資源簡介

陜西省西安八十五中2024-2025學年高二（下）期中物理試卷
一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1.一輛救護車鳴著警笛朝我們駛來，我們會聽到警笛聲從低沉的“嗡嗡”聲逐漸變得尖銳刺耳，關于這種現象，下列說法正確的是( )
A. 這種音調的變化是由于警笛發出的聲音頻率發生變化
B. 這種音調的變化是由于我們聽到的聲音頻率發生變化
C. 只有波源運動才能產生這種現象
D. 只有觀察者運動不能產生這種現象
2.抽制高強度纖維細絲可用激光監控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規律相同。觀察光束經過細絲后在光屏上所產生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下列敘述中正確的是( )
A. 這里應用的是光的偏振現象 B. 這里應用的是光的干涉現象
C. 如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗 D. 如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細
3.某地某天的氣溫變化趨勢如圖甲所示，細顆粒物等的污染程度為中度，出現了大范圍的霧霾。在：和：的空氣分子速率分布曲線如圖乙所示，橫坐標表示分子速率，縱坐標表示各速率區間的分子數占總分子數的百分比。下列說法正確的是( )
A. 細顆粒物在大氣中的漂移是布朗運動
B. ：時的空氣分子平均速率比：時的小
C. 圖乙中實線表示：時的空氣分子速率分布曲線
D. 單位時間內空氣分子對細顆粒物的平均撞擊次數，：時比：時多
4.為了提升汽車行駛過程中的平順性和穩定性，在汽車車身和底座間裝有彈簧和減震器來減緩振動。如圖所示，圖甲為某汽車正勻速通過某路口的連續等間距的減速帶，圖乙為該車車身的振幅和車速的關系圖像，圖像最高點對應的速度為。已知兩相鄰減速帶間的距離為，該車車身的固有頻率為，該車經過該減速帶過程中，下列說法正確的是( )
A. 該車經過減速帶時車身上下振動的頻率隨車速增大而減小
B. 該車經過減速帶時車身上下振動的頻率恒為
C. 圖乙中
D. 不同車輛經過該減速帶時一定相同
5.某運動員在花樣游泳比賽中用手拍皮球，水波向四周散開，這個場景可以簡化為如圖所示，波源起振方向向下，垂直于水平介質平面做簡諧運動，所激發的橫波在均勻介質中向四周傳播，時，離點的質點開始振動；時，離點的質點開始振動，此時質點第次剛開始振動時記為第次回到平衡位置。下列說法正確的是( )
A. 該波周期為
B. 該波傳播速度為
C. 時，質點的振動方向向下
D. 該波遇到尺寸為的障礙物會發生明顯衍射現象
6.相同的彈簧和不同質量的小球組成甲、乙兩個水平彈簧振子，它們做簡諧運動的振動圖像如圖所示，為其中一個交點圖中未畫出，下列說法正確的有( )
A. 甲在內振動能量增大
B. 甲振子振動能量一定比乙振子振動能量大
C. 在交點對應的時刻甲小球的回復力和乙小球的回復力可能不相同
D. 甲、乙的周期之比為：
7.如圖所示，彈簧振子做簡諧運動，點和點為最大位移處，從某次通過點開始計時，經過后振子第一次以與點相同的速度通過點圖中未畫出，再經過振子緊接著又通過點，已知物體在內所走過的總路程為，則下列說法正確的是( )
A. 振子做簡諧運動的周期可能是 B. 振子做簡諧運動的周期可能是
C. 振子做簡諧運動的振幅可能是 D. 振子做簡諧運動的振幅可能是
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.如圖，絕熱氣缸豎直放置，質量為的活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內。現在通過電熱絲緩慢加熱氣缸內的氣體，不計一切摩擦，大氣壓強恒定，活塞始終未從氣缸中滑出，經過一段時間，關于氣缸內的氣體，下列說法正確的是( )
A. 氣體的壓強減小 B. 氣體的體積增大
C. 氣體的內能增大 D. 氣體分子的平均動能不變
9.圖甲為中國京劇中的水袖舞表演，水袖的波浪可視為簡諧橫波。圖乙為該橫波在時刻的波形圖，、為該波上兩個質點，此時位于平衡位置，位于波峰，且比先振動。圖丙為波上某質點的振動圖像。則( )
A. 該波的傳播速度為 B. 圖丙可能為質點的振動圖像
C. 時，質點的速度最大 D. 質點運動的路程為
10.如圖所示，為一半徑為的圓弧，為圓弧的圓心，構成正方形，圖中陰影部分為某種透明材料的橫截面。在圓心處放一激光發射器，發射器能夠發出細光束垂直照射在圓弧上，并且光束能夠以一定的角速度從開始逆時針轉過，激光在真空中的波長，在材料中的波長，光在真空中的速度大小為，不考慮光線的多次反射。若透明材料對該激光的折射率為，光束在旋轉過程中，、截面上沒有光線直接射出部分的總長度為，則( )
