河北省保定市六校聯盟2022-2023學年高二下學期4月期中考試物理試題（解析版）

PAGEPAGE6六校聯盟高二年級聯考物理試卷（2023.04）（滿分：100分，測試時間：75分鐘）一、單項選擇題：本題共7小題，每題4分，共28分，在每小題給出的四個選項中只有一項符合題目要求。1.關于分子動理論，下列描述正確的是（）A.布朗運動說明懸浮在液體中的固體顆粒分子永不停息地做無規(guī)則的運動B.分子間同時存在引力和斥力，分子間距離小于平衡位置時，分子力表現為斥力C.氣體壓強是氣體分子間斥力的宏觀表現D.布朗運動和擴散現象都是分子運動【答案】B【解析】【詳解】A．布朗運動說明液體分子永不停息地做無規(guī)則的運動。故A錯誤；B．分子間同時存在引力和斥力，分子間距離小于平衡位置時，表現為斥力。故B正確；C．氣體壓強是分子熱運動時對器壁頻繁碰撞的結果。故C錯誤；D．布朗運動不是分子運動。故D錯誤。故選B。2.下列說法正確的是（）A.有機械振動必有機械波B.若“天眼”接收到來自遙遠星體電磁波頻率變小，則該星體正在遠離我們C.回復力與位移滿足這個方程機械振動就是簡諧運動，其中是指彈簧勁度系數D.質點的振動方向與波的傳播方向總在同一直線上【答案】B【解析】【詳解】A．機械振動需要依靠介質傳播，若沒有介質，則不能形成機械波，故A錯誤；B．根據多普勒效應可知，若“天眼”接收到來自遙遠星體的電磁波頻率變小，則該星體正在遠離我們，故B正確；C．回復力與位移滿足F=-kx這個方程的機械振動就是簡諧運動，對于彈簧振子k是指彈簧勁度系，對于單擺k不是指彈簧勁度系，故C錯誤；D．橫波中質點的振動方向與波的傳播方向垂直，故D錯誤。故選B3.一列簡諧橫波某時刻波形如圖甲所示。由該時刻開始計時，質點的振動情況如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.該橫波沿軸負方向傳播B.質點該時刻向軸負方向運動C.質點經半個周期將沿軸正方向移動D.該時刻質點與的速度、加速度都相同【答案】A【解析】【詳解】AB．由圖可知乙質點L的振動情況，該時刻質點L向y軸負方向振動。根據上下坡法或者平移法可知，該橫波沿x軸負方向傳播，質點N該時刻向y軸正方向運動，故A正確，故B錯誤；C．質點L只在平衡位置附近y軸方向上下振動，波傳播時，質點不會沿x軸正方向移動，故C錯誤；D．該時刻質點K與M的速度為零，質點K加速度為-y方向，質點M加速度為+y方向，故D錯誤。故選A。4.把鐵分子圍著地球表面一個緊挨一個地單列排起來，筑成一個圍繞地球的大“分子環(huán)”。已知地球半徑為，鐵的摩爾質量為，鐵的密度為，阿伏伽德羅常數為，筑這個大“分子環(huán)”共需的鐵分子個數（）。A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】設鐵分子的直徑為，根據題意，可得把鐵分子圍著地球表面一個緊挨一個地單列排起來，筑成一個圍繞地球的大“分子環(huán)”需要的分子數為鐵的摩爾質量鐵的摩爾體積則有聯立解得筑這個大“分子環(huán)”共需的鐵分子個數為故選D。5.高空墜物危及社會安全，某探究小組的同學將一顆質量的雞蛋，從某樓層由靜止自由釋放，利用相機恰好抓拍到了雞蛋下落的模糊痕跡，長度為2個標準磚的厚度（已知該磚的厚度約為5cm），如圖，已知相機的本次曝光時間為。雞蛋與地面撞擊時的豎直高度為6cm，認為雞蛋落地后，雞蛋頂端到地面底端運動為勻減速運動，并且頂端運動到地面時恰好靜止，以雞蛋的底端、頂端落地的時間間隔作為雞蛋與地面的撞擊時間。（，空氣阻力忽略不計）（）A.雞蛋下落點距地面的高度約為40mB.雞蛋撞擊地面的時間約為0.4sC.雞蛋撞擊地面過程中地面對雞蛋的平均沖擊力大小約為375.5ND.雞蛋在整個下落過程的平均速度約為12.5m/s【答案】C【解析】【詳解】AD．