重庆市南坪中学2022-2023学年高二物理下学期期中试题（Word版附解析）

这是一份重庆市南坪中学2022-2023学年高二物理下学期期中试题（Word版附解析），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
高2021级2022-2023学年度下期半期考试物理试题一、单选题（每小题4分）1. 关于机械波，下列说法正确的是（　　）A. 机械波从一种介质传到另一种介质时，波的频率、波长均不变B. 障碍物的尺寸一定时，波的波长越大衍射现象越明显C. 两列波在同一介质中相遇一定发生干涉D. 波源和观察者相互接近，波源的频率会变大【答案】B【解析】【详解】A．机械波从一种介质传到另一种介质，不发生变化的物理量是波的频率，而波速和波长都有可能发生变化，故A错误；B．波发生明显衍射的条件是孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，故障碍物的尺寸一定时，波的波长越大衍射会越明显，故B正确；C．发生干涉的条件之一是频率相同，因此两列波在同一介质中相遇不一定发生干涉，故C错误；D．根据多普勒效应，无论波源还是观察者哪一个运动只要是相互接近，间距变小，观察者接收的频率都会增大，但波源的频率不变，故D错误。故选B。2. 如图，粗糙绝缘水平桌面上有一铜质圆环。当一竖直放置的条形磁铁从圆环直径正上方等高快速向右通过AB的过程中，圆环始终不动，则可知圆环受到的摩擦力方向（　　）A. 始终向左 B. 始终向右C. 先向左后向右 D. 先向右后向左【答案】A【解析】【详解】根据楞次定律，由于磁体的运动，在闭合回路中产生感应电流，感应电流激发出的磁场对原磁体有磁场力的作用，该磁场力的效果总是阻碍原磁体的相对运动，可知，圆环中激发出的磁场对条形磁体有磁场力的作用，该磁场力的效果总是阻碍条形磁体的相对运动，即该磁场力的方向整体向左，根据牛顿第三定律可知，条形磁体对圆环中感应电流的磁场力方向整体向右，圆环静止，则地面对圆环的摩擦力方向始终向左。故选A。3. 关于下列器材的原理和用途，正确的是（　　）A. 甲图中电子感应加速器利用磁场直接对电子进行加速B. 乙图中真空冶炼炉工作原理是炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化。C. 丙图中磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是匀强磁场D. 丁图中电磁炉是利用内部线圈发热的加热原理【答案】B【解析】【详解】A．电子感应加速器是利用磁场产生电场对电子进行加速，故A错误；B．真空冶炼炉的工作原理是炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，故B正确；C．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是辐射状磁场，不是匀强磁场，故C错误；D．电磁炉是利用锅体产生涡流的加热原理，故D错误。故选B。4. 如图甲所示，是匝数为10匝、边长为20cm、总电阻为的正方形闭合导线圈，线圈平面垂直与匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　 ）A. 导线圈中产生的是正弦式交变电流B. 内感应电流的方向为C. 在内通过导线横截面的电荷量为D. 该交流电的电压有效值为【答案】D【解析】【详解】A．根据由图乙可知内感应电动势恒定不变，则感应电流恒定不变；内感应电动势恒定不变，则感应电流恒定不变；可知导线圈中产生的不是正弦式交变电流，故A错误；B．由图乙可知内通过导线圈的磁通量向里减少，根据楞次定律可知，感应电流的方向为，故B错误；C．内的感应电动势为感应电流为则在内通过导线横截面的电荷量为故C错误；D．内的感应电动势为设该交流电的电压有效值为，则有解得故D正确。故选D。5. 如图所示，标有“220V，40W”的灯泡和标有“20μF，360V”的电容器并联到交流电源上，V为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关S。下列判断正确的是（　　）A. 电容器会被击穿B. 灯泡不能正常发光C. 时刻，交流电压表的示数为D. 时刻，通过灯泡的电流为零【答案】D【解析】【详解】A．由图乙可知交流电压的最大值所以电容器不会被击穿，故A错误；B．加在灯泡两端的电压的有效值为220V，因此灯泡能正常发光，故B错误；C．电压表的示数显示的是交流电压的有效值为220V，故C错误；D．如图乙所示，t=T时刻，输出的电压为零，通过灯泡的电流也为零，故D正确。故选D。6. LC振荡电路中电容器极板上电量q随时间t变化的图线如图，由图可知（　　）A. 在t1时刻电路中的磁场能最大 B. 从t1到t2，电路中的电流不断变小C. 从t2到t3，电容器不断充电 D. 在t4时刻磁场能正在向电场能转化【答案】C【解析】【详解】A．在t1时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小，故A错误；B．