1、北京十二中20192020学年第二学期高二年级物理期末考试题一、单项选择题（本题共13个小题，在每小题所给的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分，共39分）1.下列关于布朗运动的说法中，正确的是（）A. 悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显B. 布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动C. 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D. 室内扫地时，在阳光照射下看见灰尘飞扬表明分子在永不息地做无规则热运动【答案】A【解析】【详解】A悬浮在液体中的固体微粒越小，同一时刻撞击微粒的液体分子就越少，受到的冲击力越不平衡，布朗运动就越明显，故A正确；BC布朗运动是悬浮在
2、液体中的固体小颗粒的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒的无规则撞击引起的，所以布朗运动反映了液体分子的无规则运动。故BC错误；D室内扫地时，在阳光照射下看见灰尘飞扬是由于尘埃受到的重力及空气浮力的共同作用而引起的，不能说明分子在永不息地做无规则热运动；故D错误；故选A。2.下列说法正确的是（）A. 温度越高的物体，内能就越大B. 晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大C. 物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大D. 一定质量某种理想气体在等温膨胀过程中，压强一定减小且向外界释放热量【答案】C【解析】【详解】A温度越高的物体内能不一定越大，内能还与质量有关，故A不符合题意； B晶
3、体熔化时吸收热量而温度不变，所以分子平均动能不变，故B不符合题意；C温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大，故C符合题意；D根据理想气体状态方程气体在等温膨胀过程中，压强一定减小；而气体在等温膨胀，有U=0W0根据热力学第一定律U=Q+W有Q0气体从外界吸收热量，故D不符合题意。故选C。3.下列说法正确的是（）A. 当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小B. 自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体分子间相互排斥的原因C. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积D. 两分子从无限远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作
4、用的合力先变大，后变小，再变大【答案】D【解析】【详解】A当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，A错误；B自行车打气越打越困难主要是单位体积内的分子数越来越多，压强越来越大，气体分子间几乎不存在斥力，B错误；C，由于气体分子间距离远大于分子直径，因此气体的摩尔体积除以阿伏伽德罗常数等于气体分子所占空间的体积，不等于一个气体分子的体积，C错误；D两分子从无限远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大，后变小，再变大，D正确。故选D。4.如果把人作为一个有弹性的整体来看，在水平方向的固有频率约为36Hz，竖直方向的固有频率约为48Hz。为保障操作员的安全与健康，
5、有关部门作出规定：用手操作的各类振动机械的频率应满足一定条件。根据以上提供的信息，下列条件规定合理的是（）A. 各类振动机械的频率必须小于20HzB. 各类振动机械的频率必须大于20HzC. 各类振动机械的频率应在36HzD. 各类振动机械的频率应在48Hz【答案】B【解析】【详解】用手操作的各类振动机械时，与其靠近或密切接触的人一定要做受迫振动，如果设备的振动频率接近人体的振动频率，则人体的各部分将做较剧烈的振动，造成对人体的损伤。因此，对于用手操作的机械振动频率必须要大于20Hz，以保障人体健康，故ACD错误，B正确。故选B。5.有关电磁场和电磁波，下列说法中正确是（）A. 麦克斯韦首先预
6、言并证明了电磁波的存在B. 变化的电场一定产生变化的磁场C. 电磁波的传播速度总是3.010m/sD. 光也是一种电磁波【答案】D【解析】【详解】A麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，故A错误；B均匀变化的电场产生恒定的磁场，故B错误；C电磁波在真空中传播速度才是3.010m/s，故C错误；D光也是一种电磁波，故D正确。故选D。6.如图（甲）所示是用沙摆演示振动图象的实验装置，此装置可视为摆长为L的单摆，沙摆的运动可看作简谐运动，实验时在木板上留如图（甲）所示的结果。若用手拉木板做匀速运动，速度大小是0.20m/s。图（乙）所示的一段木板的长度是0.60m，那么这次实验所用沙摆对
7、应的单摆长约为（）A. 0.56mB. 1.0mC. 1.5mD. 2.0m【答案】A【解析】【详解】砂摆的周期根据得选项A正确，BCD错误。故选A。7.图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t0时刻的波形图，虚线为t0.6 s时的波形图，波的周期T0.6 s，则（ ）A. 波的周期为2.4 sB. 在t0.9 s时，P点沿y轴正方向运动C. 经过0.4 s，P点经过的路程为4 mD. 在t0.5s时，Q点到达波峰位置【答案】D【解析】【详解】A.从两时刻的波形图可以看出，在t0.6 s时间内，波传播的距离x6 m，故传播时间t0.6 s，周期T0.8 s，A项错误；B.同时可求波速为1
8、0 m/s；t0时刻P点向y轴负方向振动，经过t0.9 s1T，P点正向y轴负方向振动，B项错误；C.经过t0.4 s，即半个周期，P点经过的路程为2A0.4 m，C项错误；D.经过t0.5 s，波向x轴负向平移xvt5 m，可知Q点处于波峰，D项正确。故选D.8.如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏ab间形成一条彩色光带在光带的a、b两侧，下面的说法中正确的是（）A. a侧是红色光，b侧是紫色光B. 在真空中a侧光的波长大于b侧光的波长C. 三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率D. 在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧
