高中试卷答案网2022-2023学年湖北省重点大学附中高二（下）期中检测物理试卷
1. 下列说法正确的是
A. 单摆的回复力是摆线拉力和重力的合力
B. 当观察者背离波源运动时，接收到的波的频率小于波源的频率
C. 只有厚度不均匀的楔形薄膜才会发生薄膜干涉
D. 与固体小颗粒碰撞的分子数越多，布朗运动越明显
2. 一名消防队员在一幢高楼进行索降入室训练。他从楼顶顺着绳子下滑至某一距楼顶的窗口，略作停顿后蹬玻璃窗荡起，再次到达玻璃窗时此过程可近似为单摆用力猛踹，破窗而入。已知消防员下滑时最大的加速和减速的加速度大小均为，则消防员从出发到入室，需要的时间最少约为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示，两束平行的单色光、射向同一块玻璃砖的上表面，然后从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光的折射率较小，且光由玻璃射入空气发生全反射的临界角均小于，下列说法中正确的是( )
A. 单色光在玻璃中的传播时间小于单色光在玻璃中的传播时间
B. 单色光在玻璃中的传播速度小于单色光在玻璃中的传播速度
C. 若增大单色光、射向玻璃的入射角，单色光会先发生全反射
D. 两束光从玻璃砖下表面射出时出射点之间的距离一定比上表面上入射点之间的距离小
4. 用活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体从状态开始经图示变化先后到达状态、。则( )
A. 从到，气体分子速率都增大
B. 从到，气体分子动能都减小
C. 从到，单位时间内撞击汽缸单位面积的分子数减小
D. 从到，气体分子对汽缸单位面积的平均作用力增大
5. 汽车行驶时轮胎的胎压太高或太低都容易造成安全隐患。某型号轮胎的容积为，充气前内部已有压强为个大气压的空气可视为理想气体。现用充气泵对其充气，要求轮胎内部压强达到个大气压，不考虑充气过程气体温度的变化。则需充入压强为个大气压的空气的体积为( )
A. B. C. D.
6. 为了研究某一半圆柱形的透明新材料的光学性质，将一束激光由真空沿半圆柱体的径向射入，入射方向与过点的法线成角，如图甲所示，为光学传感器，可以探测光的强度，反射光的光强随角变化的情况如图乙所示。现在将由该新材料制成的一根光导纤维束弯成半圈形，暴露于空气中假设空气中的折射率与真空相同，设半圆形外半径为，光导纤维束的半径为。则下列说法正确的是( )
A. 该新材料的折射率
B. 该新材料的折射率
C. 图甲中若减小入射角，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小
D. 用同种激光垂直于光导纤维束端面射入，如图丙，若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则弯成的半圆形半径与纤维束半径应满足的关系为
7. 如图为简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点，图为质点的振动图像，下列说法正确的是( )
A. 在时，质点向轴正方向运动
B. 从图所示时刻开始，再经，质点回到平衡位置
C. 质点简谐运动的表达式为
D. 到，质点通过的路程为
8. 长江上常见的航道灯浮标可以在夜间发光，对夜行的船舶进行指引。它的主要结构为圆柱形的浮标体和上方的航道灯，如图所示。某灯浮标静止在水面上时，水面恰好在点，若在点上方一定距离处安装一水位传感器，当水面没过水位传感器时，报警器会持续报警。某时刻由于外力扰动，该灯浮标突然获得一竖直方向的初速度开始做简谐运动，经过后报警器开始报警，再经后报警停止，则距离下一次开始报警还要经过的时间是( )
