重庆市第十一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

这是一份重庆市第十一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题，共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间 90 分钟 总分 100 分
一、单项选择题:本题共 8 小题， 每小题 4 分， 共 32 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是( )
A. 变化的磁场产生电场
B. 各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播
C. 电磁波依赖于介质才能传播
D. 光不是电磁波
2.在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样，哪一个是由单缝衍射实验得到的图样( )
A. B.
C. D.
3.如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则( )
A. a光的频率比b光高
B. 只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉
C. 在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D. 从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
4.如图是振动情况完全相同的两列波叠加的示意图，波的周期为T，振幅为A，M、N、O为叠加区域的三个点。图示时刻，O是波谷与波谷的相遇点，M是波峰与波峰的相遇点，N是波峰和波谷的相遇点。下列说法正确的是( )
A. M是振动加强点，O、N是振动减弱点
B. 图示时刻，M、N两点的高度差为4A
C. 从图示时刻经T2，M点通过的路程是4A
D. 从图示时刻经T2，O处的质点随波迁移到M点
5.如图所示，一个原、副线圈匝数分别是200匝和100匝的理想变压器，副线圈的两端连接两个阻值均为20Ω的电阻，原线圈接频率为50 Hz的正弦交流电源，电压表的示数为5V.电流表、电压表均为理想交流电表，则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为0.5A B. 流过电阻的交变电流的频率为100Hz
C. 交流电源的输出功率为5W D. 交流电源输出电压的最大值为202 V
6.如图所示，两个完全相同的灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R，L为自感系数很大的线圈，其直流电阻也是R。下列说法中正确的是( )
A. S闭合时，B灯先亮，稳定后A灯比B灯亮
B. S闭合时，B灯先亮，稳定后两灯一样亮
C. S由通路断开时，A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭
D. S由通路断开时，B灯会闪亮一下再逐渐熄灭
7.某兴趣小组做双缝干涉实验，如图所示用某单色光照射单缝，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0级亮条纹，在屏上P1处出现第2级亮条纹。仅改变双缝间距后，P1处出现第3级亮条纹，则改变后双缝间距是原来的( )
A. 43倍B. 34倍C. 32倍D. 23倍
8.如图，有两个宽度为L的沿水平方向的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁场的各个边界均在水平面内。磁场的磁感应强度大小均为B，两磁场间的距离大于L。一质量为m，电阻为R，边长为L的正方形单匝闭合导线框abcd，从磁场区域Ⅰ上方某一位置由静止释放，线框cd边刚要出磁场区域Ⅰ和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同，线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q。线框向下运动过程中始终在垂直于磁场的竖直平面内，ab边始终水平。重力加速度大小g。下列说法正确的是( )
A. 线框穿过区域Ⅰ产生的焦耳热小于Q
B. 磁场区城Ⅰ、Ⅱ间的距离为Qmg−L
C. cd边穿过两个磁场区域的过程，通过线框截面的电荷量不相等
D. 线框穿过两个磁场区域的过程，线框的速度变化量不相同
二、多项选择题:本题共 4 小题， 每小题 4 分， 共 16 分。每小题有多个选项符 合题目要求。全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
9.关于下列图片说法正确的是( )
A.如图甲，当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值
B.如图乙，绳子中传播的波，质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，是纵波
C.如图丙，蜂鸣器在头顶快速转动，几米外的观察者会观测到声波的干涉现象
D.如图丁，实用光导纤维由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
10.如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放(不计空气阻力)，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T，振动图像如图所示，则( )
A. 释放后，小球与弹簧组成的系统机械能守恒
B. 经T8时间，小球从最低点向上运动的距离小于A2
C. 在T4时刻，小球动能最小
D. 在T时刻，弹簧弹性势能最小
11.在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距6cm的A、B两点，波由A向B传播，如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图像。则这列波可能的波速为( )
A.607 m/s B.12 m/s C.20 m/sD.60m/s
12.如图所示，三个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直。现用垂直磁场边界的水平力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值，水平力F向右为正。下列能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、水平力F和电功率P随时间t的变化规律的图像是（ ）
A.
B.
C.
D.
三、非选择题:本题共 6 小题，共 52 分。
13.(一)某同学做“利用插针法测定玻璃砖折射率”的实验。

