2023-2024学年陕西省渭南市华州区高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 布朗运动反映了微粒中分子运动的不规则性
B. 对于一定质量的大量气体分子，在一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占的百分比是不确定的
C. 能量的耗散是从能量的转化角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D. 只要有足够高的技术条件，绝对零度是可以达到的
2.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )
A. 对外做正功，分子的平均动能减小 B. 对外做正功，内能增大
C. 对外做负功，分子的平均动能增大 D. 对外做负功，内能减小
3.如图甲所示的理想变压器，其原线圈接在输出电压如图乙所示的正弦式交流电源上，副线圈接有阻值为的负载电阻，原、副线圈匝数之比为：，电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法中正确的是( )
A. 电流表的示数为
B. 电压表的示数约为
C. 原线圈的输入功率为
D. 原线圈交电电流的频率为
4.如图为远距离输电的示意图，已知发电机的输出电压保持恒定不变，而且输电线路及其设备均正常，变压器为理想变压器，只考虑远距离输电线上的电阻，其他导线电阻不计。由于用电高峰时，用户的总功率变大，则对应着( )
A. 升压变压器的输入电流减小 B. 升压变压器的输出电压减小
C. 降压变压器的输出电压变大 D. 远距离输电线上的损耗变大
5.有一列沿轴传播的简谐横波，时的波形如图甲所示，、是这列波上的两个质点，质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 这列横波沿轴正方向传播，波速为
B. 时质点的速度为零，加速度最大
C. 时间内质点向右运动的距离为
D. 时间内质点运动的平均速率为
6.夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云的冰晶时发生折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到正六边形冰晶上发生折射时的部分光路图，、为其折光线中的两种单色光，比较、两种单色光，下列说法正确的是( )
A. 光的频率比光的大
B. 在冰晶中，光的波速比光的大
C. 在同种条件下，光可能比光的衍射现象更明显
D. 、两种光分别从水射向空气发生全反射时，光的临界角比光的小
7.研究表明，分子间的作用力跟分子间距离的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A. 液体表面层分子间距离略小于
B. 分子间距离时，分子间的作用力表现为斥力
C. 分子间距离由增大到过程中分子间的作用力逐渐减小
D. 分子间距离时，分子势能最小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，有下面几种说法，其中正确的是( )
A. 实验装置中的元件分别为滤光片、单缝、双缝
B. 将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
C. 将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D. 测量过程中，把个条纹间距数成个，导致波长测量值偏小
9.我国有很多高水平的羽毛球运动员，在羽毛球比赛中杀球时的速度很快，如图所示为快速击球时将固定的西瓜打爆的情形，假设羽毛球的质量为，初速度为，方向向左，与西瓜接触的时间为，之后羽毛球速度减为，忽略空气阻力的影响，取，则关于该羽毛球击打西瓜过程，下列说法正确的是( )
A. 羽毛球接触西瓜时的初动量大小为
B. 羽毛球与西瓜相互作用的过程，羽毛球动量变化的方向向右
C. 羽毛球对西瓜的作用力大小约为
D. 若以羽毛球与西瓜为系统，则系统的动量守恒
10.一定质量的理想气体，状态从的变化过程可用如图所示的图线描述，其中为等温线，气体在状态时的温度为，下列说法正确的是( )
A. 气体在状态时的温度
B. 从到过程外界对气体做了的功
C. 气体从状态变化到状态，单位体积内的气体分子数减小，气体分子的平均动能不变
D. 若气体从到过程中外界对气体做功为，则气体从一次循环过程中气体吸收的热量为
三、填空题：本大题共1小题，共10分。
11.在“用单摆测定重力加速度的实验”中
用游标卡尺测量摆球直径的情况如图所示，读出摆球直径______．
测单摆周期时，当摆球经过平衡位置时开始计时并计次，测出经过该位置次所用时间为，则单摆周期为______．
若测量出多组周期、摆长数值后，画出图象如图，则此图线的斜率的物理意义是______
A、、 C、 D、
某同学做“用单摆测定重力加速度”实验先测得摆线长为，摆球直径为，然后用秒表记录了单摆振动次所用的时间为则他测得的重力加速度 ______结果保留三位有效数字
若他测得的值偏大，可能的原因是______．
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端没有牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C.开始计时的时候，秒表过早按下
D.实验中误将次全振动数为次．
四、实验题：本大题共1小题，共8分。
12.长方体形状的玻璃砖有一个表面镀银光线不能透过，现利用“插针法”测定此玻璃砖的折射率。如图甲所示，实验时，先将玻璃砖平放到水平面内的白纸上，镀银面与纸面垂直。贴着玻璃砖前后两个面在纸上画出直线和，其中侧为镀银面。然后在白纸上竖直插上两枚大头针，。
准备插第三枚大头针时，应在 侧观察选填“”或“”；
插第三枚大头针时，这枚大头针应 ；
A.只挡住的像
B.只挡住的像
C.同时挡住和的像
插完所需大头针，补全光路。图乙为光路的一部分，，均为光路上的点，过，作直线的垂线，垂足分别为，，已知图中，则玻璃砖的折射率可表示为 。
A.