在t1到t2时刻电路中的q不断减小，说明电容器在不断放电，电路中的电流在不断增加，故B错误；C．在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器在不断充电，故C正确；D．在t4时刻电路中的q等于0，说明电容器放电完毕，则电场能最小，故D错误；故选C。7. 如图所示，直角三角形玻璃砖ABC，∠C=30°。一束单色光沿平行于AC方向从BC边上D点射入玻璃砖，从AB边的E点（图中未标出）射出，且。已知该单色光的频率为f，在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　）A. 该单色光射出AB边时折射角为30°B. 该玻璃砖的折射率C. 该单色光在玻璃中的波长为D. 该单色光在玻璃砖中传播的时间为【答案】B【解析】【详解】AB．根据题意做出光路图如下图所示由几何关系可知，入射光线与法线的夹角，在玻璃中的折射角，故可得该玻璃砖的折射率为而由几何关系可知，该单色光射出AB边时折射角为60°，故A错误，B正确；C．折射率而可得故C错误；D．由几何关系知，该单色光在玻璃中传播的路程为，则传播的时间为故D错误。故选B。8. 如图甲所示，在x轴上有两个波源S1和S2，两波源在纸面内做垂直于x轴的简谐运动，其振动图像分别如图乙和图丙所示。两波源形成的机械波沿x轴传播的速度均为0.25m/s，则（　　）A. 两波源形成的波不同，不能产生干涉现象B. x=0的点为振动加强点，振幅为6mC. x=1的点为振动减弱点，振幅为2mD. 两波源的连线上（不含波源）有12个振动减弱点，它们的位移大小始终是2m【答案】B【解析】【详解】A．由图乙、图丙可知两列波的周期都为，则两列波的频率都为可知两列波的频率相同，相位差恒定，可形成稳定的干涉现象，A错误；B．两列波的波长均为x=0点到两波源的波程差为由于两波源的起振方向相同，可知x=0点为振动加强点，振幅为B正确；C．x=1点到两波源的波程差为由于两波源的起振方向相同，可知x=1点为振动加强点，振幅为C错误；D．设振动减弱点距离S1的距离为x，则两波源的连线上（不含波源）点与两波源的波程差满足（n=0、1、2、3……）式中n 可取0、1、2、3、4、5，即在中点的两侧各有6个振动减弱点，即两波源的连线上（不含波源）有12个振动减弱点，它们的振幅为2m，但位移在到2m之间变化，D错误。故选B。二、多选题（每小题4分，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的得0分）9. 关于下列四幅图所涉及的光学知识中，说法正确的是（　　）A. 图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象B. 图乙医用内窥镜利用光的全反射现象C. 图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野D. 图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的【答案】ABC【解析】【详解】A．如图甲可以利用光的干涉现象可以检查工件的平整度，故A正确；B．图乙医用内窥镜利用了光在光导纤维中的全反射现象，故B正确；C．图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃，由于光折射作用，会导致视野扩大，故C正确；D．图丁泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的，故D错误。故选ABC。10. 图甲所示，为一台小型发电机的示意图，单匝线圈匀速转动，产生的电动势e随时间t的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为0.2Ω，小灯泡的电阻恒为0.8Ω。则（　　）A. 理想电压表的示数B. 线圈转动的角速度C. 转动过程中穿过线圈的最大磁通量D. 通过灯泡电流的瞬时表达式为【答案】BD【解析】【详解】A．由图乙可知电压的有效值为理想电压表测的是小灯泡两端电压，示数为A错误；B．由乙图可知交流电的周期为，所以线圈转动的角速度为B正确；C．线圈转动时产生的电动势最大值为可得转动过程中穿过线圈的最大磁通量为C错误；D．感应电动势的瞬时表达式为故通过灯泡电流的瞬时表达式为D正确。故选BD。11. 向水面上扔一个石块，形成如图所示波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，水波通过图甲的孔A和B以及遇到图乙中障碍物C和D之后能发生明显衍射的有（    ）A. 孔A B. 孔B C. 障碍物C D. 障碍物D【答案】AD【解析】【详解】当障碍物或孔的尺寸与机械波的波长相比差不多或小于波长时，才可发生明显的衍射现象，由图可知，孔A或者障碍物D的尺寸与水波的波长差不多，则水波通过孔A或者障碍物D时能产生明显的衍射。故选AD。12. 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（i≠0）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为，真空中的光速为c。