【物理】江苏省苏州市汾湖中学2019-2020学年高二下学期居家模拟考试试题（解析版）

【物理】江苏省苏州市汾湖中学2019-2020学年高二下学期居家模拟考试试题（解析版）

江苏省苏州市汾湖中学 2019-2020 学年高二下学期 居家模拟考试物理试题 一、单项选择题 1.甲、乙、丙、丁四位同学组成合作学习小组，对晶体和液晶的特点展开了讨论。他们的说 法正确的是（　　） A. 甲说，晶体有单晶体和多晶体，都具有天然规则的几何外形 B. 乙说，多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有固定的熔点 C. 丙说，液晶就是液态的晶体，其光学性质与多晶体相似，具有各向异性 D. 丁说，液晶是一种在分子结构上介于固体和液体之间的中间态，它具有液体的流动性， 又像某些晶体那样具有光学各向异性 【答案】D 【解析】A．晶体分为单晶体和多晶体，单晶体有天然规则的几何外形，而多晶体是由许多 单晶体杂乱无章组合而成，多晶体没有天然规则的几何外形,所以甲的说法错误,故 A 错误； B．多晶体有固定的熔点，所以乙的说法错误，故 B 错误； C．液晶像液体一样具有流动性，但不能说它是液态的晶体，它的光学性质具有各向异性， 故 C 错误； D．液晶是介于液态与晶体之间的一种物质状态，液晶像液体一样具有流动性，它的光学性 质具有各向异性，故 D 正确。故选 D。 2.关于质点做简谐运动，下列说法正确 是（　　） A. 在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，位移方向也相同 B. 在某一段时间内，它 回复力的大小增大，动能也增大 C. 在某一段时间内，它的势能减小，加速度的大小也减小 D. 在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同 【答案】C 【解析】A．质点做简谐运动，回复力的方向总是指向平衡位置，位移的方向背离平衡位置， 速度方向为质点的运动反向，可以指向平衡位置，也可以背离平衡位置，即速度与回复力或 位移的方向可以相同，也可以相反，故 A 错误； B．回复力越远离平衡位置越大，而速度或是动能越靠近平衡位置越大，所以当质点的回复 力的大小增大时，动能会减小，故 B 错误； 的 的 C．在某一段时间内，质点的势能减小，说明在靠近平衡位置，回复力在减小，即加速度的 大小在减小，故 C 正确； D．质点速度方向可以靠近平衡位置，可以背离平衡位置；位移方向背离平衡位置；加速度 方向与回复力方向一致，指向平衡位置，故 D 错误。故选 C。 3.下列说法正确的是（　　） A. 热量不能由低温物体传递到高温物体 B. 外界对物体做功，物体的内能必定增加 C. 第二类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律 D. 一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增加的方向进行 【答案】D 【解析】A．根据热力学第二定律，热量不能由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化， 故 A 错误； B．外界对物体做功，物体可能同时放热，故其内能不一定增加，故 B 错误； C．第二类永动机不可能制成，是因为违反了热力学第二定律，故 C 错误； D．根据热力学第二定律，一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故 D 正确。故选 D。 4.下列关于波的说法中正确的是（　　） A. 机械波可以 真空中传播 B. 不同频率的声波，在相同温度的空气中的传播速度相同 C. 质点沿竖直方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波 D. 纵波传播过程中各质点可以随波迁移，而横波传播过程中各质点不能迁移 【答案】B 【解析】A．机械波的传播需要介质，在真空中不能传播，故 A 错误； B．机械波的传播速度由介质决定，所以相同温度的空气中的传播速度相同，故 B 正确； C．纵波的传播方向与振动方向共线，横波的传播方向与振动方向垂直，故 C 错误； D．纵波传播过程中各质点振动方向与波传播的方向共线，在平衡位置附近来回振动，但是 不会随波迁移；横波传播过程中各质点也不能随波迁移，质点的振动方向与传播方向垂直， 在平衡位置附近来回振动，故 D 错误。故选 B。 5.