9、光的传播速率【答案】C【解析】【详解】AC三棱镜对紫光的折射率大于红光的折射率，因此紫光偏折的角度大于红光偏折的角度，故a侧是紫色光，b侧是红色光， A错误，C正确；B紫光频率大于红光的频率，根据真空中传播速度相同，因此紫光的波长小于红光的波长，B错误；D在介质中由于三棱镜对紫光的折射率大于红光的折射率，因此紫光在三棱镜中的传播速率小于红光在三棱镜中的传播速率，D错误。故选C。9.2009年11月21日凌晨2时30分，黑龙江新兴煤矿发生瓦斯爆炸事故，造成10名矿工遇难煤矿中的瓦斯危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理
10、如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体( )A. 一定含瓦斯B. 一定不含瓦斯C. 不一定含瓦斯D. 无法判断【答案】A【解析】设含有瓦斯的气体的折射率为n，则光在B中的波长n=，如果屏的正中央是亮纹，则，N为整数，说明B中的气体与A中的空气成分可能相同，即N=0（n=1），也可能不同；如果屏的正中央是暗纹，则n1，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，一定含有瓦斯，故A正确，BCD错误;故选A10. 类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于
11、掌握新知识，提高学习效率在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是A. 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B. 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C. 机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D. 机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波【答案】D【解析】【详解】A波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，A正确；B干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，B正确；C机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及
12、远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，C正确；D机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D错误11.在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流。所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】ABCD电流互感器的原线圈要串联接在火线或零线上，并把大电流变成小电流，测量时更安全。根据变压器原理可知，原副线圈电流之比与线圈匝数成反比，所以原线圈中电流大匝数少，副线圈中电流小匝数多，故A正确，BCD错误。故选A。12.如图所示，用理想变压器给变阻器R供电，设输入
13、交变电压不变当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中四只理想电表的示数和原线输入功率P变化情况是（）A. 𝑉1不变，𝑉2变小B. 𝑉1不变，𝑉2变大C. 𝐴1变大，𝐴2变小D. P变小【答案】D【解析】【详解】AB根据由于变压器匝数不变，原线圈电压不变，因此副线圈电压也不变，即𝑉2不变，AB错误；C当滑动触头P向上移动时，接入电路阻值增大，副线圈电流强减小，根据可知原线圈电流也减小，C错误； D当滑动触头P向上移动时，电阻消耗的功率可知消耗的功率减小，由于变压器为理想变压器，本身不消
14、耗能量，因此输入的功率也变小，D正确。故选D。13.小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器T1升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器T2，经降低电压后再输送至各用户设T1、T2都是理想变压器，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致（）A. 升压变压器初级线圈中的电流变小B. 升压变压器次级线圈两端的电压变小C. 高压输电线路的电压损失变大D. 降压变压器次级线圈两端的电压变大【答案】C【解析】【详解】A由于升压变压器的输入电压不变，随用电器总功率的增加，则输入功率也增加，所以升压变压器初级线圈中的电流变大，故A错误；B升压变压器的
15、目的是提高电线上的电压从而降低电线上消耗，由于升压变压器的输入电压不变，原副线圈匝数不变，则副线圈的电压不变，故B错误；C当用户用电处于高峰期时，降压变压器的输出功率会增大，从而导致降压变压器的输入电流变大，所以输电线路的损失的电压变大，故C正确；D当用户用电处于高峰期时，降压变压器的输出功率会增大，从而导致降压变压器的输入电流变大，所以输电线路的电压变大，最终使得降压变压器的次级线圈上的电压变小，故D错误。故选C。二、实验与探究题（本题共3小题，共20分）14.如图甲为做“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图，回答下列问题：（1）实验时单缝与双缝应该相互_ (填“平行”或“垂直”)（2）
16、为测定相邻两个亮条纹的间距，转动手轮使目镜中能观察到如图乙所示的分划板中心刻度与干涉条纹，记下此时手轮上的读数。然后再次转动手轮，使目镜中能观察到图_(在A、B、C、D中选填一个)所示的分划板中心刻度与干涉条纹，再次记下手轮上的读数。（3）转动手轮，使分划板的中心刻线分别对准第1条亮纹、第7条亮纹的中心，读数分别为𝑥1和𝑥7。若单缝与双缝间的距离𝐿1，双缝与屏的距离𝐿2，双缝间距d，写出计算波长的表达式_（表达式用字母表示）【答案】 (1). 平行 (2). C (3). 【解析】【详解】（1）1做“用双缝干涉测量光的波长”的实验
