物理解析江苏省南京市南师附中高二物理期中考解析.docx
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物理解析江苏省南京市南师附中高二物理期中考解析
南京师大附中2019~2020学年度第2学期高二年级期中考试物理试卷
（考试时间长度：
90分钟卷面总分：
100分）
一、单项选择题：
本题共10小题；每小题2分，共计20分．每小题给出的四个选项中，只．有．一．个．选项符合题意．
1、【南京新东方】关于物理学史，下列说法中不正确的是（）
A．最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特B．电磁感应现象是特斯拉发现的
C．建立完整电磁场理论的科学家是麦克斯韦D．最早证明有电磁波存在的科学家是赫兹
【答案】Ｂ
【解析】1820年4月，丹麦科学家奥斯特首先发现了电流的磁效应，揭开了研究电磁关系的序幕，故A正确；1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，B错误；19世纪中叶，英国科学家麦克斯韦建立了经典电磁场理论，故C正确；1866年，德国科学家赫兹证明了电磁波的存在，故D正确．
2、【南京新东方】下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（）
A.电磁波中频率最大为γ射线，最容易用它来观察衍射现象
B.红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
C.红外线容易穿过云雾烟尘是利用它的波长较小，容易发生明显干涉的特性D．一切物体都在不停地向外辐射红外线
【答案】D
【解析】电磁波中频率最大为γ射线，最不容易观察到明显的衍射现象，故A错误；Ｘ射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体，红外线具有明显的热效应，常用于加热物体，故B错误；红外线波长长，易衍射，容易穿透云雾烟尘，故C错误；一切物体都在不停地向外辐射红外线，D正确．
3、【南京新东方】一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104J，气体对外界
做功1.0×104J，则该理想气体的（
）
A．温度升高，密度增大
B．温度升高，密度减小
C．温度降低，密度增大
【答案】Ｂ
D．温度降低，密度减小
【解析】理想气体内能只与温度相关，由热力学第一定律∆𝑈=𝑄+𝑊，∆U＝1.5×104J，即气体内能增加，故温度升高；因气体对外做功，体积增大，密度减小，故A、C、D错误，B正确．
4、【南京新东方】下列有关能量转化的说法中正确的是（）
A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不产生其他影响B．只要对内燃机不断改进，就可以将其效率提升到100%
C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行D．外界对物体做功，物体的内能必然增加
【答案】A
【解析】根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不产生其他变化，第二类永动机是不可能实现的，故A正确，B错误；涉及热现象的宏观过程都具有方向性的，如热传递中热量只能自发从高温传给低温物体，将热量从低温传给传给高温物体必须依靠外界帮助，并不能自发进行，故C错误；由热力学第一定律∆𝑈=𝑊+𝑄可知，Q未知则无法确定∆U符号，故D错误．
5、【南京新东方】图中甲通过P点电流（向右为正）的变化规律如图乙所示，则（）
A．0~0.5s间，电容器C正在充电B．0.5~1s间，电容器C上极板带正电C．1~1.5s内，Q点的电势比P点的电势高
D．1~1.5s内，磁场能转化为电场能
【答案】C
【解析】由图乙知，0~0.5s内，电流逐渐增大，电容器正在放电，A选项错误；0.5~1s内，电路电流在减小，电容器C正在充电，电容器上极板带负电，故B错误；1~1.5s内，电流沿逆时针方向流动，Q点的电势比P点的电势高，故C正确；1~1.5s内，电路电流增大，电路处于放电过
程，磁场增加，磁感应强度变大，电场能转化为磁场能，故D错误．
6、【南京新东方】下列关于波的说法正确的是（）A．当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显B．只要是两列波叠加，就能产生稳定的干涉图样
C．当波源与观测者相互接近时，观察到的频率变小，音调变低D．无论哪种类型的波，在一定条件下都能产生干涉或衍射现象
【答案】D
【解析】当波长比孔的宽度大得越多或相差不大时，波的衍射越明显，故A错误；只有叠加的两列波频率相同时，才能产生稳定的干涉，故B错误；当波源与观测者相互接近，观察到的频率变小，音调变高，故C错误；干涉与衍射都是波特有的现象，一切种类的波都能产生干涉和衍射现象，故D正确．
7、【南京新东方】关于同种液体在相同温度下的未饱和汽、饱和汽的性质，下列说法正确的是（）
