甘肃省白银市2023-2024学年高二下学期期中物理试题（解析版）

这是一份甘肃省白银市2023-2024学年高二下学期期中物理试题（解析版），共13页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容， 下列有关激光的说法正确的是，5s时刻，质点P在平衡位置等内容，欢迎下载使用。

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：人教版必修第三册，选择性必修第一册，选择性必修第二册前三章。
一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7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5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 下列有关描述简谐运动的物理量的说法正确的是（ ）
A. 频率是表示物体振动快慢的物理量B. 振动物体运动的范围就是振幅
C. 振幅越大，周期越小D. 相位相同的两个简谐运动振动情况完全一样
【答案】A
【解析】
【详解】A．频率是表示物体振动快慢的物理量。故A正确；
B．振动物体离开平衡位置的最大距离是振幅。故B错误；
C．周期与物体的振幅无关。故C错误；
D．相位相同的两个简谐运动振动情况不一定完全一样，还要比较它们的振幅和周期等物理量。故D错误。
故选A。
2. 理想变压器的原、副线圈的匝数之比为，则原、副线圈的电压之比为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据理想变压器的原副线圈电压之比等于线圈匝数之比，故原、副线圈的电压之比为
故选A。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 阻尼振动时动能一直减小
B. 光的衍射现象证明光是横波
C. 钻石闪耀光芒，是利用了光的全反射原理来实现的
D. 只有声波会发生多普勒效应
【答案】C
【解析】
【详解】A．阻尼振动时的振幅不断减小，机械能不断减小，但动能在振动过程中不断变化，并未一直减小，故 A 错误；
B．光的衍射现象只能证明光是一种波，而光的偏振现象可以证明光是横波，故 B错误；
C．由于光线从光密介质（钻石）射向光疏介质（空气），发生全反射，而且光线在钻石内部不断反射，因此钻石璀璨夺目，故C正确；
D．机械波、电磁波都能发生多普勒效应，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，矩形导线框ABCD水平放置，当垂直线框平面向上的磁场的磁感应强度逐渐变大时（ ）
A. 线框中有感应电流，方向为D→C→B→A→DB. 线框中无感应电流
C. 线框中有感应电流，方向为D→A→B→C→DD. 无法确定线框中有无感应电流
【答案】C
【解析】
【详解】由楞次定律可知，磁通量增加，线框中感应电流阻碍磁通量增加，由安培定则可知感应电流方向为D→A→B→C→D。
故选C。
5. 带电粒子在匀强磁场中不可能做的运动是（ ）
A. 匀速圆周运动B. 匀速直线运动
C. 曲线运动D. 平抛运动
【答案】D
【解析】
【详解】AC．当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，故AC不符合题意；
B．当带电粒子的速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力做匀速直线运动，故B不符合题意；
D．洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，带电粒子在匀强磁场中不可能做平抛运动，故D符合题意。
故选D。
6. 在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，L1和L2是两个完全相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A. 当闭合开关S时，L1、L2同时亮，最后两灯一样亮
B. 闭合开关S后，L1亮后逐渐变暗，L2亮后逐渐变亮
C. 当断开开关S时，两灯同时熄灭
D. 断开开关S时，L2立即熄灭，L1亮一下然后逐渐熄灭，流过L1的电流方向从A通过L1流到B
【答案】B
【解析】
【详解】AB.开关闭合瞬间，L1和L2同时亮，由于线圈L的自感现象，L中的电流逐渐增大并达到最大，此时L1中电流逐渐减小并趋于零，L2中电流增大，因此闭合开关后，L1亮后逐渐变暗，L2亮后逐渐变亮，故A错误，B正确；
CD.开关断开后，由于L2中无电流，因此L2立即熄灭，L1与线圈L构成闭合回路，由于自感现象，因此L1会亮一下然后逐渐熄灭，电流方向从B通过L1流到A，故CD错误。
故选B。
7. 利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流，将交变电流变为直流电流。如图为某一正弦交变电流整流后的输出电流，则该输出电流的有效值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据有效值定义，让图示交变电流和一恒定电流都通过阻值为R的电阻，在相同时间（一个周期T）内产生的热量相等，可得
解得有效值为
故选B。
8. 下列有关激光的说法正确的是（ ）
A. 激光的平行度不够好
B. 激光可用来传递信息
C. 激光需要介质传播
D. 物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光
【答案】BD
【解析】
【详解】A．激光的平行度非常好，故A错误；
B．激光可用来传递信息，故B正确；
C．激光不需要介质传播，故C错误；
D．物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光，故D正确。
故选BD。
9. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，周期T=1s，t=0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的传播速度v=10m/s
B. t=0.5s时刻，质点P在平衡位置
C. 0~1.5s时间内，质点Q运动的路程为0.36m
D. t=2.2s时刻，质点M沿y轴负方向运动
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由图可知波长为λ=8m，则该波的传播速度为
故A错误；
B．由于
可知t=0.5s时刻，质点P在波谷位置，故B错误；
