四川省眉山市仁寿县仁寿第一中学北校区2024-2025学年高二下学期半期考试物理试题（Word版附解析）

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1、答题前，考生务必用黑色字迹的签字笔将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答
题卡上，并在“考场号”、“座位号”栏内填涂考场号、座位号。
2、选择题部分每小题选出答案后，用 2B 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，再选涂其它答案；答案不能答在试题卷上，答在试题卷上的答案无效。
3、非选择题部分必须用黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区城内的相应位置；
如需改动，先将答案划掉，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作
答的答案无效。
4、考生必须保持答题卡整洁，考试结束后，将答题卡交回，试题卷自己保存。满分 100 分，
考试时间 75 分钟。
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. 如图所示为一个质量分布均匀的有机玻璃圆柱的横截面， 为圆上两点，一束单色光沿 方向射入，
然后从 点射出，已知 ， ，该有机玻璃圆柱的半径为 1m，真空中光速
m/s， ， 。下列说法正确的是（ ）
A. 光在该有机玻璃中的传播速度为 m/s
B. 光在该有机玻璃中的折射率为 1.8
C. 光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为
D. 光在该有机玻璃圆柱中沿 路径传播时间约为 s
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由几何关系可得，入射角
折射角
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根据光的折射定律可知，光在该有机玻璃中的折射率为
根据 可得光在该有机玻璃中的传播速度为
故 A 正确，B 错误；
C．根据 得光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为
所以发生全反射的临界角小于 ，故 C 项错误；
D．光在该有机玻璃圆柱中沿 BC 路径传播时间为
故 D 项错误。
故选 A。
2. 如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为 11：2，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，
副线圈通过电流表与负载电阻 R 相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，下列说法正确的是（ ）
A. t=0.01s 时，电压表的示数是 0
B. 变压器输出电压的最大值是 40V
C. 变压器副线圈输出的交流电的频率为 0.5Hz
D. 若电流表的示数为 1A，变压器的输入功率为 40W
【答案】D
【解析】
【详解】A．电压表在任意时刻显示的示数均为有效值， 时，电压表的示数不是 0，故 A 错误；
B．由乙图可知，原线圈两端交流电电压的最大值为 ，根据理想变压器原、副线圈匝数之比
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解得变压器输出电压的最大值为
故 B 错误；
C．由乙图可知交流电的周期为 0.02s，则其频率为
理想变压器不改变交流电的频率，故变压器副线圈输出的交流电的频率为 50Hz，故 C 错误；
D．交流电的有效值为
根据理想变压器电压与匝数成正比，有
解得
变压器的输入功率为
故 D 正确。
故选 D。
3. 原子能电池是利用放射性同位素衰变过程释放的热能转换成电能，具有尺寸小、重量轻、性能稳定可靠、
工作寿命长、环境耐受性好等特点，能为空间及各种特殊恶劣环境条件下的自动观察站或信号站等提供能
源．其中 Sr 是原子能电池的放射源之一，会发生β衰变，半衰期为 28.5 年. Sr 主要来源于 U 的裂变，
其核反应方程为 U＋ n→ Sr＋ Xe＋2 n.下列说法中正确的是（ ）
A. U 的平均结合能比裂变产物 Xe 的平均结合能大
B. Sr 的β衰变方程为 Sr→ Y＋ e
C. Sr 衰变产生的β射线是其核外电子吸收能量后跃迁产生的
D. 密闭容器中装有 1 g Sr 经过 28.5 年容器中剩余物质质量为 0.5 g
【答案】B
【解析】
【详解】A.该裂变反应放出能量，则 的平均结合能比裂变产物 的平均结合能小，选项 A 错误；
B.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知， 的β衰变方程为 ，选项 B 正确；
C. 衰变产生的β射线是其核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项 C 错误；
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D.密闭容器中装有 1g 经过 28.5 年容器中没有衰变的 的质量为 0.5g，因衰变后变为别的物质，则
剩余物质质量大于 0.5g，选项 D 错误。
故选 B。
4. 如图 1 所示为原子核的比结合能与质量数的关系曲线，如图 2 所示为原子核的平均核子质量与原子序数
的关系曲线。下列说法正确的是（ ）
A. 根据图 1 可知， 核的结合能约为 7MeV
B. 根据图 1 可知， 比 更稳定
C. 根据图 2 可知，核 D 裂变成核 E 和 F 的过程中，生成的新核 E、F 的比结合能减小