如图所示，水平方向的弹簧振子振动过程中，振子先后经过 a、b 两点时的速度相同，且 从 a 到 b 历时 0.2s，从 b 再回到 a 的最短时间为 0.4s， ，c、d 为振子最大位移处， 在 aO bO= 则该振子的振动频率为（　　） A. 1Hz B. 1.25Hz C. 2Hz D. 2.5Hz 【答案】B 【解析】由题可知，a、b 两点关于平衡位置对称，从 a 到 b 历时 从 b 再回到 a 的最短时间为 0.4s，即从 b 到 c 所用时间为 所以弹簧振子振动的周期为 则振动频率为 故 B 正确，ACD 错误。故选 B。 6.在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体发生以下两种状态变化：第一种变化是 从状态 A 到状态 B，外界对该气体做功为 6J；第二种变化是从状态 A 到状态 C，该气体从 外界吸热的热量为 9J，图线 AC 的反向延长线通过坐标原点 O，B、C 两状态的温度相同， 理想气体的分子势能为零，则下列说法中正确的是（　　） A. 从 A 状态到 B 状态气体放出 3J 的热量 B. 从 A 状态到 C 状态气体内能增加 9J C. 气体从 A 状态到 B 状态与外界交换热量和 A 状态到 C 状态相同 D. 气体从 A 状态到 B 状态的内能变化小于从 A 状态到 C 状态 【答案】B 【解析】B．p-T 图象的斜率表示体积，从 A 状态到 C 状态，由图象可知，气体体积不变， 即 又由已知条件 则由热力学第一定律得 故 B 正确； AD．由于 B、C 两状态的温度相同，说明分子动能相等，又分子势能为零，所以内能相等， 1 0.2st = 2 0.4 0.2 s 0.1s2t −= = 1 22 4 0.8sT t t= + = 1 1.25Hzf T = = 1 0W = 1 9JQ = 1 1 1U Q W∆ = + 1 9JU∆ = 则气体从状态 A 到状态 B 过程与 A 到 C 的过程内能的增量相等，即 再由热力学第一定律，可求出从 A 状态到 B 状态与外界 热量转化为 其中 即需要从外界吸收 3J 的热量，故 AD 错误； C．从 A 状态到 C 状态需要吸收 9J 热量，从 A 状态到 B 状态需要吸收 3J 热量，所以两个过 程与外界的热量交换不同，故 C 错误。故选 B。 二、多项选择题 7.关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是（　　） A. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 B. 产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动 C. 甲乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的 甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率 D. 来自某遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线 的频率均变小，说明该星系正在远离我们而去 【答案】BD 【解析】A．多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但 波源的频率不变，故 A 错误； B．产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动，故 B 正确； C．甲乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车相对与甲车在靠近 甲车，所以乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率变大，而乙车中的旅客与乙车相对静止，所 以他所听到的乙车笛声频率不变，故 C 错误； D．来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线 的频率均变小，根据多普勒效应特点，说明该星系正在远离我们而去，根据 可知光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），故 D 正确。故选 BD。 8.关于液体的特点，下列描述正确的是（　　） A. 每一个液体分子都没有固定的位置，液体分子的平衡位置时刻变动 B. 液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些 C. 从燃烧的蜡烛上滴下来的蜡，冷却后呈球形是由于表面张力造成的 D. 