甘肃省酒泉市四校联考2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理

高二年级期中考试物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。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。考试时间为75分钟，满分100分一、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．光学作为一门高精密度的学科，应用在各个领域，下列关于光学现象的说法，正确的是A．图甲为光导纤维，内芯的折射率小于外套的折射率B．图乙为泊松亮斑，是由于光的偏振现象产生的C．图丙中，观看立体电影时需要佩戴特殊的眼镜，其原理证明光是横波D．图丁中，激光切割机主要利用了激光相干性好的特性2．利用如图所示的电流天平，可以测量匀强磁场中的磁感应强度B。它的右臂挂着等腰梯形线圈，匝数为n，上下底边水平且ab长为l，cd长为2l，线圈一半的高度处于方框内的匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈中通入电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；当线圈中通入大小不变、方向相反的电流I'时，在左盘中增加质量为m的砝码，两臂再次达到新的平衡，重力加速度为g。则方框内磁场的磁感应强度大小为A．B．C．D．3．a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出，如图所示。下列说法正确的是A．b光波长比a光波长短B．a光在玻璃砖中的传播速度比b光在玻璃砖中的传播速度大C．用同一装置做双缝干涉实验时，a光照射得到的条纹间距小D．增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射4．如图所示，ef、gh为两条水平放置的相互平行的金属导轨，ab、cd为放在导轨上的两根金属棒，与导轨接触良好且无摩擦。当一块条形磁铁从某一高度自由下落靠近导轨时，下列说法正确的是A．磁铁的加速度小于gB．磁铁的加速度等于gC．如果下端是N极，两棒相互远离D．如果下端是S极，两棒相互远离5．如图甲所示，圆形线圈总电阻，匝数，其端点a、b与的定值电阻相连，线圈内存在方向垂直线圈平面向外的磁场，磁通量变化规律如图乙所示。则a、b两点电势、的关系及两点电势差为A．，B．，C．，D．，6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在时刻的波形如图中实线所示，经0.2s后的波形如图中虚线所示。若该波的波速大小为45m/s，则下列说法正确的是A．该波的周期为0.8sB．该波的周期为C．该波的波长为2mD．在内，处质点的路程为0.5m7．如图所示，在边长为2a的正三角形ABC区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一个质量为m、电荷量绝对值为q的带电粒子（重力不计）从AB边的中点O进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，下列说法正确的是A．若粒子带正电，则速度越大，粒子在磁场中运动时间越短B．若粒子带负电，则粒子可能从B点离开磁场C．若粒子带负电，当进入磁场的速度大小为时，粒子从C点离开磁场D．若粒子带负电，当进入磁场的速度大小为时，粒子在磁场中运动的时间为8．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，下列说法正确的是A．波沿x轴负方向传播B．波的传播速度大小为0.25m/sC．时，处质点沿y轴正方向振动D．时间内，处质点的路程大于10cm9．下列说法错误的是A．图甲是回旋加速器的示意图，粒子的最大动能与狭缝之间的电压U有关B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，可通过增大磁感应强度B来增大电源电动势C．图丙是速度选择器，粒子从P、Q两点进入后均能沿直线匀速通过速度选择器D．图丁是质谱仪，电荷量相同的粒子（初速度为零）打在照相底片D的同一位置10．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。电阻为、长度为r的金属棒ab一端固定在竖直导电转轴OO'上，随轴以一定的角速度顺时针匀速转动，转动时棒与圆环接触良好，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和两板间距为d的平行板电容器C，质量为m、电荷量大小为q的颗粒在电容器两极板间恰好处于静止状态。