江西省赣州市十八县（市）24校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份江西省赣州市十八县（市）24校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（Word版附解析），共10页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容，明代方以智在《物理小识》中记载等内容，欢迎下载使用。

本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册第二、三、四章，选择性必修第二册第一章前2节。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．医学上用“彩超”进行身体检查时，向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血液反射后又被仪器接收，根据接收到的反射波的频率变化，就能知道血流的速度。该技术重点应用了（ ）
A．共振 B．多普勒效应 C．干涉 D．衍射
2．中国第39次南极科学考察队在南极工作时观看到美丽的极光。极光是来自太阳的高能带电粒子与大气分子剧烈碰撞或摩擦而激发大气分子发出的各种颜色的光。如图所示，假设南极观测点附近的磁场方向竖直向上，一带正电的粒子从左向右运动，则粒子此时受到的洛伦兹力的方向（ ）
A．向左 B．向右 C．向里 D．向外
3．“舞龙贺新春”巡游活动中，“龙”上下摆动形成的波可看作沿x轴正方向传播的简谐波，某时刻的波形图如图所示，A、B、C、D为波形上的四点，下列说法正确的是（ ）
A．此刻B、C振动的方向相同 B．B，C平衡位置间的距离为波长的一半
C．A、B能同时回到平衡位置 D．B的振动比D滞后半个周期
4．光刻机是生产芯片的核心设备，浸没式光刻技术是在镜头与光刻胶之间填充液体介质，利用光在液体介质中的波长会改变这一特性来提高分辨率。如图所示，若镜头与光刻胶之间填充的液体介质的折射率为，则下列说法正确的是（ ）
A．光在液体介质中的传播速度变为在真空（空气）中的倍
B．光在液体介质中的频率变为在真空（空气）中的
C．光在液体介质中的波长变为在真空（空气）中的
D．光在液体介质中比在真空（空气）中更容易发生衍射
5．如图甲所示，一水平弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点间做简谐运动，以向右为x轴正方向，振子的振动图像如图乙所示，已知弹簧的劲度系数为，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．时振子的速度与时的速度相同
B．振子在内的平均速度与在内的平均速度相同
C．时振子的回复力指向x轴正方向，大小为
D．振子从任意位置开始，随后内通过的路程均为
6．如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入三张纸片，从而在两玻璃表面间形成劈形空气薄膜，当红光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，下列说法正确的是（ ）
A．该现象是光的衍射现象
B．若将红光改为蓝光，则条纹间距变宽
C．若再夹入一张纸片，则条纹间距变宽
D．若上方玻璃为标准玻璃，看到某处条纹向左侧弯曲，则下方平板玻璃对应处有凹陷
7．如图所示，某空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场（图中未画出），一质量为m的带负电粒子恰能以速度v沿图中虚线所示轨迹做直线运动，粒子的运动轨迹与水平方向的夹角为，匀强电场的电场强度大小为E，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的方向垂直纸面向里
B．匀强磁场的磁感应强度大小为
C．粒子的电荷量为
D．若粒子运动过程中，磁场突然消失，则粒子可能做匀减速直线运动
8．明代方以智在《物理小识》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色……”这描述的是光的色散现象。如图所示，一宝石的横截面为半圆，MN是其直径，P是圆弧上的一点。在横截面所在的平面，一束光自P点射入宝石，折射为a、b两束单色光。下列说法正确的是（ ）
A．宝石对b光的折射率比对a光的折射率大 B．a光的频率比b光的频率大
C．在宝石中，a光的传播速度比b光的传播速度小 D．在真空中，a光的波长比b光的波长长
9．2023年12月在我国甘肃临夏州积石山县发生了6.2级地震，地震局记录了该次地震的情况。假设地震中的一组简谐横波在时刻的波形如图单所示，M是此波上的一个质点，其平衡位置为，质点M的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．该列波沿x轴正方向传播 B．质点M在内通过的路程为