在夏季，人穿棉线衣服感觉舒适是因为汗水对棉线浸润 的 2 1 9JU U∆ = ∆ = 2 2 2 3JQ U W= ∆ − = 2 6JW = c f λ = 【答案】ACD 【解析】A．液体分子永不停息的做无规则的热运动，没有固定的平衡位置，故 A 正确； B．由于液体张力的存在，所以液体表面层的分子分布要比内部分布稀疏，故 B 错误； C．从燃烧的蜡烛上滴下来的蜡，冷却后呈球形是由于表面张力造成的，故 C 正确； D．水对棉线是浸润的，所以在夏季，人穿棉线衣服感觉舒适就是因为汗水对棉线浸润，故 D 正确。故选 ACD。 9.如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相 对平衡位置的位移 x 随时间 t 变化的图象如图乙所示。不计空气阻力，g 取 10m/s2。对于这 个单摆的振动过程，下列说法中正确的是（　　） A. 单摆的位移 x 随时间 t 变化的关系式为 B. 单摆的摆长约 1m C. 从 到 的过程中，摆球的重力势能逐渐增大 D. 从 到 的过程中，摆球所受绳子拉力逐渐减小 【答案】AB 【解析】A．由图象可知，单摆周期为 则 所以单摆的位移 x 随时间 t 变化的关系式为 故 A 正确； B．由单摆的周期公式 解得单摆的摆长为 故 B 正确； C．由图象可知，从 到 的过程中，摆球在靠近平衡位置，所以摆球的重力势 能减小，故 C 错误； D．由于从 到 的过程中，摆球在靠近平衡位置，所以摆球的速度在增大，设 绳子与竖直方向夹角为 ，则其所受绳子的拉力为 此时 在减小，v 在增大，所以拉力在增大，故 D 错误。故选 AB。 8sin(π )cmx t= 2.5st = 3st = 2.5st = 3st = 2sT = 2π πrad/sT ω = = 8sin(π )cmx t= 2π lT g = 1ml = 2.5st = 3st = 2.5st = 3st = θ 2 T cos vF G m l θ= + θ 10.如图所示，沿 x 轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为 200m/s，下列说法中正确的是（　　） A. 从图示时刻开始，经过 0.01s 质点 a 通过的路程为 0.4m B. 从图示时刻开始，质点 b 比质点 a 先到平衡位置 C. 若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉条纹，则另一列波的频率为 50Hz D. 若该波传播中遇到宽约 3m 的障碍物不能发生明显的衍射现象 【答案】AC 【解析】A．由题可知，该横波 ， 则其周期为 所以从图示时刻开始，经过 0.01s 质点 a 振动半个周期，即其通过的路程为 故 A 正确； B．由已知条件可知，该列波向右传播，质点 a 需要经过 个周期回到平衡位置，质点 b 回 到平衡位置经历的时间大于 个周期，所以质点 a 比质点 b 先回到平衡位置，故 B 错误； C．该列波频率为 两列波要产生稳定的干涉条纹，需要满足两个条件，一个是频率相同，一个是有不变的相位 差，故 C 正确； D．机械波发生明显的衍射现象，要求波长与障碍物的尺寸差不多或更小，而该波波长为 4m 比障碍物的尺寸大，所以不能发生明显的衍射现象，故 D 错误。故选 AC。 11.a、b、c 三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径从空气射向玻璃砖，如图所示， 光线 b 正好过圆心 O，光线 a、c 从光线 b 的两侧对称入射，从玻璃砖下表面进入空气后与 光线 b 分别交于 P、Q，则下列说法正确的是（　　） 200m/sv = 4mλ = 0.02sT v λ= = 2 40cm 0.4ms A= = = 1 4 1 4 1 50Hzf T = = A. 玻璃对三种光的折射率关系为 B. 玻璃对 a 光的折射率大于对 c 光的折射率 C. a 光比 c 光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长 D. a、b、c 三种光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间 b 光最长 【答案】BC 【解析】ABD．由图可知，a 光通过玻璃砖后偏折程度比 c 光的大，所以玻璃对 a 光的折射 率大于对 c 光的折射率，即 由于玻璃对 b 光没有发生偏折，无法判断玻璃对 b 光的折射率与对 a、c 两光的折射率的大 小。