D. 根据图 2 可知，若 A、B 能结合成 C，则结合过程中一定要吸收能量
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图 1 可知， 核的比结合能约为 7MeV，则 核的结合能约为
A 错误；
B．根据图 1 可知， 核的比结合能比 核的比结合能小，所以 比 更稳定，B 正确；
C．根据图 2 可知，核 D 裂变成核 E 和 F 的过程中，核子的平均质量减少，放出核能，比结合能增大，C
错误；
D．根据图 2 可知，若 A、B 能结合成 C，核子的平均质量减少，结合过程一定要放出能量，D 错误。
故选 B。
5. 北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射
出来的电磁波去控制校准石英钟的，如图为氢原子能级图，a、b、c 为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种
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光，则下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子
B. 大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有 3 条亮线
C. 在相同条件下，a、b、c 三种光中，b 光最容易发生明显的衍射现象
D. 用 b 光照射处于 能级的氢原子，氢原子会发生电离
【答案】C
【解析】
【详解】A．氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，故 A 错误；
B．大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有 条亮线，故 B 错误；
C．根据公式
可知，在相同条件下，a、b、c 三种光中，b 光的波长最长，最容易发生明显的衍射现象，故 C 正确；
D．用 b 光照射处于 能级 氢原子，氢原子是否能发生电离取决于 b 光的能量是否足以使氢原子从
能级跃迁到电离态。b 光的能量
因此不能使处于 能级的氢原子发生电离电离，故 D 错误。
故选 C。
6. 两列简谐横波在 x 轴上传播、a 波沿 x 轴正向传播，b 波沿 x 轴负向传播， 时刻的波形图如图所示：
此时刻平衡位置在 和 的质点 P、Q 刚好开始振动，两列波的波速均为 2m/s，质点 M、N 的平
衡位置分别为 和 ，下列说法正确的是（ ）
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A. 两列波相遇时刻为 1.5s，此时刻质点 N 不振动
B. P、Q 间（不包括 P、Q）有 1 处振动加强点
C. 0~2.5s 内质点 M 运动路程为 32cm
D. 两列波振幅不同，故不能发生干涉
【答案】C
【解析】
【详解】A．0 时刻 P、Q 两质点刚好开始振动，且振动方向相反，经过时间 t 两列波在 N 点相遇，则有
s
相遇时两列波在 N 点引起的振动方向相反，故 N 点起振动方向向上，A 错误；
B．由题可知波长 ，
由于两列波振动方向相反，故在 处加强，振动加强点有 2 处，B 错误；
C．根据
a 波传播到 M 点时间
b 波传播到 M 点时间
M 点为振动加强点，0~2.5s 内质点 M 运动路程
C 正确；
D．两列波周期相同，振动方向在同一直线上，有稳定相位差，可以发生干涉，D 错误。
故选 C。
7. 洛埃德（H。Llyd）在 1834 年提出了一种更简单的观察干涉现象的装置。如图所示，缝光源 S 与光屏平
行，从缝光源 发出的光，一部分入射到平面镜 M 后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光
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束交叠区域里将出现干涉条纹，缝光源 S 通过平面镜成的像 相当于另一缝光源。某次实验，S 发出波长
为 的单色光，虚线 上方的第 3 条亮条纹出现在 N 处。不考虑半波损失，下列说法正确的是（ ）
A. 若撤去平面镜 M，光屏上将不再出现明暗相间的条纹
B. 若缝光源 S 发出波长为 的单色光，光屏上 N 处将出现第 2 条亮条纹
C. 若将缝光源 S 下移少许，光屏上的条纹间距将变小
D. 若将平面镜 M 右移少许，光屏上的条纹间距将变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．若撤去平面镜 M，通过单缝光线会发生衍射，仍然可以观察到明暗相间的衍射条纹，故 A 错
误；
CD．缝光源 S 通过平面镜成的像 相当于另一缝光源，由双缝干涉相邻两条亮间距公式
其中 ，
可得
若将缝光源 S 下移少许，则 h 变小，可知光屏上的条纹间距将变大;若将平面镜 M 右移少许，则不影响光源
的像的位置，则光屏上的条纹间距不变，故 CD 错误；
B．由 可得
即
已知 S 发出波长为 的单色光，虚线 上方的第 3 条亮条纹出现在 N 处，则缝光源 S 发出波长为
的单色光，光屏上 N 处将出现第 2 条亮条纹，故 B 正确。
故选 B。
二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，有多
项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
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8. 关于下图光学现象的说法正确的是（ ）
A. 图甲：光导纤维中内芯的折射率小于外套的折射率
