物理-河南省林州市第一中学2017-2018学年高二下学期3月调研考试试题(火箭班)(解析版)

河南省林州市第一中学2017-2018学年高二下学期3月
调研考试试题
一、单选题
1. 一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V膨胀到V′．如果通过强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为△U1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为△U2，则
A. W1＞W2，Q1＜Q2，△U1＞△U2
B. W1＞W2，Q1＞Q2，△U1＞△U2
C. W1＜W2，Q1=Q2，△U1＞△U2
D. W1=W2，Q1＞Q2，△U1＞△U2
【答案】B
【解析】第一种情况，根据可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，，根据热力学第一定律有：；第二种情况，气体等温变化，，根据热力学第一定律有：，第二中情况下，压强减小，体积变化相同，因此，且
，因此，故选B.
2. 如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0℃，B中气体温度为20℃，如果将它们的温度都降低10℃，那么水银柱将
A. 向A移动
B. 向B移动
C. 不动
D. 不能确定
【答案】A
【解析】假定两个容器的体积不变，即V1，V2不变，所装气体温度分别为273k和293k，当温度降低△T时，左边的压强由p1降至p'1，△p1=p1-p'1，右边的压强由p2降至p′2，
△p2=p2-p′2．由查理定律得：，，因为p2=p1，所以△p1＜△p2，即水银柱应向A移动．故选A.
3. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为x a=2m和x b=6m，
图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是
A. 该波沿+x方向传播，波速为1m/s
B. 质点a经4s振动的路程为4m
C. 此时刻质点a的速度沿+y方向
D. 质点a在t=2s时速度为零
【答案】D
【解析】ab两点间的距离为，振动从a传播到b的时间为半个周期，为
，所以波速为，但是b点该时刻的振动方向是沿y轴正方向，由微平移法可知波向-x轴方向传播，A错误；质点a振动4s，是经过了半个周期，质点运动过的路程为振幅的2倍，即为1m，B错误；此时刻b的振动方向是向y轴正方向，ab间相隔半个波长，振动步调完全相反，所以此时刻质点a的速度沿-y方向，C错误；在t=2s时，质点b在正的最大位移处，ab两质点的振动步调完全相反，所以质点a在负的最大位移处，此时a的速度为零，D正确．
4. 对单摆的简谐运动有下列说法，其中正确的是
A. 单摆摆动中，摆球所受的绳的拉力与重力的合力就是向心力
B. 单摆摆动中，摆球所受的绳的拉力与重力的合力就是回复力
C. 单摆经过平衡位置时所受的合外力为零
D. 单摆经过平衡位置时所受的回复力为零
【答案】D
【解析】当单摆的摆角较小时，摆球的回复力由重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供，是摆球所受的绳的拉力与重力的合力沿切线方向的分量，故A B错误；单摆运动中，摆球在最低点做圆周运动，所以摆球经过平衡位置时所受的合外力提供小球的向心力，故C错误；摆球经过平衡位置时所受的合外力提供小球的向心力，而摆球的回复力等于0，故D正确，故选D.
5. 如图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n=，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线
A. 只能从圆孤NF1射出
B. 只能从圆孤NG1射出
C. 可能从圆孤G1H1射出
D. 可能从圆孤H1M射出
【答案】A
【解析】由临界角公式，得，设圆弧的半径为R，则有，则当光线从F点入射到圆弧面点时，恰好发生全反射；当入射点在的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧射出；当入射点在的左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出，所以光线只能从圆弧射出，故A正确，BCD错误；故选A.
6. 如图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图象，乙图为参与波动的质点P的振动图象，则下列判断正确的是
A. 该波的传播速率为4cm/s
B. B.该波的传播方向沿x轴正方向
C. C.经过0.5s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2m
D. D.该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显衍射现象
【答案】D
【解析】试题分析：由甲读出该波的波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=1s，则波速为
故A错误．在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向．故B错误．质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不波的传播方向向前传播．故C错误．由于该波的波长为4m，所以该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象．故D正确．故选D。