B.
C.
D.
五、简答题：本大题共1小题，共12分。
13.某温度报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的导热性能良好的圆柱形容器内，用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦上下滑动。整个装置放在水平地面上，开始时环境温度为，活塞与容器底部的距离，在活塞上方处有一压力传感器制成的固定卡口，当传感器受到压力达到时，就会触发报警装置。已知大气压强为，重力加速度取。
求触发报警装置的环境温度计算结果保留三位有效数字；
环境温度升高到刚触发报警装置的过程中，气体吸收了的热量，求此过程气体的内能改变量。
六、计算题：本大题共2小题，共24分。
14.如图所示是一种折射率的棱镜，现有一束光线沿的方向射到棱镜的界面上，入射角的正弦值为求：
光在棱镜中传播的速率；
画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程．不考虑返回到和面上的光线．
15.如图所示，物块质量上表面光滑，左边有一立柱，放在光滑水平地面上。一轻弹簧左端与立柱连接，右端与物块连接，。长为的轻绳上端系于点，下端系一物块，。拉紧轻绳使绳与竖直方向成角，将物块从静止开始释放，达到最低点时炸裂成质量、的两个物块和，物块水平向左运动与粘在一起，物块仍系在绳上具有水平向右的速度，刚好能回到释放时的初始位置，、都可以看成质点。取，求：
物块在最低点时的速度；
物块炸裂时增加的机械能；
在以后的过程中，弹簧的最大弹性势能。
答案解析
1.
【解析】解：、布朗运动反映了液体中分子运动的不规则性，故A错误；
B、对于一定种类的大量气体分子，在一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占的百分比是确定的，故B错误；
C、根据热力学第二定律，能量的耗散是从能量的转化角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故C正确；
D、绝对零度是一切低温物体的极限，不可能达到，故D错误。
故选：。
根据布朗运动的本质解答；在一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占的百分比是确定的根据热力学第二定律的几种不同的说法解答；绝对零度是一切低温物体的极限。
本题考查了布朗运动、热力学第二定律等有关知识，难度不大，注意知识的积累。
2.
【解析】解：密闭于气缸内的压缩气体膨胀对外做正功，即外界对气体做负功，因而，缸内气体与外界无热交换说明，忽略气体分子间相互作用，说明内能是所有分子动能的总和。根据热力学第一定律，可知内能增加量，故内能减小，分子平均动能减小，温度降低。所以只有A正确；
故选：。
根据热力学第一定律公式，公式中表示系统内能的增加量，表示外界对系统做的功，表示系统吸收的热量，题中气体膨胀对外界做功，即气体对外界做负功，故，气体与外界无热交换，故，从而判断出气体内能的变化，也就得到分子的平均动能的变化情况．
热力学第一定律的公式中，表示系统内能的增加量，表示外界对系统做的功，当系统对外界做功时，取负值，表示系统吸收的热量，当系统放出热量时，取负值．
3.
【解析】解：、分析图乙可知，正弦式交流电源的电动势的最大值为，有效值为，则原线圈输入电压：，
根据变压比可知，副线圈输出电压：，则电压表的示数为；
根据欧姆定律可知，副线圈输出电流：，根据变流比可知，原线圈输入电流：，故AB错误；
C、副线圈输出功率：，根据变压器的输入功率等于输出功率可知，原线圈中输入功率也是，故C正确；
D、根据图乙可知交流电的周期，则频率，故D错误。
故选：。
电表的示数为有效值，由图乙可知交流电压的最大值，根据最大值和有效值的关系求解有效值；根据变压器的变压比和变流比分析电表示数；
根据电功率的计算公式求解原线圈输入的功率；
根据图乙得到交流电的周期，再根据频率和周期的关系求解频率。
此题考查了正弦式交变电流的产生规律，以及变压器的构造和原理，解题的关键是明确正弦式交变电流的最大值与有效值的关系，以及变压器的变流比和变压比。
4.
【解析】解：
A、升压变压器的输入和输出电压是不变的，用户多的时候，总电流变大，总功率增大，根据知升压变压器中的输入电流增大，故A错误；
B、由于发电机的输出电压和升压变压器匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故B错误；
、总电流变大，输电线上的电流增大，输电线上消耗也就变大了，导致用户得到的电压减小，所以降压变压器中的输出电压减小，故C错误，D正确。
故选：。
升压变压器的输入和输出电压是不变的，用户多的时候，总电流变大，输电线上的消耗也就变大了，导致用户得到的电压减小，由于用户多需要的功率曾大了，所以发电机输出的总功率要增加。
掌握住高压输电的模型，知道电能的损耗主要是在输电线上，知道电压与匝数成正比，电流与匝数程反比。
5.
