陕西省渭南市大荔县2023-2024学年高二下学期期末质量检测物理试卷（解析版）

大荔县2023—2024学年（下）高二年级期末质量检测试题物理注意事项：1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。2．选择题用2B铅笔将正确答案涂写在答题卡上；非选择题用黑色墨水签字笔答在答题卡的指定答题区域内，超出答题区域答案无效。3．答题前，请将姓名、考号、试卷类型按要求涂写在答题卡上。第Ⅰ卷（选择题共46分）一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个符合要求．1.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一个分子固定于原点O，另一个分子从距O点很远处向O点运动，以下说法正确的是（）A.当两分子间距时，分子间作用力表现为引力B.当两分子间距时，分子间作用力表现为斥力C.当两分子间距r=D.在两分子间距从减小到的过程中分子力一直做负功【答案】A【解析】【详解】AB．当两分子间距时，分子间作用力表现为引力，当两分子间距时，分子间作用力表现为斥力，故A正确，B错误；C．当两分子间距r=r2时，分子间作用力表现为引力，当时，分子间作用力才最小，故D．在间距从减小到的过程中，分子力体现引力，分子力做正功，分子势能减小，故D错误。故选A。2.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示。下列说法中正确的是（）A.过程中，气体分子热运动的平均动能减小B.过程中，单位面积上气体分子对容器壁的作用力减小C.过程中，气体体积增大D.过程中，气体内能减小【答案】B【解析】【详解】A．过程中，温度不变，气体分子热运动的平均动能不变，故A错误；B．a→b过程中，温度不变，压强减小，根据可知，体积增大，气体分子数密度减小，因为分子平均动能不变，压强减小，故单位面积上气体分子对容器壁的作用力减小，故B正确；C．根据得过程中，是一条过原点的直线，说明体积不变，故C错误；D．一定质量的理想气体，过程中，外界对气体不做功，温度升高，由热力学第一定律，内能增大，故D错误。故选B。3.一列沿+x轴方向传播的简谐横波，振幅为A，波长为λ，波源的振动周期为T，某一时刻的波形如图所示，在该时刻，某质点的坐标为（λ，0），则经后，该质点的坐标为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】简谐横波沿+x轴方向传播，根据同侧法可知，图示时刻（λ，0）处质点向下运动，再经过后，质点到达波谷位置，则此时该质点的坐标为。故选D。4.交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度，其工作原理利用的是（）A.波的干涉 B.波的衍射 C.波的折射 D.多普勒效应【答案】D【解析】【详解】交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度，其工作原理利用的是多普勒效应。故选D。5.某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉现象。狭缝、之间的距离为d，狭缝到屏的距离为L。用同一单色光垂直照射狭缝，在屏上得到了图乙所示的图样。下列说法正确的是（）A.图乙是光的衍射图样，相邻两条纹之间的距离不一定相等B.若屏上P点到狭缝、的距离差为波长的整数倍，则P点处一定是暗条纹C.若其他条件不变，只增大L，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D.若其他条件不变，只增大d，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大【答案】C【解析】【详解】A．图乙中的条纹等间距，所以是双缝干涉条纹图样，A错误；B．光的路程差为波长的整数倍时，为加强区，即亮条纹，B错误；CD．根据干涉公式，当增大L，其他不变时，干涉条纹的中心间距增大，当增加d其他不变时，干涉条纹的中心间距减小，C正确，D错误。故选C。6.为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成角射入。CD为光学传感器，可以探测光的强度。从AB面反射回来的光强随入射角变化的情况如图乙所示，则下列说法正确的是（）A.入射角越大，则反射光越强B.当入射角时，光在AB界面上同时发生反射和折射C.若将图甲中的角减小，则反射光线和折射光线的夹角将增大D.该新材料的折射率【答案】C【解析】【详解】A．题图乙可知，当时，反射光强度不变，故A错误；B．当时，恰好发生全发射，则当入射角时，光在AB界面上发生全反射，无折射现象，故B错误；C．若减小入射角，根据折射定律和反射定律可知反射角和折射角都变小，则反射光线和折射光线之间的夹角将变大，故C正确；D．对该材料，可知临界角为，则该材料的折射率为故D错误。故选C。7.某研究小组通过实验，测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移—时间图像。图中的三条线段分别表示在光滑水平面上，沿同一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的位移随时间变化关系。已知相互作用时间极短，由图像给出的信息可知（）A.两滑块发生的是弹性碰撞B.碰前滑块Ⅰ的动量比滑块Ⅱ的动量大C.碰前滑块Ⅰ的速度大小为D.滑块Ⅰ的质量是滑块Ⅱ的质量的【答案】D【解析】【详解】AC．由题图可知，碰前滑块Ⅰ、Ⅱ的速度大小分别为碰后结合体的速度大小为碰后两滑块速度相同，属于完全非弹性碰撞，故AC错误；B．设碰前滑块Ⅰ、Ⅱ的动量大小分别为、，碰后结合体的动量大小为p，则根据动量守恒定律有所以碰前滑块Ⅰ的动量比滑块Ⅱ的动量小，故B错误；D．根据动量守恒定律有解得故D正确。故选D。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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示为一款落锤冲击试验机，将重锤从不同高度落到样本（片、薄膜、制品）上，以检测其在不同温度、湿度、冲击能量下的性能表现。现将一质量为的重锤从高度处由静止释放，重锤与样本冲击时间约为，然后以的速度反弹。已知重力加速度，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（）A.与样本冲击过程，重锤的动量变化量大小为B.与样本冲击过程，重锤的动量变化量大小为C.重锤对样本冲击力大小约为D.重锤对样本的冲击力大小约为【答案】AD【解析】【详解】AB．重锤下落过程，有解得选竖直向下为正方向，则有可得与样本冲击过程，重锤的动量变化量大小为。故A正确；B错误；CD．根据动量定理解得根据牛顿第三定律可知，重锤对样本的冲击力大小约为。故C错误；D正确。故选AD。9.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。