1、江苏省徐州市运河高级中学2020-2021学年高二物理下学期期中试题第I卷（选择题）一、单选题1如图所示为一定质量的理想气体状态变化的V-T图像。已知在状态A时的压强为，则（）A状态B时的压强为B状态C时的压强为C过程中气体对外做功D过程中气体向外界放热2为做好新冠肺炎疫情防控，学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所进行消杀工作。给储液罐打足气，打开开关就可以让药液喷撒出来。若罐内气体温度保持不变，随着药液的不断喷出，则罐内气体（）A内能不断减小B压强不断减小C外界对气体做功D气体对外放热3一定质量的理想气体经历了如图所示的ABCDA循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示
2、。对此气体，下列说法正确的是（）AAB的过程中，气体对外界放热，内能不变BBC的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多CCD的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热DDA的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变4下列说法中正确的是（）A分子间距离时，分子间只存在斥力；时，分子间只存在引力为平衡距离B两个达到热平衡的系统具有相同的温度C布朗运动就是分子永不停息的无规则运动D物体的体积变大，其内能一定变大5一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做功 7.0104J，气体内能减小1.3105J，则此过程（）A气体从外界吸收热量 2.0105JB气体向外界释放热量
3、2.0105JC气体从外界吸收热量 6.0104JD气体向外界释放热量 6.0104J6关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是 （ ）A任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳B空调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性C由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天D一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒7一质点做简谐振动的振动方程是cm，则（）A在0至0.02s内，速度与加速度方向始终相同B在0.02s时，质点具有沿x轴正方向的最大加速度C在0.035s时，质点的速度方向与加速度方向均沿x轴正方向D在0.04s时，回复力最大，速度方向沿
4、x轴负方向8如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知判断错误的是（）A让振子做自由振动时，频率可以为、B驱动力频率为时，振子处于共振状态C驱动力频率为时，振子的振动频率为D假如让振子自由振动，它的频率为9一列沿x轴正方向传播的简谐波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（ ）A这列波的振幅为4cmB这列波的频率为1HzC此时x = 4m处质点沿y轴负方向运动D此时x = 8m处质点的加速度为010一简谐横波在 t0 时刻的波形如图所示，质点 a的振动方向在图中已标出下列说法正确的是( )A该波沿 x轴负方向传播B从该时刻起经过一个周期，a、b、c三点经过
5、的路程 c点最大C从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是 c点D若 t0.2 s 时质点 c第一次到达波谷；则此波的传播速度为50 m/s11一列简谐横波沿x轴传播t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示则该波的传播方向和波速分别是A沿x轴负方向，60m/sB沿x轴正方向，60m/sC沿x轴负方向，30m/sD沿x轴正方向，30m/s第II卷（非选择题）二、实验题12在“利用单摆测重力加速度”的实验中（1）以下的做法中正确的是A测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长B测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时
6、截止，然后求出完成一次全振动的时间C要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动；D单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10；（2）某同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用卡尺测得摆球直径如上图所示则单摆的摆长为_cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如上图所示则单摆的周期为_s；当地的重力加速度为g=_m/s2.（3）下表是另一同学在实验中获得的有关数据摆长L（m）0.50.60.81.1周期平方T2（s2）2.22.43.24.2利用上述数据，在坐标图中描出LT2图象利用图象，求出的重力加速度为g=_m/s2（4）实验中，如果摆球密度不均匀，无法确定重心位置，一位同学设计了一个巧
