广东省部分学校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷（解析版）

这是一份广东省部分学校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷（解析版），共15页。
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。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
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
【答案】B
【解析】该技术重点应用了多普勒效应。
故选B。
2. 每年夏季，我国多地会出现日晕现象。日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。一束太阳光射到正六边形冰晶时的光路图如图所示，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法正确的是（ ）
A. a光的频率大于b光
B. a光的波长大于b光
C. 在冰晶中，b光的传播速度比a光大
D. 在真空中，a光的传播速度比b光大
【答案】B
【解析】AB．根据题图可知，a光的偏折角小于b光的偏折角，根据折射定律可知，冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光的频率小于b光，a光的波长大于b光，故A错误，B正确；
D．在真空中，a光的传播速度等于b光，故D错误；
C．根据知，在冰晶中，b光的传播速度比a光小，故C错误。
3. 一台洗衣机在洗涤环节正常工作时非常稳定，在脱水流程即将结束前，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，已知洗衣机固有频率为，关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A. 洗衣机洗衣过程中的频率始终为
B. 洗衣机在洗涤环节正常工作时，脱水筒转动的频率可能等于
C. 当洗衣机振动最剧烈时，脱水筒转动的频率等于
D. 洗衣机脱水过程中，脱水筒转动的频率始终小于
【答案】C
【解析】A．洗衣机在脱水桶的驱动下做受迫振动，洗衣机洗衣过程中的频率等于驱动力频率，不是始终为，故A错误；
B．洗衣机在洗涤环节正常工作时，非常稳定，脱水筒转动的频率不等于洗衣机的固有频率，即不可能等于，故B错误；
C．当洗衣机振动最剧烈时，根据共振现象可知，脱水筒转动的频率等于，故C正确；
D．在脱水流程即将结束前，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，可知脱水筒转动频率先大于后小于，故D错误。
4. 如图所示，A是地球赤道上方的一颗地球同步卫星，B是一颗地球遥感卫星，它们都绕着地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. A卫星与地球球心的连线在8小时内转过的圆心角为
B. 在相同时间内，A卫星转过的弧长比B卫星转过的弧长长
C. B卫星的运行周期一定小于24小时
D. B卫星的运行速度大于第一宇宙速度
【答案】C
【解析】A．A是地球赤道上方的一颗地球同步卫星，故其周期为，是其周期的，故小时其转过的圆心角为，A错误；
B．根据万有引力提供向心力可知
解得
故轨道半径越大，线速度越小，卫星的线速度小于卫星的线速度，相同时间内，卫星转过的弧长小于卫星转过的弧长，B错误；
C．根据万有引力和圆周运动的规律可知
解得
由此可知，轨道半径越大，周期越大，卫星的轨道半径大于卫星的轨道半径，且其周期为小时，故卫星的周期一定小于小时，C正确；
D．由于卫星线速度
轨道半径越大，线速度越小，故卫星的线速度小于第一宇宙速度，D错误。
故选C。
5. 水面上的两列波在某时刻的叠加情况如图所示，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知的振幅为5cm，的振幅为3cm，下列说法正确的是（ ）
A. 质点A振动减弱
B. 质点A振动加强，质点D振动减弱
C. 再过半个周期，质点C是振动加强点
D. 质点B的振幅为2cm
【答案】D
【解析】ABC．在两列波叠加的区域里，波峰和波峰相遇、波谷和波谷相遇都是振动加强点，则质点A和质点D始终是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，则质点B和质点C始终是振动减弱点，ABC错误；
D．质点B是振动减弱点，其振幅为两列波振幅差2cm，D正确。
故选D。
