河南省林州市第一中学2019-2020学年高二3月线上调研考试(实验班)物理试题及答案解析

河南林州市第一中学2019-2020学年高二3月线上调研考试
物理试题（实验班）
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；
2．请将答案正确填写在答题卡上。

第I卷（选择题）
一、单选题
1．一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射从玻璃砖上表面射出，
光线分为a、b两束，如图所示.下列说法正确的是（）
A．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
C．a、b光在涂层表面一定不会发生全反射
D．在真空中，遇到障碍物时a光更容易产生明显的衍射现象
2．如图所示，i-t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像，在t＝0时刻，回路
中电容器的M板带正电，在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则
这段时间对应图像中（）
A．Oa段B．ab段C．bc段D．cd段
3．一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下挂一质量不计的活塞，弹簧处于自然长
.当在活塞下方注入一定质量的理想气体、温度为度时，活塞正好触及筒底，如图所示
T时，气柱高为h，则当温度为T’时，气柱的是（）
A ．'T h T
B ．'Th T
C ．'T h T
D ．'
T h T
4．如图上所示，直立容器内部有被隔板隔开的A 、B 两部分气体，A 的密度小，B 的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q ，气体内能增量为ΔU ，则 （ ）
A ．ΔU =Q
B ．ΔU ＜Q
C ．ΔU ＞Q
D ．无法比
5．用波长为λ的平行单色光照射双缝，在光屏上偏离中心的P 点处恰好出现亮条纹，则（ ）
A ．改用波长为2λ的单色光照射，P 点处一定出现亮条纹
B ．改用波长为2
λ的单色光照射，P 点处—定出现亮条纹 C ．改用波长为2λ的单色光照射，P 点处一定出现暗条纹 D ．改用波长为
2λ的单色光照射，P 点处一定出现暗条纹 6．如图所示为研究光电效应的电路图。

开关闭合后，当用波长为λ0 的单色光照射光电管的阴极 K 时，电流表有示数。

下列说法正确的是（ ）
A ．若只让滑片 P 向 D 端移动，则电流表的示数一定增大
B ．若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大
C ．若改用波长小于λ0 的单色光照射光电管的阴极 K ，则阴极 K
的逸出功变大
D ．若改用波长大于λ0 的单色光照射光电管的阴极 K ，则电流表
的示数一定为零
评卷人
得分 二、多选题
7．一列简谐横波沿x 轴的正向传播，振幅为2cm ，已知在t =0时刻相距30m 的两质点a 、b 的位移都是1cm ，但运动方向相反，其中质点a 沿y 轴负向，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻，两质点a、b的加速度相同
B．两质点a、b的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍
C．质点a的速度最大时，质点b的速度为零
D．质点a的速度最大时，质点b正在向上运动
E．当质点b的位移为+2cm时，质点a的位移为负
8．关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是（）
A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动
B．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅
C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去
D．电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线
E.在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同
9．关于热现象，下列说法正确的是（）
A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
B．物体速度增大，则组成物体的分子动能增大
C．物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能变化
D．相同质量的两个物体，升高相同温度，内能增加一定相同
E．绝热密闭容器中一定质量气体的体积增大，其内能一定减少
10．下列说法正确的是（）
A．布朗运动不是液体分子的运动，但它是液体分子无规则运动的反映
B．让两个相距很远的分子在恒定的外力下靠到最近时，分子势能先减小后增大．分子力先增大后减小
C．温度升高分子热运动加剧，分子运动的平均动能增大，所以只要空间分子密度相同时温度高的压强大
D．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
E.只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器是不存在的，因不满足热力学第二定律
11．下列说法正确的是（）
A．加上不同的电压可以改变液晶的光学性质
B．晶体在熔化的过程中分子平均动能逐渐增大
C．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液D．悬浮在水中的小碳粒的布朗运动反映了碳粒分子的热运动
E．液体表面张力的方向与液体表面相切
12．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）。

