吉林省通化市辉南县第六中学2023-2024学年高二下学期3月半月考物理试卷（B）

这是一份吉林省通化市辉南县第六中学2023-2024学年高二下学期3月半月考物理试卷（B），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列说法中正确的是( )
A. 悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越明显
B. 用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间的分子力表现为斥力
C. 当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
D. 一定质量的理想气体，温度升高，体积增大，则单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加
2.一定质量的理想气体体积不变时，温度降低，则下列说法中正确的是
A. 气体对外界做功，气体的内能一定减小 B. 气体的状态一定发生了变化，而且压强一定减小
C. 气体分子平均动能可能增大 D. 单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数增多
3.以下四幅图片是来自课本的插图，结合图片分析下列说法中正确的是( )
A. 图甲是一束单色光经平行玻璃砖后的光路图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后不再会有光线从a'面射出
B. 图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离Δx将增大
C. 图丙是针尖在灯光下发生的现象，这种现象反映了光的干涉现象
D. 图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏．当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波
4.如图示，空气中有一折射率为 2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°，半径为R的扇形NBC。该柱体厚度为h，即MN=DC=AB=h。一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成45°角的方向照射到ABNM面上。若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上有光透出部分的面积为( )
A. πRh6 B. πRh4 C. πRh3 D. 5πRh12
5.图示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图示．F>0表示斥力，F<0表示引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，则下列选项中的图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
6.如图所示为一定质量理想气体在状态变化过程中压强随体积的变化图象，气体从状态A经绝热过程到达状态B，再经等容过程到达状态C，最后经等温过程返回到状态A.下列说法正确的是( )
A. A到B过程气体温度保持不变B. B到C过程气体内能可能不变
C. C到A过程气体吸收热量D. 全过程气体放热大于吸热
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
7.“拔火罐”，操作时医生用点燃的酒精棉球，加热一个小罐内空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位。冷却后小罐紧贴在皮肤上。假设加热后小罐内的空气温度为127℃，当时的室温为27℃，大气压为标准大气压1.01×105Pa。小罐开口部位的直径为4厘米，不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响，则( ) A. 加热后罐内气体质量是加热前的27127 B. 加热后罐内气体质量是加热前的34
C. 加热后将小罐扣在皮肤上，当温度降至室温时，罐内气体压强变为原来的34
D. 加热后将小罐扣在皮肤上，当温度降至室温时，罐内气体对皮肤的压力约为94.2N
8.如图所示，汽缸中用活塞封闭一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A、B两部分，隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。初始时，A的体积为2V，B的体积为V，压强均等于大气压强p0。气体温度始终保持不变。现向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为V2，下列说法正确的是( )
A. 气体A的体积为0.8V B. 气体B的压强为1.5p0
C. 若再使活塞向左缓慢回到初始位置，此时A的体积为 57+32V
D. 若再使活塞向左缓慢回到初始位置，此时B的压强为 57+912p0
9.如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A，B，水银面a、b间的高度差h1，水银柱cd的长度为h2=h1，a面与c面恰处于同一高度．现向右管开口端注入少量水银达到重新平衡，则( )
A. 水银面c下降的高度大于水银面a上升的高度 B. 水银面a、b间新的高度差等于右管上段新水银柱的长度
C. 气体A的压强一定大于外界大气压强 D. 气体A的压强变化量比气体B的压强变化量小
10.如图所示，活塞的质量为m.缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则( )
A. 汽缸内空气的压强等于p0-MgSB. 汽缸内空气的压强等于p0+mgS
C. 内外空气对缸套的作用力为(M+m)gD. 内外空气对活塞的作用力为Mg
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.0mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内液体达到1.0mL，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有痱子粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；
⑤如图所示，将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为的方格纸上。
(1)根据实验操作中的数据可知一滴油酸酒精溶液中所含的油酸为_______，油膜面积为_______m2，求得的油膜分子直径为___________此空结果取一位有效数字)。
(2)若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为，油酸的密度为，则下列说法正确的是________。
A.1kg油酸所含分子数为 B.油酸所含分子数为
C.1个油酸分子的质量为 D.油酸分子的直径约为
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径和大多数同学的比较，数据都偏大，对于出现这种结果的原因，可能是由于_________。
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C.画油膜轮廓时，没等轮廓稳定下来就立刻画好 D.水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
12.如下图所示：某同学对实验装置进行调节并观察实验现象：
(1)图甲、图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是_________(填A或B)．
(2)下述现象中能够观察到的是：( )
A.将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽 B.将单缝向双缝移动一小段距离，干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D.去掉滤光片后，干涉现象消失
(3)已知双缝之间距离为d，测的双缝到屏的距离为L，相邻条纹中心间距为Δx，由计算公式λ=_________，可求得波长。如果测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距是11.550mm，求得这种色光的波长为__________m。(已知双缝间距d=0.2mm，双缝到屏的距离L=700mm，计算结果保留一位小数)。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图1所示，水平放置的气缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B侧气缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0。开始时活塞在B处，气缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现缓慢加热气缸内气体，直至温度变为399.3 K。求：
(1)活塞刚离开B处时气缸内气体的温度TB；
(2)缸内气体最后的压强p；
(3)在图2中画出整个过程的p-V图线。
14.如图示，一端封闭、一端开口的玻璃管长度为l=1m，用长为h=20cm的水银柱封闭一段理想气体，当玻璃管的开口坚直向下稳定时，气体的长度为l1=72cm.已知大气压强为p0=76cmHg，封闭气体的温度为t1=27​∘C，求：
(1)若气体的温度恒为t1=27​∘C，将玻璃管缓慢地转过180​∘，则稳定时气体的长度为多少?
