湖北省十堰市六县市区一中教联体2024-2025学年高二下学期3月联考物理试卷【含答案】

这是一份湖北省十堰市六县市区一中教联体2024-2025学年高二下学期3月联考物理试卷【含答案】，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是( )
A. 图甲中用单色光垂直照射会出现牛顿环，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
B. 图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
C. 图丙得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
D. 图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化
2.关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法正确的是( )
A. 医院里“CT”机使用的电磁波是γ射线，它具有较强的穿透能力
B. 由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，是我们需要的声音或图像信号
C. 夜晚可看到偏红色和偏蓝色的恒星，“蓝星”表面温度比“红星”表面温度高
D. 某同学自己绕制天线线圈，制作一个最简单的收音机，用来收听中波的无线电广播，他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。为了收到这个电台，他可以增大线圈的匝数来实现
3.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，电阻R=10Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡。原线圈接一个经双向可控硅调节后的电压U，U随时间t的变化规律如图乙所示，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前四分之一周期电压被截去。现将S1、S2、S3闭合，此时L2正常发光。下列说法错误的是( )
A. 输入电压U的有效值为10VB. R消耗的电功率为10W
C. 只断开S3后，L2能正常发光D. 只断开S2后，原线圈的输入功率减小
4.如图，一长方体透明玻璃砖在底部挖去半径为R的半圆柱，玻璃砖长为L.一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入玻璃砖，且覆盖玻璃砖整个上表面．已知玻璃砖对该单色光的折射率为 2，则半圆柱面上有光线射出( )
A. 在半圆柱穹顶部分，面积为πRL4B. 在半圆柱穹顶部分，面积为πRL2
C. 在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL2D. 在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL
5.如图所示，L为电感线圈，C为电容器， R为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。当t1=0.01s时，LC回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，则( )
A. LC回路的振荡周期为0.02sB. LC回路中电流最大时电场能最大
C. t2=0.12s时线圈中磁场能最大D. t3=0.125s时回路中电流沿顺时针方向
6.如图所示为从发电站到用户之间的高压输电线路图。将两个相同的电压互感器甲和乙分别接入远距离输电线路的前后端，电流互感器接入远距离输电线路。电压互感器的原副线圈匝数比为k:1，电流互感器的原副线圈匝数比为1:k，且k>100。高压输电线路正常工作时，电压互感器甲、乙的示数分别为U1、U2，电流互感器的示数为I。则该远距离输电线路上的电阻r为( )
A. U1−U2IB. k2U1−U2IC. 1k2U1−U2ID. kU1−U2I
7.如图所示，空间中分布着水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，金属框abcd绕垂直磁场的轴OO′旋转，从O向O′看为逆时针转动，角速度为ω，线框匝数为N，线框的电阻为r，外电阻为R，其余电阻均不计，ab边长l1，bc边长l2，电压表为理想电压表，下列说法正确的是( )
A. 图示位置的电流方向为d→c→b→a
B. 电压表示数为NBl1l2ωRR+r
C. 线框从图示转动90∘的过程中，经过ab边的电荷量为NBl1l2R
D. 线圈转动一周期，电阻R上的产生的热量为πN2B2l12l22ωRR+r2
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，半径为R的半圆柱形玻璃砖，OD为直径，一束由红光和紫光组成的复色光，沿AO方向从真空方向射入玻璃，入射角为θ，OB、OC为两条折射光线，光由O到B的时间为t1，由O到C的时间为t2，以下说法正确的是( )
A. OB为红光
B. t1=t2
C. 若θ=60∘，OB长度为R，则OB光线在玻璃中的折射率为 3
D. 若θ=60∘，OB长度为R，则OB光线在B点不发生全反射
9.如图所示，理想变压器原线圈 ab端输入交流电电压的瞬时表达式为u=220 2sin100πt(V)， e为副线圈 cd的中心抽头，D1、D2为理想二极管(具有单向导电性，正向电阻为零，反向电阻无穷大)，定值电阻R=10Ω， S为开关。已知变压器原、副线圈的匝数比为20：1，下列说法正确的是( )
A. 输入交流电的频率为50Hz
B. 开关闭合时，电阻两端的电压为11V
C. 开关闭合时，原线圈ab的输入功率为3.025W
D. 开关断开后，副线圈cd两端的电压为0
10.如图甲所示连接电路，在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响，不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是( )
A. 开关S闭合瞬间，流经灯D1和D2的电流大小相等
B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2的电流保持不变
C. 开关S断开瞬间，流经灯D2的电流方向改变，故D2闪亮一下再熄灭
D. 根据题中信息，可以推算出u1:u2=3:4
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.用双缝干涉测光的波长．实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm.用测量头来测量亮条纹中心间的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数．
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1=2.190mm、对准第4条时读数x2=___________ mm；
(2)根据以上条件，可算出这种光的波长λ=_________ nm；(保留三位有效数字)
(3)在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，下列操作中可以使条纹变稀疏的是___________.