则以下说法中正确的是（）
A．a光的频率比b光小
B．水对a光的折射率比b光大
C．a光在水中的传播速度比b光大
D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹间距比b光小
13．频率为ν的光子，德布罗意波波长为
h
p
λ=，能量为E，则光的速度为（）
A．E
h
λ
B．pE C．
E
p
D．
2
h
Ep
14．下列关于概率波的说法中，正确的是（）
A．概率波就是机械波
B．物质波是一种概率波
C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象
D．在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过
第II卷（非选择题）
三、实验题
15．实验小组要测定玻璃砖的折射率，实验室器材有：玻璃砖、大头针4枚（P1、P2、
P 3、P 4）、刻度尺、笔、白纸。

(1)实验时，先将玻璃砖放到白纸上，画出玻璃砖的上、下两个表面'aa ，和'bb ，在白纸上竖直插上两枚大头针P 1、P 2，如图所示，再插大头针P 3、P 4时，要使_____。

A ．P 3要插在P 1、P 2的连线上
B ．P 3要挡住透过玻璃砖观察到的P 1、P 2
C ．P 4要插在P 2、P 3的连线上
D ．P 4要挡住P 3和透过玻璃砖观察到的P 1、P 2
(2) 作出光路如图所示，过C 点作法线交玻璃砖于A 点和C 点，过O 点延长入射光线交AC 于B 点。

设OA 的长度为1l ，OB 的长度为2l ，OC 的长度为3l ，AB 的长度为4l ，AC 的长度为5l ，为方便地测量出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的量至少有___________（选填1l 、2l 、3l 、4l 、5l ），则计算玻璃砖折射率的表达式为n =__________________。

(3)如图，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下说法正确的是（____）
①P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离适当大些，可以提高准确度
②P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离取得小些，可以提高准确度
③入射角θ1尽量大些，可以提高准确度
④入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行
⑤P 1、P 2的间距、入射角的大小均与实验的准确度无关
A ．①③
B ．②④
C ．③⑤
D ．①④
16．某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度，实验步骤如下：
A ．按装置图安装好实验装置
B ．用游标卡尺测量小球的直径d
C ．用米尺测量悬线的长度l
D ．让小球在竖直平面内小角度摆动．当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3、….当数到20时，停止计时，测得时间为t
E ．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C 、D
F ．计算出每个悬线长度对应的t 2
G ．以t 2为纵坐标、l 为横坐标，作出t 2－l 图线
结合上述实验，完成下列题目：
（1）用游标为10分度(测量值可准确到0.1 mm)的卡尺测量小球的直径，某次测量的示数如图甲所示，读出小球直径d 的值为_________cm.
（2）该同学根据实验数据，利用计算机作出图线t 2－l 如图乙所示，根据图线拟合得到方程t 2=404.0l +3.0，设t 2－l 图象的斜率为k ，由此可以得出当地的重力加速度的表达式g =________，其值为_________m/s 2 (取π2＝9.86，结果保留3位有效数字) ．
（3）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是__
A ．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点时开始计时
B ．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数
C ．不应作t 2－l 图线，而应作t 2－(l -2
d )图线
D ．不应作t 2－l 图线，而应作t 2－(l +2d )图线 评卷人
得分 四、解答题
17．如图所示，在xOy 平面内有一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，频率为2.5Hz 。

t =0时，P 点位于平衡位置，且沿y 轴负方向运动，Q 点位于波谷。

已知P 、Q 两点对应的平衡位置2m P x =、6m Q x =。

求：
(1) 从t =0时刻起，质点P 至少经过多长时间有沿y 轴正方向的最大加速度；
(2) 该波的波速大小。

18．如图，容积为V 的汽缸由导热材料制成，面积为S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K.开始时，K 关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p 0.现将K 打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为8V 时，将K 关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了6V .不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g 。