A. B. C. D.
9. 如图，形玻璃管两端封闭竖直静置，管内水银柱把管内气体分成两部分，此时两边气体温度相同，管内水银面高度差为。若要使左右水银面高度差变小，则可行的方法是( )
A. 同时升高相同的温度 B. 玻璃管竖直匀速下落
C. 同时降低相同的温度 D. 玻璃管竖直加速下落
10. 双缝干涉的实验装置如图所示，光源发出的白光通过透镜后把单缝照亮，单缝相当于一个线光源，又把双缝照亮，通过双缝的两束光产生干涉，在屏上出现彩色干涉条纹，为了测量单色光的波长，可在单缝前加上滤光片，在屏上将出现单色光的干涉条纹，用测量头测得第条与第条亮条纹中心之间的距离为，双缝的间距用表示，下列说法正确的是( )
A. 相邻亮条纹中心之间的距离为
B. 若用激光做光源，则可以直接用激光束照射双缝，即可获得干涉条纹
C. 为增大相邻亮条纹的间距，实验时可以让双缝间的距离大些，让双缝与屏之间的距离小些
D. 若实验中所用的单色光的频率为，则双缝到屏之间的距离为
11. 如图所示，两位同学分别拉着一根长为的弹性绳两端、抖动，使、在竖直方向持续做简谐运动，产生沿绳传播的两列波。已知时开始振动，某时刻两列波的波形如图甲所示，图乙为的振动图像，、、为绳上三个质点，则
A. 两列波的波速都为
B. 时，质点、的速度相等
C. 时，点的位移为
D. 经过足够长的时间后，、之间有个振动加强点
12. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。
某同学操作步骤如下：
用的油酸配成的油酸酒精溶液
用注射器和量筒测得滴油酸酒精溶液体积为
在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜轮廓，用透明方格纸测量油膜的面积为，则油酸分子直径大小________结果保留一位有效数字。
若该同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，错拿了一个针管更粗的注射器将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，这会导致实验测得的油酸分子直径________选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”。
若由于酒精的挥发，导致油酸酒精溶液的实际浓度发生变化，这会导致实验测得的油酸分子直径________选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”。
13. 根据单摆周期公式，通过实验可以测量当地的重力加速度。如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小球，制成一个单摆。
甲同学在某次测量中，用分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，________．
在该实验过程中，甲同学的一些做法或说法，正确的是________．
A.摆线要选择细些、伸缩性小些的
B.如果在木头、铝、铁几种材质的大小相同的小球中选择摆球，我们应选择铁球
C.为了使单摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线偏离平衡位置有较大的角度
D.将摇球拉开一个较小角度，在静止释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔即为单摆周期
甲同学测得的值偏大，可能的原因是________
A.将小球的直径加上摆线的长度作为摆长 将摆线的长度作为摆长
C.开始计时时，秒表过迟按下 实验中误将次全振动记为次
乙同学在释放摆球时，不小心给了小球垂直于摆线沿水平方向的初速度，小球实际上在某一水平面内作圆周运动。其它操作均正确，则测得的重力加速度________填“偏大”、“偏小”、“不受影响”
14. 如图所示，竖直放置的形管内装有水银，右管上方封闭了一段长的空气柱。此时左、右两侧的水银面高度差，外界大气压。环境温度为。求：
右管封闭气体的压强；
若保持气体温度不变，从左边开口处缓慢加入水银，直至两管水银液面等高，求加入的水银往长度；
对右侧管中气体缓慢加热，求两管水银液面等高时右侧管中气体的温度。
15. 光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的，其构造为分内外两层的细圆玻璃丝。光信号在“内芯”与“外套”的界面处发生全反射，从而保证光信号不发生泄漏。为研究该问题，小明查阅相关资料得知：光由任意一种介质不一定是真空或空气进入另一种介质发生折射时，其入射角与折射角的关系为：，其中和分别为光在两种介质中的传播速度大小，从而可以推测光在两种介质的界面处发生折射和全反射的情况，如图甲所示。图乙为一光导纤维的截面图，若某种单色光在真空中的波长为，对于这种单色光，内芯折射率为，外套折射率为，当光从此光导纤维端面的圈心入射后：