6. 如图所示，一细束单色光从半圆形玻璃砖上的P点沿半径方向射向圆心O，刚好在玻璃砖的底面发生全反射后从玻璃砖射出，单色光在玻璃砖下表面的反射角为37°，取，玻璃砖对该单色光的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据折射率及全反射的临界条件可知
B正确。
故选B。
7. 如图所示，一枚质量为m的火箭在空中飞行燃料即将耗尽，此时火箭的速度水平向右、大小为，若该瞬间火箭突然炸裂成两块，其中质量为的后部箭体以速率水平向左飞行。若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则炸裂瞬间前部箭体的速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】以水平向右为正方向，炸裂过程根据动量守恒可得
解得炸裂瞬间前部箭体的速度大小为
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 生活中的传感器有很多种，其中有一种电容式风力传感器，是通过改变极板间的距离来改变电容的，如图所示，将电容式风力传感器连接在电路中组成回路，电源电动势恒定不变，闭合开关S，可动电极在风力作用下能够向左移动，风力越大，向左移动的距离越大。下列说法正确的是（ ）
A. 风力越大，电容式风力传感器的电容越小
B. 风力越大，电容式风力传感器的电容器存储的电荷越多
C. 风力越大，电容式风力传感器两极板间电场强度越大
D. 风力越大，电容式风力传感器两极板间的电压越大
【答案】BC
【解析】A．根据题意可知，风力越大，则越小，由电容器的决定式
可得电容器的电容变大，故A错误；
BD．电源电动势恒定不变，电容器一直接着电源，则器电压不变，由
可知风力越大，电容越大，电容器存储的电荷越多，故B正确，D错误；
C．电容器两极板间为匀强电场，由
风力越大，距离越小，而电压不变，则电容式风力传感器两极板间的电场强度越大，故C正确。
故选BC。
9. 如图所示，在打糍粑的过程中，质量为m的木槌，以速度v竖直打在糍粑上，经过时间停止，已知重力加速度大小为g，则在击打过程中（ ）
A. 木槌对糍粑的冲量大小为，方向竖直向下
B. 糍粑对木槌的冲量大小为，方向竖直向上
C. 糍粑对木槌的平均冲力大小为
D. 木槌对糍粑的平均冲力大小为
【答案】BD
【解析】AB．木锤竖直打在糍粑上，以木锤为对象，向上为正方向，根据动量定理则有
木锤受到糍杷的冲量大小为
方向竖直向上；根据牛顿第三定律可知木槌对糍粑的冲量大小为，方向竖直向下，故B正确，A错误；
CD．木锤受到糍杷的平均冲力大小为
方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知木槌对糍粑的平均冲力大小为，方向竖直向下，故D正确，C错误。
10. 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甲所示，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（ ）
A. 该列波沿x轴负方向传播
B. 质点M在0~2s内通过的路程为1m
C. 该列波的传播速度为3.75km/s
D. 质点M在时运动到了处
【答案】AC
【解析】A．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，故A正确；
B．由题图乙可知周期
即内质点M通过的路程
故B错误；
C．由题图甲得波长
由波速计算公式
解得该列波的传播速度
故C正确；
D．机械波中的质点不随时间迁移，只在平衡位置附近振动，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共54分。
11. 徐同学进行“用单摆测定重力加速度”的实验装置如图甲所示。

（1）该同学为了探究单摆振动的周期与单摆的振幅（摆幅）的关系，在保持其他要素不变的情况下，第1次使单摆在摆动过程中的摆角等于4°，第2次使摆角等于3°，若该同学正确操作，则第1次测得的周期________（填“大于”“小于”或“等于”）第2次测得的周期。
（2）该同学用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，该摆球的直径________mm。
（3）实验结束后，该同学思考如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下想法，其中可行的是______。
A.当单摆经过最高位置时开始计时 B.选择不易伸长的细线作为摆线
C.选择质量和体积较大的球作为摆球 D.摆角应尽可能小些
【答案】（1）等于 （2）9.8 （3）B
【解析】（1）[1]由单摆周期公式可知，单摆的周期与摆角无关，故两次测得周期相等；