(1)关于该实验的操作， 正确的是 。
A.在确定玻璃砖界面时， 可以用手触摸玻璃砖光学面
B.在确定P3、P4位置时， 二者距离应适当远一些， 以减小误差
C.为了减小实验误差， 应选用宽度小一点的玻璃砖
D.为了减小实验误差， 应该改变入射角的大小， 多做几次实验
(2)该同学正确操作， 根据大头针的位置画出该实验完整的光路图如图甲所示。用量角器测量出图中α和β的大小，则玻璃的折射率n = 。
(3)若该同学没有量角器和三角函数表，该同学利用圆规，以入射点O为圆心、合适的半径作圆。如图乙所示，圆与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，则玻璃的折射率n= (用图中线段的字母表示)。
(二)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中， 具体操作如下：
Ⅰ.取油酸1.00 mL注入500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液;
Ⅱ.用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00mL为止，恰好共滴了100滴;
Ⅲ.在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面中央滴一滴溶液，油酸在水面上散开形成一层油膜;
Ⅳ.待油膜稳定后，测得此油膜面积为5.00×10 2cm2。这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开， 则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。求：
(1) 1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 mL;
(2)油酸分子直径是 m;(结果保留两位有效数字)
(3) 学生甲在实验过程中，计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格， 会导致测出的油酸分子直径比实际 (填“偏大”或“偏小”) ;
14.(Ⅰ)某实验小组利用图示装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。
(1)组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L， 用螺旋测微器测量小钢球直径d。螺旋测微器示数如图，则小钢球直径d = mm， 记摆长l=L+d2。
(2)多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T，并作出l−T2图像，如图：

根据图线斜率可计算重力加速度g = m/s2(保留3位有效数字，π2取9.87)。
(3)若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，测得重力加速度值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(Ⅱ)利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和气体体积(注射器的示数V)，逐次增加砝码的个数，采集多组数据并作出V − 1P拟合图像。

(1)下列说法正确的是 。
A.实验中需要测量注射器的横截面积
B.实验中未称量托盘的质量， 会对实验结果产生影响
C.实验过程中， 不能手握注射器
(2) 某同学按照上述实验方案完成实验， 获得如图乙所示V − 1P拟合图像，图中的直线不过坐标原点，出现这种情况的原因是 .
(3)在某次实验中，小明同学分别在室内和室外对同一理想气体进行了实验，其中虚线和实线分别为在室外和室内实验得到的P − V图线(图线为双曲线)。已知室内温度高于室外温度，则通过实验绘制出的P − V图线可能为下图中的 。
A. B. C. D.
15.(Ⅰ)如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是这列波在t=0时刻的波形图，图乙是波上某质点的振动图像。求：

(1)这列波的传播速度;
(2)P点经过0.9s的路程;
(Ⅱ)如图所示，竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管中的水银封闭了一定质量的理想气体，当环境温度：T1=300K时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=25cm，右管水银柱上方的气柱长h0=37.5cmHg，大气压强为P0=75cmHg。求：

(1)此时封闭气体的压强是多少cmHg;
(2)可以通过升高温度的方法让左右两边水银柱在同一高度， 温度T2是多少?
16.如图所示为交流发电机示意图，匝数n=100匝的矩形线圈，面积为0.02m2，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕OO′轴以 502 rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，已知转轴在线圈平面内且和磁场垂直，求：
(1)电压表和电流表示数?
(2)电阻R上所消耗的电功率是多少?
(3)由图示位置转过90∘的过程中，通过R的电量是多少?
17.(Ⅰ)如图甲所示，王亚平在天宫课堂中演示了水球光学实验，在完全失重时往水球中央注入空气形成了一个内含气泡的水球。其简化模型如图乙所示，气泡与水球同心， 半径分别为r，5r。在过球心的球面内，用一细束单色光照射这一水球上的a点，光束恰好在气泡表面发生全反射，然后从水球b点射出。已知a、b两点之间的距离为6r，光在真空中的传播速度为c。求：

(1)水的折射率;
(2)细光束在水球中的传播时间。
(Ⅱ)如图甲所示，一导热良好、足够长的汽缸水平放置在地面上。汽缸质量M=9.0kg，汽缸内一质量m=1.0kg，面积S=20cm2的活塞与缸壁光滑密接。已知大气压p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2。
(1)当把汽缸竖起来(如图乙)发现活塞相对于甲图位置下移了1cm，求甲图中活塞离缸底的距离
(2)把乙图的汽缸水浴加热，使活塞缓慢回到甲图位置，若气体吸收了3J的热量，求气体内能的改变量。
18.如图，完全相同的均匀金属棒ab和cd， 质量均为m长度均为3L。ab垂直架在水平面甲内间距为3L的两光滑金属导轨的右边缘处。下方的导轨由光滑圆弧导轨与处于水平面乙内的光滑水平导轨平滑连接而成(即图中半径OM和O′P
竖直)，圆弧导轨半径为R、对应圆心角为60°、间距为3L，水平导轨间距分别为3L和L。金属棒cd垂直架在间距为L的导轨左端。导轨MM′与PP′，NN′与QQ′均足够长，所有导轨的电阻都不计。电源电动势为E、内阻不计。所有导轨的水平部分均有竖直方向的、磁感应强度为B的匀强磁场，圆弧部分和其他部分无磁场。闭合开关S，金属棒ab迅即获得水平向右的速度(未知，记为v0)做平抛运动，并在高度降低3R时恰好沿圆弧轨道上端的切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑。已知重力加速度为g，求：