17、时，单缝与双缝应该相互平行；（2）2为测定相邻两个亮条纹的间距，转动手轮使目镜中能观察到如图乙所示的分划板中心刻度与干涉条纹，记下此时手轮上的读数。然后再次转动手轮，使得分划板的中心刻度对齐相邻亮条纹的中心，故应选C；（3）3根据双缝干涉条纹的间距公式得：其中联立解得：15.在做“用油膜法测分子的大小实验”时，某同学将1滴油酸酒精溶液滴入撒有痱子粉的水面上，得到油酸膜边界轮廓的形状如图所示。已知图中方格边长为L，按要求数出油酸膜轮廓线包括的方格数为n个，则油酸膜的面积约为_；若1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V，由以上数据估测出油酸分子的直径为_。【答案】 (1). (2). 【解析】【详解
18、】12依题可得，油膜面积为则油酸分子的直径为16.某同学利用如图所示装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下：A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；G以t为纵坐标、l为横坐标，作出t-l图线。结合上述实验，完成下列任务：（1）用游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图所示，读出小球直径d的值为_cm。（2）该同学根据
19、实验数据，利用计算机作出tl图线如图所示。根据图线拟合得到方程t=404.0l+2.36。由此可以得出当地的重力加速度g=_m/s。（取=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tl图线，而应作tl图线D不应作tl图线，而应作图线【答案】 (1). 1.170 (2). 9.76 (3). D【解析】【详解】(1)1小球直径d的值(2)2根据单摆的振动周期公式又由题可知联立得图象的斜率解得(3)3A
20、应该在小球运动到过最低点开始计时，这样可减小由于计时位置不准确而带来的误差，A错误；B记录小球经过最低点的次数，每两次为一个振动周期，不影响实验结果，B错误；C根据单振的振动周期公式，就应做出tl图线，C错误；D线长不等于摆长，摆长应是线长与半径相加，即忽略了半径，斜率不变，不影响计算加速度，但图象不过坐标原点，因此D正确。故选D。三、计算题（本题共4小题，共41分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。17.一简谐横波以10m/s的速度沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，在x=4m处的质点记为P，求：(1)简谐波的周期T；(2)画出此时质点P振动方向；(3)画出质点P
21、的振动图像。（至少画出一个周期）【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)由图可得，波长因此周期为(2)根据“上下坡”法可知，P点的振动方向为向上，因此可作图(3)如图所示18.已知常温常压下CO2气体的密度为𝜌，CO2的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，该状态下容器内存有体积为V的CO2气体；而在3km的深海中，CO2会浓缩成近似固体的硬胶体，此时可将CO2分子看做直径为d的球。(1)常温常压下该容器内CO2气体含有的分子数；(2)该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积？【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)体积为V的气体质量为则分子数为联立可得(2)浓缩成
22、近似固体的硬胶体，分子个数不变，则该容器内气体全部变成硬胶体的体积约为代入可得19.如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为l1，宽度为l2，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO匀速运动，沿转轴OO方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t=0时刻线圈平面与磁感线平行。（1）表示出线圈经过图示位置时通过电阻R的感应电流的方向；（2）写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式；（3）求线圈从t=0位置开始到转过90的过程中的平均电动势；（4）交流电压表的示数（最终结果用表达式表示
23、即可）；（5）线圈转动一周外力所做的功；（6）由图示位置转过90角过程中通过电阻R的电荷量为多少？【答案】（1）通过电阻R的感应电流的方向向上；（2）e=nB l1l2cost（V）；（3）；（4）；（5）；（6）【解析】【详解】（1）根据右手定则可知，在图示位置时线圈中产生的感应电流方向dcba，则通过电阻R的感应电流的方向向上；（2）最大感应电动势Em=nBl1l2从图示位置开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为e=nB l1l2cost(V)（3）线圈从t=0位置开始到转过90的过程中的平均电动势；（4）电动势的有效值交流电压表的示数 （5）线圈转动一周外力所做的功等于产生的电能 （6
24、）由图示位置转过90角过程中 20.将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力如图甲中点为单摆的固定悬点，现将小摆球（可视为质点）拉至点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置，小于且是未知量图乙是由计算机得到的细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，且图中时刻为摆球从点开始运动的时刻试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息求：（取）（1）单摆的振动周期和摆长（2）摆球的质量（3）摆球运动过程中最大速度【答案】（1） （2） （3）【解析】【详解】（1）由题图乙可知单摆的周期，由得摆长（2）在B点拉力的最大值为，在A、C两点拉力最小，在AB机械能守恒，即由以上各式解得（3）由可得，