山西省临汾市2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份山西省临汾市2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．关于电磁波谱，下列说法正确的是( )
A.X射线可用于广播B.γ射线是波长最短的电磁波
C.紫外线的频率比紫光的低D.长波可以摧毁病变的细胞
2．下列有关分子动理论的说法正确的是( )
A.固体分子间没有空隙B.扩散现象是化学反应的结果
C.物体是由大量分子组成的D.悬浮微粒的有规则运动叫作布朗运动
3．关于传感器，下列说法正确的是( )
A.金属材料也可以制成传感器
B.水银温度计是一种传感器
C.传感器主要是通过感知温度的变化来传递信号的
D.所有传感器都是由塑料制成的
4．如图所示，甲质点在轴上做简谐运动，为其平衡位置，为其所能到达的最远处。乙质点沿轴从点开始做初速度为零的匀加速直线运动。已知，甲、乙两质点分别经过时速率相等，设甲质点从运动到的时间为，乙质点从运动到的时间为，则下列正确的是( )
A.B.C.D.
5．金属棒MN两端用细软导线悬挂于a，b两点，其中间一部分处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，静止时MN水平，如图所示。若金属棒中通有从M流向N的电流，此时悬线上有拉力，下列说法错误的是( )
A.为了使拉力等于零，可以增大电流
B.为了使拉力等于零，可以将磁场方向改为垂直于纸面向外，同时将电流方向也改为从N流向M，并增大电流
C.为了使拉力增大，可以增大磁感应强度
D.为了使拉力增大，可以将磁场方向改为垂直于纸面向外
6．如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管，则下列说法正确的是( )
A.当S闭合时，立即变亮，逐渐变亮
B.当S闭合时，都逐渐变亮
C.当S断开时，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
D.当S断开时，都突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
7．某光学仪器的横截面为半圆，如图所示，其圆心为O，半径为R，AB是直径且水平，C为半径AO的中点。一单色光线沿与AB夹角的方向从C点射入光学仪器，折射光线从半圆的最低点D射出。取。真空中的光速为c。若不考虑光线在光学仪器中的反射，则该光在光学仪器中的传播时间为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8．研究表明，大量气体分子整体的速率分布遵从一定的统计规律。图为氧气分子在0℃和100 ℃两种温度下的速率分布情况，下列说法正确的是( )
A.在 100℃时，氧气分子平均动能更大
B.图中虚线对应氧气分子在 100℃时的情形
C.0℃和100℃对应的曲线与横轴围成的面积相等
D.各温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间少、两头多”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小
9．某输电能耗演示电路如图所示。左侧升压变压器原副线圈的匝数比为1:3，输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为。开关S接1时，右侧降压变压器原、副线圈的匝数比为4:1，R上的功率为5W；接2时，匝数比为1:2，R上的功率为P。下列说法正确的是( )
A.开关接1时，左侧升压变压器副线圈两端的电压
B.开关接1时，右侧降压变压器原线圈中的电流
C.导线总电阻
D.开关接2时，R上的功率
10．物理学中有一种碰撞被称为“超弹性连续碰撞”，通过能量的转移可以使最上面的小球弹起的高度比释放时的高度更高。如图所示，这是三个弹性极好的小球，相邻小球间有极小间隙，三球的球心连线竖直，从离地一定高度处由静止同时释放(其中C球下部离地高度为H)，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰后 恰好静止，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是( )
A.C球落地前瞬间的速度大小等于
B.从下至上三球的质量之比为6:2:1
C.碰后A球弹起的最大高度为20H
D.从A球下落到弹起，三球共发生了 2次弹性碰撞
三、计算题
11．如图所示，第一象限及坐标轴正半轴存在磁感应强度大小为B、方向垂直平面的匀强磁场，在处有垂直x轴的金属薄板，长度为a，一粒子从坐标中心O沿y轴正半轴以速度射出，恰好垂直打中薄板。
（1）求粒子的比荷；
（2）若只改变粒子的速度大小，要使其能打中薄板，求粒子速度大小的取值范围；
（3）若只改变粒子的速度方向，要使其能打中薄板，求粒子速度与x轴正半轴的夹角θ的取值范围。
12．如图所示，在xOy平面内有两个点波源、分别位于x轴上、处，它们在同一均匀介质中均从开始沿y轴正方向做简谐运动。波源的振动方程为，波源的振动方程为，质点P位于x轴上处，已知质点P在时开始振动。
（1）求这两列波在介质中的波长；
（2）两列波在P点发生叠加后，通过计算判断P点是振动加强点还是振动减弱点；
（3）求在至内质点P通过的路程。
13．如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
（1）求M刚进入磁场时，通过M的电流方向和回路中的电功率；