A．两种汽的压强一样大，饱和汽的密度较大B．饱和汽的压强较大，分子的平均动能也较大C．两种汽的压强一样大，分子平均动能也一样大
D．两种汽的分子平均动能一样大，饱和汽的密度较大
【答案】D
【解析】液体处于动态平衡时的蒸汽叫饱和汽，没有达到饱和状态的蒸汽叫未饱和汽．可见，两种汽在同一温度下密度是不同的，未饱和汽的分子数密度较小，饱和汽的分子数密度较大；由于温度是平均动能的标志，故两种汽的分子平均动能相同，而密度不同，故两种汽的压强也不同，故A、B、C错误，D正确．
8、【南京新东方】如图所示，红色细光束a射到折射率为√2的透明球表面，入射角为45°，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为（）
A.30°
B.45°
C.60°
D.75°
【答案】A
【解析】根据光的折射定律和反射定律，光束a的光路图如图，
则由𝑠𝑖𝑛45°=√2，可得𝑟=30°，𝑟−𝛼=𝑖−𝑟可得α=30°故A项
𝑠𝑖𝑛𝑟2
正确。
9、【南京新东方】一个摆钟在地球上时，摆的振动周期为T1，在某一密度与地球密度相同、半径是地球半径2倍的星球上时，摆的振动周期为T2。
由此可以确定T1：
T2为（）
A.1：
2
B.1：
√2
C.√2：
1
D.2：
1
4
【答案】C
𝐺𝑀𝑚
𝐺𝑀
𝐺𝜌𝜋𝑅34
𝑔1
𝑅12
【解析】由
𝑅2
=𝑚𝑔,可得𝑔=
𝑅2
=3=
𝑅2
𝐺𝜌𝜋𝑅，因此
3𝑔2
=
𝑅2
=，由单摆周期公式
1
𝑇=2𝜋√𝐿，因此𝑇1=𝑅1=√2，因此选C
𝑔𝑇2
√
𝑅21
10、【南京新东方】如图所示为一列简谐横波t时刻的图象，已知波的周期为0.4s，以下结论正确的是（）
A.经过0.5s，质点a、b、c通过的路程均为75cm
B.若从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿
x轴正方向传播
C.图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3
D.振源的振动频率为0.4Hz
【答案】C
【解析】由𝑡=0.5𝑠=11
4
𝑇，质点在一个周期内通过的路程是4A，则知质点c通过的路程
为5A=5×15cm=75cm．若此刻质点a、b的振动方向向下，a的速度增大，通过的路程大于75cm．b的速度减小，通过的路程小于75cm，反之，a、b的振动方向向上，a的速度减小，通过的路程小于75cm．b的速度增大，通过的路程大于75cm，故A错误。
从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，说明此刻a、b向下运动，由波形平移法可知，波沿x轴负方向传播，故B错误。
由图知a、b、c的位移大小分别为10cm、5cm和15cm，三个质点都做简谐运动，由𝐹=
−𝑘𝑥，𝑘相同，则得回复力大小之比等于位移大小之比，为：
2：
1：
3．故C正确。
振源的振动频率为𝑓=1=2.5𝐻𝑧，故D错。
𝑇
二、多项选择题：
本题共8小题，每小题3分，共计24分。
每小题有多个选项符合题意。
全
部选对得3分，选对但不全得1分，错选或不答的得0分。
11、【南京新东方】对于热量、功、内能三个量，下列说法中正确的是（）。
A．热量、功、内能三个量的物理意义是等同的B．热量和功二者可作为物体内能的量度
C.热量、功和内能的国际单位都相同
D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的
【答案】CD
【解析】热量和功是过程量，由过程决定，而内能是状态量，由物体的状态决定，故A项错误，D项正确；
热量和功是物体内能改变的量度，而不是内能的量度，故B项错误；热量、功和内能的国际单位都是焦耳，故C项正确；
综上所述，本题正确答案为CD。
12、【南京新东方】下列说法中正确的是（）
A.除了从太阳、电灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是不同程度的偏振光
B.机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大
C.两列波相叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
D.眼镜片上一般都有一层增透膜，是利用光的干涉现象，以达到减少反射光，增加透光度的作用
【答案】AD
【解析】从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光，所以A选项
是正确的；
机械波在给定的介质中传播时振动的频率越高，但传播的速度不变，则波传播一个波长的距离所用的时间也不变，故B错误；
两列波相叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点是指两列波振动步调一致，并不是位移总是最大，有时处于波峰有时处于平衡位置有时处于波谷，故C错误；
增透膜利用光的干涉效果，使反射光的膜两侧的反射光发生干涉，消除了反射光，以达到减少反射光的效果，从而达到增加透光度的作用，故D正确；
