是（）A.两侧水银面最上端仍然齐平B.气柱的长度变小，压强不变C.两侧水银面最上端高度差为D.左侧再加入长的水银柱，则气柱能够全部回到U形管底部【答案】C【解析】【详解】ABC．依题意可知，向右侧管中缓慢加入10cm长的水银柱，稳定后，由于左侧管中水银柱长度不变，则封闭气体的压强不变，又温度不变，所以封闭气柱长度不变；若右侧管中水银刚好进入左侧管中，由于空气柱长度为4cm，则可知此时，右侧管中水银柱高度为16cm，则封闭气体压强为显然，右侧管中有水银进入左侧管中，最终封闭气体压强为，所以右侧管中水银有3cm进入左侧管中，此时左侧水银柱加空气柱总长度为右侧侧水银柱总长度为所以，稳定后两侧水银面最上端高度差为故AB错误，C正确；D．若左侧再加入3cm长的水银柱，稳定后，由于封闭气体温度不变，根据玻意耳定律有则气柱长度将变短，所以可知气柱将不能到达左侧竖直管最低端，不能全部回到U形管底部，故D错误。故选C。8.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（）A.在阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B.在阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C.在时，分子势能最小，动能最大，分子势能为零D.分子动能和势能之和在整个过程中不变【答案】AD【解析】【详解】A．在阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为引力，两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，F做正功，分子动能增加，势能减小，故A正确；B．在阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，故B错误；C．两分子相距无穷远时分子势能为零，结合前面分析可知在时，分子势能最小且小于零，动能最大，故C错误；D．在整个过程中，只有分子力做功，分子动能和势能之和保持不变，故D正确。故选AD。9.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（）A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B.若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比l1∶l2＝4∶25C.图线Ⅱ若是在地球上完成的，则该单摆摆长约为1mD.若摆长约为1m，则图线Ⅰ是在地球上完成的【答案】AC【解析】【分析】【详解】AD．当受迫振动的频率等于单摆的固有频率，将发生共振，振幅最大。若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据单摆的周期公式，可知周期大的重力加速度小，则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线，故A正确，D错误；B．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率比为2：5，则固有周期比为5：2，根据，知摆长比为25：4，故B错误；C．图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则固有频率为0.5Hz，固有周期为根据解得l=1m故C正确。故选AC。10.一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m。如图乙所示为质点P的振动图像。下列说法正确的是（）A.该波沿x轴负方向传播B.该波的波长为20mC.质点P的平衡位置位于处D.从开始，质点Q比质点N早回到平衡位置【答案】ACD【解析】【详解】A．由题图乙可知，t=0.125s时刻，质点P沿y轴负方向运动，根据同侧法可知该波沿x轴负方向传播，故A正确；B．设该波的波长为λ，根据三角函数知识可知，N、Q两质点平衡位置间的距离为解得故B错误；C．由题图乙可知该波的周期为所以该波的波速为由题图乙可知，在t=0.125s之后，质点P第一次位于波峰的时刻为t=0.25s，易知此波峰为t=0.125s时刻质点Q所在处的波峰传播来的，所以有解得故C正确；D．从t＝0.125s开始，质点Q第一次回到平衡位置所经历的时间为图甲中，质点Q左侧波形的第一个平衡位置处坐标为该振动状态第一次传播到质点N所经历的时间为则即质点Q比质点N早s回到平衡位置，故D正确。故选ACD。第Ⅱ卷（非选择题54分）二、实验题（本题共两小题，第11题6分，第12题8分，每空2分，共计14分。）11.在“油膜法估测分子大小”的实验中，将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，用注射器测得溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是，根据以上信息，回答下列问题：（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为________；（2）油酸分子的直径约为________m；（此小题保留一位有效数字）（3）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是_______。A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小C．丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些【答案】（1）2.5×10-6（2）7×10-10（3）A【解析】【小问1详解】根据题意可知一滴溶液中含纯油的体积为【小问2详解】由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个，油膜的面积为则酸分子的直径约为【小问3详解】根据A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，导致所测的分子直径d偏小，故A正确；B．乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小，则一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积变小，但体积还是按原来的细的算的，导致所测的分子直径d偏大，故B错误；C．丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，则计算的油膜面积比实际面积小一些，导致所测的分子直径d偏大，故C错误。故选A。12.如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距双缝到光屏的距离，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）某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数（如图丙所示），______mm，在B位置时游标卡尺的读数，相邻两亮条纹的间距=______mm；该单色光的波长______（结果保留三位有效数字）。（2）若装置各数据不变，改用波长为的光照射双缝，则屏上观察到的条纹个数______（填“增加”“减少”或“不变”）。【答案】（1）①.10.7②.0.700③.467（2）减少【解析】小问1详解】由图丙可得根据图乙，可得相邻两亮条纹间距根据，可得该单色光的波长【小问2详解】根据可知，改用波长为的光照射时，波长变长，则条纹间距变大，条纹个数将减少。三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）13.如图所示，倾角为的足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一挡板，质量为m的木块甲紧靠挡板放置，轻质弹簧一端与木块甲相连，另一端与质量为m的木块乙相连，弹簧劲度系数为k。开始时两木块均静止，用沿斜面向下的力缓慢推物体乙，到某一位置后撤去该力。此后木块乙在斜面上做简谐运动，当乙第一次运动到最高点时木块甲恰要离开挡板。已知重力加速度为g。求：（1）木块乙做简谐运动的振幅；（2）撤去力时木块甲对挡板的压力大小。【答案】（1）；（2）2mg【解析】【详解】（1）设木块乙原来静止时，弹簧的压缩量为，对乙根据平衡条件有运动到最高点时，弹簧的伸长量为，对甲根据平衡条件有简谐运动振幅则（2）设撤去力时弹簧的形变量为，则挡板对甲的支持力解得根据牛顿第三定律，甲对挡板的压力大小14.一列简谐波在x轴上传播，如图所示，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。已知，问：（1）若波沿x轴正方向传播，且，这列波的传播速度是多大？（2）若波沿x轴负方向传播，且无约束条件，波速是多大；（3）若波速，则波向哪个方向传播？【答案】（1）40m/s；（2），n=0、1、2、3…；（3）沿x轴负方向传播【解析】【详