湖北省部分普通高中联盟2024-2025学年高二下学期期中真题联考（B卷）物理试卷（解析版）

这是一份湖北省部分普通高中联盟2024-2025学年高二下学期期中真题联考（B卷）物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了答非选择题时，必须使用0等内容，欢迎下载使用。
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时必须使用2B铅笔，将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。
3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
5.考试结束后，将试题卷和答题卡一并交回。
一、选择题：（本大题共10小题，每小题4分，1-7单选，8-10多选，多选有漏选得2分，错选不得分，共40分）
1. 以下四幅图片是来自课本的插图，结合图片分析下列说法中正确的是（ ）

A. 图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角逐渐增大到某一值后会在a界面发生全反射
B. 图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙是针尖在灯光下发生的现象，这种现象反映了光的干涉现象
D. 图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波
【答案】B
【解析】A．图甲中，根据几何关系可知上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性，无论怎么增大入射角，下表面的入射角不会达到临界角，光线都会从a面射出，故A错误；
B．图乙中，根据双缝干涉相邻条纹间距公式
可知只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小，故B正确；
C．图丙是针尖在灯光下发生的现象，这种现象反映了光的衍现象，故C错误；
D．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，后车安装了“预碰撞安全系统”，其配备的雷达会发射毫米级电磁波（毫米波），并对前车反射的毫米波进行运算，则（ ）
A. 毫米波的频率比可见光高
B. 毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象
C. 经前车反射后毫米波的速度将比反射前大
D. 前车的金属尾板遇到毫米波时会产生极其微弱的感应电流
【答案】D
【解析】A．从电磁波谱的顺序可知毫米波的频率比可见光低，故A错误；
B．毫米波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故B错误；
C．电磁波在空中传播的速度不会变化，故C错误；
D．系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，说明前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，原、副线圈匝数比为100∶1的理想变压器，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=310sin314t（V），则（ ）
A. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为3.1V
B. 副线圈两端的电压频率为50Hz
C. 当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小
D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小
【答案】B
【解析】A．c、d两端电压的有效值

当单刀双掷开关与a连接时，原线圈的电压的有效值为U，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为
电压表示数为电压的有效值，所以示数为2.2V，故A错误；
B．变压器不改变交流电的频率，由

解得原线圈两端电压频率为50Hz，所以副线圈两端的电压频率也为50Hz。所以B正确；
CD．若将单刀双掷开关由a拨向b，由于原线圈的匝数变小，导致副线圈的电压增大，电流增大，两电表的示数均变大，副线圈的输出功率变大，由于原线圈输入功率和副线圈输出功率相等，所以原线圈输入功率变大。故CD错误。
故选B。
4. 如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面纸面内，其左端接一阻值为R的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒平行导轨向右的初速度，当流过棒截面的电荷量为q时，棒的速度减为零，此过程中棒的位移为x。则（ ）
A. 当流过棒的电荷量为时，棒的速度为
B. 当棒发生位移为时，棒的速度为
C. 在流过棒的电荷量达到的过程中，棒释放的热量为
D. 整个过程中定值电阻R释放的热量为
【答案】C
【解析】A．对ab棒由动量定理有
而
即
当流过棒的电荷量为时，有
解得
A错误；
B．当棒发生位移为时，由
可知此时流过棒的电量
带入
解得棒的速度为，B错误；
C．定值电阻与导体棒释放的热量相同，在流过棒的电荷量为的过程中，棒释放的热量为
C正确；
D．定值电阻与导体棒释放的热量相同，均为
D错误。
故选C。
5. 如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′（过程Ⅱ）。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则等于（ ）
A. B. C. D. 2
【答案】B
【解析】在过程Ⅰ中，根据法拉第电磁感应定律，有
E1＝
根据闭合电路欧姆定律，有
I1＝ 且q1＝I1Δt1
在过程Ⅱ中，有
E2＝
根据闭合电路欧姆定律，有
I2＝，q2＝I2Δt2
又q1＝q2，即
所以
故选B。
6. 如图所示为远距离交流输电原理示意图，其中各个物理量已经在图中标出，下列说法正确的是（ ）
A. 变压器线圈的匝数关系为n1>n2，n3I线>I4
D. 输送功率不变时，输电电压越高，输电线上损失的功率越小
【答案】D
【解析】AC．根据，
则，
根据，
则，
故AC错误；
BD．升压变压器可以提高输电电压，从而减小输电电流，减小输电线上的功率损失，但无法提高输电功率，故B错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则（ ）

