北京市通州区2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-11 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于热学知识，下列说法正确的是（）

A、内能是物体中所有分子热运动动能的总和 B、气体吸热且温度升高，分子的平均动能有可能不变 C、水中花粉颗粒的布朗运动是由水分子的无规则运动引起的 D、某种物体的温度为0℃，说明该物体中分子的平均动能为零

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2. 关于固体、液体，下列说法正确的是（）

A、晶体没有确定的熔点，非晶体有确定的熔点 B、发生毛细现象时，细管中的液体只能上升不会下降 C、表面张力使液体表面具有扩张趋势，使液体表面积趋于最大 D、液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性

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3. 一封闭容器中装有一定质量的理想气体，容器壁与外界没有热量交换，当气体被压缩时，下列说法正确的是（）

A、气体温度升高 B、气体对外界做功 C、气体内能不变 D、气体压强减小

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4. 关于“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验，下列操作正确的是（）

A、将纯油酸直接滴在水面上 B、水面上撒的爽身粉越多越好 C、用试管向水面倒酒精油酸溶液少许 D、待水稳定后再将爽身粉均匀撒在水面上

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5. 如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，进入玻璃砖后分成b、c两束单色光。下列说法正确的是（）

A、光束b比光束c更容易发生衍射现象 B、在真空中b光的波长小于c光的波长 C、玻璃对b光的折射率小于对c光的折射率 D、在玻璃砖中b光的传播速度大于c光的传播速度

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6. 一列简谐横波某时刻的波形图如图甲所示，由该时刻开始计时，质点a的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

A、该波的波长为2cm B、该波的波速为100m/s C、该波沿x轴正方向传播 D、经过1个周期，质点a沿x轴运动了4cm

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7. 如图所示，在一根张紧的水平绳上挂a、b、c、d四个摆，其中a、d摆长相等。让d球在垂直于水平绳的方向摆动起来，则可以观察到的现象是（）

A、a、b、c球都摆动起来，a球的周期比c球大 B、a、b、c球都摆动起来，a球的周期比c球小 C、a、b、c球都摆动起来，a球的振幅比b球大 D、a、b、c球都摆动起来，a球的振幅比b球小

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8. 分析下列所描述的四个物理现象：
①听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声
②水塘中的水波能绕过障碍物继续传播
③夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝
④围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
这些现象分别是波的（）

A、多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象 B、多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象 C、干涉现象、衍射现象、多普勒效应、折射现象 D、多普勒效应、反射现象、干涉现象、衍射现象

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9. 如图所示，一物体在与水平面成 $θ$ 角的拉力F作用下匀速前进了时间t，则（）

A、拉力F对物体的冲量大小为 $F t$ B、拉力F对物体的冲量大小为 $F t c o s θ$ C、合外力对物体的冲量大小为 $F t s i n θ$ D、合外力对物体的冲量大小为 $F t c o s θ$

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10. 如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C，下列说法正确的是（）

A、状态A和状态B温度相同，状态C温度最高 B、状态B和状态C温度相同，状态A温度最高 C、从状态A到状态B温度升高，气体对外界做功，不断吸热 D、从状态B到状态C温度降低，气体对外界做功，不断吸热

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11. 关于下列实验现象的说法，正确的是（）

A、图甲说明薄板一定是晶体 B、图乙说明气体速率分布随温度变化，且 $T_{1} < T_{2}$ C、图丙中无规则的连线即为小炭粒的运动轨迹 D、图丁说明水黾受到了浮力作用

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12. 把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜。取出后竖直放置，用单色光照射，可以看到条纹间距不等的明暗条纹，如图所示。下列说法正确的是（）

A、由于条纹非等间距，故为衍射条纹 B、在竖直方向薄膜厚度变化不均匀导致了干涉条纹非等间距 C、若将铁丝圈在竖直平面内旋转 $90 °$ ，条纹图样也会跟着转 $90 °$ D、在中国空间站做这个实验，仍然可以看到明暗条纹