A. B. C. D.
三、實驗題：本大題共2小題，共15分。
11.在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中：
若實驗過程中發現，撒入的爽身粉過多，導致油酸分子未形成單分子層，則計算得到的油酸分子直徑將______選填“偏大”或“偏小”或“不變”。
若實驗中使用的油酸酒精溶液是經久置的，則計算得到的油酸分子直徑將______選填“偏大”或“偏小”或“不變”。
某次實驗中將的純油酸配制成的油酸酒精溶液，用注射器測得溶液為滴，再滴入滴這樣的溶液到準備好的淺盤中，描出的油膜輪廓如圖所示，每格邊長是，根據以上信息，可估算出油酸分子的直徑約為______保留位有效數字。
12.“用雙縫干涉測光的波長”的實驗裝置如圖所示。
下列說法中正確的是______。
A.濾光片應置于單縫與雙縫之間
B.保持雙縫位置不變，減小單縫到雙縫的距離，干涉條紋間距不變
C.保持雙縫位置不變，減小雙縫到屏的距離，干涉條紋間距變大
將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第條亮紋，記下此時手輪上的示數，然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第條亮紋中心對齊，記下此時手輪上的示數。則兩相鄰亮條紋中心間的距離為______，已知雙縫間距為，測得雙縫到屏的距離為，則所測光的波長為______用所給物理量的符號表示。
四、計算題：本大題共3小題，共39分。
13.彈簧振子以點為平衡位置，在、兩點間做簡諧運動，在時刻，振子從、間的點以速度向點運動；在時刻，振子速度第一次變為；在時刻，振子速度第二次變為。
求彈簧振子的振動周期；
若、之間的距離為，求振子在內通過的路程；
若、之間的距離為，從點以速度向點運動開始計時，寫出彈簧振子的簡諧運動方程。
14.圖甲為后備箱氣壓桿的示意圖，氣壓桿內部的高壓氣體被活塞密封在汽缸中。在后備箱打開或關閉過程中，氣壓桿內部的氣體體積發生變化。箱蓋打開靜止在某位置時，活塞到汽缸底部的距離為，活塞的橫截面積為。箱蓋作用于連桿上的沿桿方向的力為，如圖乙所示。已知大氣壓強為，重力加速度為。不計活塞與容器壁的摩擦及連桿和活塞的質量，忽略氣體溫度的變化。
求此時被封閉氣體的壓強；
活塞到容器底部的距離為時，求此時氣體的壓強；
由于漏出部分氣體，當活塞到容器底部的距離為時，此時沿桿方向作用力變為，求漏出的氣體與剩余氣體的質量比。
15.如圖甲所示，真空中的半圓形透明介質，折射率為，半徑為，圓心為，其對稱軸為，一束單色光沿平行于對稱軸的方向射到圓弧面上。光線到對稱軸的距離為，經兩次折射后由右側直徑面離開介質。已知該光線的入射角和出射角相等，真空中的光速為。求：
該光在透明介質的入射面上的折射角和出射面上的折射角；
單色光在介質中傳播的時間；
如圖乙所示，將透明介質截取下半部分，用黑紙覆蓋。用該單色光平行于橫截面，與界面成角入射，若只考慮首次入射到圓弧上的光，求圓弧上有光射出的弧長。取
答案和解析
1.【答案】
【解析】、根據多普勒效應的定義和特點，可知聲調的變化是由于波源和接收者發生相對運動而使接收者接收的頻率發生變化造成的，波源發出的頻率沒有發生變化，即警笛發出的聲音頻率沒有發生變化，我們聽到的聲音頻率發生變化，故A錯誤，B正確；