A. 电路中感应电动势的大小为
B. 电路中感应电流的大小为
C. 金属杆所受安培力的大小为
D. 金属杆的发热功率为
【答案】B
【解析】A．导体棒切割磁感线产生感应电动势为
故A错误；
B．感应电流的大小为
故B正确；
C．所受的安培力为
故C错误；
D．金属杆的热功率
故D错误。
故选B。
8. 如图，水平面内固定着足够长的光滑平行导轨，导轨宽度是导轨宽度的2倍，导轨宽度为L，导轨处于方向垂直于轨道平面向里的匀强磁场中，金属棒PQ和MN分别垂直导轨放置在导轨段和段上，金属棒PQ和MN的质量之比为2:1，长度分别为2L和L，两金属棒电阻均为R。现给金属棒MN一个向右的初速度，运动过程中两棒始终没有离开各自的导轨段，并与导轨接触良好，其余部分的电阻均不计，则（ ）
A. 运动过程中金属棒PQ和MN的加速度大小之比为1:2
B. 运动过程中金属棒PQ和MN所受的安培力的冲量大小之比为2:1
C. 运动到速度稳定时金属棒PQ和MN的速度之比为1:2
D. 运动到速度稳定时金属棒PQ和MN两端的电压之比为2:1
【答案】BC
【解析】A．运动过程中对PQ有
对MN有
所以运动过程中加速度大小之比为1∶1，故A错误；
B．因为运动过程中PQ所受安培力大小为MN的两倍，在相同时间内安培力的冲量大小之比，故B正确；
C．金属棒运动到速度稳定时有
故运动到速度稳定时，金属棒PQ和MN的速度之比
故C正确；
D．P、M两点电势相等，Q、N两点电势相等，任意时刻都有
即金属棒PQ和MN两端的电压之比为1∶1，故D错误。
故选BC。
9. 如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，R0是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路分析正确的是（ ）
A. 该光敏电阻阻值随光照强度增大而减小
B. 增加电源电动势可以增加路灯照明时间
C. 并联更多的LFD路灯可延长每天路灯照明时间
D. 增大保护电阻R0阻值可延长每天路灯照明时间
【答案】AD
【解析】A．当电磁继电器内电流大，衔铁被吸下来，蓄电池开始充电。当电流小时衔铁拉与EF接触，蓄电池给LED路灯供电，根据闭合电路欧姆定律，当日光充足时光敏电阻R减小，电流大，衔铁被吸下来，该光敏电阻阻值随光照强度增大而减小，故A正确；
B．电动势增大，电阻不变情况下，电流增大，减少了光照时间，故B错误；
C．LED灯的盏数不影响控制电路，考虑蓄电池容量一定，可能减少照明时间，故C错误；
D．增大保护电阻，减小了电流，增大了照明时间，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，一束含有两种频率的复色光斜射向一块厚玻璃砖，玻璃砖的另一面涂有水银，光线经折射、反射、再折射后从玻璃砖入射面一侧射出，分成了两束单色光a和b，则下列说法正确的是（ ）
A. a、b两束出射光是平行的
B. 该玻璃砖对a光折射率小于对b光折射率
C. a光频率大于b光频率
D. 从该玻璃砖射向空气，a光临界角小于b光临界角
【答案】AB
【解析】A．作出光路图如图所示
因为a、b两光在左边表面的折射角与反射后在左边表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，故A正确；
B．根据折射定律，入射角相同，因为b光偏折大，a光的折射角大于b光的折射角，所以a光的折射率小于b光的折射率，故B正确；
C．根据频率越大，折射率越大，所以a光的频率小于b光的频率，故C错误；
D．由可得，从玻璃砖射向空气中时，a光临界角大于b光临界角，故D错误。
故选AB。
二、实验题：（本大题共2小题，11题6分，12题10分，共16分）
11. 小明同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）：
（1）将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则图甲读数为______mm，求得这种色光的波长λ=______m（已知双缝间距d=0.2mm，双缝到屏间的距离L=700mm，结果保留两位有效数字）
（2）小明同学现在用这种色光利用光的干涉法检查某精密光学平面的平整度，其原理图如图丙所示，图丙中上元是标准样板，下板是待检查的光学样板，实验结果如图丁所示，图丁中出现向左弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了______，（选填“凹陷”或“凸起”），由图丁可知干涉条纹弯曲最大处，向左偏移到正常平行干涉条纹正中间，由此可估算凹陷最大处深度为h=______m（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）2.320 6.6×10-7 （2）凹陷 1.6×10-7
【解析】（1）[1]图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为