综上所述，本题正确答案为AD。
13、【南京新东方】下列关于对相对论的理解正确的是（）
A.根据狭义相对论可知，竖直向上高速运动的球在水平方向上收缩了
B.根据狭义相对论可知，时间进程和空间距离与物体的运动状态有关
C.通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，因此在分析地球上物体的运动时，不必考虑物体质量的变化
D.根据狭义相对论可知，物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的
【答案】BCD
【解析】A.根据狭义相对论可知，竖直向上高速运动的球在竖直方向上变短了，水平方向长度不变，故A错误；
B.根据狭义相对论可知，时间进程和空间距离与物体的运动状态有关，故B正确；C.通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，因此在分析地球上物体的运动时，不必考虑物体质量的变化，故C正确；
D.根据狭义相对论可知，物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的，故D正确。
14、【南京新东方】如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆A振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆B、C振动，则下列说法正确的是（）
A.只有A、C摆振动周期相等
B.A摆的振幅比B摆小
C.C摆的振幅比B摆大
D.A、B、C三摆的振动周期相等
【答案】CD
【解析】当单摆A振动起来后，单摆B、C做受迫振动，做受迫振动的物体的固有周期（或频率）等于驱动力的周期（或频率），选项A错误而D正确；当物体的固有频率等于驱动力的频率时，发生共振现象，选项C正确而B错误
15、【南京新东方】用波长为𝜆的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的于涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮纹的位置，c为中央亮条纹，则
（）
A.
光从M、N到达c的路程差为零
B.光从M、N到达b的路程差为𝜆∕2
C.光从M、N到达a的路程差为𝜆
D.光从M、N到达e的路程差为2𝜆
【答案】AD
【解析】振动一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足某双缝到屏上某点的路程差△X=nλ（n=0，1，2，3，…），故A、D正确.
16、【南京新东方】当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法中正确的是（）
A.振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等
B.振子从最低点向平衡位置运动的过程中，速度越来越大
C.振子在平衡位置时，弹簧处于原长状态
D.振子在平衡位置时，合外力为零
【答案】BD
【解析】A、振子在平衡位置两侧往复运动，速度相同的位置出现在关于平衡位置对称的两点，这时弹簧长度明显不等，A错误；B、振子由最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧对振子施加的力与振子重力的合力方向指向平衡位置，振子运动越来越快，在平衡位置速度最大，B正确；CD、振子在平衡位置时，弹簧弹力等于振子所受重力，故C错误，D正确。
17、【南京新东方】如图所示，S1、S2是两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示.则下列说法中正确的是（）
A.两列波在相遇区域内发生叠加
B.两列波在相遇区域不会发生干涉现象
C.A处振动始终减弱，B、C处振动始终加强
D.S1波的波速大于S2波的波速
【答案】AB
【解析】两列波发生干涉的条件是频率相同，相位差恒定.从图上可知λ1=2λ2，则
2f1=f2，这两列波不是相干波，故不能产生干涉现象.两列机械波在相遇区域发生叠加，这是波的基本现象之一.其结果是：
任何一个质点的总位移都等于这两列波分别引起的位移的矢量
λ
和.所以AB对.由于频率不同，叠加情况会发生变化.如C处此时两波峰相遇，但经过2，S2
在C处恰好变为波谷，S2则不是，故C处不能始终加强，C错.波速等于波长乘以频率，故D
错
18、【南京新东方】一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，t=0时刻的波形如图所示.此时平衡位置位于𝑥=3𝑚处的质点正在向上运动，若a、b两质
点平衡位置的坐标分别为𝑥𝑎=2.5𝑚、𝑥𝑏=5.5𝑚，则（）
A.当a质点处在波峰时，b质点恰在波谷
B.𝑡=𝑇时，a质点正在向y轴正方向运动
4
C.𝑡=3𝑇时，b质点正在向y轴负方向运动
4
D.在某一时刻，a、b两质点的位移和速度可能相同
【答案】BC