、當波源和接收者發生相對運動時，接收者接收的頻率將發生變化，當波源不動，接收者相當于波源遠離或靠近，會產生這種現象，故CD錯誤。
故選：。
2.【答案】
【解析】當障礙物的尺寸與波的波長相當，或小于波的波長，會發生明顯的衍射，該裝置的原理是運用光的衍射現象，如果屏上條紋變寬，則金屬絲變細，故D正確，ABC錯誤。
故選：。
3.【答案】
【解析】細顆粒物在大氣中的漂移是因為氣流的作用，不屬于布朗運動，故A錯誤；
B.由圖甲可知，：時的氣溫高于：時的氣溫，所以：時空氣分子的平均速率比：時大，故B錯誤；
C.由圖乙可知實線對應的速率大的分子占的比例越大，對應的氣體分子溫度較高，所以圖乙中實線表示：時的空氣分子速率分布曲線，故C正確；
D.：時的氣溫高于：時的氣溫，空氣分子的平均動能較大，單位時間內空氣分子對細顆粒物的平均撞擊次數較多，故D錯誤。
故選：。
4.【答案】
【解析】當轎車以速度通過減速帶時，車身上下振動的周期為
則車身上下振動的頻率為
故AB錯誤。
C.當車身振動頻率等于車身的固有頻率時，發生共振現象，車身振幅最大，由知，
故C正確。
D.不同車輛經過該減速帶時不一定相同，因為不同車輛車身的固有頻率不一定相同，故D錯誤。
故選：。
5.【答案】
【解析】波源起振方向向下，時，離點的質點開始振動方向與波源方向相同，起振方向向下，時，質點第次剛開始振動時記為第次回到平衡位置，根據簡諧運動規律，可得此時質點的振動方向也向上，故C錯誤；
A.當波傳到點時，點第三次回到平衡位置，可知
可得
故A錯誤；
B.由題意，可知波由點傳到點經歷，解得波速
故B錯誤；
D.該列波的波長為
容易發生明顯的衍射現象的條件是當障礙物的尺寸與波長相比，相差不大或比波長更小，可知該波遇到尺寸為的障礙物會發生明顯衍射現象，故D正確。
故選：。
6.【答案】
【解析】做簡諧運動的彈簧和小球組成的振子機械能守恒，故A錯誤；
B.彈簧振子振動能量是彈簧的彈性勢能和小球的動能之和，在最大位移處，小球的動能為，所以彈簧振子振動能量等于最大彈性勢能，由圖可知，甲、乙振子的振幅分別和，則甲振子振動能量比乙振子振動能量大，故B正確；
C.在交點 對應的時刻兩個彈簧振子在同一個位置，彈簧伸長量相同，根據
可知，交點對應的時刻二者回復力相同，故C錯誤；
D.如圖可知，甲的周期為
乙的周期為
則甲、乙的周期之比為
故D錯誤。
故選：。
7.【答案】
【解析】根據簡諧運動的特點可知，、兩點關于平衡位置對稱，題目中敘述的過程有兩種情況：
是，則第二個一定是，根據簡諧振動的周期性與對稱性可知振子運動的時間為半個周期，則，所以，振子運動的時間是半個周期，則，所以。
是，則第二個一定是，根據簡諧振動的周期性與對稱性可知振子運動的時間為一個半周期，則，所以，振子運動的時間是一個半周期，則，所以。
故ABD錯誤，C正確。
故選：。
8.【答案】
【解析】、因大氣壓強恒定，所以氣缸內的氣體在被緩慢加熱過程中做等壓變化，根據蓋呂薩克定律可知，氣體的體積增大，故A錯誤，B正確；
、因氣缸內氣體體積增大，根據蓋呂薩克定律可知，不變，所以氣體溫度升高，內能增大，氣體分子的平均動能增大，故C正確，D錯誤；
故選：。
9.【答案】
【解析】、由乙圖知，波長為。由丙圖知，周期為，則波速為，故A正確；
B、依題意，質點比質點先振動，則波向軸負方向傳播，在時刻質點處于平衡位置，根據波形平移法，可知質點此時向軸負方向振動，而丙圖中質點在時刻向軸正方向振動，所以丙圖不可能是質點的振動圖像，故B錯誤；