B. 图乙：再叠加一张纸片，劈尖干涉的条纹间距变大
C. 图丙：太阳的反射光和折射光都是偏振光
D. 图丁：用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越宽，观察到的中央衍射条纹越窄
【答案】CD
【解析】
【详解】A．光导纤维利用全反射原理，所以内芯 折射率大于外套的折射率，选项 A 错误；
B．再叠加一张纸片，即空气膜的夹角变大，根据薄膜干涉的原理可知，劈尖干涉的条纹间距变小，选项 B
错误；
C．太阳的反射光和折射光都是偏振光，选项 C 正确；
D．根据单缝衍射原理可知，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越宽，观察到的中央衍射条纹越窄，
选项 D 正确。
故选 CD。
9. 如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势 ，导线框
与理想升压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为 2A，输电线路总电阻为 ，理想降压变压器副线
圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为 220V，电动机的功率为 1100W，导线框
及其导电动机线电阻不计，不计一切摩擦，则（ ）
A. 升压变压器原副线圈的匝数比为 11：60
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B. 图示位置线圈中的电流方向正在改变
C. 线框转动一圈的过程克服安培力做功 24J
D. 若电动机突然卡住，输电线上的损耗功率将减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．设升压变压器原副线圈两端电压、电流为 、 和 、 ，降压变压器原副线圈两端电压、
电流为 、 和 、 ，由题意知，输电线损失功率 ，
， ，
由此可以解得
故 A 答案正确；
B．线框经过中性面位置时，电动势为零、电流为零，电流方向发生改变，而图示位置为垂直中性面位置，
故 B 答案错误；
C．根据理想变压器可知
而发电机线圈转动周期
则线框转动一圈的过程克服安培力做功
故 C 答案正确；
D．若电动机突然卡住，则电动机变成纯电阻电路，则 增大、 增大， 增大、输电线上的损耗功率
也增大，故 D 答案错误。
故选 AC。
10. 某款发电机示意图如图所示，矩形线框置于水平向右的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，中心轴 与
磁场垂直，E、F 端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起以角速度 顺时针匀速转动，
两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷 C、D 接触，初始时刻线框平面与磁场平行，矩形线框面
积为 S 电阻为 r，电刷 C、D 之间接有一阻值为 R 的电阻，其余部分电阻不计，则（ ）
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A 初始时刻磁通量变化率最大
B. 流过电阻 R 的电流变化周期为
C. 线圈从图示位置转动一周的过程中通过电阻 R 的电荷量为 0
D. 线圈从图示位置转动一周的过程中电阻 R 产生的热量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．初始位置磁通量为 0，但磁通量的变化率最大，故 A 正确；
B．根据右手定则可知，通过电阻的电流方向始终不变，则甲输出是直流电，流过电阻 R 的电流变化周期为
故 B 错误；
C．根据正弦式交流电峰值和有效值的关系可知转动一周的过程中电流的有效值为
转动一周的过程中，每转过 ，通过电阻的电荷量为
则转动一周的过程中流过电阻的电荷量
故 C 错误；
D．线圈从图示位置转动一周的过程中电阻 R 产生的热量为
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故 D 正确。
故选 AD。
三、实验题：本题共 2 小题，共 16 分。
11. 杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝
干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。
（1）下列说法正确的是（ ）
A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B. 若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄
C. 将滤光片由蓝色 换成红色的，干涉条纹间距变宽
D. 去掉滤光片后，干涉现象消失
（2）双缝间距为 d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为 L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的
中心刻线对齐 亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为________mm。若 两
条亮纹中央间距为 x，则所测光的波长为________（用所给物理量的字母表示）。
（3）若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值________真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】（1）AC （2） ①. 9.15 ②.