A.改用波长较短的光(如紫光)做入射光
B.增大双缝到屏的距离
C.减小双缝间距
D.增大双缝间距
12.现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A.蓄电池(电动势E=2V，内阻r=0.6Ω)
B.表头G(满偏电流6.0mA，内阻未知)
C.电流表A(满偏电流10 mA，内阻未知)
D.电阻箱R1(最大阻值999.9Ω)
E.电阻箱R2(最大阻值999.9Ω)
F.开关及导线若干
(1)该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头G的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开开关S1、S2、S3，将R1、R2调到最大值。合上开关S1，将S3拨到2处，调节R2，使表头G满偏，电流表A示数为I。此时合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A仍为I时，表头G示数如图丁所示，此时R1为108.0Ω，则改装电表时应将R1调为 Ω，改装结束后断开所有开关。
(2)该同学若将图丙中开关S1、S2合上，而将S3拨到1处，电阻箱R2的阻值调为14.0Ω，酒精气体浓度为零时，表头G的读数为 mA。
(3)完成步骤(2)后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0mA。已知酒精浓度在0.2∼0.8mg/mL之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范围属于 (选填“酒驾”或“醉驾”)。
(4)使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整 (“R1”或“R2”)，使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.公园的湖面上修建了一个伸向水面的观景平台，如图所示为其竖直截面图，水平湖底上的P点位于观景平台右侧边缘正下方，观景平台下表面距湖底的高度为H=4m，在距观景平台右侧边缘正前方d=4m处有垂直湖面足够大的宣传布幕。在P点左侧l=3m处湖底上的Q点安装有一单色光光源(可视为点光源)。已知水对该单色光的折射率n=43，当水面与观景平台的下表面齐平时，只考虑在图中截面内传播的光，求：
(1)该光源发出的光照射到布幕上的最高点距水面的高度h；
(2)该光源发出的光能射出水面的最远位置距观景平台右侧的最远距离s。
14.为将川西地区丰富的清洁能源“运输”至成都大运会场馆，电力工人们有条不紊地开展500千伏线路加装串抗工程作业。据介绍，该工程在不新增输电通道的情况下，通过加装串抗技术提升供电能力。该工程建成投运后，将增加成都地区供电能力150万千瓦，有力提升大运会清洁电供应保障能力。某远距离输电装置如图所示，矩形导线框ABCD绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生电压为e=200 2sin100πt(V)的交流电，通过理想升压变压器和理想降压变压器进行远距离输电。已知输电线路总电阻R=5Ω，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25：10，降压变压器副线圈接入一台内阻r=4.4Ω的电动机，其两端的电压U=220V，机械效率η=90%。导线框及其余导线电阻均不计，电表均为理想电表，求
(1)电动机的机械功率P机；
(2)输电线上损失的功率ΔP；
(3)电流表的示数IA。
15.如图所示是爱尔兰物理学家劳埃德于1834年观察光的干涉现象的原理图(为讨论问题方便，图中线段长度与数据不成比例)。线光源S发出波长为600nm的光，有一部分直接射到足够大的屏D上，另一部分经镜面M反射到屏上(这些光对镜面的入射角接近90∘)。这两部分光重叠产生干涉，在屏上出现明暗相间的干涉条纹，这称之为劳埃德镜干涉。劳埃德镜干涉的条纹间距与波长的关系与杨氏双缝干涉相同。
(1)画出光线SA、SB经镜面M反射的光路图(图中S′是S在平面镜中的像)；
(2)相邻两条明条纹间距Δx是多大；
(3)屏D上出现干涉亮条纹的条数。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【分析】
本题要知道薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的，以及知道薄膜干涉是一种等厚干涉，理解平行板玻璃砖的光学特性，知道光是一种横波，本题涉及的知识点较多，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累。
【解答】
A.用单色光垂直照射图甲中的牛顿环时，产生的干涉条纹为间距非均匀变化的等厚干涉条纹，故A错误；
B.图乙中，当入射角i逐渐增大折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，不论入射角如何增大，由于光线在bb′边的入射角等于在aa′的折射角，根据光路可逆性原理知，光线不会在bb′发生全反射，故光线一定会从bb′边射出，故B错误；
C.图丙是薄膜干涉，条纹向空气薄膜较薄处发生弯曲，说明空气薄膜变厚，则被检测的平面在此处是凹陷的，故C错误；