C．该列波的传播速度为 D．质点M在时运动到了处
10．2024年我国将加速稳步推进载人登月，未来中国航天员将登上月球。假设航天员分别在地球和月球上用同一装置对同一单摆做受迫振动实验，得到的共振曲线如图所示，图中（均为已知量）。地球表面的重力加速度大小为g，不考虑星球自转的影响，下列说法正确的是（ ）
A．该单摆在地球上自由摆动的频率为 B．实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为
C．月球表面的重力加速度大小为 D．地球和月球的平均密度之比大于
二、非选择题：本题共5小题，共54分
11．（6分）“春分”学习小组的同学用一横截面为半圆的透明玻璃砖来测定玻璃的折射率。同学们经过讨论设计的实验装置如图所示。
（1）将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点（坐标原点）和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置；用激光器发出的激光从玻璃砖外壁始终指向O点射入玻璃砖，从y轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。此时没有激光射至挡板上区域的原因是____________________．
（2）取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L和玻璃砖的直径D，则玻璃砖的折射率__________（用L和D表示）。
（3）实验小组的同学后来发现实验过程中使用的刻度尺有瑕疵，实验用尺（由于经历过高温）比标准刻度尺的尺度偏大，但实验用尺的刻度仍然是均匀的，由此测得玻璃砖的折射率将__________（填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”）。
12．（9分）徐同学做“用单摆测定重力加速度”的实验，就地取材组装了几种实验装置。
（1）下列最合理的装置是__________。
A． B． C． D．
（2）徐同学用游标卡尺测量小球直径，示数如图甲所示，则摆球的直径__________。
甲 乙
（3）徐同学用秒表记录单摆振动的周期，为了获得更准确的实验结果，实验中多次改变摆线长度，并测得对应的周期T，由于马虎，该同学误将摆线长度当成了摆长，作出的周期的平方一摆长（）图像如图乙所示，该图像的斜率为__________（填“”“”或“”）；根据图乙可以计算得出当地的重力加速度大小_________（取3.14，计算结果保留两位小数）。
13．（10分）某发光二极管由一种透明材料封装而成，为研究其光学属性，某同学找来一个用这种材料制成的半圆柱体，其横截面是半径为R的半圆，O是半圆的圆心，AB为水平直径。如图所示，单色光a以入射角从A点射入半圆柱体，经AB折射后到达弧面上的D点，后从AB面上的B点射出，A、D两点间的距离为R，真空中的光速为c，求：
（1）该材料对单色光a的折射率n；
（2）单色光a通过半圆柱体的时间t。
14．（11分）如图所示，afe、bcd为两条平行的金属导轨，导轨间距。ed间连入一电动势、内阻的电源，ab间放置一根长度也为的金属杆，金属杆与导轨接触良好、cf水平且abcf为矩形。空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），斜面abcf的倾角为时、金属杆在导轨上处于静止状态。金属杆的质量、电阻，导轨及导线的电阻忽略不计，取重力加速度大小，。
（1）若金属杆和导轨均光滑，求磁场的磁感应强度大小；
（2）若金属杆和导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于动摩擦力，求磁场的磁感应强度的最小值。
15．（18分）“波”字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述，水波可看成简谐横波。一列沿x轴负方向传播的水波在时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到平衡位置为的P点，Q点是波上平衡位置为的质点，在时刻，Q点（在时刻后）首次位于波峰位置。
求：
（1）该列波的传播速度v；
（2）质点Q的振动方程；
（3）时刻后，质点P和质点Q第三次位移相同的时刻。
2024年赣州市十八县（市）二十四校期中联考
高二物理试卷参考答案
1．B【解析】该技术重点应用了多普勒效应，选项B正确。
2．D【解析】根据左手定则可知，带电粒子此时受到的洛伦兹力的方向向外，选项D正确。
3．A【解析】根据同侧法可知，此刻B、C均沿y轴正方向振动，选项A正确；B、C平衡位置间的距离小于波长的一半，选项B错误；A、B平衡位置间的距离小于波长的一半，不可能同时回到平衡位置，选项C错误；波沿x轴正方向传播，D的振动比B滞后半个周期，选项D错误。