（3）大于
【解析】
【小问 1 详解】
A．将屏移近双缝，L 变小，根据干涉条纹间距公式
可知，条纹间距变窄，故 A 正确；
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B．若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距不变，故 B 错误；
C．根据干涉条纹间距公式
将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变大，则干涉条纹间距变宽，故 C 正确；
D．去掉滤光片后，干涉屏上出现彩色的干涉条纹，故 D 错误。
故选 AC。
【小问 2 详解】
[1]由于游标尺为 20 分度，其精确度为 0.05mm，所以游标卡尺的示数为
[2]若 A、B 两条亮纹中央间距为 x，则条纹间距为
根据干涉条纹间距公式
解得
【小问 3 详解】
条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值
为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，则有
根据干涉条纹间距公式
可知波长的测量值大于实际值。
12. 某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：
①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线 和 ，交点为 O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴 ，
并使其圆心位于 O 点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图（a）所示。
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②将一细激光束沿 CO 方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点 M。
③拿走玻璃砖，标记 CO 光线与半圆弧的交点 P。
④分别过 M、P 作 BB'的垂线 、 ， 、 是垂足，并用米尺分别测量 、 的长度 x 和
y。
⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组 x 和 y 的数据。根据这些数据作出 图像，如图（b）所示。
（1）关于该实验，下列说法正确的是_____（单选，填标号）。
A. 入射角越小，误差越小
B. 激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差
C. 选择圆心 O 点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显
（2）根据 图像，可得玻璃砖的折射率为_____（保留三位有效数字）。
（3）若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果_____（填“偏大”“偏
小”或“不变”）。
【答案】（1）B （2）1.57
（3）不变
【解析】
【小问 1 详解】
A．入射角适当即可，不能太小，入射角太小，导致折射角太小，测量的误差会变大，故 A 错误；
B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差，故 B 正确；
C．相同的材料在各点的折射效果都一样，故 C 错误。
故选 B。
【小问 2 详解】
设半圆柱体玻璃砖的半径为 ，根据几何关系可得入射角的正弦值为
折射角的正弦值为
折射率
可知 图像斜率大小等于折射率，即
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【小问 3 详解】
根据（2）中数据处理方法可知若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果
不变。
四、解答题
13. 如图所示，半径为 的球面凹面镜内注有透明液体，将其静置在水平桌面上，液体中心的厚度为 。
一束单色激光自中心轴上的 处以 的入射角射向液面 处，其折射光经凹面镜反射后恰好沿原路返回。
已知 A、C 两点将半径 三等分，光在空气中的传播速度为 。求：
（1）液体的折射率 ；
（2）激光从 点射出至回到 点经历的时间 。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问 1 详解】
如图所示，连接 、 并延长，交凹面镜于 点，折射光线沿着 处的法线方向，设折射角为 ，则有
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几何关系可知
联立解得
【小问 2 详解】
根据图中几何关系有 ，
光在介质中的速度
则
联立解得
14. 一简谐横波以 4m/s 的波速沿水平绳向 x 轴正方向传播。已知 t=0 时的波形如图所示，绳上两质点 M、N
的平衡位置相距 波长。设向上为正，经时间 t1（小于一个周期），此时质点 M 向下运动，其位移仍为 0.02m。
求
（1）该横波的周期；
（2）t=0 时刻起 M 的振动方程；
（3）t1 时刻质点 N 的位移。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
由波形图知，波长
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λ＝4m
波长、波速和周期的关系为
v＝
代入数据得该波的周期为
T＝1s
【小问 2 详解】
根据
结合题给条件知从 t＝0 时刻起，质点 M 做简谐振动的位移表达式为
【小问 3 详解】
经时间 t1（小于一个周期），M 点的位移仍为 0.02m，运动方向向下．可解得
t1＝ s
由于 N 点在 M 点右侧 波长处，所以 N 点的振动滞后 个周期，其振动方程为
当 t1＝ s 时，质点 N 的位移为
15. 如图甲所示，两足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，处于磁感应强度为 ，方向竖直向上的
匀强磁场中，导轨间距为 L，左端连接一定值电阻 R 和理想交流电流表 A，质量为 m、长度为 L、电阻为 R
的金属棒垂直导轨放置，与导轨始终接触良好。对金属棒施加一个平行于导轨的拉力，使得金属棒运动的
速度 v 随时间 t 按如图乙所示的正弦规律变化。其中 ，T 已知，不计导轨的电阻。求：
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（1）电流表 A 的示数 I；
（2）在 的过程中，拉力所做的功 W；
（3）在 过程中，通过定值电阻的电荷量 q。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
金属棒产生的电动势的有效值为
回路中的电流
解得电流表的示数
【小问 2 详解】
在 时间内，产生的焦耳热为
根据功能关系有
解得
【小问 3 详解】
由于感应电动势为
该方式下产生的交变电流与单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的方式是相似的，则在单匝线圈在匀
强磁场中转动产生交变电流的模型中， 的过程中流过线圈的电量为
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又有
联立解得
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