同理，也无法判断 b 光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间与另两种光的时间，故 B 正确， AD 错误； C．对于 a、c 两光，由 得 而 a 光传播的路程较长，所以由 可知，a 光比 c 光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长，故 C 正确。故选 BC。 三、实验题 12.用单摆测定重力加速度的实验装置如下图所示． （1）组装单摆时，应在下列器材中选用__________（选填选项前的字母）． A．长度为 1 m 左右的细线 B．长度为 30 cm 左右的细线 C．直径为 1.8 cm 的塑料球 D．直径为 1.8 cm 的铁球 （2）测出悬点 O 到小球球心的距离（摆长）L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t，则重 力加速度 g=_______（用 L、n、t 表示）． a b cn n n> > a cn n> cv n = a cv v< st v = （3）下表是某同学记录的乙组实验数据，并做了部分计算处理． 组次 1 2 3 摆长 L/cm 80.00 90.00 100.00 50 次全振动所用的时间 t/s 90.0 95.5 100.5 振动周期 T/s 1.80 1.91 重力加速度 g/(ms-2) 9.74 9.73 请计算出第 3 组实验中的 T=________s，g=___________ ． （4）用多组实验数据做出 图像，也可以求出重力加速度 g，已知三位同学做出的 图线的示意图如下图中的 a、b、c 所示，其中 a 和 b 平行，b 和 c 都过原点，图线 b 对应的 g 值最接近当地重力加速度的值．则相对于图线 b，下列分析正确的是_________（选 填选项前的字母）． A．出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L B．出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次 C．图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值 （5）某同学在家里测重力加速度．他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如下图所示，由于 家里只有一根量程为 30 cm 的刻度尺，于是他在细线上的 A 点做了一个标记，使得悬点 O 到 A 点间的细线长度小于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变 O、A 间 细线长度以改变摆长．实验中，当 O、A 间细线的长度分别为 和 时，测得相应单摆的周 期为 、 ．由此可得重力加速度 g=__________（用 、 、 、 表示）． 2m/s 2T L− 2T L− 1l 2l 1T 2T 1l 2l 1T 2T 【答案】 (1). AD (2). (3). 2.01 9.76（9.76～9.77） (4). B (5). 【解析】 (1)[1]在用单摆测定重力加速度的实验基本条件是摆线长度远大于小球直径，小球 的密度越大越好；故摆线应选取长约 1 m 左右的不可伸缩的细线，摆球应选取体积小而质量 大的铁球，以减小实验误差，故选 AD； (2)[2] 次全振动的时间为 ，则振动周期为： 根据单摆周期公式： 可推出 ； (3)[3]50 次全振动的时间为 100.5 s，则振动周期为： [4]代入公式求得： ； (4)[5]根据单摆的周期公式，可以推导出： 可知 图像的斜率 ，b 曲线为正确的图像．斜率越小，对应的重力加速度 越 大，选项 C 错误．在图像中图线与纵轴正半轴相交表示计算摆长偏小，如漏加小球半径， 与纵轴负半轴相交表示摆长偏大，选项 A 错误；若误将 49 次全振动记为 50 次，则周期测 量值偏小， 值测量值偏大，对应的图像斜率偏小，故 B 选项正确． (5)[6]设 A 到铁锁重心的距离为 ，则第一次的实际摆长为 ，第二次的实际摆长为 ，由周期公式： 联立消去 ，解得 ． 四、解答题 13.如图所示，内壁光滑的圆柱形汽缸竖直放置，内有一质量为 m 的活塞封闭一定质量的理 想气体。已知活塞截面积为 S，外界大气压强为 p0、缸内气体温度为 T1。现对汽缸缓慢加热， 使体积由 V1 增大到 V2，该过程中气体吸收的热量为 Q1。求： （1）加热后缸内气体的温度； （2）该过程中气体增加的内能。 