【解析】A、由图象得波长入=4m，xb-xa=3m入，则a质点处在波峰时，b质点在平衡位置.故A错误；B、简谐横波沿x轴负方向传播，t=0时，a质点正在向y轴正方向运动，
t=T时，a质点正在向y轴正方向运动，加速度指向y轴的负方向，故B正确；C、t=0时
4
刻，b点振动方向向y轴负方向，当t=3T时，b质点正在向y轴负方向运动.故C正确；D、
4
由于1λ<λ，位移相同时，速度大小相等，方向相反，两者不可能同时相同.故D错
2ba
误.
三、简答题：
本题共二小题，共16分.
19、【南京新东方】
（1）如图所示,在“用双缝干涉测光的波长“实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏.对于某种单色光,为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取增大和之间的距离（填写装置对应的序）或双缝间的距离（填“增大”或“减小”）的方法。
（2）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙两位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖的位置关系分别如图①和②所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖。
他们的其他操作均正确,且均以aa′、bb′为界面画光路图.
则甲同学测得的折射率与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
乙同学测得的折射率与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“不变”）.
【答案】
（1）滤光片单缝双缝④⑥减小
（2）偏小不变
【解析】首先需要获取单色光。
所以在光源后面需要有滤光片，然后要获取线光源，后面
需要有单缝，要进行双缝干涉实验，所以在单缝后面是双缝。
根据∆x=
邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取增大双缝到光屏的距离。
lλ可知，为增加相
d
（2）测定折射率时，玻璃中折射角测量值大于实际值，则由n=sini知，则折射率与真
sinr
实值相比偏小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃形状无关。
20、【南京新东方】某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中，已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间内为t，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为L，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图）.
（1）
该单摆在摆动过程中的周期为；
（2）用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式
g=；
（3）从图可知，摆球的直径为mm；
（4）实验结束后，某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大，其原因可能是下述原因中的
A.单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
B.把n次摆动的时间误记为（n+1）次摆动的时间
C.以摆线长作为摆长来计算
D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
π2（n-1）2（L+d）
【答案】
（1）
2t
（2）
n-1
2（3）5.980（4）BD
t2
n-1
【解析】
（1）单摆在摆动过程中的从第一次到第n次，经历的周期数是
2
个，周期
T=n-1=
2
2t。
n-1
2π2（n-1）2（L+d）
（2）根据T=2π
，l=L+d，T=
2
2t
n-1
π
，得：
g=T2=t2
（3）螺旋测微计的主尺读数为5.5mm，可动刻度读数为0.01⨯48.0mm=0.480mm，最终读数为5.980mm。
π2（n-1）2（L+d）
（4）根据g=2，单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长
t2
了，摆长的测量值偏小，则重力加速度的测量值偏小，故A错误；把n次摆动的时间误记为
（n+1）次摆动的时间，则周期的测量值偏小，重力加速度的测量值偏大，故B正确；以摆线长作为摆长计算，摆长的测量值偏小，重力加速度的测量值偏小，故C错误；以摆线长与摆球的直径之和作为摆长计算，摆长的测量值偏大，则重力加速度的测量值偏大，故D正确。
四、计算题：
本题共5小题，共计40分，解答时请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.