D.因为光是横波，经偏振片会产生偏振现象，图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，故D正确。
2.【答案】C
【解析】A.医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，利用 X射线能够穿透物质，来检查人体的内部器官，故 A错误;
B.由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，还不是我们需要的声音或图像信号，因此还要使声音或图像信号从高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫作解调也叫检波，故 B错误;
C.恒星的颜色是由温度决定的，温度越低，颜色越偏红，温度越高，颜色越偏蓝，故“蓝星”表面温度比“红星”表面温度高，故 C正确;
D.根据f=12π LC，说明增加调频回路固有频率f，需要减小 L，可以通过减少线圈的匝数来实现，故 D错误。
3.【答案】B
【解析】A.令输入电压的有效值为U1，根据正弦式交流电的有效值与有效值的定义Um 22R×T2=U 12RT，解得U1=10V，故A正确；
B.根据理想变压器的电压匝数关系U1U2=n1n2，解得副线圈两端电压U2=n2n1U1=12×10V=5V，则R消耗的电功率为P=U 22R=2.5W，故B错误；
C.只断开S3后，L2电压不受影响，L2正常发光，故C正确；
D.只断开S2后，负载电阻变大，输出电压不变，根据P2=U 22R负载，输出功率减小，则输入功率也减小，故D正确。
故选B。
4.【答案】B
【解析】光线经过玻璃砖上表面到达下方的半圆柱面出射时发生全反射，如图所示：
设恰好发生全反射时的临界角为 C，由全反射定律得：n=1sinC，解得：C=π4，则有光线射出的部分圆柱面的面积为：S=2CRL，解得：S=π2RL，即半圆柱面上在半圆柱穹顶部分有光线射出，面积为πRL2，故选B。
5.【答案】A
【解析】解：A、在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，在0时刻，左极板正电，开始放电，在0.01s时刻右极板正电(第一次)，那么一放一充，应该是半个周期，则周期为T=0.02s，故A正确；
B、根据LC振荡电路的充放电规律可知，放电完毕时，回路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故B错误；
C、因周期为T=0.02s，当t2=0.12s时，第6次刚开始放电，则此时回路中电流最小，线圈中磁场能最小，故C错误；
D、当t3=0.125s时，即处于第七次充电过程，此时回路中电流沿逆时针方向，故D错误。
故选：A。
在LC振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化；
当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。
明确电磁振荡过程，知道电容器充电完毕(放电开始)：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0；放电完毕(充电开始)：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。
6.【答案】A
【解析】解：根据电压互感器甲的示数为U1，结合题目中的原副线圈匝数比U1U1′=k
可知输电线路前段的电压为U1′=kU1，同理可知后端电压为U2′=kU2
绝电流互感器示数为I，结合题目中原副线圈匝数比可知输电线路上的电流为I′=kI
根据欧姆定律有
r=U1′−U2′I′
解得
r=U1−U2I
故A正确，BCD错误；
故选：A。
本题考查的是变压器中各量与线圈匝数比之间的关系，以及与电学知识的综合应用。
本题主要考查的是变压器的相关知识，根据原副线圈匝数比，结合三个互感器的示数，进而得出输电线路上的前端电压、后端电压及电流，根据欧姆定律可解得输电线路的电阻r。
7.【答案】D
【解析】A.由右手定则可知，电流方向是 a→b→c→d，选项A错误；
B.电压表示数应为有效电压U=RR+rE=EmR 2(R+r)= 2NBl1l2ωR2(R+r)，选项B错误；
C.由电动势E=NΔΦΔt，可得Δq=ER+rΔt=NΔΦR+r，其中ΔΦ=Bl1l2，故流过ab边电荷量是Δq=NBl1l2R+r，选项C错误；
D.总电路有效电压E= 22NBl1l2ω，有效电流I=ER+r，可得一周期内电阻R产生的热量Q=I2R×2πω=πN2B2l12l22ωR(R+r)2，选项D正确。
故选D。
8.【答案】BC
【解析】A.由折射率和光频率的关系可知红光的折射率n较小，根据折射定律n=sinθsinr可知相同入射角θ的情况下，红光的折射角r较大，故光束OC是红光，故A错误；
B.设半圆柱体玻璃的半径为R，光束OB在玻璃中的折射角为r，如图所示，则光束OB的长度l=2Rsinr，
玻璃对光束OB的折射率n=sinθsinr，光束OB在玻璃中的传播速度v=cn，
则光束OB传播时间t=lv=2Rsinθc，与光束的折射率无关，故两束光分开后沿OB、OC传播所用的时间相等，故B正确；
C.若θ=60∘，OB长度为R，根据B的分析可知r=30∘，则OB光线在玻璃中的折射率为n=sinθsinr=sin60∘sin30∘= 3，故C正确；
D.若θ=60∘，OB长度为R，则OB光线在B点与O′B的夹角为60∘，根据sinC=1n= 33可知C