(2)保持开口向上，使气体的温度逐渐升高，当温度为多少摄氏度时，水银柱刚好与玻璃管口平齐？
(3)在(2)的基础上持续对气体加热，当水银柱的长度为多少时，温度最高？(以上计算结果均保留整数)
15.一四分之一圆环形透明介质的横截面如图所示，其中E、F两点将圆弧BC三等分，M、N两点将圆弧AD三等分，一束单色光从E点以入射角α=60∘射入透明介质，经折射后恰好射到N点。已知小圆半径为R，大圆半径为 3R。
(1)求透明介质对该单色光的折射率n；
(2)试通过计算判断该单色光能否从N点射出透明介质。
答案和解析
1.【答案】A
【解答】
A.悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越明显，故A正确;
B.给自行车打气时，要克服活塞上下的压强差带来的压力来压活塞，不是因为气体间的分子力表现为斥力，故B错误；
C.当分子力表现为引力时，分子力是随分子间距离的增大而先增大，后减小，故C错误；
D.一定质量的理想气体，温度升高，体积增大，由理想气体的状态方程 pVT =C可知，无法判断，所以单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数无法判断，故D错误；
故选A。
2.【答案】B
【解答】
A.因为气体的体积不变，故气体不对外做功，外界也不对气体做功，故A错误；
B.由理想气体状态方程知质量一定的理想气体，体积不变时，温度降低，压强减小，故B正确；
C.温度是平均动能的标志，故温度降低，气体分子的平均动能一定减小，故C错误；
D.因为气体的压强减小，故单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少，故D错误。
故选B。
3.【答案】D
【解答】
A.图甲中，根据几何关系可知上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性，无论怎么增大入射角θ1，下表面的入射角不会达到临界角，光线都会从a'面射出，故A错误；
B.图乙中，根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距Δx与双缝间距离d及光的波长λ、双缝到光屏的距离l的关系式Δx=ldλ，可知只减小屏到挡板间距离l，两相邻亮条纹间距离Δx将减小，故B错误；
C.图丙是针尖的衍射现象图片，故C错误；
D.只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确。
4.【答案】B
【解答】
根据折射定律有：n=sinisinr，得sinr=sinin=sin45° 2=0.5，
折射角r=30°，即光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°。
过N的光线垂直入射到BC界面上点G射出，C到G之间没有光线射出；
越接近B的光线入射到BC界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，
根据临界角公式：sinC=1n=1 2，可得临界角C=45°，
设BC界面上的临界点为E，此光线在NB界面上点F入射，
在三角形NEB中可求得NE与水平方向的夹角为： 180°-(120°+45°)=15°，
所以E到B之间没有光线射出，由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-(30°+15°)=45°=π4，
所以有光透出的部分的弧长为14πR，则ABCD面上有光透出部分的面积为S=14πRh，故ACD错误，B正确。
5.【答案】B
【解答】
A.由F-x图象知，从A到C过程中乙分子一直在加速，到C点速度最大，经过C点后乙分子的速度减小，A错误；
B.加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C点，故B正确；
C.乙分子从A处由静止释放，分子势能先减小，到C点最小后增大，故C错误；
D.从A到C过程中乙分子一直在加速，到C点速度最大，经过C点后乙分子的速度减小，动能减小，但不能为负值，故D错误；
故选B。
6.【答案】D
【解析】解：
A、由图示图象可知，从A到B过程气体体积增大，气体对外做功，该过程是绝热过程，气体既不吸热也不放热，由热力学第一定律可知，气体内能减小，气体温度降低，故A错误；
B、B到C过程气体的体积不变，气体发生等容变化，则p1T1=p2T2，压强增大，温度增加，则内能增大，故B错误；
C、C到A过程气体温度不变而体积减小，外界对气体做功，气体内能不变，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故C错误；