雞蛋做自由落體運動，由于相機曝光時間極短，則雞蛋下落至距地面第2塊磚處的速度大小可以近似等于該位移內的平均速度，即用平均速度代替瞬時速度，可得則雞蛋下落點距離該塊磚的高度約為則可知雞蛋下落點距地面的高度約為則雞蛋下落至地面所用時間約為可知雞蛋在整個下落過程的平均速度約為故AD錯誤；BC．雞蛋底端落地后，雞蛋頂端的運動是勻減速運動，并且頂端運動到地面時恰好靜止，根據運動學公式解得規(guī)定豎直向上為正，由動量定理有可得雞蛋撞擊地面過程中地面對雞蛋的平均沖擊力大小根據牛頓第三定律，可得雞蛋撞擊地面過程中對地面的平均沖擊力大小為故B錯誤，C正確。故選C。6.如圖甲所示，物塊A、B的質量分別為2kg、3kg，用輕彈簧拴接，放在光滑的水平地面上，物塊B右側與豎直墻壁接觸但不黏連。物塊C從高為5m的平臺以9m/s的初速度水平拋出，落地時恰好與A相撞，碰撞瞬間豎直方向不反彈，與物塊A粘在一起不再分開，物塊A的圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.前2s時間內，彈簧對物塊B的沖量大小為0B.物塊B離開墻壁前，彈簧的最大彈性勢能為27JC.物塊C的質量為2kgD.物塊B離開墻壁后的最大速度為3m/s【答案】D【解析】【詳解】AC．彈簧對A與C組成的系統與對B的作用力始終大小相等方向相反，以A、C組成的系統為研究對象，取向右為正方向，則前2s時間內彈簧的彈力對A、C組成的系統的沖量為根據圖乙可知，而C與A碰撞前后瞬間，C與A組成的系統水平方向動量守恒，則由動量守恒定律可得其中解得，由此可知，在前2s時間內，彈簧對物塊B的沖量大小為，故AC錯誤；B．物塊B離開墻壁前，彈簧被壓縮至最短時其彈性勢能最大，此時A、C組成的系統的速度減為0，根據能量守恒可得故B錯誤；D．當物塊B離開墻壁后彈簧先被拉伸至最長，此后彈簧恢復原長，恢復原長瞬間彈簧又開始被壓縮，直至彈簧被壓縮至最短后又開始恢復原長，恢復原長后又開始被拉伸，分析可知，當彈簧恢復原長時B速度有最大值，在B離開墻壁后A、B、C及彈簧組成的系統動量守恒，機械能守恒，設B離開墻壁后彈簧第一次恢復原長時A、C組合體的速度為，B的速度為，則有聯立解得，故D正確。故選D。7.牛頓在發(fā)現萬有引力定律后曾思考過這樣一個問題：假設地球是一個質量為，半徑為，質量均勻分布的球體，已知質量分布均勻的球殼對球殼內物體的引力為零。沿地球的南北極打一個內壁光滑的洞，在洞口無初速度釋放一個質量為的小球（小球的直徑略小于洞的直徑），在小球向下端點運動的過程中，已知萬有引力常量為。下列說法中正確的是（）A.小球運動到洞的下端點所用的時間為B.小球在距地心處所受到的萬有引力的合力大小為C.小球在洞內做往復振動，小球受力與到地心距離的關系決定了此振動為非簡諧運動D.若小球釋放的位置再向下移動一點，則小球振動周期變小【答案】B【解析】【詳解】BCD．設小球質量為m，小球偏離地心的位移為x，根據題意，由萬有引力公式有又小球偏離地心的位移為x，此處地球的質量為設指向地心的方向為正方向，則聯立以上各式可得，小球偏離地心的位移大小為x處受到萬有引力的合力為可知引力的合力大小與球偏離地心的位移x成正比，方向相反，符合簡諧振動回復力特征，所以小球做簡諧運動，而簡諧運動的周期與振幅無關，故B正確，CD錯誤；A．簡諧運動得周期公式而上式中解得根據簡諧振動得特征可知，小球運動到洞得下端點所用時間為故A錯誤。故選B。二、多項選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分，在每小題給出的四個選項中有多個選項符合題意，多選、錯選得0分，漏選得3分）8.完全失重時，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會上浮。2021年12月，在中國空間站“天宮課堂”的水球光學實驗中，航天員向半徑為的水球中注入空氣，形成了一個內含半徑為的氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，在過球心的平面內，用單色平行光照射這一水球，水的折射率為。