该单色光在此光导纤维的“内芯”中传播时，它的波长是多少？
如图丙所示：为保证该单色光从该光纤一端入射的光信号都不会“泄漏”到外套，要使光从端面上的点入射。在内芯与外套的界面处的点发生全反射，从端面入射光与轴线的夹角的正弦值需满足什么条件？
16. 如图所示，倾角为的斜面体斜面的上表面光滑且足够长放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为。两物块、均可视为质点，的质量为，的质量为。斜面顶端与劲度系数为的轻质弹簧相连，弹簧与斜面保持平行，将物块与弹簧的下端相连，并由弹簧原长处无初速释放，下滑至斜面上点时速度第一次减为零：若将物块与弹簧的下端相连，也从弹簧原长处无初速释放，则下滑至斜面上点时速度第一次减为零均未画出，斜面体始终处于静止状态，弹簧始终在弹性限度内，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为。求：
斜面上两点间的距离；
要求物块在运动的过程中，斜面与地面之间保持相对静止，斜面的质量应满足什么条件；
物块由弹簧原长释放，运动至点所需时间。已知物块无初速释放后，经时间第一次到达点，本小题的结果用表示
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
单摆在运动过程中的回复力是重力沿圆弧方向上切向分力．
多普勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者收到的频率发生了变化．
薄膜干涉分为两种一种叫等倾干涉，另一种称做等厚干涉。薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉。
根据布朗运动的概念分析解答；
【解答】
A.单摆的回复力是重力沿圆弧方向上切向分力，故A错误；
B.根据多普勒效应，当观察者背离波源运动时，接收到的波的频率小于波源的频率，故B正确；
C.当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两面反射回来的光波的光程差满足振动加强的条件，就会出现明条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹。要形成明暗相间的条纹，只有在薄膜厚度不均匀时才会出现，但对薄膜的形状没有要求，故C错误；
D.若是与固体颗粒相碰的液体分子数越多，说明固体颗粒越大，不平衡性越不明显，即布朗运动越不明显，故D错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
将消防员的运动分段，加速、减速、摆动，最后摆动相当于单摆的一部分。
【解答】
消防员下降时先以最大加速度向下加速运动，然后以最大加速度向下减速运动，到窗口边时速度为零。由于加、减速的加速度大小相等，根据运动对称可知加、减速时间和位移均相等。加速向下过程时间为，则由运动学公式有，减速向下时间为，
此后，消防员轻蹬窗摆起直至破窗而入，相当于单摆的半次全振动，所用时间为
，
总时间为，故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查光的折射定律，根据以及单色光、的折射率可得在玻璃中的传播时间，由于玻璃砖上下表面平行，玻璃砖两侧的光线是平行，与折射率无关。
光线通过玻璃砖再进入空气发生两次折射，由于玻璃砖上下表面平行，根据几何关系可知，最后的出射光线与入射光线相比，只是作了平移。
【解答】
B.根据，已知玻璃对单色光的折射率较小，则单色光在玻璃中的传播速度大于单色光在玻璃中的传播速度，故B错误；
A.已知玻璃对单色光的折射率较小，根据折射定律可知，单色光的折射角较大，如图所示
设光线在玻璃中的传播速度为 ，玻璃厚度为 ，则有 ，
单色光在玻璃中的传播时间为
联立可得
由于光由玻璃射入空气发生全反射的临界角均小于 ，可知两单色光的折射角 均小于 ，由于单色光的折射角较大，可知单色光在玻璃中的传播时间小于单色光在玻璃中的传播时间，故A正确；
C.若增大单色光、射向玻璃的入射角，由于玻璃上下表面平行，可知两单色光在下表面射出玻璃时的入射角一定小于全反射临界角，所以两单色光均不会发生全反射，故C错误；
D.由于不清楚入射点之间的具体距离和玻璃砖的具体厚度，所以有可能两束光从玻璃砖下表面射出时单色光出射点反而在单色光出射点的右侧，可能出现两束光从玻璃砖下表面射出时出射点之间的距离比上表面上入射点之间的距离大，故D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】根据图像分析体积和压强的变化，根据理想气体状态方程分析温度的变化，温度是分子平均动能的标志，温度变化，分子平均动能、平均速率变化，但不是每个分子的速率和动能都变化；根据压强的微观描述分析即可。