C．由于
则0~1.5s时间内，质点Q运动的路程为
故C正确；
D．由于波沿x轴负方向传播，根据波形平移法可知，可知t=0时刻质点M沿y轴负方向运动；又
可知t=2.2s时刻与t=0.2s时刻相同，质点M沿y轴负方向运动，故D正确。
故选CD。
10. 粗细均匀的直导线ab悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置，如图所示，已知ab的质量，ab的长度，与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度。取，下列说法正确的是（ ）
A. 若使两根弹簧处于原长状态，则通过直导线电流方向为由b到a、大小为
B. 若使两根弹簧处于原长状态，则通过直导线的电流方向为由a到b、大小为
C. 若导线中有方向为从a到b、大小为的电流通过，两根弹簧均被拉长了，则弹簧的劲度系数为
D. 当由b到a方向通过的电流时，两根弹簧均被拉长
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．要使两根弹簧能处于原长状态，根据平衡条件有
得
安培力方向向上，由左手定则知电流方向由a到b，故A错误，B正确；
C．当导线中有方向为从a到b、大小为的电流通过时，安培力方向向上，根据平衡条件有
得
故C正确；
D．当由b到a方向通过的电流时，安培力方向变为向下，根据平衡条件有
k未知，无法求，故D错误。
故选BC
二、非选择题：共5小题，共57分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应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。
11. 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。
【答案】（1）和
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
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。
【小问2详解】
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
【小问3详解】
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
sinC=1n=34
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。
12. “伽利略”研究小组为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率，采用了如下方法：
（1）用游标卡尺测量其长度，示数如图甲所示，由图甲可知其长度L=_________mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径，示数如图乙所示，由图乙可知其直径D=_________mm；
（3）若已知该工件电阻为R，则电阻率ρ=_________。（用以上相关字母表示）
【答案】（1）42.40
（2）4.950 （3）
【解析】
【小问1详解】
20分度游标卡尺的精确值为，由图甲可知圆柱体工件的长度为
【小问2详解】
螺旋测微器的精确值为，由图乙可知圆柱体工件的直径为
【小问3详解】
根据电阻定律可得
又
可得电阻率为
13. 如图所示，在竖直面内有一宽长、垂直纸面向里的有界匀强磁场区域，在磁场正上方处有一边长为的正方形导线框，导线框的质量，电阻，当导线框做自由落体运动，其下边刚接触磁场区域时恰好可做匀速直线运动，取重力加速度大小，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）导线框下边刚离开磁场区域时的加速度；
（3）导线框下边刚接触磁场至下边刚要离开磁场的过程中产生的焦耳热Q。
【答案】（1）；（2），竖直向上；（3）
【解析】
【详解】（1）线框从静止释放到下边缘刚进入磁场，根据动能定理
解得
线框下边切割磁感线，感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律
其下边刚接触磁场区域时恰好可做匀速直线运动，由平衡条件得
解得磁感应强度B的大小为
（2）导线框下边刚离开磁场区域时速度为，导线框完全在磁场中只受重力，则
解得
当导线框下边刚离开磁场区域时，对导线框受力分析由牛顿第二定律
其中
代入数据解得
方向竖直向上。
（3）当导线框进入磁场的过程中，电路中有感应电流，在该过程中导线框做匀速直线运动，则根据
联立可得
因为导线框完全在磁场中只受重力，没有感应电流，故产生的焦耳热为
导线框下边刚接触磁场至下边刚要离开磁场的过程中产生的焦耳热为
14. 如图所示，在光滑水平面上有三个小球，三个小球的质量，小球乙、丙静止且并排靠着，小球甲以的速度与小球乙发生弹性碰撞，碰撞时间极短，所有碰撞都没有能量损失，求最终三个小球的速度大小。
【答案】，，
【解析】
【详解】设丙球质量为m，则甲、乙两球的质量为2m。小球甲、小球乙发生弹性碰撞，碰后甲、乙两球的速度分别为v甲,v1，根据动量守恒定律及能量守恒定律有
解得
，
小球乙和小球丙碰撞没有能量损失，设碰后乙、丙两球的速度分别为v乙,v丙，根据动量守恒定律及能量守恒定律有
解得
，
15. 如图所示，水平地面OP长度为L，半圆弧轨道半径为R，竖直直径PN左侧空间分布有水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，右侧空间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现将一质量为m、带电荷量为（）的小球从O点静止释放，重力加速度大小为g，不计一切阻力，轨道均绝缘，小球通过N点落回地面的位置在P点左侧，求：
（1）小球第一次到达P点时的速度大小；
（2）小球上升到与圆弧轨道圆心等高点D（未画出）时对圆弧轨道的弹力大小；
（3）小球落回地面时离P点的距离d。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球从O点到P点过程，根据动能定理可得
解得
（2）小球从O点到与圆弧轨道圆心等高点D过程，根据动能定理可得
在D点时，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得
联立解得
由牛顿第三定律可知，小球对圆弧轨道的弹力大小为
（3）小球从O点到N点过程，根据动能定理可得
解得
小球通过N点落回地面的位置在P点左侧，竖直方向有
解得
水平方向有
，
联立解得