二、多选题
7. 一定质量的理想气体分别在T1、T2温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，T2对应的图线上A、B两点表示气体的两个状态，则
A. 温度为T1时气体分子的平均动能比T2时小
B. A到B的过程中，气体内能增加
C. C.A到B的过程中，气体从外界吸收热量
D. A到B的过程中，气体分子对器壁的碰撞次数减少
【答案】CD
【解析】根据理想气体状态方程，得PV=CT，PV之积越大表示温度越高，故T1>T2，温度为T1时气体分子的平均动能比T2时大，故A错误；A到B的过程是等温变化的过程，所以气体的温度不变，内能不变，故B错误；A到B的过程中，气体的体积增大，对外做功而内能不变，由热力学第一定律：△E=W+Q可得，气体一定从外界吸收热量．故C正确；A到B的过程中，气体温度不变，则分子运动的激烈程度不变；气体的体积增大，分子密度减小，所以气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少．故D错误；故选C.
8. 如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s=30m，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置向上振动，经过3s波传播了30m，下列判断正确的是
A. 这列波的速度一定是10m/s
B. 这列波的周期一定是0.8s
C. 这列波的周期可能是3s
D. 这列波的波长可能是24m
【答案】AD
【解析】这列波的速度一定为，故A正确；由题意知，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置向上振动，则有s=（n+）λ，（n=1，2，3---），得, 由可得：，（n=1，2，3---）; 由于n是整数，所以周期T不可能等于0.8s 和3s．当n=1时，波长；故BC错误，D正确．故选AD.
9. 图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q 是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图象，下列说法正确的是
A. 在t=0.10s时，质点Q向y轴正方向运动
B. 在t=0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C. C.从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m
D. 从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm
E. 质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位）
【答案】BCE
【解析】图（b）为质点Q的振动图象，则知在t=0.10s时，质点Q正从平衡位置向波谷运动，所以点Q向y轴负方向运动，故A错误；在t=0.10s时，质点Q沿y轴负方向运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，此时P点正向上运动．由图b读出周期T=0.2s，
从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为△t=0.15s=T，则在t=0.25s时，质点P位于x轴下方，加速度方向与y轴正方向相同，故B正确；由甲图知波长λ=8m，则波速为：，从t=0.10s到=0.25s经过的时间为△t=0.15s，该波沿x轴负方向传播的距离为
△x=v△t=40×0.15m=6m，故C正确；从t=0.10s到=0.25s经过的时间为△t=0.15s=T，由于t=0.10s时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是3A=30cm，故D错误；质点Q简谐运动的表达式为y=Asin t=0.1sin t m=y=0.10sin10πt（m），故E 正确．故选BCE．
10. 如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示．不计空气阻力，g取10m/s2．对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是
A. 单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sin（πt）cm
B. 单摆的摆长约为1.0m
C. 从t=2.5s到t=3.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D. 从t=2.5s到t=3.0s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
【答案】ABD
【解析】由振动图象读出周期T=2s，振幅A=8cm，由，得角频率，则单摆的位移x随时间t变化的关系式为，故A正确；由公式，代入得到L=1m，故B正确；从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，故C错误；从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球的位移增大，回复力增大，故D 正确；故选ABD.
11. 利用发波水槽观察波的衍射现象时，看到如图所示的图样．为使衍射现象更明显，可采用的办法有
A. 缩小挡板间距
B. 增大挡板间距
C. 减小波源频率
D. 减小水波的振幅
【答案】AC
【解析】在相同条件下，波长越长的波越容易发生衍射现象，本题水波波长不变，适当缩小挡板间距相当于增大了波长，衍射现象更明显，故A正确，B错误；在同一介质中v一定，适当减小波源的频率，能增大波长，使衍射现象更明显，故C正确；衍射现象明不明显与振幅无关，故D错误．故选AC.
12. 如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路图如图所示．MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在光屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是
A. 该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小
B. A光的频率比B光的频率高
C. 在该玻璃体中，A光比B光的速度大
D. 在真空中，A光的波长比B光的波长长
【答案】ACD
【解析】B光的偏折程度比A光大，则B光的折射率大于A光的折射率，说明B光的频率较大，由知，A光的波长较长，故AD正确，B错误；根据得，A光的折射率较小，则A光在玻璃砖中的速度较大，故C正确；故选ACD.
三、实验探究题
13. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中:
（1）某同学操作步骤如下：
①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积
③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴溶液，待其散开稳定
④在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜面积
请指出错误或有遗漏的步骤，并改正其错误：
错误的步骤：________；
有遗漏的步骤：________；
（2）实验中，用a mL纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液c mL，将一滴溶液滴入水中，油膜充分展开后面积为S cm2，估算油酸分子的直径大小为________ cm．【答案】(1). 在量筒中滴入N滴溶液，测出它的体积(2). 在水面上先撒上痱子粉
(3).
【解析】错误的步骤是②，应为：要测出一滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入N滴溶液；有遗漏的步骤是③，应为：为了使一滴油酸酒精溶液散开后界面比较清晰，要在水面上先撒上痱子粉．（2）据题得：油酸酒精溶液的浓度为，一滴酸酒精溶液的体积为cmL，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，则油酸分子的直径为
.
14. 现有毛玻璃屏A，双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．
（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A．
（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，
记下此时图2乙中手轮上的示数________mm，求得相邻亮纹的间距△x为________mm．（3）已知双缝间距d为2.0×10﹣4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算公式
λ=________，求得所测红光波长为________mm．（结果保留两位有效数字）
【答案】(1). E、D、B (2). 13.870 (3). 2.310 (4). (5). 6.6×10﹣4
【解析】（1）为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝．表示各光学元件的字母排列顺序应为CEDBA．（2）图2甲的读数：固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为32.0×0.01mm，两者相加的读数为：2.320mm；图2乙的读数：螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为37.0×0.01mm，两者相加为13.870mm．所以
；（3）根据，得波长为，代入数据得：
.
四、计算题
15. 如图所示，光线沿半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边AB上，在这个边与空气界面上发生反射和折射．反射光线与AB边的夹角为60°，折射光线与AB边的夹角为45°，要使折射光线消失，求入射光线绕入射点O转动的角度．
【答案】顺时针转过15°
【解析】试题分析：由图可知，该光线在介质中的入射角为：，在空气界面的
折射角是，所以：，，应该将入射光线顺时针转过。

16. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示，已知A→B过程放出热量Q，T A=T C，则B→C过程气体吸收还是放出热量？热量是多少？
【答案】吸收热量为Q﹣p2（V2﹣V1）
根据，知B→C过程气体的压强不变，体积增大，温度升高，则气体的内能增大．气体对外做功，由热力学第一定律知气体吸收热量
B到C过程，气体对外做功的值为：
A到B过程，气体的体积不变，不做功
由A到C过程，根据得：
解得：
即B→C过程吸收热量为
17. 一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm．O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点．t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4cm，质点A处于波峰位置：t=s时，质点O第一次回到平衡位置，t=1s时，质点A第一次回到平衡位置．求
（1）简谐波的周期、波速和波长；
（2）质点O的位移随时间变化的关系式．
【答案】（1）周期为4s，波速0.075m/s，波长0.3m（2）或
【解析】试题分析：（i）设振动周期为T。

由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是1/4个周期，由此可知T="4" s①
利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长
λ="30" cm③
（ii）（国际单位制）
18. 如图，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有
两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V．已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为P0，现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触．求活塞A 移动的距离
【答案】
【解析】设平衡时，在A与B之间、B 与容器底面之间气体的压强分别为和，由力的平衡条件有
①
②
漏气发生后，设整个封闭气体体积为，压强为，由力的平衡条件有：③由玻意耳定律得④
⑤
式中，是原来A与B之间的气体在漏气发生后所占的体积。

设活塞A移动的距离为l（取升高时为正），按几何关系有⑥
联立可得
11。