D .p-V图线与横轴所围的面积为气体做功的大小，图线AB、BC、CA所围的面积表示整个过程外界对气体做的功W，由于整个过程气体内能不变，所以气体放出的热量大于吸收的热量，故D正确。
故选D。
一定质量的理想气体内能由温度决定，温度升高内能增大；气体体积增大气体对外做功；根据图示图象分析清楚气体状态变化过程，应用热力学第一定律分析答题。
本题考查的是p-V图象问题，解题的关键从图象判断气体变化过程，利用理想气体状态方程，然后结合热力学第一定律进行分析判断即可解决。
7.【答案】BC
【解答】
AB.加热前：p0=1.01×105Pa、V0、T0=(273+27)K=300K，加热后：p1= p0=1.01×105Pa、V1、T1=(273+127)K=400K，由理想气体状态方程可得p0V0T0=p1V1T1，V0300=V1400，解得V1=43V0，加热后罐内气体质量是加热前的p1V0p1V1=34，A错误，B正确；
C.以火罐内气体为研究对象，初始时p1=1.01×105Pa，T1=(273+127)K=400K，当温度降至室温时，T2=(273+27)K=300K，由查理定律可得p1T1=p2T2，p2p1=T2T1=300400=34，当温度降至室温时，罐内气体压强变为原来的34，C正确；
D.加热后将小罐扣在皮肤上，当温度降至室温时，罐内气体压强则有p2=p1T2T1=3×1.01×1054pa，罐内气体对皮肤的压力F=pS=34×1.01×105×3.14×42×10-22N≈95.1N，D错误。
故选BC。
8.【答案】AD
【解答】AB、对气体B，由玻意耳定律：p0V=pB·V2，解得此时气体B的压强pB=2p0，由于隔板缓慢向B运动，则气体A的压强pA=pB+0.5p0=2.5p0，对气体A，由玻意耳定律：pAVA=p0·2V，解得此时A气体的体积VA=0.8V，故A正确，B错误；
CD、假设活塞回到初位置过程隔板不动，则气体B的压强恒为pB=2p0，对气体A，由玻意耳定律：pAVA=pA'(2V+V-V2)，解得气体A的压强pA'=0.8p0，由于pB-pA'=1.2p0>0.5p0，可见假设不成立，则隔板会向左运动，活塞回到初位置时，设气体A、B的压强分别为p1和p2，体积分别为V1和V2，则p2=p1+0.5p0，V1+V2=2V+V，对气体A，由玻意耳定律：p0·2V=p1V1，对气体B，由玻意耳定律：p0V=p2V2，联立知，p1= 57+312p0，p2= 57+912p0，V1= 57-32V，故C错误，D正确。
9.【答案】ACD
【解答】
A、加水银前，A气体压强：pA =p0 +ρgh2 -ρgh1 =p0 ；B气体压强：pB =p0 +ρgh2 ；当向右管开口端注入少量水银时，A、B气体压强均变大，要被压缩；
假设B气体体积不变，则水银面c下降的高度等于水银面a上升的高度；由于B气体体积同时要减小，故水银面c下降的高度大于水银面a上升的高度，故A正确；
B、假设右管中增加的水银高度比A气体的原长大，则水银面a、b间新的高度差不可能等于右管上段新水银柱的长度，故B错误；
C、A气体压强：pA =p0 +ρgh2 -ρgh1 ，加水银后，由于h2 >h1 ，故pA >p0 ，故C正确；
D、假设加入Δh高度的水银，则B气体的压强增加量一定为ρgΔh；假设A、B气体的体积均不变，则A气体的压强增加量也为ρgΔh；
压强增加后，根据玻意耳定律，体积要压缩，故A气压增加量小于ρgΔh；故气体A的压强增加量比气体B的压强增加量小，故D正确；
故选：ACD。
10.【答案】AD
【解析】解：AB.以缸套为研究对象受力分析，由平衡条件得：
pS+Mg=p0S，解得：p=p0-MgS，所以A对B错；
C.以缸套为研究对象，由平衡条件得：
pS+Mg=p0S，所以内外空气对缸套的作用力为Mg，所以C错误；
D.以活塞为研究对象，外空气对它的作用力为p0S，内空气对它的作用力为pS，所以两者的合力为p0S-pS=Mg，所以D对；
故选：AD。
分别以活塞和缸套为研究对象，结合共点力的平衡即可求出．确定此封闭气体压强，灵活选取研究对象是关键，也可以选活塞为研究对象，但要先求出弹簧的拉力，可以尝试．
11.【答案】(1)5×10-11， 1.14×10-2(1.12×10-2∼1.19×10-2)， 4×10-9；
(2) BC；
(3)ACD。
【解答】
解：(1)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为，不足半个的舍去，超过半个的算一个，估算约114格，故形成的油膜面积为，油酸分子的直径为；
(2)A．1kg油酸的物质的量为，所含分子数为，故A错误；
B.油酸的质量为，其物质的量为，所含分子数为，故B正确；
C.因为NA个油酸分子的质量为M，所以1个油酸分子的质量为，故C正确；
D.由已知条件只能求出一个油酸分子的体积，油酸分子为球体模型，故油酸分子的直径不可以用体积开立方求解，故D错误；