本题考查热力学图像问题，解题关键是能根据图像分析气体压强、体积的变化，掌握理想气体状态方程和压强的微观描述。
【解答】、由图像得，从到，气体压强不变，体积增大，由理想气体状态方程得，气体的温度升高，平均动能增大，则分子的平均速率增大，但不是所有气体分子速率都增大，故A错误；
B、由图像得，从到，气体体积不变，压强减小，由理想气体状态方程得，气体的温度减小，平均动能减小，但不是所有气体分子动能都减小，故B错误；
C、从到，分子平均动能增大，则分子撞击气缸的力度增大，而压强不变，则单位时间内撞击气缸单位面积的分子数减小，故C正确；
D、从到，分子平均动能减小，则气体分子对气缸单位面积的平均作用力减小，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查气体的变质量问题，气体温度保持不变，合理选取研究对象，根据玻意耳定律分析求解。
【解答】
设轮胎的容积为 ，充入一个大气压的体积为 ，根据玻意耳定律
代入数据解得
故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】
由图象乙能读出此新材料的临界角，根据全反射临界角公式，求解其折射率若减小人射角，由反射定律和折射定律结合几何关系可知反射光线和折射光线之间的夹角如何变化该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则激光在光导纤维外侧面发生全反射，根据和几何关系求解。
解决本题本题的关键要掌握发生全反射的条件，并能结台几何知识进行分析。
【解答】
由题图乙知，当 时发生全反射，则有
AB错误；
C.图甲中若减小入射角 ，根据反射定律和折射定律可知反射角和折射角都减小，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变大，C错误；
D.激光不从光导纤维束侧面外泄的临界条件是入射光在外侧面处发生全反射，临界光路如图所示
可得：
解得
所以该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则弯成的半圆形半径 与纤维束半径 应满足的关系为
D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查波动和振动图象问题。
由图结合图判断质点的振动方向，结合波的平移分析运动情况；根据图象读出振幅，结合数学知识写出点的振动方程；根据时间与周期的关系，判断质点的位置，分析通过的路程。
【解答】
A.由题图为质点的振动图像，则知在时，质点正从平衡位置向波谷运动，所以时，质点沿轴负方向运动，根据平移法可知该波沿轴负方向传播，此时质点正向轴正方向运动，在 时，即 后质点向轴负方向运动，故A错误；
B.由图可知波长 ，周期 ，则波速
波向左传播，设点的振动情况经时刻传到点，则
即经过 质点经过平衡位置，故B错误；
C.质点简谐运动的表达式为
则质点简谐运动的表达式为
故C正确。
D.根据数学知识可知 时刻，的纵坐标为 ，在 到 时间内，质点运动的路程为， 至 质点运动的路程为 ，所以 到 ，质点通过的路程为 ，故D错误；
故选C。
8.【答案】
【解析】
【分析】
对常用传感器的工作原理和简谐运动的结合，以及根据报警器报警的条件以及简谐运动的周期性可得
距离下一次开始报警还需要的时间．
【解答】
由题意可知，水位传感器做简谐运动， 时刻，水位传感器处于平衡位置，经过 后报警器开始报警，再经 后报警停止，可知在水位传感器在水面下的连续时间为 ，则水位传感器从水面向下运动到最低点所用时间为 ，设周期为 ，则有，解得
则距离下一次开始报警还要经过的时间为
故A正确，BCD错误。
9.【答案】
【解析】【详解】假设两部分气体做等容变化，则根据
可得压强变化
则
而其中
若同时升高相同的温度，则左侧气体压强增加的多，所以左侧水银面上升，右侧水银面下降，左右水银面高度差变小：同理若同时降低相同的温度，则左侧气体压强减少的多，所以左侧水银面下降，右侧水银面上升，左右水银面高度差变大，故C错误，A正确；
玻璃管竖直加速下落，左边空气柱对水银柱的压强变小，体积增大，使左右水银面高度差变小，匀速下落时，压强不变，高度差不变，故B错误，D正确；
故选AD。
10.【答案】
【解析】【详解】测得第条与第条亮条纹中心之间的距离为 ，则相邻亮条纹中心之间的距离为
故A错误；
B.因为激光的单色性好、相干性高，若用激光做光源，则可以直接用激光束照射双缝，即可获得干涉条纹，故B正确；
C.根据条纹间距的计算公式有
为增大相邻亮条纹的间距，实验时可以让双缝间的距离小些，让双缝与屏之间的距离大些，故C错误；
D.由
， ，
可得双缝到屏之间的距离为
故D错误。
故选B。
11.【答案】
【解析】【详解】由图甲，传播方向向右的波的波长
周期
波速