重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，则A．电容器两极板间的电压为B．电容器两极板间的电压为C．金属棒转动的角速度大小为D．金属棒转动的角速度大小为二、非选择题：本题共5小题，共57分。11．（5分）某同学利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，从目镜中可以观察到干涉条纹。（1）在实验中，经调节后使单缝与双缝相互平行、且沿竖直方向，在目镜内观察到单色光的干涉条纹是________（选填图中的“A”或“B”）。A．B．（2）实验时用测量头测量条纹的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，读数为________mm。（3）若实验使用间距为0.20mm的双缝做实验，调节双缝与屏之间的距离为100.00cm，测得第1条和第8条亮条纹中央的间距为19.600mm，则该单色光的波长为________m。12．（10分）利用单摆可以测量当地的重力加速度。（1）为了较精确地测量重力加速度的值，以下四种单摆组装方式，应选择________。（2）组装好单摆，先用刻度尺测量摆线长度，再用游标卡尺测量小球的直径，其示数如图甲，则小球直径为________mm；摆球在竖直平面内稳定摆动后，用秒表记录单摆经历n次全振动所用的时间如图乙所示为________s。（3）测量出多组单摆的摆长L和运动周期T，作出图像，如图丙所示，由此可求出重力加速度________。（取，结果保留两位有效数字）（4）进一步分析，发现图像不过坐标原点，原因可能是将________（选填“摆线长”或“摆线长加小球直径”）作为摆长，上述操作会使重力加速度的测量值________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。13．（15分）如图所示，足够长的两光滑平行金属导轨MN、PQ所构成的斜面与水平面的夹角为θ，两导轨间距为L，两导轨顶端接一阻值为R的电阻，导轨所在的空间存在垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。一根质量为m的导体棒垂直放置于导轨底端，其在两导轨之间部分的电阻也为R。现给导体棒一沿导轨向上、大小为v的初速度，导体棒沿导轨上滑，直到速度为零的过程中，通过导体棒横截面的电荷量为q。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，金属导轨电阻忽略不计，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：（1）导体棒的最大加速度的大小；（2）导体棒上滑的最大位移及对应所用的时间；（3）导体棒上滑至速度为零的过程中，导体棒产生的焦耳热。14．（10分）如图所示为半径为R的透明玻璃球切去底面半径的球冠后剩余的球冠。一束半径的圆形光束垂直球冠的切面照射到球冠上，进入球冠的光线有部分从球面射出而使球面发光，已知玻璃的折射率，光在真空中的传速速度为c，球冠（不含底面）的表面积公式为，R为球的半径，h为球冠的高度。不考虑光在球冠内的反射。求：（1）光束正中间的光线通过球冠的时间；（2）能发光的球面的面积。15．（17分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的区域存在沿x轴正方向的匀强电场，在区域存在磁感应强度大小为B（未知）、垂直纸面向外的匀强磁场，处有一竖直荧光屏，屏与x轴交点为P。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从点A（0.5d，d）以大小为的初速度沿y轴正方向射出，从坐标原点O进入磁场并恰好打在P点，粒子重力不计。求：（1）电场强度E的大小；（2）磁感应强度B的大小；（3）保持其他条件不变，让磁感应强度大小在0.5B到2B之间变化，粒子打到屏上的最高点和最低点到P点的距离。高二年级期中考试物理参考答案及评分意见1．C【解析】图甲为光导纤维，内芯的折射率大于外套的折射率，A错误；图乙为泊松亮斑，是由于光的衍射现象产生的，B错误；图丙中，观看立体电影时需要佩戴特殊的眼镜，其原理是光的偏振现象，证明光是横波，C正确；图丁中，激光切割机主要利用了激光亮度高、能量大的特性，D错误。2．C【解析】线圈一半处于匀强磁场中，则有效长度为，安培力大小为，电流反向时，需要在左盘中增加质量为m的砝码，说明原来的安培力方向向上，当电流反向，安培力变为向下时，再次平衡，说明安培力等于mg的一半，即，得，C正确。