（2）若磁场两边界ab、cd之间的距离足够大，且两金属杆未相撞，简要分析M进入磁场后的运动情况，并求N出磁场时的速度大小；
（3）若磁场两边界ab、cd之间的距离不足够大，两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求：
①N在磁场内运动的过程中通过回路的电荷量q；
②初始时刻N到ab的最小距离x。
四、实验题
14．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中的纯油酸体积为，用注射器和量筒测得体积上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为L。
（1）油酸薄膜的面积_________；
（2）油酸分子的直径是_________（用、、、n、S表示）；
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是由于_________。
A.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
B.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C.用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴
D.油膜中含有大量未溶解的酒精
15．小张同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率，如图所示。实验的主要步骤如下：
①把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy，在白纸上画一条线段AO表示入射光线；
②把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边与Ox轴重合，且圆心恰好位于O点；
③在AO线段上竖直地插上两枚大头针、；
④在坐标系的区域内竖直地插上大头针，并使得从一侧向玻璃砖方向看去，能同时挡住______的像；
⑤移开玻璃砖，作O、连线，用圆规以O点为圆心画一个圆，如图中虚线所示，此圆与AO的交点为B，与的交点为C。测出B点坐标为（，），C点坐标为（，）。
(1)在上述步骤④中空格处应填_____（“”“”或“和”）。
(2)此玻璃折射率的测量值_____。
(3)当AO线段与y轴正方向夹角的正弦值大于_____时，该同学在区域以任何角度都无法透过玻璃砖同时看到、的像。
参考答案
1．答案：B
解析：A.X射线具有较强的穿透能力，所以不能用于广播，故A错误；
B.γ射线是波长最短，频率最高的电磁波，故B正确；
C.紫外线的波长比紫光短，紫外线的频率比紫光的高，故C错误；
D.长波波长较长，频率较低，能量较小，不可摧毁病变的细胞，故D错误。
故选B。
2．答案：C
解析：A.固体分子间有空隙，故A错误；
B.不同物质彼此进入对方的现象叫做扩散，扩散现象是一种物理现象，不是化学反应，故B错误；
C.物体是由大量分子组成的，故C正确；
D.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，故D错误。
故选C。
3．答案：A
解析：AD.传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，故A正确，D错误；
B.水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，故B错误；
C.传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，故C错误。
故选A。
4．答案：A
解析：已知，甲、乙两质点分别经过、时速率相等，结合题意甲、乙分别运动到、的图像如图所示
可得。
故选A。
5．答案：C
解析：A.根据左手定则，金属棒中通有从M流向N的电流，匀强磁场垂直纸面向里，可判断金属棒受到的安培力方向竖直向上，由受力平衡得
为了使拉力等于零，需增大电流，选项A正确，不符合题意；
B.将磁场方向改为垂直纸面向外，同时将电流方向也改为从N流向M，可判断金属棒受到的安培力方向竖直向上，增大电流，安培力增大，拉力减小，可能为零，选项B正确，不符合题意；
C.电流方向为从M流向N，匀强磁场垂直纸面向里，根据左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，增大磁感应强度，拉力减小，选项C错误，符合题意；
D.将磁场方向改为垂直于纸面向外，可判断金属棒受到的安培力方向竖直向下，拉力增大，选项D正确，不符合题意。
故选C。
6．答案：C
解析：AB.当S闭合时，给二极管加的是反向电压，由于二极管具有单向导电性，二极管截止，一直不亮，由于电感L产生自感电动势阻碍电流增大，逐渐变亮，AB错误；
CD.当S断开时，由于电感L产生自感电动势阻碍电流减小，电感L产生的自感电动势右端电势高于左端，因此在闭合电路中产生电流，突然变亮，亮度不变，然后都逐渐变暗至熄灭，C正确，D错误。
故选C。
7．答案：A
解析：光路图如图所示
根据折射定律有
又
由几何关系有
可得
光在光学仪器中的传播速度大小
根据几何关系有
根据
解得
故选A。
8．答案：AC
解析：A.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，故A正确；