【解析】解：、由图乙可知时质点沿轴负方向振动，根据平移法可知，这列横波沿轴正方向传播；由图可知波长，周期，则波速为，故A正确；
B、已知周期，结合图甲可知，时质点回到平衡位置，此时速度最大，加速度为，故B错误；
C.质点只会上下振动，不会随波的传播方向迁移，故C错误；
D.由图乙可知，时间内质点通过的路程为，可得平均速率为，故D错误。
故选：。
A、由图可知波的波长和周期，可计算出波速，结合图像由的振动方向判断波的传播方向；
B、已知波的周期，方向时质点的位置，判断速度和加速度；
C、了解波传播的特点，质点只做上下简谐振动，不随波迁移；
D、先分析时间内质点运动的路程，由路程大小计算速度。
考查波速、波长和频率的关系，波的传播特点，学会与图像相结合分析。
6.
【解析】解：、由图可知，光在冰晶中的偏折程度大，所以光的折射率大，频率大，即光的频率比光的小，故A错误；
B、光的折射率大，根据可知，在冰晶中，光的波速比光的小，故B错误；
C、光的折射率小，在同种条件下，光的波长可能比光的波长大，所以光可能比光的衍射现象更明显，故C正确；
D.根据临界角公式，、两种光分别从水射向空气发生全反射时，光的临界角比光的大，故D错误。
故选：。
根据光的偏折程度比较折射率大小，从而得出频率、波长和波速关系；根据波长关系分析哪光衍射现象更明显；依据临界角公式比较临界角的大小。
本题可以取特例用红光与紫光类比光和光，对于七种单色光的折射率、波长、频率等等之间的关系，是考试的热点，要牢固掌握。
7.
【解析】解：液体表面层分子比较稀疏，分子间距离大于分子间平衡距离，故A错误；
B.有图可知是分子间平衡距离，时，分子间的作用力表现为引力．故B错误；
C.分子间距离由增大到过程中分子间的作用力表现为引力，逐渐增大，故C错误；
D.分子间距离时，分子间作用力为零，分子势能最小，故D正确。
故选：。
明确图像性，知道当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小，当分子间距离小于平距离时，分子力表现表现为斥力。
考查分子间的作用力和分子势能与分子间距离的关系，熟悉分子间作用力随距离变化的特点，熟记分子势能最小的位置。
8.
【解析】解：、实验装置中的元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；
B、将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据条纹间距知条纹间距变宽，故B正确；
C、将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故C错误；
D、把个条纹间距数成个，则减小，根据可知，波长测量值偏小，故D正确；
故选：。
根据光的干涉实验中波长公式进行逐项分析。
本题考查光的干涉实验中各物理量变化对波长的影响，学生需熟练掌握条纹间距公式，本题难度较易。
9.
【解析】解：根据动量的定义式可知羽毛球接触西瓜时的初动量大小为
，故A错误；
B.羽毛球与西瓜相互作用的过程，羽毛球动量变化的方向与初速度方向相反，水平向右，即动量变化的方向向右，故B正确；
C.规定水平向右的方向为正方向，根据动量定理可得
解得羽毛球对西瓜的作用力大小为
，故C正确；
D.若以羽毛球与西瓜为系统，系统的初动量不为，末动量为，则系统的动量不守恒，故D错误。
故选：。
根据动量定义式解答；动量变化的方向为速度变化的方向；根据动量定理解答；根据初末动量的大小比较分析。
注意动量变化的方向与速度变化量的方向相同，在应用动量定理解题时要注意规定正方向。
10.
【解析】解：根据一定质量的理想气体状态方程得
解得
，故A正确；从到过程气体体积增大，外界对气体做负功
，故B正确；
C.气体从状态变化到状态，气体体积减小，单位体积内的气体分子数增大；气体从状态变化到状态，气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，故C错误；
D.气体从到过程中外界对气体做功为
一次循环气体吸收的热量为
，故D正确。
故选：。
根据图像可知各状态的气体参数，应用一定质量的理想气体状态方程可得点的温度。
根据热力学第一定律结合功的计算公式得出气体放热量及功。
本题主要考察了一定质量的理想气体的状态方程，理解图像的物理意义，结合热力学第一定律和一定质量的理想气体状态方程即可完成分析。
11.