两列波的传播介质均为绳子，波速相等，所以两列波的波速都为 ，故A正确；
B. 即 时，质点离波峰距离比质点点离波谷距离近，质点速度小于质点的速度，故B错误；
C.振幅为，点的位移不可能为 ，故C错误；
D.路程差等于波长的整数倍时振动加强，设坐标为的质点振动加强
所以经过足够长的时间后，、之间有个振动加强点，故D错误。
故选A。
12.【答案】 ； 偏小 ；偏小。
【解析】
【分析】
根据油酸酒精溶液的浓度和溶液含有的滴数，可以求出每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；用滴此溶液的体积除以滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径；
拿错的注射器的针管比原来的粗，则使油酸薄膜的面积变大，而代入计算的一滴油酸酒精溶液体积仍不变，进而即可判定；
浓度变大，一滴溶液含有的油酸变多，形成的油膜面积变大。
本题考查了用“油膜法”估测分子直径大小的实验，正确解答实验问题的前提是明确实验原理，注意理解实验误差分析的方法。
【解答】根据题意可知，一滴油酸酒精溶液含有油酸的体积为
油酸分子直径大小
因为拿错的注射器的针管比原来的粗，则每滴油酸酒精溶液的体积较大，含油酸较多，在水平上形成油膜的面积较大，根据 可知这会导致实验测得的油酸分子直径偏小。
酒精的挥发，导致酒精浓度变大，一滴溶液形成的面积变大，则由 得到的结果偏小。
13.【答案】；；；偏大
【解析】
【分析】本题考查了单摆测定重力加速度的实验，要明确实验原理为单摆周期公式，明确是摆线长度与摆球半径之和，知道实验中如何才能有效减小实验误差，同时掌握实验中的注意事项．
【解答】由图可知游标卡尺的精度为，主尺读数为，游标尺读数为 ，
该实验中，要选择细些的、伸缩性小些的摆线，长度要适当长一些；和选择体积比较小，密度较大的小球。故AB正确；
C.摆角应该控制在小于 ，而不是一个较大的角度，故C错误；
D.释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时；要测量多个周期的时间，然后求平均值。故D错误。
故选AB。
由单摆的周期公式 可得重力加速度为
A.将小球的直径加上摆线的长度作为摆长，使摆长偏大，值偏大，故A正确；
B.计算摆长时用摆线长度，使摆长偏小，值偏小，故B错误；
C.开始计时时，停表没有及时按下，使周期偏小，值偏大，故C正确；
D.实验中误将次全振动记为次，使周期偏小，值偏大，故D正确。
故选ACD。
若实验中不小心让摆球在某一水平面内作圆周运动，实际摆长偏小，摆长测量值偏大，测得值将偏大。
14.【答案】解：根据左右两端水银柱的高度差可知右侧密闭气体的压强为
以右侧封闭空气柱为研究对象，设空气柱后来的长度为，因为加入水银后两管中水银液面等高，所以右侧气体压强为大气压
根据玻意耳定律，有
解得
根据几何关系，可知左端注入的水银长度为
对右侧管中气体缓慢加热，两管水银液面等高时右侧管中气注的长度为，压强等于 ，据理想气体状态方程，有跟
【解析】本题考查液柱类问题，此类问题一般要选择封闭气体为研究对象，分析理想气体发生的是何种变化，根据平衡条件分析初末状态的压强，并结合题意分析初末状态气体的体积、温度，利用理想气体状态方程或者气体实验定律列等式求解。
15.【答案】该单色光在此光导纤维的内芯中传播时，设它的波长为 ，波速为 ，由于该单色光从真空进入内芯，频率保持不变，则有
又
联立解得
设从端面入射光与轴线的夹角为 时，光线在内芯与外套的界面处的点刚好发生全反射，则有
解得
根据几何关系可得
联立解得
在内芯与外套的界面处的点发生全反射，从端面入射光与轴线的夹角 的正弦值需满足
【解析】见答案
16.【答案】解：设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为 ，根据平衡条件有
解得
以沿斜面向上为正方向，当物块相对平衡位置的位移为 时，物块所受合力为
可知物块做简谐运动；对于物块，平衡位置对应的弹簧压缩量为
对于物块，平衡位置对应的弹簧压缩量为
根据简谐运动的对称性可知，的最低点对应的弹簧压缩量为
的最低点对应的弹簧压缩量为
故斜面上 两点间的距离为
设斜面的质量为 ，以斜面、物块和弹簧为系统，当物块处于最高点时弹簧处于原长，物块的加速度最大，且沿斜面向下，大小为
此时系统失重最大，地面对斜面的支持力最小，且地面对斜面的摩擦力最大；根据牛顿第二定律可得
可得
又
联立解得斜面的质量应满足
已知物块无初速释放后，经时间 第一次到达点，可知物块做简谐运动的周期为
物块做简谐运动的振幅为
以释放位置为 时刻，则物块做简谐运动的振动方程为
设物块由弹簧原长释放，运动至点所需时间为 ，则有
可得
可得
或 ， ，
解得
或 ， ，
【解析】见答案
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