下列說法正確的是（）A.此單色光從空氣進入水球，頻率一定變大B.此單色光從空氣進入水球，波長一定變大C.若光線1在處發(fā)生全反射，光線2在處一定發(fā)生全反射D.若光線2從空氣射入水球的入射角為，光線2在處射入氣泡時的入射角為，則【答案】CD【解析】【詳解】A．光在不同介質中傳播時，其頻率不會發(fā)生改變，因此當此單色光從空氣進入水球，頻率不變，故A錯誤；B．光在不同介質中傳播時波速不同，而在真空中傳播時的速度最大，當此單色光從空氣進入水球，其波速減小，根據可知，其波長一定變短，故B錯誤；C．光線在N點射入氣泡的入射角比在M點射入氣泡的入射角大，所以光線1在M處若發(fā)生全反射，澤光線2在N處一定發(fā)生全反射，故C正確；D．做出光線從空氣射入水球發(fā)生折射時的光路圖如圖所示根據折射定律有在中，由正弦定理有解得故D正確。故選CD。9.位于的波源從時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿軸正負方向傳播，在時波源停止振動，時的部分波形如圖所示，其中質點的平衡位置，質點的平衡位置。下列說法正確的是（）A.沿軸正負方向傳播的波發(fā)生干涉B.時，波源的位移為7.5cmC.時，質點沿軸負方向振動D.在0到2s內，質點運動總路程是2.55m【答案】BD【解析】【詳解】A．波從波源發(fā)出后，向軸正負方向傳播，向相反方向傳播的波不會相遇，不會發(fā)生干涉，故A錯誤；B．由圖可知，波的波長由題意可知0.1s內波傳播四分之一波長，可得解得根據同側法可知，波源的振動方向向上，時，波源向上振動，位移為正，振動方程為將代入其振動方程可得故B正確；C．波的波速波源停止振動，到質點停止振動的時間即質點已經停止振動，故C錯誤；D．波傳到點所需的時間在0到2s內，質點振動的時間為質點b運動總路程故D正確。故選BD。10.如圖所示，某超市兩輛相同的手推購物車質量均為、相距沿直線排列，靜置于水平地面上。為節(jié)省收納空間，工人給第一輛車一個瞬間的水平推力使其運動，并與第二輛車相碰，且在極短時間內相互嵌套結為一體，以共同的速度運動了距離，恰好停靠在墻邊。若車運動時受到的摩擦力恒為車重的倍，忽略空氣阻力，重力加速度為。（）A.第一輛車與第二輛車碰撞前的速度為B.購物車碰撞過程中系統損失的機械能C.工人給第一輛購物車的水平沖量大小D.工人給第一輛購物車水平沖量大小【答案】ABC【解析】【詳解】AB．設第一輛車碰前瞬間的速度為v1，與第二輛車碰后的共同速度為v2，碰撞前后瞬間動量守恒，則由動量守恒定律有對碰撞后的過程，由動能定理有則碰撞中系統損失的機械能聯立以上各式解得，故AB正確；CD．設第一輛車推出時的速度為v0，對碰撞前的過程，由動能定理有工人給第一輛購物車的水平沖量大小聯立解得故C正確，D錯誤故選ABC。三、非選擇題：共5小題，共54分11.利用所學物理知識解答下列問題：在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，某同學甲用毫米刻度尺測得擺線長；用游標卡尺測得擺球的直徑如下圖所示，則擺球直徑______mm。用秒表測得單擺完成次全振動的時間如下圖所示，則秒表的示數______s；若用給出的各物理量符號（、d、、）表示當地的重力加速度，則計算的表達式為=______【答案】①.11.1②.97.5③.【解析】【詳解】[1]該游標卡尺游標尺為10分度值，其精度為0.1mm，根據所給圖像可知該游標卡尺所測擺球的直徑為[2]秒表小表盤表示分鐘，大表盤表示秒，大表盤轉一周表示30s，但當小表盤分針超過下一分鐘的半格時，讀數時則應加上30s，根據圖示秒表示數可知，小表盤可讀得1分鐘，且其超過了下一分鐘的過半刻度，則可讀得大表盤為37.5s，因此可知，則秒表的示數[3]根據題意可得該單擺的擺長該單擺的周期為而根據單擺的周期公式可得12.