求流入汽缸内液体的质量。

19．某玻璃材料制成的光学元件截面如图所示，左边是半径为R的半圆，右边是直角三角形CDE，∠DCE =600。

由A点发出的一束细光，从B点射入元件后折射光线与AO 平行(0为半圆的圆心，CD为直径、AO与CD垂直）。

已知玻璃的折射率为2，B点到
AO的距离为1
2
R，光在真空中的速度为c. 求：
（1）入射光线AB与AO夹角 ；
（2）光线从B点射入元件，到第一次射出元件所需的时间。

河南林州市第一中学2019-2020学年高二3月线上调研考试
物理试题（实验班）参考答案
1．C
【解析】
A：光路图如图所示：
知，在玻璃在玻璃砖上表面折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，由v=c
n
中a光的传播速度小于b光的传播速度。

故A项错误。

λ知，在真空中用同一装置进行双缝干B：a光的折射率大，频率大，波长小；根据△x=L
d
涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距。

故B项错误。

C：a、b光在涂层表面的入射角等于在玻璃砖上表面的折射角，a、b光在涂层表面一定不会发生全反射。

故C项正确。

D：b光的波长较长，波动性较强，遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象。

故D项错误。

【点睛】
折射率越大的光，频率越大，波长越小。

波长越长的光遇到障碍物时容易产生明显的衍射现象。

2．D
【解析】
某段时间里，回路的磁场能在减小，说明回路中的电流在减小，电容器充电，而此时M带正电，那么一定是给M极板充电，电流方向顺时针．由题意知t＝0时，电容器开始放电，且M极板带正电，结合i-t图像可知，电流以逆时针方向为正方向，因此这段时间内，电流为负，且正在减小，符合条件的只有图像中的cd段，故选D。

3．C
【解析】
设弹簧的劲度系数为k ，当气柱高为h 时，弹簧弹力f = kh ，由此产生的压强
f kh s s =，s 为容器的横截面积)．取封闭的气体为研究对象：初状态：(T ，hs ，kh s
；末状态；(T '，h ' s ，kh s '，由理想气体状态方程kh kh hs hs s s T T ⋅⋅''
=
，解得：h '=C 正确，ABD 错误。

4．B
【解析】
由题意，开始时A 的密度小，B 的密度大，两气体混合均匀后重心升高，整个气体的重心下降，重力势能增加，根据能量守恒定律进行分析。

根据题意，A 的密度小，B 的密度大，两气体混合均匀后整体的重心升高，重力势能增加，吸收的热量一部分用来增加内能，一部分用来增加系统的重力势能，根据热力学第一定律：△U ＜Q ．故B 正确，ACD 错误．故选B ．
【点睛】
本题关键要抓住气体的重心升高，重力势能增加，根据能量守恒定律进行分析，同时要理解热力学第一定律的内容。

5．B
【解析】
出现亮条纹是因为光程差为波长的整数倍，为n λ，如果n 为奇数，当改用波长为2λ的单色光照射，P 点的光程差为此时半波长的奇数倍，为暗条纹，因此AC 错误，如果换成2λ的单色光，则光程差一定为整数倍，则一定是亮条纹，B 正确D 错误
6．B
【解析】
A ．电路所加电压为正向电压，如果电流达到饱和电流，增加电压，电流也不会增大， 故 A 错误；
B ．只增加单色光强度，相同时间内逸出的光子数增多，电流增大，故 B 正确；
C ．金属的逸出功只与阴极的材料有关，与入射光无关，故 C 错误；
D ．改用波长大于λ0 的光照射，虽然光子的能量变小，但也可能发生光电效应，可能有电流，故 D 错误。

7．ADE
【解析】
A．a、b两个质点都做简谐运动，0
t=时刻a、b两质点的位移相同，根据简谐运动的特
征
kx
a
m
=-可得知加速度相同，故A正确；
B．0
t=时刻两质点位移相同，速度相反，但不是反相点，所以a、b两质点的平衡位置间的距离不是半波长的奇数倍，故B错误；
CD．由图看出，a正向平衡位置运动，速度增大，b正向波峰运动，速度减小，当a通过1cm 位移到达平衡位置时，b还没有到达波峰，则a质点速度最大时，b质点速度不为零，故C 错误，D正确；
E．由上分析可知，当b的位移为2cm
+时，a质点位于平衡位置下方，位移为负值，故E 正确；
故选ADE。

