四川省广元中学2022-2023学年高二物理下学期5月期中试题（Word版附解析）

广元中学高2021级高二下学期期中考试

物理试卷

第I卷  选择题（共48分）

说明：共8小题，每小题6分。在每小题的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错得0分。

1. 以下说法正确的是（　　）

A. 白光经过杨氏双缝得到白黑相间条纹

B. 自然光透过一个偏振片后成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光

C. 根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度

D. 根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场

【答案】C

【解析】

【详解】A．白光是由多种不同波长的单色光组成，由条纹间距公式可知，经过杨氏双缝得到彩色相间条纹，A错误；

B．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后不能还原为自然光，B错误；

C．遥远天体和地球的距离发生变化时，遥远天体发出的电磁波由于相对距离发生变化而出现多普勒效应，所以能测出遥远天体相对地球的运动速度，C正确；

D．若在均匀变化的电场周围一定产生恒定的磁场，在均匀变化的磁场周围一定产生恒定的电场，D错误。

故选C

2. 如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（　　）

A. 振动周期为5s，振幅为8cm

B. 第2s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值

C. 从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动

D. 第3s末振子的势能最大

【答案】B

【解析】

【详解】A．由振动像可知，振动周期为4s，振幅为8cm ，A错误；

B．第2s末振子在负方向最大位移处，速度是零，由振子的加速度公式，可知加速度为正向的最大值，B正确；

C．从第1 s末到第2 s末振子的位移增加，由振子的加速度公式，可知振子在做加速度增大的减速运动，C错误；

D．第3 s末振子在平衡位置，速度最大，动能最大，位移是零，势能是0，D错误。

故选B。

3. 如图所示，导线OA长为l，在方向竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点O的竖直轴旋转，导线OA与竖直方向的夹角为θ．则OA导线中的感应电动势大小和O、A两点电势高低情况分别是(　　)

A. Bl2ω，O点电势高

B. Bl2ω，A点电势高

C. Bl2ωsin2θ，O点电势高

D. Bl2ωsin2θ，A点电势高

【答案】D

【解析】

【详解】OA导线中的感应电动势大小与长度为的半径垂直切割产生的感应电动势大小相等，有

根据右手定则判断可知A点电势高；

A．不符合题意，错误；

B．不符合题意，错误；

C．不符合题意，错误；

D．正确．

4. 现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图为一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦交流电的每半个周期中都截去了前面的四分之一。现在加在电灯上的电压是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内热量

交流电

直流电

由

得

故D正确，ABC错误。

故选D。

5. 一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图像如右图所示，则在A、B、C、D图中描述该波的图像不可能出现的是（　　）

A.    B.  

C.    D.  

【答案】B

【解析】

【详解】t=0时刻，a质点在波峰，b质点在平衡位置，且向下振动。若波由a传到b，则a、b间距

(n=0，1，2，3，⋯)

解得

(n=0，1，2，3，⋯)

当n=0

当n=1

当n=2

⋯

若波由b传到a，则a、b间距

(n=0，1，2，3，⋯)

解得

(n=0，1，2，3，⋯)

当n=0

当n=1

当n=2

⋯

可知ACD可能出现，不符合题意，B不可能出现，符合题意。

故选B。

6. 光的反射、折射及全反射是自然界中很常见的现象，在一次实验课上，某小组进行了实验：将一束单色细光束由空气（视为真空）沿着半径方向射入一块半圆柱形透明体，如图甲所示，对其从圆心O点射出后的折射光线的强度用相应传感器进行了记录，发现从O点射出的折射光线的强度随着夹角θ的变化而变化，变化情况如图乙的图线所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 在角θ小于30时，在O点处既有反射光，又有折射光

B. 圆柱形透明体对该单色光的全反射临界角为60

C. 圆柱形透明体对该单色光的折射率为2

D. 圆柱形透明体对该单色光的折射率为

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．从图像中可以看出角θ小于30°时，没有折射光，A错误；

B．当θ＝30°时，即入射角为60°时，折射光线强度为零，故此时发生全反射，B正确；

CD．因为全反射临界角为60°，又

C错误，D正确。

故选BD。

7. 如图所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角，两导轨上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，质量为m金属杆ab，以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端。若运动过程中，金属杆保持与导轨垂直且接触良好，不计金属杆ab的电阻及空气阻力，则（　　）

A. 上滑过程通过电阻R的电荷量等于下滑过程通过电阻R的电荷量

B. 上滑过程金属杆克服安培力做功等于下滑过程克服安培力做功

C. 上滑过程通过电阻R产生的热量比下滑过程多

D. 上滑过程的时间比下滑过程长

【答案】AC

【解析】

【详解】A．根据法拉第电磁感应定律有

根据闭合电路的欧姆定律有

又因为

解得

上滑过程和下滑过程杆扫过的面积S相等，则通过电阻R的电荷量相等，A正确；

BC．根据

解得

设杆上滑的距离为x，上滑过程中克服安培力所做的功为

杆上滑至某点时的速度为v，设返回至该点的速度为v＇，下滑过程中克服安培力所做的功为

根据动能定理得

所以

所以

所以

上滑过程金属杆克服安培力做功大于下滑过程克服安培力做功，上滑过程中电阻R产生的热量大于下滑过程中产生的热量，B错误，C正确；

D．由于金属杆切割磁感线产生感应电流，杆的机械能不断减少，经过同一位置时下滑的速度小于上滑的速度，则上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，而上滑阶段的位移与下滑阶段的位移大小相等，所以上滑过程的时间比下滑过程短，D错误。

