【物理】北京市中国人民大学附属中学2019-2020学年高二下学期6月阶段性检测试题（解析版）

【物理】北京市中国人民大学附属中学2019-2020学年高二下学期6月阶段性检测试题（解析版）

民大附中2019—2020第二学期物理测试 一、不定项选择题（每题3分，全选对得3分，漏选得2分，选错0分）‎ ‎1.根据下列数据，可以算出阿伏伽德罗常数的是（   ）‎ A. 水的密度和水的摩尔质量 B. 水的摩尔质量和水分子的体积 C. 水的摩尔质量和水分子的质量 D. 水分子的体积和水分子的质量 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积，不能计算出阿伏伽德罗常数，故A错误； ‎ BC．若知道水的摩尔质量和水分子质量或者知道水的摩尔体积以及水分子的体积，可以求出阿伏伽德罗常数，故B错误，C正确；‎ D．知道水分子的体积和水分子的质量无法求出阿伏伽德罗常数，故D错误．‎ ‎2.下列说法中正确是 A. 物体的温度升高时，其内部每个分子热的动能都一定增大 B. 气体的压强越大，单位体积内气体的分子个数一定越多 C. 物体的温度越高，其内部分子的平均动能就一定越大 D. 分子间距离减小，分子间的引力和斥力都一定减小 ‎【答案】C ‎【解析】物体的温度升高时，其内部分子的平均动能变大，但是每个分子热的动能不一定增大，选项A错误； 气体的压强越大，因气体的体积不一定减小，故单位体积内气体的分子个数不一定越多，选项B错误； 物体的温度越高，其内部分子的平均动能就一定越大，选项C正确； 分子间距离减小，分子间的引力和斥力都一定增加，选项D错误；故选C.‎ ‎3.一定质量我理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在p—T图上都是直线段，ab和cd的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，由图可以判断（　　）‎ A. ab过程中气体体积不断减小 B. bc过程中气体体积不断减小 C. cd过程中气体体积不断增大 D. da过程中气体体积不断增大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】由理想气体状态方程可得 AC．在p—T图上都是直线段，ab和cd的延长线通过坐标原点O，说明ab过程和cd过程是等容变化，故AC错误；‎ B．由图可知，bc过程中，直线上的点与原点连线的直线斜率越来越大，则气体体积不断减小，故B正确；‎ D．由图可知，da过程中是等温变化，温度不变，压强减小，气体体积不断增大，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎4.图甲表示一列简谐横波在t＝20s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图象，由图甲、乙中所提供的信息可知这列波的传播速度v以及传播方向分别是(　　)‎ A v＝‎25cm/s，向左传播 B. v＝‎50cm/s，向左传播 C. v＝‎25cm/s，向右传播 D. v＝‎50cm/s，向右传播 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图得波长为‎100cm，周期为2s，则波速v=‎50cm/s，由P点的振动方向向上，则波向左传播，B正确．‎ 故选B。‎ ‎5.如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距‎0.15 m．当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是：‎ A. ‎0.60 m B. ‎0.30 m C. ‎0.20 m D. ‎‎0.15 m ‎【答案】B ‎【解析】‎ 可以画出PQ之间的最简单的波形，如图所示：‎ 同时由于PQ可以含有多个完整的波形，则：‎ 整理可以得到：‎ 当时，‎ 当时，，故选项B正确，ACD错误．‎ 点睛：解决机械波的题目关键在于理解波的周期性，即时间的周期性或空间的周期性，得到波长的通项，再求解处波长的特殊值．‎ ‎6.如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束b是蓝光，则光束a可能是 A. 红光 B. 黄光 C. 绿光 D. 紫光 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据题意作出完整光路图，如图所示，a光进入玻璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射定律可知玻璃砖对a光的折射率较大，因此a光的频率应高于b光，故选D．‎ ‎【名师点睛】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知，光线在进入棱镜前后偏折角度越大，棱镜对该光的折射率越大，该光的频率越大．‎ ‎7.用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后 A. 干涉条纹消失 B. 彩色条纹中的红色条纹消失 C. 中央条纹变成暗条纹 D. 