8．ACE
【解析】
A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动，选项A正确；
B．弹簧振子只有从平衡位置或者离平衡位置最远处开始振动计时，在四分之一个周期里运动的路程才等于一个振幅，选项B错误；
C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去，这是根据多普勒效应，选项C正确；
D．波长越大的衍射能量越强，则电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线，选项D错误；
E．在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同，选项E正确；
故选ACE.
9．ACE
【解析】
A．根据热力学第二定律知道热量不能自发地从低温物体传到高温物体，A正确；
B．物体分子平均动能的标志是温度，与宏观速度无关，B错误；
C．物体内能等于所有分子的动能与所有分子势能的和，分子平均动能与温度有关，而分子
势能与体积有关，所以物体内能与温度和体积有关，C 正确；
D ．根据C 选项的分析升高相同温度，但体积关系未知，所以内能变化无法判断，D 错误
E ．根据热力学第一定律U Q W ∆=+，绝热容器0Q =，气体体积增大，所以气体对外做功，0W <所以0U ∆<，内能减小，E 正确
10．ACE
【解析】
布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，所以布朗运动是周围液体分子运动的反映，增大分子间距离，分子间的引力和斥力都将减小；温度是分子热平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大；第二类永动机不能制成是因违反了热力学第二定律；
A ．布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，所以布朗运动是周围液体分子运动的反映，但不是液体分子的运动，故A 正确；
B ．根据分子力的特点可知，从相离很远的到很近的过程中，开始时分子力表现为分子引力，先增大后减小，后来为分子斥力，一直增大，所以分子势能先减小后增大，故B 错误；
C ．温度是分子的平均动能的标志，温度越高分子的平均动能越大，分子运动越激烈，分子对器壁的平均撞击力越大；气体的压强与分子的平均撞击力以及分子的密度有关，所以温度升高分子热运动加剧，分子运动的平均动能增大，所以只要空间分子密度相同时温度高的压强大，故C 正确；
D ．在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故D 错误；
E ．只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器被称为第二类永动机，第二类永动机不能制成是因不满足热力学第二定律，故E 正确；
故选ACE 。

11．ACE
【解析】
A ．液晶具有液体的流动性，又对光显示各向异性，电场可改变液晶的光学性质，所以加上不同的电压可以改变液晶的光学性质，故A 正确；
B ．晶体有固定的熔点，在熔化的过程中温度不变，分子平均动能不变，故B 错误；
C ．脱脂棉脱脂后，从不能被水浸润变为可以被水浸润，这样有利于吸取药液，故C 正确；
D ．悬浮在液体中的小微粒由于受到液体分子不平衡的撞击，表现出运动轨迹的无规律性，所以布朗运动反映了液体分子无规则的热运动，故D 错误；
E ．液体的表面张力使液体表面积由收缩的趋势，表面张力的方向与液体表面相切．故E 正确；
故选ACE 。

12．AC
【解析】
AB ．a 光照射的面积较大，知a 光的临界角较大，根据1sin C n
=知a 光的折射率较小，根据光的折射率越小，频率也越小可知a 光的频率小于b 光的频率，故A 正确，B 错误； C ．根据c v n
=可知知a 光在水中传播的速度较大，故C 正确； D ．a 光在水中传播的速度较大，则a 光的波长较长，根据干涉条纹间距公式L x d λ∆=
，a 光波长则条纹间距较宽，故D 错误；
故选AC 。

13．AC
【解析】
根据光速c v λ=和光子的能量E hv =可得光的速度为：
E E c h p
λ=
= 故A 、C 正确，B 、D 错误；
故选AC 。