7、妙的方法不计摆球的半径具体作法如下：第一次量得悬线长L1，测得振动周期为T1；第二次量得悬线长L2，测得振动周期为T2，由此可推得重力加速度为g=_三、解答题13一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比。在初始状态A时，体积为V0，压强为p0，温度为T0，已知此时其内能为U0。该理想气体从状态A经由一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的p-T图如图所示，其中CA延长线过坐标原点，BA在同竖直直线上。求：(1)从状态B到状态C的体积变化量；(2)从状态B经由状态C，最终回到状态A的过程中，气体与外界交换的热量是多少。14如图所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸高度为L、底面积为S，缸内有一质量为
8、m的活塞，封闭了一定质量的理想气体现用绳子系住汽缸底将汽缸倒过来悬挂，汽缸处于竖直状态，缸内气体高为、温度为。已知重力加速度为g，大气压强为，不计活塞与缸体的厚度及它们间的摩擦若采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离，求此过程：（1）活塞与汽缸脱离时气体的温度；（2）缸内气体对活塞做的功；（3）若缸内气体的内能增加量为 ，则气体吸收的热量为多少。15图（a）为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=1.5m处质点的振动图像，P是平衡位置为x=2m的质点。求：(1)波的传播方向及波速；(2)前2s内质点P运动的路程。16一列简谐横波在t10时刻的波形图如图所示，已知该波沿x轴
9、正方向传播，在t20.7s末时，质点P刚好第二次出现波峰，求：（1）波速v；（2）x6m处的Q点第一次出现波谷的时刻t3（3）若振幅为0.1m，求t10时刻开始P点的振动图像方程徐州市运河高级中学2020-2021学年高二下学期期中考试物理试卷答案第I卷（选择题）一、单选题1如图所示为一定质量的理想气体状态变化的V-T图像。已知在状态A时的压强为，则（）A状态B时的压强为B状态C时的压强为C过程中气体对外做功D过程中气体向外界放热【答案】D【详解】A从A到B温度不变，则选项A错误； B从B到C体积不变，则状态C时的压强为选项B错误；C过程中体积减小，则外界对气体做功，选项C错误；D过程中气体体
10、积不变，则W=0，温度降低，内能减小，即U0，根据热力学第一定可知Q0，即气体向外界放热，选项D正确。故选D。2为做好新冠肺炎疫情防控，学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所进行消杀工作。给储液罐打足气，打开开关就可以让药液喷撒出来。若罐内气体温度保持不变，随着药液的不断喷出，则罐内气体（）A内能不断减小B压强不断减小C外界对气体做功D气体对外放热【答案】B【详解】A由于罐内气体温度保持不变，故内能保持不变，A错误；B随着药液的不断喷出，气体的体积增大，由理想气体状态方程可知，压强不断减小，B正确；CD气体的体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，CD错误。故选B。3
11、一定质量的理想气体经历了如图所示的ABCDA循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（）AAB的过程中，气体对外界放热，内能不变BBC的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多CCD的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热DDA的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变【答案】D【详解】AAB的过程中温度不变，内能不变，体积膨胀对外界做功，由热力学第一定律得气体从外界吸热才可能保持内能不变，故A错误；BBC的过程中体积不变，单位体积内的分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，压强增大，故B错误；CCD过程的直线过原点，
12、压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体放热才可能内能减小，故C错误；DDA的过程中气体的体积不变，单位体积内的分子数不变，温度减小，压强也减小，温度是分子平均动能的标志，故分子的平均动能减小，故D正确。故选D。4下列说法中正确的是（）A分子间距离时，分子间只存在斥力；时，分子间只存在引力为平衡距离B两个达到热平衡的系统具有相同的温度C布朗运动就是分子永不停息的无规则运动D物体的体积变大，其内能一定变大【答案】B【详解】A分子间引力和斥力同时存在，分子力指引力和斥力的合力，斥力的变化比引力的变化快，一般情况下，当分子间距离时，分子力表现为斥力，当时，分子力表现为引力，故A错
13、误；B处于热平衡的系统一定具有相同的温度，故B正确；C布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的运动，而颗粒是由大量颗粒分子构成的，故布朗运动不是分子永不停息的无规则运动，故C错误；D影响内能的因素有质量、温度和状态，故物体的体积变大，其内能不一定变大，故D错误。故选B。5一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做功 7.0104J，气体内能减小1.3105J，则此过程（）A气体从外界吸收热量 2.0105JB气体向外界释放热量 2.0105JC气体从外界吸收热量 6.0104JD气体向外界释放热量 6.0104J【答案】B【分析】由题目中“外界对气体做功7.0104J，气体内能减小1.3105J”可知，本