3．C【解析】由图可知a光折射率大，频率大，由知a光波长比b光波长短，A错误；，根据，知a光在玻璃砖中的传播速度比b光在玻璃砖中的传播速度小，B错误；双缝干涉时，根据知，用a光照射得到的条纹间距小，C正确；根据光路可逆知光线一定能从下表面射出，不会在下表面发生全反射，D错误。4．A【解析】根据楞次定律的推论“阻碍相对运动”，则磁铁下落过程中受向上的磁场力，所以磁铁的加速度小于g，A正确，B错误；根据楞次定律的推论“增缩减扩”，在磁铁下落过程中，通过闭合回路的磁通量增大，则两棒相互靠近，与磁铁的N、S极方向无关，C、D错误。5．B【解析】由图可知，线圈的磁通量均匀增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向里，根据安培定则，可以判断出线圈中感应电流的方向为顺时针方向，在回路中，线圈相当于电源，所以a相当于电源的负极，b相当于电源的正极，所以a点的电势低于b点电势，即，根据法拉第电磁感应定律得，所以总电流，a、b两点电势差，B正确。6．B【解析】若波沿x轴正方向传播，根据图像可知，解得，根据图像可知，波长，波速，由于波速，由此可知周期，对应，A、C错误，B正确；在内，处质点的路程，D错误。7．C【解析】若粒子带正电，当粒子从OA之间离开磁场时，在磁场中的运动时间相等，A错误；若粒子带负电，轨迹会先与BC相切，则粒子不可能从B点离开磁场，B错误；若粒子从C点飞出，则粒子运动的半径，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，C正确；粒子在磁场中运动的时间，D错误。8．AD【解析】由图乙可知，时，处质点沿y轴负方向振动，根据上下坡法可知波沿x轴负方向传播，A正确；由图甲可知波长为8m，由图乙可知周期为2s，波的传播速度大小为，B错误；时，处质点沿y轴负方向振动，C错误；时间内，处质点振动了，时，它正在向平衡位置方向振动，故时间内的路程大于一个振幅，即路程大于10cm，D正确。9．ACD【解析】由洛伦兹力提供向心力可得，解得粒子经回旋加速器加速后的最大速度，则最大动能，可知粒子的最大动能与加速电压无关，A错误；对磁流体发电机有，解得，可通过增加磁感应强度B来增大电源电动势，B正确；若粒子从右侧射入，根据左手定则与电场力方向特征，无论粒子带正电还是负电，粒子所受洛伦兹力方向与电场力方向相同，则粒子必定做曲线运动，即从右侧射入的粒子不能沿直线匀速通过速度选择器，C错误；图丁是质谱仪，粒子在加速电场中加速，有，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则，联立解得，粒子经过相同的加速电场和偏转磁场，所以打到同一位置的粒子的比荷相同，D错误。10．AC【解析】对电容器极板间的带电颗粒受力分析，根据平衡条件有，解得，A正确，B错误；金属棒转动切割磁感线产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律有，，联立解得，C正确，D错误。11．（1）B（1分）（2）0.250（2分）（3）（2分）【解析】（1）A为衍射条纹，B为干涉条纹，B正确。（2）手轮固定刻度的读数为0，可动刻度的读数为，其读数为。（3）第1条和第8条亮条纹中心之间有7个条纹间距，则相邻条纹间距，根据干涉条纹间距公式，可知。12．（1）D（1分）（2）9.3（2分）100.0（1分）（3）9.5（2分）（4）摆线长（2分）不变（2分）【解析】（1）为了较精确地测量重力加速度的值，减小空气阻力的影响，应选择小钢球，小球在摆动的过程中，要固定摆长不发生变化，D正确。（2）由图甲所示游标卡尺可知，其示数为；由图乙可知秒表读得n次全振动的时间为。（3）根据单摆周期公式变形可得，图线斜率，解得。（4）根据（3）分析可知，理论上图像是一条过坐标原点的直线，题给图像相对于理论图像，在相同周期下，所测摆长比实际值偏小，则原因可能是测摆长时没有加上小球半径；根据单摆周期公式可得，整理得，图像的斜率不变，故不会影响重力加速度的测量。13．（1）（2）（3）【解析】（1）导体棒沿导轨向上做减速运动，故释放瞬间加速度最大导体棒切割磁感线产生感应电动势，则电路中电流则导体棒受到的最大安培力导体棒的加速度大小为解得（2）在导体棒上滑过程中，产生的平均感应电动势根据闭合电路欧姆定律有，通过导体棒的电荷量联立可得设沿导轨向下为正方向，导体棒上滑时间为t，根据动量定理有进一步可得可得（3）整个过程根据能量守恒，有导体棒与电阻串联，电流相同，时间相同，由焦耳定律可得导体棒产生的热量14．（1）（2）【解析】（1）作出光路图如图所示。图中，解得光在玻璃中的传播速度光束正中间的光线通过球冠的时间（2）光线从球冠射向空气