中央条纹变成红色 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 当用白光做干涉实验时，频率相同的色光，相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白色的亮条纹；当在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只有红光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干涉，在光屏上形成红色干涉条纹，光屏中央为加强点，所以中央条纹变成红色亮条纹，故选项D正确，ABC错误；‎ 点睛：本题考查了光的干涉现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干涉图像，同时要掌握哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点．‎ ‎8.下列属于光的衍射现象的是 A. 阳光照射到树叶上，地面上形成圆形亮斑 B. 光照射细金属丝，在其后形成的阴影中有亮线 C. 在阳光照射下，肥皂泡呈现彩色条纹 D. 光照射到凸透镜上，在其后形成圆形亮斑 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 阳光照射到树叶上，在地面上形成圆形亮斑，属于小孔成像现象，故A错误．光照到细金属丝后，在其后面屏上的阴影中间亮线，是光传播到了“阴影”区域，属于光的衍射现象，故B正确．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的．故C错误；太阳光经凸透镜后形成的亮斑，是由于光发生折射现象，故D错误．故选B.‎ ‎【点睛】绕过阻碍物继续传播的现象称为光的衍射；衍射条纹是明暗相同；阳光下茂密树荫中地面上的圆形亮斑属于光的直线传播，而经凸透镜后形成的亮斑是光的折射现象．‎ ‎9.木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示,当撤去外力后，下列说法中正确的是（ ）‎ A. a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒 B. a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒 C. a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒 D. 无论a是否离开墙壁，a和b组成的系统动量都不守恒 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当撤去外力F后，a尚未离开墙壁前，系统受到墙壁的作用力，系统所受的外力之和不为零，所以a和b组成的系统的动量不守恒，故A错误；‎ BCD．a离开墙壁后，系统所受的外力之和为0，故a和b组成的系统动量守恒，故C正确； BD错误。‎ 故选C。‎ ‎【点睛】解决本题的关键理解系统所受合外力为零时动量守恒，并能对实际的问题进行判断。‎ ‎10.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是=‎5kg·m/s， =‎7kg·m/s，甲追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为=‎10kg·m/s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是（ ）‎ A. m甲=m乙 B m乙=‎2m甲 C. m乙=‎4m甲 D. m乙=‎6m甲 ‎【答案】C ‎【解析】根据动量守恒定律得：p1+p2=p1′+p2′，解得：p1′=‎2kg•m/s．碰撞过程系统的总动能不增加，则有：代入数据解得：．碰撞后甲的速度不大于乙的速度，则有：，代入数据解得：．综上有，故BC正确，AD错误．故选BC．‎ 点睛：对于碰撞过程，往往根据三大规律，分析两个质量的范围：1、动量守恒；2、总动能不增加；3、碰撞后两物体同向运动时，后面物体的速度不大于前面物体的速度．‎ ‎11.一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度 g＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律；当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，两片炸弹都做平抛运动．根据平抛运动的基本公式即可解题．‎ 规定向右为正，设弹丸的质量为‎4m，则甲的质量为‎3m，乙的质量为m，炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律，则有,则，两块弹片都做平抛运动，高度一样，则运动时间相等，，水平方向做匀速运动，，则，结合图象可知，D的位移满足上述表达式，故D正确．‎ ‎12.如图所示，光滑水平面上停着一辆小车，小车的固定支架左端用不计质量的细线系一个小铁球．开始将小铁球提起到图示位置，然后无初速释放．在小铁球来回摆动的过程中，下列说法中正确的是( ) ‎ A. 小车和小球系统动量守恒 B. 小球向右摆动过程小车一直向左加速运动 C. 小球摆到右方最高点时刻，由于惯性，小车仍在向左运动 D. 小球摆到最低点时，小车的速度最大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】小车与小球组成的系统在水平方向动量守恒，在竖直方向动量不守恒，系统整体动量不守恒，故A错误；小球从图示位置下摆到最低点，小车受力向左加速运动，当小球到最低点时，小车速度最大．当小球从最低点向右边运动时，小车向左减速，当小球运动到与左边图示位置相对称的位置时，小车静止．