2024届高二第二学期第二次月考物理试卷
本试卷共100分。考试时长100分钟。考生务必将答案填涂到答题卡，在试卷上作答无效。
一、单选题（本部分共10题，每题3分，共30分。）在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1.如图所示的现象中，解释成因正确的是（ ）
A.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B.图乙所示水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的折射引起的
C.由于多普勒效应，图丙所示匀速驶过身边的急救车音调会越来越低
D.图丁所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
2.关于下列四幅图像，说法正确的是（ ）
A.甲是光的干涉图样，乙是光的衍射图样，丙为薄膜干涉图样，丁为小挡板衍射图样
B.双缝干涉实验中，波长越长亮条纹越窄
C.同一个单缝做衍射实验，紫光的中央亮条纹比红光的宽
D.从图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出为凸处、为凹处
3.关于激光的应用问题，下列说法中正确的是（ ）
A.医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤是应用激光平行度好的特点
B.计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息是应用了激光亮度高的特点
C.光纤通信是应用激光相干性的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的
D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光相干性好的特点
4.如图所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点间做简谐运动，、之间的距离为。时刻，振子从、间的点以速度向点运动；时刻，振子的速度第一次变为，时刻振子的速度第二次变为。下列说法正确的是（ ）
A.弹簧振子的振动周期为
B.内弹簧振子的路程为
C.时刻与时刻弹簧振子的加速度相同
D.弹簧振子的振动方程为
5.近些年，科学家们逐步对极地进行开发和探索，由于极地大面积被冰雪覆盖，开发和探索的进度受到影响，人们为了加快进度发明了共振破冰船，如图所示。破冰船利用专用传感器感应冰面的振动反馈，自动调节锤头振动频率。当冰层与锤头发生共振时，可以大幅提高破冰效率。结合所学知识，下列说法正确的是（ ）
A.锤头振动频率越高，冰层的振动幅度越大，破冰效果越好
B.破冰效果最好时，锤头的振动频率等于冰层的固有频率
C.破冰船停止工作后，冰层余振的振幅越来越小，频率也越来越小
D.对于不同冰层，破冰效果最好时，锤头的振动频率相同
6.用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面和，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将（ ）
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.无法确定
7.如图甲所示，每年夏季我国多地会出现日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，发生折射或反射形成的。一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上发生折射，其光路图如图乙所示，、为其折射出的光线中两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A.在冰晶中，光的折射率较大
B.在冰晶中，光的传播速度较大
C.、光在真空中传播时，光的波长较长
D.从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大
8.如图所示是某款手机防突屏的原理图，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射。下列说法正确的是（ ）
A.屏障的高度越大，可视角度越大
B.防窥屏实现防窥效果主要是因为防窥屏使光的波长发生了变化
C.防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射
D.透明介质的折射率越大，可视角度越大
9.某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝、屏上的点位于双缝和的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为与，当介质为矿泉水时，屏上点处是上方的第4条亮条纹（不包括点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为，真空中的光速为，则（ ）
A.大于
B.该矿泉水的折射率为
C.当介质为矿泉水时，来自和的光传播到点处的时间差为
D.仅将水平向左移动的过程中，点不能观察到亮条纹
10.如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，一根劲度系数为的轻弹簧上端固定于斜面顶端挡板上，另一端与质量为的小球连接，静止于点，现把小球从弹簧原长处点静止译放，小球做简谐运动，弹簧的弹性势能为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A.振幅为 B.小球的最大加速度为
C.小球的最大速度为 D.弹簧的最大弹性势能为
二、多选题（本题共6小题，每小题4分，共24分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
11.下列关于分子动理论说法正确的是（ ）
A.用手和活塞在注射器中封堵住一定质量的理想气体，用力向外拉动活塞会明显感觉到反向阻力，这一现象反映气体分子间存在引力
B.两分子从相距无穷远逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子力先变大后变小，再变大
C.温度高的物体与温度低的物体相比，每个分子的动能都更大
D.人在夏天吃冰棍时，冰在嘴里由0℃的冰融化成0℃水时，内能变大
12.两分子间的作用力与分子间距离的关系如图所示，图线最低点对应的横坐标为。若规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，当两分子间距离从无穷远逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.从到，分子间引力和斥力都减小
B.从到，分子间引力、斥力与合力都增大
C.时，分子势能小于零
D.从到，分子势能一直减小