C、因，故時，質點處于波谷，速度為零，故C錯誤；
D、因，則質點運動的路程為，故D正確。
故選：。
10.【答案】
【解析】設激光在材料中的傳播速度為，頻率為，由波長、頻率和傳播速度之間的關系有，
又根據光在介質中的速度滿足：
聯立解得
故A正確，B錯誤；
設激光發生全反射時的臨界角為，根據光的全反射條件，則有
解得臨界角
剛好不從、直接射出的光線如圖所示
、截面上沒有光線直接射出部分的總長度
解得、截面上沒有光線直接射出部分的總長度為
故C正確，D錯誤。
故選：。
11.【答案】偏大；偏小；
【解析】若實驗過程中發現，撒入的爽身粉過多，導致油酸分子未形成單分子層，則油膜面積的測量值偏小，根據則計算得到的油酸分子直徑將偏大；
若實驗中使用的油酸酒精溶液是經久置的，在溶液中的油酸濃度會偏大，實際計算時仍按原來的濃度計算，則計算得到的油酸分子直徑將偏小；
一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為
油膜的面積為
分子直徑
故答案為：偏大；偏小；
12.【答案】； ；。
【解析】濾光片應置于透鏡與單縫之間，故A錯誤；
B.根據雙縫干涉條紋間距公式可知，條紋間距與單縫到雙縫之間的距離無關，保持雙縫位置不變，減小單縫到雙縫的距離，干涉條紋間距不變，故B正確；
C.根據雙縫干涉條紋間距公式可知，保持雙縫位置不變，減小雙縫到屏的距離，干涉條紋間距變小，故C錯誤。
故選：。
兩相鄰亮條紋中心間的距離為
根據雙縫干涉條紋間距公式
所測光的波長為。
故答案為：；；。
13.【解析】取一點，讓點與點關于點對稱，由題意可知，彈簧振子從點到第一次回到點的時間為，從第一次回到點到第一次到達點的時間也為，根據簡諧運動的對稱性可知，彈簧振子的振動周期為：
；
由題意可知，、之間的距離為，所以彈簧振子的振幅為：，則彈簧振子在內通過的路程為：
；
由題意可知，，
則，計算可得，由于，，計算可得，
由，當時，將代入，可得，所以彈簧振子的簡諧運動方程為：。
答：彈簧振子的振動周期為；
若、之間的距離為，振子在內通過的路程為；
彈簧振子的簡諧運動方程為。
14.【解析】對活塞受力分析，由平衡條件
解得
對封閉氣體研究，活塞由到處的過程中，由玻意耳定律得
解得
設漏出氣體的體積為
解得
答：此時被封閉氣體的壓強為；
活塞到容器底部的距離為時，此時氣體的壓強為；
由于漏出部分氣體，當活塞到容器底部的距離為時，此時沿桿方向作用力變為，漏出的氣體與剩余氣體的質量比為：。
15.【解析】根據幾何關系有
解得
令由于該光線的入射角和出射角相等，則光在透明介質的入射面上有
解得
光路可逆原理可知，光在出射面上的入射角也為，根據幾何關系，光在介質中傳播的距離為
根據折射率與光速的關系有
則單色光在介質中傳播的時間
解得
若光恰好發生全反射，則有
解得
令此時在面上的折射角為，則有
解得
根據幾何關系可知，圓弧上有光射出的圓弧對應的圓心角為
則對應的圓弧為
答：該光在透明介質的入射面上的折射角為，出射面上的折射角為；
單色光在介質中傳播的時間為；
如圖乙所示，將透明介質截取下半部分，用黑紙覆蓋。用該單色光平行于橫截面，與界面成角入射，若只考慮首次入射到圓弧上的光，圓弧上有光射出的弧長為。
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