14、题考查气体的内能与做功和热传递的关系，根据热力学第一定律分析即可。【详解】由热力学第一定律得到即气体向外界释放的热量，故B正确。故选B。【点睛】运用热力学第一定律进行求解时，应特别注意各个物理量的正负。6关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是 （ ）A任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳B空调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性C由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天D一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒【答案】A【详解】第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙
15、，都是一种徒劳，A正确热传递的方向性是指在没有外界影响的前提下，空调机工作过程掺进了电流做功，显然不满足这个前提，B错误虽然自然界的能量是守恒的，但存在能量耗散，不同的能量其可利用的品质不同，能源危机不是杞人忧天，C错误单摆在来回摆动许多次后总会停下来，机械能减少，但由于摩擦等各种因素，变成了其他形式的能量，能量是守恒的，D错误7一质点做简谐振动的振动方程是cm，则（）A在0至0.02s内，速度与加速度方向始终相同B在0.02s时，质点具有沿x轴正方向的最大加速度C在0.035s时，质点的速度方向与加速度方向均沿x轴正方向D在0.04s时，回复力最大，速度方向沿x轴负方向【答案】B【详解】由振
16、动方程可知，振幅，初相位，即时，位于正最大位置；A在0至0.02s内，前0.01s，速度与加速度方向相同，后0.01s，速度与加速度方向相反，A错误；B在0.02s时，质点在负最大位移处，具有正向最大加速度，B正确；C在0.035s时，质点从平衡位置向最大位移运动，速度方向沿x轴正方向，加速度方向沿x轴负向，C错误；D在0.04s时，质点回到正最大位置，回复力最大，速度为零，无方向，D错误。故选B。8如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知判断错误的是（）A让振子做自由振动时，频率可以为、B驱动力频率为时，振子处于共振状态C驱动力频率为时，振子的振动频率为D假如让振子自
17、由振动，它的频率为【答案】A【详解】B由题意可知，当驱动力的频率变化时，做受迫振动的弹簧振子的振幅在变化，当驱动力频率为时，受迫振动的振幅最大，即发生共振，故B正确，不符合题意；C弹簧振子做受迫振动的频率等于驱动力的频率，故C正确，不符合题意；AD假如让振子自由振动，其频率为固有频率，由系统本身决定，应为，故A错误，符合题意；D正确，不符合题意。故选A。9一列沿x轴正方向传播的简谐波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（ ）A这列波的振幅为4cmB这列波的频率为1HzC此时x = 4m处质点沿y轴负方向运动D此时x = 8m处质点的加速度为0【答案】D【详解】A振幅等于y的最
18、大值，由题图可得这列波的振幅为2cm，A错误；B由题图得，波长 = 8m，由T = = 2s，f = = 0.5HzB错误；C由“上坡、下坡”法可知，此时x = 4m处的波处于下坡，则质点沿y轴正方向运动，C错误；D由波动与振动的关系得，此时x = 8m处的质点正处在平衡位置，故加速度a = 0，D正确。故选D。10一简谐横波在 t0 时刻的波形如图所示，质点 a的振动方向在图中已标出下列说法正确的是( )A该波沿 x轴负方向传播B从该时刻起经过一个周期，a、b、c三点经过的路程 c点最大C从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是 c点D若 t0.2 s 时质点 c第一次到达波谷；则此波的传
19、播速度为50 m/s【答案】C【详解】A质点a向上运动，结合波形平移法，波向x轴正方向传播，故A错误；B经过一个周期，质点回到原位置，a、b、c三点的路程相等，均为4A，故B错误；C结合波形平移法，此刻b点向下运动，故第一次最快回到平衡位置的是c点，故C正确；D若t=0.2s时质点c第一次到达波谷，则t=T，解得T=2t=0.4s；故故D错误；11一列简谐横波沿x轴传播t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示则该波的传播方向和波速分别是A沿x轴负方向，60m/sB沿x轴正方向，60m/sC沿x轴负方向，30m/sD沿x轴正方向，30m/s【答案】A【详解】
20、由乙图可知：P点下一个时刻位移沿负方向增大，所以P点此时的运动方向向下，得出此波沿x轴负方向传播，由乙图可知：T=0.4s，由甲图可知：=24m，故波速为，故A正确，BCD错误。第II卷（非选择题）未命名二、实验题12在“利用单摆测重力加速度”的实验中（1）以下的做法中正确的是A测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长B测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间C要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动；D单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10；（2）某同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用卡尺测得摆球直径如上
21、图所示为_cm,则单摆的摆长为_cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如上图所示为_s则单摆的周期为_s；当地的重力加速度为g=_m/s2.（3）下表是另一同学在实验中获得的有关数据摆长L（m）0.50.60.81.1周期平方T2（s2）2.22.43.24.2利用上述数据，在坐标图中描出LT2图象利用图象，求出的重力加速度为g=_m/s2（4）实验中，如果摆球密度不均匀，无法确定重心位置，一位同学设计了一个巧妙的方法不计摆球的半径具体作法如下：第一次量得悬线长L1，测得振动周期为T1；第二次量得悬线长L2，测得振动周期为T2，由此可推得重力加速度为g=_【答案】C 2.125 98.