当振子位于A点时弹簧处于原长状态。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。振子的位移x随时间t变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（）A.振子位移的表达式为B.时，振子的速度方向竖直向下C.振子在B点的加速度大小为gD.振子的动能和弹簧的弹性势能之和保持不变【答案】BC【解析】【详解】A．由图可知简谐运动的周期为，则振子振动的圆频率为振子的振动方程为故A错误；B．由图乙可知，时，振子由最高点A向下运动至A、O两点之间某一位置，即振子的速度方向竖直向下，故B正确；C．由简谐运动的对称性可知A、B两点加速度大小相等，方向相反，由于振子位于A点时弹簧处于原长状态，即A点时的即速度大小为g，所以振子在B点的加速度大小也为g，故C正确；D．振子的重力做功转化为振子的动能和弹簧的弹性势能，即以A点为初始位置，在振子向下运动过程中，重力做功逐渐变大，重力势能减少，转化为振子的动能和弹簧的弹性势能，所以振子的动能和弹簧的弹性势能之和也逐渐变大，反之在振子向上运动过程中，振子的动能和弹簧的弹性势能之和逐渐变小，故D错误。故选BC。10.一列简谐波沿x轴传播，时刻的波形图如图中实线所示，时的波形如图中虚线所示，则下列判断正确的是（）A.若波沿x轴正方向传播，则内传播的距离一定为B.若波沿x轴正方向传播，则波的周期可能为C.若波沿x轴负方向传播，则波的周期的最小值为D.若波沿x轴负方向传播，则波速的最小值为【答案】BD【解析】【详解】A．由波形图可知波长，若波沿x轴正方向传播，则3s内传播距离为即3s内传播的距离不一定为1m，故A错误；B．若波沿x轴正方向传播，则有解得当n取1时，可得，故B正确；D．若波沿x轴负方向传播，则3s内传播的距离为解得当n取0时，波速为最小值，即最小值为，故D正确；C．若波沿x轴负方向传播，根据波速与周期的关系有可知当n取值越大，波的周期越小，故波的周期最小值不为4s，故C错误。故选BD。第Ⅱ卷（非选择题共54分）三、实验题：本题共2小题，共计15分。11.某学习小组采用图甲所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。（1）用天平测得滑块A、B（均包括挡光片）的质量分别为、；（2）用游标卡尺测得固定在滑块A、B上的挡光片的宽度为d；（3）为了将气垫导轨调节为水平状态，在接通充气泵电源后，导轨左侧放一滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为、，则应将导轨右端__________（选填“调高”或“调低”），直至滑块通过两个光电门两个计时器显示的时间相等；（4）滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的弹片后释放滑块A，碰后滑块A、B均一直向右运动。与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为、，则碰后滑块A的速度大小为__________（用测得的物理量表示）；（5）在实验误差允许范围内，若表达式___________（用测得的物理量表示）成立，则说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒。【答案】①调高②.③.【解析】【详解】（3）[1]滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.07s、0.06s，可知滑块在导轨上向右做加速运动，即导轨左高右低，则应将导轨右端调高。（4）[2]滑块A碰前的速度为碰后速度为（5）[3]滑块B碰后的速度为在实验误差允许范围内，若碰撞前后动量守恒，则有联立可得12.甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。（1）甲组同学采用图甲所示的实验装置。①为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用________；（用器材前的字母表示）a．长度为左右的细绳b.长度接近的细绳c．直径为的塑料球d．直径为的铁球e．最小刻度为的米尺f．最小刻度为的米尺②该组同学先测出悬点到小球球心的距离，然后用秒表测出单摆完成次全振动所用的时间。请写出重力加速度的表达式________。（用所测物理量表示）③若在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值________。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）（2）乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的图线。①由图丙可知，该单摆的周期________s；（结果保留2位有效数字）②更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出（周期平方－摆长）图线，并根据图线拟合得到方程。由此可以得出当地的重力加速度________。（取，结果保留3位有效数字）【答案】①.bde②.③.偏小④.2.0⑤.9.71【解析】【详解】（1）①[1]根据单摆周期公式，可知要测量出当地重力加速度的数值，需要测量周期和摆长。为使得周期较大而便于测量减小误差，摆线选择长度接近1m的细绳；为了减小阻力造成的实验误差，小球选择铁球而不是塑料球；由于摆长包括摆线长和摆球半径，为测量准确，刻度尺选择最小刻度为1mm的米尺。故选bde。②[2]单摆完成n次全振动所用的时间t，则单摆周期根据单摆周期公式可得计算得③[3]摆长略微变长使得摆长的测量值偏小，根据，可知重力加速度的测量值偏小。（2）①[4]根据振动图像，可得单摆振动周期②[5]根据单摆周期结合可得解得四、解答题：本题共3小题，共计39分。13.一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为，管内一静止水银柱封闭着长度为的空气柱，如图，此时外界的温度为。现把容器浸在温度为的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为。实验过程中认为大气压没有变化，请根据以上数据推导容器容积的表达式。【答案】【解析】【详解】设容器容积为，根据气体实验定律得解得14.当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。这就是光导纤维导光的原理。下图为光导纤维（可简化为长玻璃丝）的示意图，玻璃丝的长度为l，折射率为，AB代表端面。现要使光能够从玻璃丝的AB端传播到另一端面。求：（1）光在端面AB上的入射角i应满足的条件；（2）已知光在真空中的传播速度为c，求光从玻璃丝的AB端传播到另一端面所用的最长时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）要使光能够从