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13. 分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，当分子间的距离从 $r_{0}$ 开始增大时，下列说法正确的是（）

A、分子间的作用力表现为斥力 B、分子力先减小后增大 C、分子势能减小 D、分子势能增大

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14. 图甲是演示简谐运动图像的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，漏斗中的细沙均匀流出，匀速拉动沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形成一条图甲所示的“沙线”。此装置可视为摆长为L的单摆，沙漏的运动可看作简谐运动。若已知手拉木板做匀速运动的速度大小是v，图乙所示的一段木板的长度是s，当地的重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、“沙线”上每处堆积的细沙是一样多的 B、可估算出这次实验所用沙摆对应的摆长 $L = \frac{g s^{2}}{4 π^{2} v^{2}}$ C、仅将手拉木板的速度增大为2v，木板上将得到如图丙所示的图样 D、仅增大沙摆的摆长，则木板上仍将得到与图乙完全相同的图样

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二、实验题

15. 如图是“双缝干涉测光的波长”的实验装置示意图。某次实验选用的双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作。

(1)、为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是；

(2)、某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲所示，图甲中的数字是该同学给各亮纹的编号，此时游标尺上的读数为 $x_{1}$ ；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图乙所示，此时游标尺上的读数为 $x_{2}$ 。请根据上述测量结果，写出这种色光波长的表达式 $λ =$ （用题中给出的字母表示）；

(3)、利用图中装置研究双缝干涉现象时，下列说法正确的是（）

A、去掉滤光片后，干涉现象消失 B、将滤光片由蓝色的换成红色的，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、换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄

(4)、干涉实验能够把一些数量级非常小、不便于观测的量（波长入），放大为便于观测的量（条纹间距 $Δ x$ ）。通过干涉现象还可以观测到一些物理量的微小变化（比如双缝间距d的微小变化），干涉仪就是这类仪器。基于干涉理论的激光干涉仪LIGO于2015年首次观测到引力波的存在，进一步证实了爱因斯坦相对论理论的正确性。请再举例写出两个利用将微小量放大的方法进行的实验。

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16. 如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面 $a a^{'}$ 和 $b b^{'}$ 。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 两枚大头针。

(1)、该同学接下来要完成的必要步骤有（）；

A、插上大头针 $P_{3}$ ，使 $P_{3}$ 仅挡住 $P_{2}$ 的像 B、插上大头针 $P_{3}$ ，使 $P_{3}$ 挡住 $P_{1}$ 的像和 $P_{2}$ 的像 C、插上大头针 $P_{4}$ ，使 $P_{4}$ 挡住 $P_{3}$ 和 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像 D、插上大头针 $P_{4}$ ，使P4仅挡住 $P_{3}$

(2)、过 $P_{3}$ 、 $P_{4}$ 作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′。测量图甲中角 $α$ 和β的大小，则玻璃砖的折射率n=；

(3)、在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，下列说法正确的是（）；

A、为了减小作图误差， $P_{3}$ 和 $P_{4}$ 的距离应适当取大些 B、如果光在界面aa′的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖 C、不论光以什么角度从aa′射入，经一次折射后到达界面bb′都能射出

(4)、另一位同学在“测量玻璃的折射率”实验中，为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃砖，该同学画出的玻璃砖界面aa′、bb′如图乙所示。若其他操作正确，请通过作图和必要的文字，说明玻璃砖折射率的测量值比真实值偏大、偏小还是不变？（）

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三、解答题

17. 如图所示，一位质量m=60kg的工人系着一条原长L=5m的安全带，正在进行高空作业。如果工人不慎跌落，安全带从开始张紧至最长状态的时间t=1s，将此工人视为质点，不计下落过程中的空气阻力，g取 $10 m / s^{2}$ ．求：