(1)空间匀强磁场的方向;
(2)棒ab做平抛运动的初速度v0;
(3)通过电源E某截面的电荷量q;
(4)从金属棒ab刚落到圆弧轨道上端起至棒ab开始匀速运动止，这一过程中棒cd上产生的焦耳热。
物理参考答案
1—5 ACACD 6—8 BCB
9．AD 10．AB 11．AC 12．ACD
13.Ⅰ(1)BD (2)csαcsβ (3)ACBD
Ⅱ(1)2.0×10-5 (2)4.0×10-10 (3)偏大
14.Ⅰ.(1)20.035；(2)9.87；(3)不变;
Ⅱ.(1)C；(2)未计入塑料管内气体的体积；(3)D
15.( I )解: (1) 由图可知， 振幅和波长分别为 A=10 cm，λ=0.8 m波的传播速度为 v=λT=0.80.6 m/s=43 m/s
(2) 由于 t=0.9s=32T,P 点经过 0.9s 的路程为 s=32×4A=32×4×10 cm=60 cm
(II)解：(1) 此时封闭气体的压强 p1=p0−ℎ1=50cmHg
(2)气体初状态p1=50cmHg,V1=ℎ0S，T1=300 K末状态p2=p0,
V2=ℎ0+ℎ12S
根据理想气体状态方程 p1V1T1=p2V2T2
可得 T2=600K
16.解: (1)由题意可知，电流表和电压表分别测量的是路端电压和电流，分别设为 U 和 I ，感应电动势最大值: Em=nBSω… = 1 \* GB3 ①
则有效值为: E=Em2… = 2 \∗ GB3 ②
由闭合电路欧姆定律可得： I=ER+r… = 3 \* GB3 ③
则路端电压: U=IR… = 4 \* GB3 ④
代入数据由 = 1 \* GB3 ① = 2 \* GB3 ② = 3 \* GB3 ③ = 4 \* GB3 ④可得: U=40V,I=2A
(2)电阻 R 消耗的功率: P=UI… = 5 \* GB3 ⑤
代入数据由 = 5 \* GB3 ⑤可得: P=80 W
(3)由图示位置转过 90∘ 的过程中， q=It… = 6 \* GB3 ⑥
平均电流: I=ER=nΔΦΔt(R+r)=nBSΔt(R+r)… = 7 \* GB3 ⑦
由 = 6 \* GB3 ⑥ = 7 \* GB3 ⑦代入数据可得: q=0.04C
17.( I )解: (1)光路图如图所示:
由几何关系可得 Oc=Oa2−ac2=4r
则 tan⁡θ=acOc−r=1
解得 θ=45∘
由于光束恰好在气泡表面发生全反射，根据光的折射定律可得 sin⁡θ=1n联立解得 n=2
(2) 根据折射定律可得细光束在水球中的传播速度为 v=cn
由几何关系可得细光束在水球中传播的距离为 s=62r
细光束在水球中传播的时间为 t=sv
联立解得 t=12rc
(II)解：(1) 根据题意可知，甲图中的压强为 p0 ，设乙图中的气体压强为 p1 ，则有 p1S=mg+p0S
解得 p1=p0+mgS=1.05×105 Pa
设甲图中离缸底距离为 L0 ，乙图中离缸底的距离为 L1 ，由玻意耳定律有 p0SL0=p1SL1
又有 L0−L1=0.01m
解得 L0=0.21m
(2) 根据题意可知，气体做等压变化，气体对外做功为 W=p1SΔL=2.1J
由热力学第一定律有 △U=−W+Q=0.9J
即气体内能增加了 0.9 J 。
18.解：(1)闭合开关 S, 金属棒 ab 即获得水平向右的速度, 表明金属棒受到水平向右的冲量, 所以安培力水平向右, 因为金属棒 ab 中的电流方向为由 a 指向 b, 根据左手定则, 空间匀强磁场的方向为竖直向上。
(2) 金属棒 ab 做平抛运动，其竖直方向有
3R=12gt2vy=gt
由于导体棒在高度降低 3R 时恰好沿圆弧轨道上端的切线方向落在圆弧轨道上端，有
tan⁡60∘=vyv0
解得
v0=2gR
(3)金属棒 ab 弹出瞬间，规定向右为正方向，由动量定理
BI×3L⋅Δt=mv0−0
又因为
I=qΔt
整理有
3BqL=mv0
解得
q=m2gR3BL
(3) 金属棒 ab 滑至水平轨道时，有
mg3R+R1−cs⁡60∘=12mv2−12mv02
解得
v=3gR
最终匀速运动，电路中无电流，所以棒 ab 和 cd 产生的感应电动势大小相等，即
B×3L⋅vab=BL⋅vcd
此过程中，对棒 ab 由动量定理有
−BI'×3L⋅Δt'=mvab−mv
对棒 cd ，由动量定理有
BI'⋅LΔt'=mvcd−0
联立解得
vab=310gR,vcd=910gR
由能量守恒，该过程中机械能的损失量为
ΔE=12mv2−12mvab2−12mvcd2
解得
ΔE=8120mgR
则 cd 棒产生的焦耳热为 Qcd=ΔE4=81mgR80 。