4．C【解析】光的频率由光源决定，即光在液体介质中的频率和在真空（空气）中的频率相等，选项B错误；光在液体中的传播速度，即光在液体介质中的传播速度变为在真空（空气）中的，选项A错误；根据题意或者根据。可知，光在液体介质中的波长变为在真空空气）中的，选项C正确；由于光在液体介质中的波长比在真空（空气）中的短，因此更不容易发生衍射，选项D错误。
5．C【解析】时振子的速度大于时的速度，选项A错误；振子在内的位移与内的位移大小相等、方向相反，则振子在内的平均速度与在内的平均速度不同，选项B错误；振子仅从最大位移处或者平衡位置开始，随后内通过的路程才为，选项D错误；根据振子的振动方程可知，时振子的位移，此时振子的回复力，方向沿x轴正方向，选项C正确。
6．D【解析】该现象是光的干涉形成的，选项A错误；蓝光的波长小于红光，根据光程差可知，若将红光改为蓝光，则条纹间距变窄，选项B错误；若再夹入一张纸片，则条纹间距变窄，选项C错误；若上方玻璃为标准玻璃，看到某处条纹向左侧弯曲，说明该处与右侧对应位置的光程差相等，即该处有凹陷，选项D正确。
7．B【解析】对粒子受力分析可知，粒子受到的洛伦兹力与速度大小和方向有关，则粒子必定做匀速直线运动，粒子受到的电场力水平向右，受到的重力竖直向下，则洛伦兹力垂直于运动轨迹斜向上，根据左手定则可知，匀强磁场的方向垂直纸面向外，选项A错误；根据受力平衡有、，则粒子的电荷量，匀强磁场的磁感应强度大小，选项B正确、C错误；若粒子运动过程中，磁场突然消失，粒子受到的合力方向与粒子的速度方向不共线，则粒子一定做曲线运动，选项D错误。
8．AD【解析】根据题图可知b光的偏折更大，则宝石对b光的折射率较大，a光的频率比b光的频率小，在真空中，a光的波长比b光的波长长，选项A、D均正确，B错误；根据可知，在宝石中，b光的传播速度较小，选项C错误。
9．BC【解析】根据波动图像以及M点的振动图像可知，时质点M沿y轴正方向振动，由同侧法可知该波沿x轴负方向传播，选项A错误；由题图乙可知周期，即内质点M通过的路程，选项B正确；由题图甲得波长，由波速计算公式，解得该列波的传播速度，选项C正确；机械波中的质点不随时间迁移，只在平衡位置附近振动，选项D错误。
10．AC【解析】根据单摆周期公式，结合，可得，由于月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，因此该单摆在月球上的共振频率为，在地球上的共振频率为，根据共振条件可知，该单摆在地球上自由摆动的频率为，实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为，选项A正确、B错误；根据前述可知，，则月球表面的重力加速度大小，选项C正确；根据黄金替换公式有，又因为地球半径大于月球半径，则地球和月球的密度之比小于，选项D错误。
11．（1）激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了全反射（2分，意思正确即给分）
（2）（2分） （3）不变（2分）
【解析】（I）光束经玻璃砖折射后照在挡板上的区域内，入射角逐渐增大直至折射光线消失，折射光线消失就是光束在玻璃砖直径所在界面处发生了全反射。
（2）根据几何关系可知，临界角的正弦值，根据临界角和折射率的关系可知，玻璃砖的折射率。
（3）玻璃砖的折射率，虽然实验用尺的尺度偏大，但其刻度仍然是均匀的，即用该尺确定L和D的比例是没有影响的，因此实验结果不变。
12．（1）D（2分） （2）21.25（2分） （3）（2分） 9.86（3分）
【解析】（1）为了减小误差，小球应选取质量大体积小即密度大的铁球，还需要保证摆动过程中摆线的长度不变，应采取铁夹夹住细丝线，选项D正确。
（2）游标卡尺的精度为，摆球直径。
（3）根据单摆周期公式，可得，则图像的斜率，结合题图乙有，解得当地的重力加速度大小。
13．解：（1）设单色光a从A点射入半圆柱体的折射角为r，根据几何关系可知（2分）
根据折射定律有（1分）
解得。（2分）
（2）单色光a在材料中的传播速度（2分）
单色光a在半圆柱体中通过的路程（1分）
单色光a在半圆柱体中传播所用的时间（1分）
解得。（1分）
14．解：（1）对金属杆受力分析，金属杆受到的安培力用表示，根据受力平衡有（1分）
根据闭合电路欧姆定律有（1分）
根据安培力公式有（1分）
解得。（1分）
（2）磁场的磁感应强度最小时，金属杆受到的安培力用表示，根据受力平衡有
（2分）
导轨对金属杆的弹力（2分）
金属杆受到的最大静摩擦力（1分）
根据安培力公式有（1分）
解得。（1分）
15．解：（1）时刻，质点Q右端最近的波峰的平衡位置（1分）
时间内，处的振动形式传播至Q点，则（2分）
解得（或）。（2分）
（2）质点Q的振幅（或）（1分）
设简谐横波的周期为T，则（2分）
质点Q的圆频率（1分）
设质点Q的初相位为，根据题意有（2分）
则质点Q的振动方程为（2分）
（3）根据题意可知，质点P的振动方程为（1分）
质点P、质点Q第三次位移相同时（2分）
解得。（2分）
【说明：本题涉及的其他解法以及其他形式，正确即给分】