(1)、从跌落至安全带开始张紧时，工人的速度v的大小；

(2)、从跌落至安全带最长状态的过程中，工人受到的重力冲量I的大小；

(3)、从开始张紧至最长状态的过程中，安全带所受的平均冲力F的大小。

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18. 物理学中把质量 $m$ 和速度 $v$ 乘积定义为物体的动量，用字母 $p$ 表示，表达式 $p = m v$ ，动量的单位是 $k g \cdot m / s$ ，动量与速度、位移、加速度等都是矢量，动量的方向与速度方向相同。动量变化量 $Δ p = p_{2} - p_{1}$ 、其方向与速度变化量方向相同。

(1)、质量为 $2 k g$ 的物体，沿同一方向速度由 $3 m / s$ 增大为 $6 m / s$ ，求它的动量变化量 $Δ p_{1}$ 的大小；

(2)、如图甲所示，一个质量为 $0.1 k g$ 的钢球以 $6 m / s$ 的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以 $6 m / s$ 的速度水平向左运动，求碰撞前后钢球的动量变化量 $Δ p_{2}$ 的大小和方向。

(3)、如图乙所示一个质量为 $m$ 的钢球，以速度 $v$ 斜射到水平放置的坚硬大理石板上，入射角是 $45 °$ 。碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是 $45 °$ ，速度变为 $v^{'}$ ，且其大小与 $v$ 的大小相同。求碰撞前后钢球的动量变化量 $Δ p_{3}$ 的大小和方向。

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19. 短道速滑接力赛是北京冬奥会上极具观赏性的比赛项目之一、如图所示为A、B两选手在比赛中的某次交接棒过程。A的质量 $m_{A} = 60 k g$ ， B的质量 $m_{B} = 75 k g$ ，交接开始时A在前接棒，B在后交棒，交棒前两人均以 $v_{0} = 10 m / s$ 的速度向前滑行。交棒时B从后面用力推A，当二人分开时B的速度变为 $v_{1} = 2 m / s$ ，方向仍然向前，不计二人所受冰面的摩擦力，且交接棒前后瞬间两人均在一条直线上运动。

(1)、求二人分开时A的速度大小；

(2)、若B推A的过程用时 $0.8 s$ ，求B对A的平均作用力的大小；

(3)、交接棒过程要消耗B体内的生物能，设这些能量全部转化为两人的动能，且不计其它力做功，求B消耗的生物能E。

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20. 简谐运动具有如下特点：
①简谐运动的物体受到回复力的作用，回复力的大小 $F_{回}$ 与物体偏离平衡位置的位移x成正比，回复力的方向与物体偏离平衡位置的位移方向相反，即 $F_{回} = - k x$ ，其中k为振动系数，其值由振动系统决定；
②简谐运动是一种周期性运动，其周期与振动物体的质量的平方根成正比，与振动系统的振动系数的平方根成反比，而与振幅无关，即 $T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$

(1)、如图甲所示，摆长为L、摆球质量为m的单摆在AB间做小角度的自由摆动，当地重力加速度为g。
a．当摆球运动到P点时，摆角为 $θ$ ，画出此时摆球受力的示意图，并写出此时摆球受到的回复力F_回大小；
b．请结合简谐运动的特点，证明单摆在小角度摆动时是简谐运动，且周期 $T = 2 π \sqrt{\frac{L}{g}}$ 。
（提示：用弧度制表示角度，当角 $θ$ 很小时， $s i n θ \approx θ$ ， $θ$ 角对应的弧长与它所对的弦长也近似相等）

(2)、类比法、等效法等都是研究和学习物理过程中常用的重要方法。长为L的轻质绝缘细线下端系着一个带电荷量为+q，质量为m的小球。将该装置处于场强大小为E的竖直向下的匀强电场中，如图乙所示。若带电小球在乙图中做小角度的简谐运动，请分析求出带电小球在乙图中振动的周期。

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