（2）[2]由图示游标卡尺可知，主尺的示数是9mm，游标尺的示数是8×0.1mm=0.8mm，则游标卡尺示数，即小球直径
（3）[3]为了提高测量结果的精确度，可以选择不易伸长的细线作为摆线，应该在单摆经过最低位置时开始计时，选择体积小密度较大的小球。
12. 实验小组的同学正在测定某石墨烯电池的电动势E和内阻r，已知该电池的电动势在11V~13V之间，内阻小于2Ω。为了尽量减小实验误差，同学们经过讨论设计的实验电路如图甲所示。

（1）实验用的电流表的量程为0~0.6A，为了精确测量该电流表的内阻，实验小组的同学又向实验室申领了定值电阻R0和另一个电流表，实验电路如图乙所示。已知定值电阻R0比电流表的内阻略小，则电流表应选用的量程为________ A（填“0～0.6”或“0～3”），正确连接电路后闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片使两表均有适当的示数，记录下此时电流表的示数和电流表的示数，则电流表的内阻为________（用、和表示）。
（2）若实验小组在上述实验中测得电流表的内阻为3.0Ω，他们接着连接图甲电路并正确操作，多次改变滑动变阻器的阻值，读出电流表和电压表的示数，得到多组数据，根据实验数据绘制的图线如图丙所示。由此可知该石墨烯电池的电动势________V、内阻________Ω。（计算结果均保留一位小数）
【答案】（1）0~3 （2）12.6 1.6
【解析】（1）[1]定值电阻R0比电流表A的内阻略小，则流过R的电流比流过电流表A的电流大，则干路中的电流表A1应选用的量程为0~3A；
[2]根据并联电路的特点有
解得电流表A的内阻为
（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律有
可得
可知图丙中图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
13. 图所示，为一长方形玻璃砖的横截面，C点处有一点光源，其发出的一束单色光恰好在边上的E点发生全反射，并从D点射出（D点处已被特殊处理为细小的圆弧）。E点为边的中点，边的长度为，边的长度为，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）该玻璃砖的折射率；
（2）该束单色光在玻璃砖中传播所用的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设光从玻璃砖射到空气中发生全反射的临界角为C，根据几何关系可知
根据临界角与折射率的关系有
解得
（2）光在玻璃砖中的传播速度
光在玻璃砖中通过的路程
光在玻璃砖中传播所用的时间
解得
14. 一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示，此时波恰好传到质点P，质点P做简谐运动的图像如图乙所示，质点Q的平衡位置为。求：
（1）该简谐横波的传播速度大小；
（2）从开始到质点Q到达波峰所需的最短时间；
（3）质点Q的振动方程。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据题图甲可知，该简谐横波的波长
根据题图乙可知，质点做简谐运动的周期
该简谐横波的传播速度大小
解得
（2）设时刻距离质点Q左端最近的波峰为M点，根据周期性可知，M点的平衡位置为
从开始到质点Q到达波峰所需的最短时间
解得
（3）根据题图可知，质点Q的振幅（或），质点Q的圆频率
质点Q的初相位
质点Q的振动方程为
15. 如图所示，轻质弹簧的左端与固定在水平轨道上的竖直挡板相连，在外力作用下小物块A缓慢将弹簧右端压缩至O点并保持静止，小物块B静置于水平轨道上的P点，P点与挡板间的水平轨道光滑，P点右侧的水平轨道粗糙。现由静止释放小物块A，弹簧恢复原长一段时间后，A、B发生弹性碰撞，碰撞前瞬间A的速度大小。A、B均可视为质点，它们的质量分别为、，它们与P点右侧的水平轨道间的动摩擦因数均为，重力加速度大小，弹簧始终在弹性限度内，水平轨道足够长。
（1）求A静止在O点时，弹簧的弹性势能；
（2）求A、B发生碰撞后瞬间，B的速度大小；
（3）若A、B第二次发生碰撞时B已经静止，求A、B第二次发生碰撞前瞬间A的动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）A由O点到P点的过程中，根据机械能守恒定律有
解得
（2）设A、B发生碰撞后瞬间，A、B的速度分别为、，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得
（3）设A、B发生碰撞后，B滑行位移x后静止，根据动能定理有
在（2）中解得
从A、B发生第一次碰撞后瞬间到A、B第二次发生碰撞前瞬间，根据动能定理有
解得