22、49 99.8 2.0 9.71 【解析】【详解】（1）A、测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球球心的距离故A错误B、测量周期时，选取平衡位置作为计时起点与终止点，因为摆球通过平衡位置时速度最大，相等的距离误差时，引起的时间误差较小，测量的周期精确故B错误C、要保证单摆在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆故C正确D、单摆摆动时，对摆角的大小有要求，摆角的大小不超过5故D错误（2）根据图像可知，主尺刻度为21mm，游标刻度为0.05mm5=0.25mm，所以直径为21.25mm=2.125cm摆线长为 ；秒表读数：90+9.8=99.8s，单摆的周期： ，根据单摆公式可得： （3）描点，如图所
23、示：根据周期公式 ，有： ，故斜率： ，解得： （4）根据周期公式，有：，故 ，解得： 三、解答题13一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比。在初始状态A时，体积为V0，压强为p0，温度为T0，已知此时其内能为U0。该理想气体从状态A经由一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的p-T图如图所示，其中CA延长线过坐标原点，BA在同竖直直线上。求：(1)从状态B到状态C的体积变化量；(2)从状态B经由状态C，最终回到状态A的过程中，气体与外界交换的热量是多少。【答案】(1)；(2) 2p0V0【详解】(1) 由图可知，从状态A到状态B气体温度为T1=T0为等温变化过程，状态B时气体压强为p1
24、=3p0，设体积为V1，由玻意耳定律有 解得 由图可知，从状态B到状态C气体压强为为等压变化过程，状态C时气体温度为T2=3 T0，设体积为V2，由等压变化有解得 V2=V0从状态B到状态C的体积变化量(2) 从状态B到状态C，设外界对气体做功为从状态C回到状态A，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，对状态B经状态C回到状态A，内能增加量为U=0，气体从外界吸收的热量为Q，内能增加量为U，由热力学第一定律U=Q+W解得Q=2p0V0即气体从外界吸收热量2p0V0。14如图所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸高度为L、底面积为S，缸内有一质量为m的活塞，封闭了一定质量的理想气体现用绳子系住汽缸底将汽
25、缸倒过来悬挂，汽缸处于竖直状态，缸内气体高为、温度为。已知重力加速度为g，大气压强为，不计活塞与缸体的厚度及它们间的摩擦若采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离，求此过程：（1）活塞与汽缸脱离时气体的温度；（2）缸内气体对活塞做的功；（3）若缸内气体的内能增加量为 ，则气体吸收的热量为多少。【答案】(1) ；(2) ；(3) 【详解】(1)气体等压变化，由盖吕萨克定律得解得(2)对活塞，由平衡条件得气体做功解得(3)由热力学第一定律气体吸收的热量15图（a）为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=1.5m处质点的振动图像，P是平衡位置为x=2m的质点。求：(1)波的传播方
26、向及波速；(2)前2s内质点P运动的路程。【答案】（1）波的传播方向为负x轴方向，波速为0.5m/s；（2）8cm【详解】(1)由图可知，在t=2s时刻x=1.5m处的质点向下振动，可知波沿x轴负方向传播。该简谐横波的波长为=2m，周期为T=4s，则波的传播速度为(2)前2s内质点P运动的路程为s=2A=24cm=8cm16一列简谐横波在t10时刻的波形图如图所示，已知该波沿x轴正方向传播，在t20.7s末时，质点P刚好第二次出现波峰，求：（1）波速v；（2）x6m处的Q点第一次出现波谷的时刻t3（3）若振幅为0.1m，求t10时刻开始P点的振动图像方程【答案】(1)5m/s；(2)0.8s；(3)【详解】(1)由于质点P在0时刻向下振动，在t20.7s末时，质点P刚好第二次出现波峰，故满足解得T=0.4s，波长，波速为(2)波从P传播到Q历时起振方向向下，再经过到达波谷，故Q点第一次出现波谷的时刻t3=0.7s+0.1s=0.8s(3)振幅为0.1m，t10时刻开始P点的振动图像方程为