【解析】解：游标卡尺的游标上有个小的等分刻度，每一等分表示的长度为游标尺读数
完成一次全振动所需要的时间是单摆的周期
单摆的周期公式，转换为，故斜率为，故选C
单摆的摆长，单摆的周期为
由，根据此公式变形得到，代入解得，．
本实验测量的原理是单摆的周期公式，根据此公式变形得到，
A、测摆线时摆线拉得过紧，则摆长的测量量偏大，则测得的重力加速度偏大．故A正确
B、摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，振动周期变大，而测得的摆长偏小，则测得重力加速度偏小．故B错误．
C、开始计时，秒表过早按下，测得单摆的周期偏大，则测得的重力加速度偏小．故C错误．
D、实验中误将次全振动数为次．测得周期偏小，则测得的重力加速度偏大．故D正确．
故选：
故答案为： ； ； 、
游标卡尺的游标上有个小的等分刻度，每一等分表示的长度为由主尺读出整毫米数，由游标尺读出毫米的小数部分，两者相加即为测量结果
完成一次全振动所需要的时间是单摆的周期，求出单摆周期，
单摆的周期公式，转换为，结合数学知识分析图象斜率的物理意义
单摆的周期公式，根据此公式变形得到，求出重力加速度，判断值偏小的原因
本题考查了单摆的周期公式，根据公式求出的关系式，从而知道图象的斜率表示什么，难度不大
12.
【解析】解：确定第三枚大头针位置的作图方法：由于表面镀银，只能反射，所以光路为：入射光线、经过的折射光线、经过的反射光线、再次经过的折射后的出射光线，作出此光路，即可标出的位置，则
准备插第三枚大头针时，应在侧观察；
插第三枚大头针时，这枚大头针应同时挡住和的像，故AB错误，C正确。
故选：。
根据折射定律可得，故A正确，BCD错误。
故选：。
故答案为：；；
由题意，表面镀银，只能反射，光线先经折射，再经表面反射，再折射到空中，在一侧观察、经折射、反射，再经折射后的像，在适当的位置插上，使得与、的像在一条直线上，即让挡住、的像：再插上，让它挡住或的像和；根据实验原理，画出光路图，找出入射角和折射角，根据折射定律可以得到折射率的表达式。
本题是利用插针法测量玻璃的折射率，但与常规方法比，四个大头针在玻璃砖的同一侧，关键是理解实验原理，作出光路图，基础题目。
13.解：封闭气体初始状态压强，启动报警时压强，由平衡条件有
解得：，
对气体由理想气体状态方程有
代入数值得
依据热力学第一定律有
整理并代入：，，
解得：
即在该过程中气体的内能增加了。
答：触发报警装置的环境温度为；
此过程气体的内能改变量为。
【解析】根据活塞的平衡条件得出对应的气体压强，结合一定质量的理想气体状态方程计算出对应的环境温度；
根据热热力学第一定律，结合功的计算公式得出气体内能的改变量。
本题主要考查了一定质量的理想气体状态方程和热力学第一定律的应用。解题的关键点是分析出气体变化前后的状态参量，结合一定质量的理想气体状态方程即可完成分析。
14.解：
由折射率公式
代入数据得
设光线进入棱镜后的折射角为
由得
在中，，，光线射到界面时的入射角，在界面上发生全反射故光线沿方向垂直于边射出棱镜．
作出光路图．
答：
光在棱镜中传播的速率是；
画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图如图所示．
【解析】光在棱镜中传播的速率应根据公式求解．
已知折射率和入射角的正弦，根据折射定律求出折射角．由公式求得临界角由几何知识求出光线射到面的入射角，根据入射角与临界角的大小关系，判断光线在面上能否发生全反射，再进一步确定此束光线射出棱镜后的方向．
本题是折射定律、光速公式和全反射知识的综合应用．当光从光密介质射入光疏介质时要考虑能否发生全反射．
15.解：物块从释放达到最低点的过程中，由动能定理有：
代入数据解得：；
设炸裂后物块的初速度大小为，物块的初速度大小为，则
取向左为正方向，由动量守恒定律得
解得：
根据能量守恒定律可得：
代入数据解得：；
设物块与粘合在一起的共同速度为，取向左为正方向，由动量守恒定律可得：
代入数据解得：
在以后的过程中，当物块和、的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，设共同速度为，
取向左为正方向，由动量守恒定律可得：
代入数据解得：
由能量守恒定律得：
代入数据解得：。
答：物块在最低点时的速度为；
物块炸裂时增加的机械能为；
在以后的过程中，弹簧的最大弹性势能为。
【解析】由动能定理可求得小球到达底部时的速度，再由向心力公式可求得绳子的拉力；
由动能守恒可求得碰后整体的速度，再由能量守恒可求得增加的机械能；
对于和为整体，由动量守恒可求得粘合后的速度，再由能量守恒可求得最大弹性势能。
本题主要是考查了动量守恒定律和能量守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程，再根据能量关系列方程求解。
第1页，共1页