14．BD
【解析】 A ．德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A 错误； B ．物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故B 正确；
C ．概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C 错误；
D ．根据测不准原理，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D 正确；
故选BD 。

15．BD 2l 、3l
32
l l A 【解析】 (1) [1]bb '一侧观察1P 、2P （经aa '折射、bb '折射）的像，在适当的位置插上3P ，使得3P 与1P 、2P 的像在一条直线上，即让3P 挡住1P 、2P 的像：再插上4P ，让其挡住3P 及2P 、1P 的像，故B 、D 正确，A 、C 错误；
故选BD ；
(2)[2][3]根据几何关系可得：
12
sin l r l = 13sin l i l =
根据折射定律sin sin r n i
=得玻璃的折射率： 1
32123
l l l n l l l == 由表达式可知，要测量2l ，3l ；
(3) [4]实验中入射光线和折射光线都是隔着玻璃砖观察在一直线上的大头针确定的，大头针间的距离太小，容易出现偏差，故1P 、2P 及3P 、4P 之间的距离适当大些，可以提高准确度，故①正确，②错误；入射角1θ尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，容易测量些，角度的相对误差也会减小，故③正确；由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，故④错误；综上正确的是①③，故A 正确，B 、C 、D 错误； 故选A 。

16．1.52 2
400k
π 9.76 D 【解析】
（1）由图示游标卡尺可知，主尺示数是1.5cm ，游标尺示数是2⨯0.1mm=0.2mm=0.02cm ，所以游标卡尺示数即小球的直径d =1.5cm+0.02cm=1.52cm ．
（2）由题意知，单摆完成全振动的次数n =202=10，单摆的周期T =t n =10
t ，由单摆周期公
式T =2t 2=2400g πl ，由图象得到的方程为：t 2=404.0l +3.5，设t 2－l 图象的斜率为k ，由此可以得出当地的重力加速度的表达式g =2
400k
π，由2400g π=404.0，当地的重力加速度g =2
400404.0
π≈9.76m/s 2． （3）小球经过最低点时开始计时并开始计数，是测量周期的正确方法，不会影响图像不过坐标原点；单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，该同学把摆线长度作为单摆摆长，摆长小于实际摆长，这是t 2-l 图象不过原点，在纵轴上截距不为零的原因，故D 正确，A 、B 、C 错误．
17．(1)0.1s (2)
40( 1.2.3.....)4m /s 3n n =+ 【解析】
(1) P 质点经过
4
T ，达到负向最大位移，此刻有y +方向最大加速度： 波的周期： 1 0.4s T f
=
= 所以， 0.1s t =
(2) 在0t =时，2m P x =的P 点位于平衡位置，速度沿y -方向；6m Q x =的 Q 点位于平衡位置下方最大位移处，故PQ 间距离为：
3()4
PQ x n λ=+ （n = 0，1，2，…） 波长为：
16 m 43
n λ=
+ （n = 0，1，2，…） 波速为：
40 m/s 43v f n λ==+ （n = 0，1，2，…） 18．01526p S g 【解析】
设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V 1，压强为p 1，下方气体的体积为V 2，压强为p 2.在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得：
p 0·2
V
＝p 1V 1
p 0·2V ＝p 2V 2 由已知条件得：
V 1＝
2V ＋6V －8
V ＝1324V V 2＝2V －6V ＝3V 设活塞上方液体的质量为m ，由力的平衡条件得：
p 2S ＝p 1S ＋mg
联立以上各式得：m ＝01526p S g
. 19．（1）150 （2）
26R 【解析】
（1）由2sinr R R
=得：折射角r =30°，又，n sini sinr = 得：i =45°
由几何关系得：α=15°
（2）1sinC n
=得：C =45° 由几何关系得CE 面入射角为60°，发生全反射，在DE 面入射角为30°，能射出玻璃砖 由几何关系知，光在玻璃的路程：
n =c/v ，s =vt
得：。