所以最终读数为2.320mm；
[2]图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为
所以最终读数为13.870mm；
则
根据双缝干涉条纹的间距公式
代入数据可得
（2）[1]图丁中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，说明被检查的平面在此处出现了凹陷；
[2]因为相邻两条亮条纹处空气膜厚度之差为，依题意可知，向左弯曲最大处，凹陷最大处深度h满足
即凹陷最大处深度为
12. 某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻的阻值变化范围为。供选择的实验器材如下：
A.电源E：电动势为，内阻不计
B.电流表：量程为，内阻
C.电流表：量程为，内阻约为
D.电阻箱：阻值范围
E.定值电阻：
F.开关S、导线若干
（1）为了较准确地测量电阻，某同学设计了图甲的实验电路图，根据所设计的电路图，设电流表的示数分别为，电阻箱的电阻为，则的测量值为___________。
（2）该同学根据实验测量结果，做出压敏电阻随所加外力F的图像，如图乙所示，则由此图像可知，随压力F的增大，压敏电阻的阻值___________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）该同学将这种压敏电阻与一个量程为的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为，压力为时对应电压表的刻度，则定值电阻R应取___________，电压表刻度对应压力表___________N的刻度。
【答案】（1） （2）减小 （3）150 50
【解析】（1）的测量值为
（2）由图可知，随压力F的增大，压敏电阻的阻值减小。
（3）由图乙
根据欧姆定律
当F=100N时，，此时电压表电压为3V，定值电阻的阻值为
将
代入得
三、解答题：（本大题共3小题，共44分）
13. 如图所示，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，∠B=900，一束频率为f＝6×1014Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置。已知AC长度L=0.3m，双缝间距d=0.2mm，光屏离双缝l=1.0m，光在真空中的传播速度为c=m/s。求：
（1）玻璃砖的折射率的最小值n；
（2）光线在玻璃砖中传播的最短时间t；
（3）光屏上相邻亮条纹的间距。
【答案】（1）；（2）；（3）2.5mm
【解析】（1）由几何关系知，光线在AC面发生全反射的临界角C≤450
由
得
即最小折射率为
（2）由几何关系，光线在玻璃砖中传播距离
光线在玻璃砖中传播速度为
传播时间为
代入数据解得 最短时间
（3）由波长的公式，可得
条纹间的距离为
代入数据，解得
14. 某种飞船的电磁缓冲装置结构简化图如图所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨NP、MQ。导轨内侧安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。绝缘缓冲底座上绕有n匝闭合矩形线圈，线圈总电阻为R，ab边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后，绝缘缓冲底座立即停下，船舱主体在磁场作用下减速，从而实现缓冲。返回舱质量为m，地球表面重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。
（1）求绝缘缓冲底座的线圈中最大感应电流的大小
（2）若船舱主体向下移动距离H后速度减为v，此过程中缓冲线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）滑块刚接触地面时感应电动势最大
解得
（2）电量
其中
可得
设缓冲线圈产生的焦耳热为Q，由动能定理得
得
15. 一个阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1、电容为C的电容器连接成如图（a）所示回路。金属线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计。求：
（1）通过电阻R1的电流大小和方向；
（2）0～t1时间内通过电阻R1的电荷量q；
（3）t1时刻电容器所带电荷量Q。
【答案】（1），方向从b到a；（2） ；（3）
【解析】（1）由B－t图象可知，磁感应强度的变化率为
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为
根据闭合电路的欧姆定律，感应电流为
联立解得
根据楞次定律可知通过R1的电流方向为从b到a。
（2）通过R1的电荷量
解得
（3）电容器两板间电压为
则电容器所带的电荷量为