故选AC。

8. 2023年4月19日，广元市与中国中煤能源集团西南分公司签约中煤广元煤电一体化项目，投资300亿元。其中强力推进风电项目实施，争取实现风电集约化、规模化开发，增加区域电网电力供应能力，变资源优势为经济优势，促进革命老区经济发展。风力发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1:n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B。t=0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U，忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　）

A. 发电机输出的电压为πNBSz

B. 发电机输出交变电流的频率为2πnz

C. 变压器原、副线圈匝数比为πNBSnz:U

D. 发电机产生的瞬时电动势e=2πNBSnzsin（2πnz）t

【答案】CD

【解析】

【详解】B．风轮机叶片转速为每秒z转，则有发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为

B错误；

A．线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为

输出电压的有效值为

A错误；

C．变压器原、副线圈的匝数比为

C正确；

D．发电机产生的瞬时电动势为

D正确。

故选CD。

第II卷  非选择题（共62分）

9. 在《用双缝干涉测量光波长》的实验中，装置如图所示：

（1）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，手轮上螺旋测微器的读数如图所示，此读数为________mm；

（2）若实验测得第1条亮纹与第6条亮纹中心间的距离为11.550mm，已知双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离为700.0mm，由此计算出所测的波长为_________m。（保留两位有效数字）

【答案】    ①. 0.700    ②.

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为

0.01×0.200mm=0.200mm

则有读数为

0.5mm+0.200mm=0.700mm

（2）[2]若实验测得第1条亮纹与第6条亮纹中心间的距离为11.550mm，则有

由两相邻亮条纹间距公式可得，光的波长为

10. 某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。

（1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。

（2）再按图连接好电路进行测量。

①闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到_______端（选填“a”或“b”）。

  将温控室的温度设置为T，电阻箱调为某一阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和。断开开关S。

  再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节和，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关S。

②实验中记录的阻值_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值_____。

【答案】    ① 短接    ②. 减小    ③. b    ④. 大于    ⑤.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1][2]选择倍率适当的欧姆挡，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。

（2）①[3]闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端；

②[4][5]因两次电压表和电流表的示数相同，因为

即

可知R01大于R02。

11. 一列简谐横波在t1＝0时刻的波形图如图所示，已知该波沿x轴正方向传播，在t2＝0.7s末时，质点P刚好第二次出现波峰，求：

（1）波速v；

（2）x＝6m处的Q点第一次出现波谷的时刻t3．

（3）若振幅为0.1m，求t1＝0时刻开始P点的振动图像方程

【答案】(1)5m/s；(2)0.8s；(3)

【解析】

【分析】

【详解】(1)由于质点P在0时刻向下振动，在t2＝0.7s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，t1＝0时刻开始P点的振动图像方程为

12. 如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距L=0.2m，左端接有阻值R=0.3Ω的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1.0T。一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F=0.6N作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移x=9m时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速率v。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲的光滑轨道上升到最大高度h处。已知金属棒与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.1，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取g=10m/s2。求：

（1）金属棒运动的最大速率v和上升的最大高度h；

（2）金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；

（3）金属棒在磁场区域向右运动过程中，通过电阻R的电荷量和电阻R上产生的焦耳热。

【答案】（1）4m/s，0.8m；（2）1m/s2；（3）4.5C，1.5J

【解析】

【详解】（1） 金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为I，根据平衡条件得

F＝BIL＋μmg   ①

②

由①②得

v＝4 m/s  ③

金属棒从出磁场到上升到弯曲轨道最高点，根据机械能守恒定律得：

④

由③④得

h＝0.8 m  ⑤

（2） 金属棒速度为时，设回路中的电流为，根据牛顿第二定律得

   ⑥

    ⑦

联立②⑤⑥⑦得

a＝1 m/s2 ⑧

（3） 设金属棒在磁场区域运动过程中，通过电阻R的电荷量为q，则

  ⑨

代入数据由解得

q＝4.5C  ⑩

设金属棒在磁场区域运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q，根据功能关系

⑪

则电阻R上的焦耳热

  ⑫

代入数据联立⑪⑫解得

  ⑬

13. 介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源和，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为。当过平衡位置向上运动时，也过平衡位置向上运动。若波速为，则由和发出的简谐横波的波长均为______m。P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与、平衡位置的距离均为，则两波在P点引起的振动总是相互______（填“加强”或“削弱”）的；当恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P处的质点______（填“向上”或“向下”）运动。

【答案】    ①. 4    ②. 加强    ③. 向下

【解析】

【详解】[1]因周期T=0.8s，波速为v=5m/s，则波长为

[2]因两波源到P点的距离之差为零，且两振源振动方向相同，则P点的振动是加强的；

[3]因S1P=10m=2.5λ，则当S1恰好的平衡位置向上运动时，平衡位置在P点的质点向下振动。

14. 如图所示，一个半径为R的半球形玻璃砖，O为球心，AB为直径，玻璃的折射率为。

（1）一束平行光从下表面垂直底面向上射入玻璃砖，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束的最大横截面积为多少？

（2）一束细光线从AB上O′点垂直底面向上射入半球形玻璃砖，OO'=，求此光线在玻璃砖中传播的最短时间。（真空中光速为c）

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）在O点左侧取一点E，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于临界角C，如图所示，则有

则半径为r＝OE的圆形区域内的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，由几何关系得

解得

则入射光束的最大面积为

（2） 设光线从O′点射入后，在上表面的入射角为α，光路如下图所示，已知OO'=，由几何关系得

α=60° >C

所以光线在玻璃砖内会发生全反射，由几何关系可得玻璃砖中传播的路程为

光在玻璃砖内传播速度为   

则有                     

联立解得