13.把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮在液体中的小炭粒在不同时刻的位置，每隔一定时间把炭粒的位置记录下来，最后按时间先后顺序把这些点进行连线，得到如图所示的图象，对于这一现象，下列说法正确的是（ ）
A.炭粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的
B.越小的炭粒，受到撞击作用的不平衡性表现得越明显
C.观察炭粒运动时，可能有水分子扩散到载物片的玻璃中
D.将水的温度降至零摄氏度，炭粒会停止运动
14.近日根据国际报道，光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达，这相当于每秒可以传输约236个硬盘的数据。目前正常的网速想要传输1TB硬盘的数据，需要花费四到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得到大幅提升。光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一束激光由光导纤维左端的点以的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A.光纤内芯的折射率比外套的小 B.光从左端空中进入光纤内芯后，其频率不变
C.频率越大的光在光纤中传播的速度越小 D.内芯对这种激光的折射率
15.某一沿轴负方向传播的简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时刻质点到平衡位置距离为，质点恰运动到波峰处，若质点从此时刻开始计时的振动方程为（的单位为，的单位为），则（ ）
A.该波的传播速度为
B.该波的传播速度为
C.从时刻开始，质点在内通过的路程为
D.从时刻开始，质点在内通过的路程为
16.如图甲所示，在同一均匀介质中波源、相距，在时，同时向外发出两列相干波，波源处的质点的振动图像均如图乙所示。在以、连线为直径、为圆心的圆周上有、两点，且，点在、连线中垂线上，两列波在介质中传播速度大小均为。则下列判断正确的有（ ）
A.甲、乙两列波在介质中的波长为
B.在时，处质点处于波峰
C.点为振动加强点，振幅为
D.在整个圆周上（除、之外）一共有10个振动加强点
三、实验题（本题共2小题，共8空，每空2分，共计16分）
17.某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）用游标卡尺测量摆球的直径，读数为______；把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长。
（2）用秒表测量单摆的周期。当单摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为，单摆每经过最低点记一次数，当数到时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是______（结果保留三位有效数字）。
（3）测量出多组周期下、摆长的数值后，画出图线如图丙，此图线斜率的物理意义是（ ）
A. B. C. D.
（4）在（3）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小（ ）
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.都有可能
18.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：
（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；______；油酸分子是紧挨在一起的；
（2）实验中所用的油酸酒精溶液为溶液中有纯油酸，用量筒测得上述溶液为100滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，图中正方形方格的边长为，油膜所占方格数约为80个，可以估算出油膜的面积是______（结果保留两位有效数字），由此估算出油酸分子的直径是______（结果保留三位有效数字）。
（3）在一次实验中由于痱子粉撒得过多，得到了如图乙所示的油膜，如果按此油膜来计算分子直径，你认为测量结果相对真实值会______（填“偏大”“偏小”或“无系统误差”）。
四、计算题（本题共3小题，共30分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
19.钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为（单位为），阿伏伽德罗常数为。已知1克拉=0.2克，则：
（1）克拉钻石所含有的分子数是多少？
（2）每个钻石分子的质量是多少？
（3）写出每个钻石分子直径的表达式。（单位为）
20.如图，一列沿轴正方向传播的简谐横波，振幅为，波速为，在波的传播方向上两质点、的平衡位置相距（小于一个波长），当时刻时质点在波峰位置，质点在轴下方与轴相距的位置，则：
（1）画出质点、之间波形图
（2）求出该波的周期；
21.2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶兆富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气池，形成了两个同心的球。如图所示是通过球心的一条直线，有一束宽为的单色光沿着水球的水平轴纹射向水球左侧表面，光的中轴线与重合，内球面半径为，外球面平径为，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知，求：
（1）单色光在水中的折射率；
（2）有多宽范围内的光线不能进入水球中的气泡。
2024届高二第二学期第二次月考物理答案
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A A C B B C D D C D
11 12 13 14 15 16
BD CD BC BCD AC ABC
三、实验题
17.（1）2.06 （2）2.28 （3）C （4）C
18.（1）油酸分子形成单层分子膜 （2）0.032 （3）偏大
四、计算题
19.（1）克拉钻石物质的量（摩尔数）为
所含分子数
（2）根据阿伏伽德罗常数的意义可知，每个钻石分子的质量
（3）钻石的摩尔体积
每个钻石分子的体积
设钻石分子的直径为，则
联立解得
20.（1）见解析；（2）或者（3）点在波谷或者点在波峰
【详解】（1）质点、之间波形图；
情况一
情况二
（2）由
知
①对应情况一：
、之间有相差
由
则、之间距离
故周期为
对应情况二：
、之间有相差
则、之间距离
故周期为
21.（1）；（2）
【详解】（1）由题知，上边界光线进入水球后的光路如图设入射角为，折射角为，由图中几何关系可知 单色光在水中的折射率为
（2）当光线由水进入中间的空气达到全反射的临界角时，再往上射入的光线就要发生全反射，不能进入气泡中，恰好在气泡位置发生全反射的光路如图
设发生全反射时的入射角为，折射角为，则
在气泡位置恰好发生全反射时，有
由几何关系知
可解得
故不能进入水球中的气泡的光线宽度为