2 2 2 4π n Lg t = 2 1 2 2 2 1 2 4π ( )l l T T − − n t tT n = 2π LT g = 2 2 2 4π n Lg t = 100.5 s=2.01s50 tT n = = 2 2 2 2 4π =9.77 m/sn Lg t = 2 2 4π=T Lg 2T L− 24π=k g g g l 1l l+ 2l l+ 1 1 2π l lT g += 2 2 2π l lT g += l 2 1 2 2 2 1 2 4π ( )l l T T − − 【答案】（1） ；（2） 【解析】（1）该过程 等压变化，由盖—吕萨克定律可得 解得 （2）气体升温过程，气体做功为 由题可知该过程气体吸收热量为 Q1，则由热力学第一定律 14.如图所示，竖直放置的轻弹簧劲度系数为 k，下端固定在水平面上，上端与质量为 m 可 视为质点的小球相连，开始时弹簧处于原长。现将小球从弹簧上端由静止开始释放，在竖直 方向上作简谐运动，其周期为 。已知重力加速度为 g，不计弹簧质量和一切阻力，取 竖直向下为正，开始运动时刻为 0 时刻，求： （1）小球处于平衡位置时弹簧的形变量及简谐运动的振幅 A； （2）小球简谐运动位移随时间变化的表达式； （3）小球运动到最低点时弹簧的弹力。 【答案】（1） ， ；（2） ；（3） 【解析】（1）物体处于平衡位置时，弹簧形变量 物体做简谐运动的振幅 （2）由题可知，规定竖直向下为正方向，开始时刻物体的位移为负向最大，则 又 解得 （3）由简谐运动的对称性可知，最低点物体的加速度 为 2 2 1 1 VT TV = 1 0 2 1( )( )mgQ P V Vs − + − 1 2 1 2 V V T T = 2 2 1 1 VT TV = 0 2 1( )( )mgW P S h P V P V Vs = − ⋅ ⋅∆ = − ⋅∆ = − + − 1 0 2 1= ( )( )mgU W Q Q P V Vs ∆ + = − + − 2π m k 0 mgx k = 0 mgA x k = = cos( π)mg kx tk m = + 2F mg=弹 0 mgx k = 0 mgA x k = = 2πcos( π)x A tT = + 2π mT k = cos( π)mg kx tk m = + a g= 方向向上，由牛顿第二定律则 解得 15.一列简谐横波沿 轴方向传播， 时刻的波形如图甲所示，A、B、P 和 Q 是介质中 的 4 个质点， 时刻波刚好传播到 B 点。质点 A 的振动图象如图乙所示，则： （1）该波的传播速度是多大？ （2）从 到 ，质点 P 通过的路程为多少？ （3）经过多长时间质点 Q 第一次到达波谷？ 【答案】（1）25m/s；（2）16m；（3）3s 【解析】（1）由题图可知该波的波长 由题图乙可知，该波的周期 传播速度 （2）初始时刻，质点 P 在波谷，从 到 ，质点 P 振动两个周期，则通过的路程 （3）质点 P、Q 的平衡位置之间的距离 由 解得 即通过 3s 质点 Q 第一次到达波谷。 16.如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和正三角形组成，半圆的直径为 d，正三角形的边长也 为 d，一束单色光从 AB 边的中点 D 垂直于 BC 射入玻璃砖中，结果折射光线刚好通过半圆 的圆心 O，光在真空中的传播速度为 c，求： ①光在玻璃砖中传播的时间（不考虑光的反射）. ②人射光线的方向不变，将光在 AB 面上的入射点下移，使折射光线刚好能照射到圆的底部， 入射点沿 AB 移动的距离为多少？这时光束在圆的底部经玻璃砖折射后的折射角为多少？ F mg ma− =弹 2F mg=弹 x+ 0t = 0t = 0t = 1.6st = 20mλ = 0.8sT = 25m/sv T λ= = 0t = 1.6st = 2 4 16ms A= × = 85m 10m 75mL = − = L vt= 3st = 【答案】（1） （2） 【解析】①由几何关系可知，光在 AB 面上的入射角为 60°，折射角为 30° 根据折射率公式有 由几何关系可知，光在玻璃砖中传播的路程 s=d 光在玻璃砖中传播的时间 ②由几何关系可知 求得 因此入射点沿 AB 移动的距离 由几何关系可知，光线在玻璃砖底部的入射角为 30°，根据光路可逆可知，光线在玻璃砖底 部的折射角为 60° 3d c 3 6 d sin sin 60 3sin sin30 in r °= = =° 3s ns dt v c c = = = AD AO AE AF = 1 3 2 6AE d d= + 3 6s AE AD d∆ = − =