B.由图可知，实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均速率较大，则图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形，故B错误；
C.两曲线与横轴围成的面积的意义为单位1。由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即图中两条曲线与横轴围成的面积相等，故C正确；
D.由图可知，在0℃和100℃下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小，故D错误。
故选AC。
9．答案：BC
解析：A.开关S接1时，左侧升压变压器原、副线圈的匝数比为1:3，输入电压为7.5V的正弦交流电，根据
得升压变压器副线圈两端的电压
A错误；
B.开关S接1时，右侧降压变压器原、副线圈的匝数比为4:1，R上的功率为5W，根据公式
可知，电阻的电流
根据欧姆定律可知，降压变压器副线圈两端的电压
根据匝数比可知
，
解得
右侧降压变压器原线圈中的电流为0.25A，B正确；
C.因左侧升压变压器副线圈两端的电压，右侧降压变压器原线圈两端的电压，根据欧姆定律得
C正确；
D.开关接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为；由右侧变压器两边电压的关系可知
解得
则R上的功率
D错误。
故选BC。
10．答案：AB
解析：A.由自由落体运动公式
得
故A正确；
B.由题意可知，C球碰地，反向碰B球，B球再反向碰A球，都是弹性碰撞，设向上为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律，C球碰B球有
解得
B球碰A球有
解得
由以上几式可得
故B正确；
C.由以上分析解得
A球弹起的最大高度
故C错误；
D.从A球下落到弹起，三球共发生了3次弹性碰撞，故D错误。
故选A。
11．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）根据题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力得
联立解得粒子的比荷为
（2）若只改变粒子的速度大小，要使其能打中薄板，当粒子恰好打到薄板与x轴交点时，粒子轨道半径最小，速度最小，根据几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力得
联立解得
则粒子的速度应满足
（3）若只改变粒子的速度方向，要使其能打中薄板，粒子轨迹经过薄板与x轴交点时，如图所示
由几何关系可得
可得
因此当粒子向x轴上方发射且与x轴正半轴的夹角满足
粒子都能打中薄板。
12．答案：（1）4m（2）加强点（3）72cm
解析：（1）由题意知
波速
则波长
（2）P点到两波源的路程差
即路程差为波长整数倍，故P点是振动加强点。
（3）0~0.1s内，P不振动；
0.1s~0.9s内，P只参与由波源产生的振动，故
0.9s~1.3s内，P同时参与由波源和产生的振动且振动加强，故
综上所述，在至内质点P通过的路程
13．答案：（1）电流方向为，（2）见解析（3）①②
解析：（1）M刚进入磁场时，根据右手定则，通过M的电流方向为，回路中的电动势为
回路中的电流为
回路中的电功率为
（2）M进入磁场后，分别在安培力的作用下做变减速运动和变加速运动，最终达到共同速度，做匀速运动；由于棒受到的安培力大小相等，方向相反，则组成的系统满足动量守恒，则有
解得N出磁场时的速度大小为
（3）①以N为对象，根据动量定理可得
又
可得N在磁场内运动的过程中通过回路的电荷量为
②设两杆在磁场中相对靠近的位移为，则有
联立可得
可知初始时刻N到ab的最小距离为
14．答案：（1）均可（2）（3）D
解析：（1）轮廓包围方格约为119个，故油酸薄膜的面积为
（2）每滴溶液中含有纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
（3）A.如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将偏大，故A错误；
B.如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，计算结果将偏大，故B错误；
C.用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴，则每一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积的测量值偏大，计算结果将偏大，C错误；
D.如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油酸的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油酸面积S偏大，由可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，故D正确。
故选D。
15．答案：(1)和(2)(3)
解析：(1)在坐标系的的区域内竖直地插上大头针，并使得从一侧向玻璃砖方向看去，能同时挡住和的像。
(2)光线从半圆形玻璃砖O点出射时，根据图中几何关系可得入射角的正弦为
折射角的正弦为
根据折射定律可知此玻璃折射率为
(3)光线从半圆形玻璃砖O点出射时，根据发生全反射的临界角公式可得
可知当AO线段与y轴正方向夹角的正弦值大于时，该同学在区域以任何角度都无法透过玻璃砖同时看到、的像。