故小球向右摆动过程小车先向左加速运动，后向左减速运动，小球摆到最低点时，小车的速度最大，故BC错误，D正确.‎ ‎13.质量为m1=‎1kg和m2（未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间极短，其x-t图像如图所示，则（　　）‎ A. 此碰撞一定为弹性碰撞 B. 被碰物体质量为‎2 kg C. 碰后两物体速度相同 D. 此过程有机械能损失 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】BC．由图象可知，碰撞前m2是静止的，m1的速度为：‎ 碰后m1的速度为：‎ m2的速度为：‎ ‎ ‎ 即碰后两物体速度大小相等，方向相反，速度不相同；‎ 两物体碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得：‎ m1v1=m1v1′+m2v2′‎ 解得：‎ m2=‎‎3kg 故BC错误；‎ AD．碰撞前总动能：‎ ‎ ‎ 碰撞后总动能：‎ 碰撞前后系统动能不变，故碰撞是弹性碰撞，故A正确， D错误；‎ 故选A。‎ ‎14.若采用下图中甲、乙两种实验装置来验证动量守恒定律（图中小球半径相同、质量均已知，且mA>mB，B、B´两点在同一水平线上），下列说法正确的是 A. 采用图甲所示的装置，必需测量OB、OM、OP和ON的距离 B. 采用图乙所示的装置，必需测量OB、B´N、B´P和B´M的距离 C. 采用图甲所示的装置，若mA•ON=mA•OP+ mB•OM，则表明此碰撞动量守恒 D. 采用图乙所示的装置，若，则表明此碰撞机械能也守恒 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A. 如果采用图甲所示装置，由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，不需要测量OB的长度，故A错误；‎ B.‎ ‎ 如果采用图乙所示装置时，利用水平距离相等，根据下落的高度可确定飞行时间，从而根据高度可以表示出对应的水平速度，从而确定动量是否守恒，故不需要测量OB的距离，故B错误；‎ C. 采用图甲所示装置，一个球时水平距离为OP，两球相碰时，A球距离为OM，B球为ON，则根据动量守恒定律有：,因下落时间相同,则两端同时乘以t后有，则表明此碰撞动量守恒，故C错误；‎ D. 小球碰后做平抛运动，速度越快，下落高度越小，单独一个球下落时，落点为P，两球相碰后，落点分别为M和N，根据动量守恒定律有，而速度，根据可得，则可解得：，代入动量守恒表达式,消去公共项后，有，机械能守恒定律可知：，联立动量表达式和机械能表达式可知：，故可以根据该式表明此碰撞机械能守恒，故D正确；‎ 故选D．‎ ‎【点睛】两装置均是利用平抛运动规律验证动量守恒，利用平抛运动规律得出速度的表达式，再根据机械能守恒定律分析机械能守恒的表达式，根据表达式分析应测量的数据，同时得出对应的表达式．‎ ‎15.如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f。设木块滑行距离为s时开始匀速前进，下列判断正确的是 （　　）‎ A. 子弹损失的动能等于fd B. 子弹损失的动能等于f(s+d）‎ C. 总机械能的损失等于fs D. 总机械能的损失等于fd ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．子弹位移为s+d，根据动能定理得 子弹损失的动能等于f(s+d)，故B正确，A错误；‎ CD．子弹在木块中滑行的距鹑为d，系统损失的机械能转化为系统的内能，总机械能损失为 Q=fd 故D正确，C错误。‎ 故选BD。‎ 二、实验题（每空3分）‎ ‎16.某同学用同一个注射器做了两次研究等温变化中气体与体积关系的实验，操作完全正确。根据实验数据却画出了两条不同的p-V双曲线，如图所示。造成这种情况的原因可能是（　　）‎ A. 两次实验中空气质量不同 B. 两次实验中温度不同 C. 两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取气体压强的数据不同 D. 两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取气体体积的数据不同 ‎【答案】AB ‎【解析】根据理想气体状态方程 可以知道 ‎ ‎ 若PV乘积一定，则 图是双曲线，且乘积不同，双曲线不同，所以题中可能是温度T不同，也可能是常数C不同，而常数C由质量决定，即也可能是气体质量不同。故AB正确，CD错误。‎ 故选AB ‎17.“用油膜法估测分子的大小”实验体现了构建分子模型的物理思想，应用了通过对宏观量的测量来间接测量微观量的方法。‎ ‎(1)某同学进行了下列操作：‎ A．取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液。测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 C．向浅盘中倒入约‎2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S E．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 正确合理的操作顺序是_____。