21、【南京新东方】（6分）如图所示，质量为m的木块位于动摩擦因数为μ的水平面上，木
块与墙间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A位置.现将木块以大小为v1的水平速度向左运动，经过时间t1木块第一次到达最左端，再经过时间t2第一次回到A时的速度大小为v2，弹簧始终在弹性限度内，取水平向左为正方向，重力加速度为g，求：
（1）
木块在时间t1过程中动量的变化量；
（2）木块在整个过程中所受弹簧弹力的冲量.
【解析】
（1）△p=p末－p初=0－mv1=－mv1
（2）根据动量定理：
I=△pF合·t=p末－p初
I弹－μmgt1+μmgt2=－mv2－mv1
解得I弹=μmg（t1－t2）－m（v2+v1）
22、【南京新东方】（6分）如图所示为一直角三棱镜的截面，∠B=90°，∠A=60°，现有一束单色光垂直照射到AC面上，从O点进入，经AB反射，在BC面上折射光线与入射光线的偏向角为30°，
（1）求棱镜对光的折射率；
（2）试证明光在AB面上会发生全反射
【解析】
（1）光经AB面反射，在BC面上的折射与反射光路如图所示，
由几何关系可知，光在BC面上的入射角i=30°
由于在BC面上折射光线与入射光线的偏向角为30°，因此光在BC面上的折射角为r=60°
由折射定律得：
𝑛=𝑠𝑖𝑛𝑟=𝑠𝑖𝑛60°=√3
𝑠𝑖𝑛𝑖𝑠𝑖𝑛30°
（2）由几何关系可知，光在AB面的入射角为60°，
光从棱镜进入空气发生全反射的临界角为𝑠𝑖𝑛𝐶=1=√3<√3=𝑠𝑖𝑛60°
𝑛32
即C＜60°，因此光线在AB面上会发生全反射
23、【南京新东方】（8分）一定质量的理想气体经历如图所示的AB、BC、CA三个变化过程，若B→C过程中气体做功数值约是C→A过程中气体做功数值的1.6倍，气体在状态B时压强为4.5×105Pa，求：
（1）气体在状态A和C的压强.
（2）在一个循环中气体与外界交换的热量.
【解析】
（1）由A到B气体发生等容变化，体积不变，由查理定律可得：
𝑃𝐴=𝑃
其中pB=4.5×105Pa，TA=200K，TB=600K，代入解得：
pA=1.5×105Pa
从B到C气体发生等温变化，温度不变，由玻意耳定律可得：
𝑝𝐵𝑉𝐵=𝑝𝐶𝑉𝐶
其中pB=4.5×105Pa，VB=1×10-3m3，VC=3×10-3m3，代入解得：
pC=1.5×105Pa
（2）一个循环中外界对气体做功W=WAB+WBC+WCA，
由A到B气体发生等容变化，体积不变，外界对气体做功WAB=0，由C到A过程中WCA=pC△V=1.5×105×（3×10-3－1×10-3）J=300J
由题意可知，WBC数值约是WCA的1.6倍，但由B到C过程体积变大，外界对气体做负功，所以
WBC=－1.6WCA=－480J
而在A→B→C→A的循环中，气体最终回到初始状态，气体的内能不变，即△U=0根据热力学第一定律：
△U=W+Q
解得Q=△U－W=0－（300－480）=180J，即在一个循环中气体吸收180J的热量
24.【南京新东方】如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在t=0（实线）和t=0.5s（虚线）时刻的波形图。
（1）若波动的周期T≤0.5s≤2T，则在1s内波形传播的距离为多少？
（2）若t=0时刻，x=2.5m处质点正沿y轴负方向振动，求自t=0时刻起该质点第一次回到t=0时刻的位置所经过的最长时间。
【解析】
（1）根据波形平移法可知，若波向右传播，且T<Δt<2T，0.5s波传播的距离是
𝑥1=5𝑚，因此在1s内波传播的距离为10m；若波向左传播，0.5s波传播的距离是𝑥2=7𝑚，在1s内传播的距离为14m
（2）质点正沿y轴负方向振动，根据波动于振动的
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