某同學利用如圖所示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光，調整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。（1）在雙縫干涉實驗裝置中透鏡的作用是______。（2）若想減小從目鏡中觀察到的條紋間距，該同學可______。A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．使用間距更小的雙縫（3）在測量相鄰兩條亮條紋的距離時需要用______測出，若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為，測得第1條亮條紋中心到第條亮條紋中心之間的距離為，則單色光的波長的表達式______。（4）在某次實驗中，已知雙縫到光屏之間的距離是600mm，雙縫之間的距離是0.20mm，單縫到雙縫之間的距離是100mm，某同學在用測量頭測量時，先將測量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線對準某條亮紋（記作第1條）的中心，這時手輪上的示數如圖甲所示。然后他轉動測量頭，使分劃板中心刻線對準第6條亮紋中心，這時手輪上的示數如圖乙所示，圖乙中示數______mm。由此可以計算出這次實驗中所測得的單色光波長為______m。（計算波長結果保留二位有效數字）【答案】①.使射向單縫的光更集中②.B③.測量頭④.⑤.10.300⑥.【解析】【詳解】（1）[1]在雙縫干涉實驗裝置中透鏡的作用是使射向單縫的光更集中。（2）[2]A．根據雙縫干涉條紋間距公式可知，將單縫向雙縫靠近，條紋間距不變，故A錯誤；B．將屏向靠近雙縫的方向移動，即減小L，可減小條紋間距，故B正確；C．將屏向遠離雙縫的方向移動，即增大L，可增大條紋間距，故C錯誤；D．使用間距更小的雙縫，即減小d，可增大條紋間距，故D錯誤。故選B。（3）[3]在測量相鄰兩條亮條紋距離時需要用測量頭測出；[4]由題意可知相鄰條紋間距為根據雙縫干涉條紋間距公式可知聯立以上兩式解得（4）[5][6]圖乙固定刻度為10mm，可動刻度為所以圖乙的示數為圖甲固定刻度0mm，可動刻度為所以圖甲的示數為根據題意可知，亮紋間距根據可得13.一列沿軸傳播的簡諧橫波在時刻的波形如圖甲所示，、、、是介質中的四個質點，點位于平衡位置、點和點分別位于波谷和波峰，、兩質點平衡位置之間的距離為18m，點的振動情況如圖乙所示。求解：（1）該波的傳播方向；（2）該波的傳播速度；（3）從時刻開始，質點回到平衡位置所需的最短時間。【答案】（1）向右；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）由M點的振動圖像，根據“同側法”可知，波向右傳播。（2）由題意知解得而由圖乙可知根據波速的計算公式可得（3）從時刻開始，M點向上振動，波向右傳播，N點振動方程為當其第一次回到平衡位置，即此時解得14.電視劇狂飆中，高啟強和陳書婷在水族館，站在高臺上，和海豚嬉戲時，將一發(fā)光小球高舉在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置離水面的高度為。陳書婷將小球沿與水平方向成37°角，以的速度斜向下拋出，入水點在B位置的正上方，入水前瞬間速度方向與水面夾角為。小球在A位置發(fā)出的一束光線經水面折射后到達B位置，折射光線與豎直方向的夾角也為。（已知水的折射率，；；。）結果保留兩位有效數字。通過查表完成下列問題角度39.1°0.810.5244°0.970.69（1）的值；（2）位置到水面的距離?！敬鸢浮浚?）0.81；（2）0.49m【解析】【詳解】（1）根據題意，可得小球拋出時水平方向的速度為小球拋出時豎直方向的速度為設小球剛落入水面時豎直方向的速度，則有。解得則可得（2）做出光路圖如圖所示折射率根據題中所給表中數據可知可得設光線的水平位移為，則根據幾何關