‎ ‎(2)若该同学计算出滴在水面上油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，测得单分子油膜的面积为S，则油酸分子的直径D=_____。‎ ‎【答案】 (1). ACBED (2). ‎ ‎【解析】（1）[1]要先配置油酸酒精溶液，测量好1滴油酸酒精溶液的体积，接着算出1滴溶液中纯油酸的体积V，再用浅盘装入约‎2cm深的水，然后把滑石粉均匀地撒在水面上，然后再用注射器将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油滴散开、油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜形状描画在玻璃板上；最后将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，用数学方法估算出油膜的面积S，故正确顺序应为ACBED； ‎ ‎（2）[2] 酒精油酸溶液中油酸的体积为V，而酒精油酸溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积S，所以油酸分子直径为 ‎18.某同学用双缝干涉实验仪测量光的波长，如图所示．‎ ‎①实验中选用的双缝间距为d，双缝到像屏的距离为L，在像屏上得到的干涉图样如图所示，分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2‎ ‎，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=_____．‎ ‎②分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图所示，则其读数为_________mm；‎ ‎【答案】 (1). (2). 31.10‎ ‎【解析】‎ ‎(1)根据双缝干涉条纹的间距公式得， ；‎ ‎(2) 游标卡尺的主尺读数为‎31mm，游标尺上第2个刻度与主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.05×‎2mm=‎0.10mm，所以最终读数为‎31.10mm；‎ 三、计算题 ‎19.如图所示，一质量为m的子弹以水平速度v0飞向小球，小球的质量为M，悬挂小球的绳长为L，子弹击中小球并留在其中，求 ‎(1)子弹打小球过程中所产生的热量；‎ ‎(2)小球向右摆起的最大高度。‎ ‎【答案】(1)；(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）子弹射入小球中，子弹与小球组成的系统动量守恒，有 子弹打小球过程中所产生的热量等于总动能的减少量，所以子弹打小球过程中所产生的热量为 ‎（2）子弹射入小球在竖直面内做圆周运动，机械能守恒，由机械能守恒得 解得小球向右摆起的最大高度为 ‎20.如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点．现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动．已知圆弧轨道光滑，半径R=‎0.2m，A与B的质量相等，A与B整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2．取重力加速度g=‎10m/s2，求：‎ ‎（1）碰撞前瞬间A的速率v．‎ ‎（2）碰撞后瞬间A与B整体的速度．‎ ‎（3）A与B整体在桌面上滑动的距离L．‎ ‎【答案】（1）‎2m/s （2）‎1m/s （3）‎‎0.25m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对A从圆弧最高点到最低点的过程应用机械能守恒定律有：‎ 可得 ‎（2）A圆弧轨道底部和B相撞，满足动量守恒，有：，可得 ‎ ‎（3）对AB一起滑动过程，由动能定理得：，可得L=‎‎0.25m ‎21.如图所示，在水平光滑的桌面上有两个大小相同的小球A、B，质量分别是m1、m2，A球以的速度与静止的B球相碰．碰撞后A、B的速度分别是、．碰撞过程中A对B的作用力是F2，B对A的作用力是F1．‎ a．请根据牛顿运动定律和加速度的定义，推导小球A和小球B在碰撞过程中满足：‎ ‎．‎ b．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞；如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞．若=‎2kg、=‎1kg，某次碰撞满足=‎2m/s、=‎2m/s．通过计算碰撞前后的机械能说明该次碰撞属于弹性碰撞还是非弹性碰撞．‎ ‎【答案】a．根据牛顿第二定律，碰撞过程中两球的加速度分别是， ; 根据牛顿第三定律，F1＝－F2 .令A、B作用时间为Δt，根据加速度定义：， 联立可得： b． 有机械能损失，是非弹性碰撞．‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ a、根据牛顿第二定律、加速度的定义及牛顿第三定律结合推导出动量守恒定律表达式．‎ b、根据动量守恒定律求出碰撞后A的速度，再分析碰后和碰前机械能关系，从而确定碰撞类型．‎ ‎【详解】a．根据牛顿第二定律，碰撞过程中两球的加速度分别是 ， 根据牛顿第三定律，F1＝－F2 令A、B作用时间为Δt，根据加速度定义：‎ ‎， 联立可得：m1 v1= m1+m2 b．根据动量守恒定律有 m1 v1= m1+m2 解得： =‎1m/s 碰前机械能： =4J 碰后机械能： =3J 有机械能损失，是非弹性碰撞．‎