(3)A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使得油酸体积偏大，由d=VS可知，d会偏大，故A正确；
B.计算油酸膜面积时，多于半个的算一个，不足半个的不计，错将不完整的方格作为完整方格处理，会使得面积偏大，由d=VS可知，d会偏小，故B错误；
C.油膜在水面上先扩大再缩小，最后稳定，如果画油膜轮廓时，没等轮廓稳定下来就立刻画好，会使得面积偏大或者偏小，由d=VS可知，d可能会偏小或者偏大，故C正确；
D.水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，会使得面积偏小，由d=VS可知，d会偏大，故D正确。
故选ACD。
12.【答案】(1)A；(2)AC；(3)dLΔx ；6.6×10-7。
【解答】
(1)双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知甲图是干涉条纹，故选A；
(2)A.根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ知，将滤光片由蓝色的换成红色的，频率减小，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故A正确；
B.根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ，将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故B错误；
C.根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，故C正确；
D.去掉滤光片后，通过单缝与双缝的光是白色光，白色光通过双缝后，仍然能发生干涉现象．故D错误．
故选AC；
(3)根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ，可得λ=dLΔx；
已知第1条亮纹中心到第6条亮纹中心间距x=11.550mm，可得Δx=x5=11.555mm=2.31mm，由Δx=Ldλ得：λ=△x⋅dL；
代入得：λ=11.55×10-3×2×10-45×0.7m=6.6×10-7m
故答案为(1)A；(2)AC；(3)dLΔx ；6.6×10-7。
13.【答案】解：(1)活塞离开B处前缸内气体发生等容变化
气缸内的气体初状态为p1=0.9p0，V1=V0，T1=297 K
当活塞刚离开B处时，气体的状态参量p2=p0，V2=V0，T2=TB
根据查理定律有p1T1=p2T2，得0.9p0297K=p0TB
所以TB=330 K
(2)随着温度不断升高，活塞最后停在A处时，
气体的状态参量p4=p，V4=1.1V0，T4=399.3 K
根据理想气体状态方程有p1V1T1=p4V4T4
代入数据得p=1.1p0
(3)随着温度的升高，当活塞恰好停在A处时，
气体的状态参量p3=p0，V3=1.1V0，T3=TA
由p1V1T1=p3V3T3 得0.9p0V0297K=p0⋅1.1V0TA
解得TA=363 K
综上可知，气体在温度由297 K升高到330 K过程中，气体做等容变化，由330 K升高到363 K过程中，气体做等压变化，由363 K升高到399.3 K过程中，气体做等容变化。故整个过程的p-V图像如图所示。
14.【答案】解：(1)设气体柱横截面积为S.对封闭气体柱：
管口向下时．p1=p0-ρgh=56cmHg,V1=Sl1⋅T1=273+t1=300K
管口向上时．p2=p0+ρgh=96cmHg,V2=Sl2⋅T2=300K
由玻意耳定律得p1V1=p2V2 代入数据解得l2=42cm
(2)设当温度升高到T3时．水银恰好不溢出．对封闭气体柱：p2=p2=96cmHg,V3=S(l-h),T3=?
由盖一吕萨克定律V2T2=V3T3 代入数据解得T3≈571K
气体的温度为t3=T3-273=298​∘C
(3)设当温度最高时，管内水银柱长度为x，对封闭气体柱：p4=p0+ρgx,V4=S(l-x)⋅T4=?
由理想气体状态方程：p1V1T1=p4V4T4 代入数据有56×72300=(76+x)(100-x)T4
则当x=12cm时．温度T4最高
15.【答案】解：(1)一束单色光从E点以入射角 α=60∘ 射入透明介质，经折射后恰好射到N点，所做光路图如图
根据余弦定理可得cs30∘= 3R2+R2-dEN22× 3R×R，
解得dEN=R，
则根据几何关系可得∠MEN=30∘，
根据折射定律可得sinα∠MEN=n，
解得n= 3。
(2)根据几何关系可得∠ENF=60∘，
设单色光能够射出该透明介质的临界角为C，则可得1sinC=n，
解得sinC= 33即C<60∘，
可知单色光不能从N点射出透明介质。