下列说法正确的是（  ）A. 在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大B. 入射角i由逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失C. 从空气射入光导纤维，a、b单色光的波长都变长D. 若入射角时，a、b单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则a单色光在介质中传播的时间为【答案】ABD【解析】【详解】A．由图可知，在内芯介质中a单色光的折射角比b单色光大，根据折射定律在内芯介质中a单色光的折射率比b单色光小，又由可知，在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大，故A正确；B．根据折射定律可知，入射角i由逐渐增大时，a、b单色光的折射角都增大，a单色光的折射角大于b单色光，导致a、b单色光在到达内芯和外套界面时的入射角都减小，且a单色光入射角小于b单色光，由于a单色光的折射率比b单色光小，根据可知，a单色光发生全反射的临界角大于b单色光，则a单色光全反射现象先消失，故B正确；C．由于光在不同介质中的频率不变，根据传播速度减小，由波长减小，故C错误；D．当入射角时，设a单色光折射角为r，根据折射定律有可得根据数学知识可知根据几何关系可知，a单色光的传播距离为由传播速度为则a单色光在介质中传播的时间为故D正确。故选ABD。三、实验题13. 为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，我们把没有用导线相连的线圈套在同一闭合的铁芯上，一个线圈连到学生电源的输出端，另一个线圈连到小灯泡上，如图所示，请回答下列问题：（1）将与灯泡相连的线圈匝数减少，其余装置不变继续实验，灯泡亮度将______（选填“变亮”、“变暗”），这说明灯泡两端的电压______（选填“变大”、“变小”）；（2）在实验中，测得变压器原、副线圈的匝数分别为120匝和60匝，原、副线圈两端的电压分别为8.2V和3.6V，据此可知电压比与匝数比不相等，可能原因是____________。【答案】    ①. 变暗    ②. 变小    ③. 漏磁、铁芯发热、导线发热等【解析】【详解】（1）[1][2]与灯泡相连的线圈是变压器的副线圈，当副线圈匝数变小，由得副线圈电压变小，故灯泡变暗，灯泡两端电压变小。（2）[3]由于变压器不是理想变压器，故电压比不等于匝数比的原因可能是漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压。14. 我们用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。（1）将实验仪器按要求安装在光具座上，则在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置分别是_________。A．A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间C．A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内D．A处为单缝，B处为双缝、滤光片在A和B之间（2）已知双缝间距，双缝到毛玻璃屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A，B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为，在B位置时游标卡尺读数为_________mm，相邻两条纹间距_________mm（计算结果保留2位有效数字）；②该单色光的波长_________m；（计算结果保留2位有效数字）【答案】    ①. B    ②. 16.4    ③. 0.88    ④. 【解析】【详解】（1）[1]从左向右的实验装置是光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、光屏。故选B。（2）[2]B位置游标卡尺主尺读数为1.60cm=16.0mm，游标尺的最小分度为0.1mm，游标尺读数为故B位置时游标卡尺读数为[3]相邻两条纹间距为（3）[4]根据条纹间距公式有解得四、解答题15. 如图所示，某发电机的输出功率为5×104 W，输出电压为250 V，输电线路总电阻R=60 Ω，理想升压变压器的匝数比n1：n2=1：20，为使用户获得220 V电压，求：（1）输电线路损失的功率为多大？（2）降压变压器的匝数比是多少？【答案】△P =6×103 W；【解析】【详解】（1）根据变压器电压关系: = 得，U2=5×103 V，变压器功率关系：P2=P1 ，输电线上的电流I2= =10 A ，输电线上的功率损失：△P=I22R=6×103 W（2）降压变压器的输入电压：U3=U2﹣I2R=4400 V 根据降压变压器电压关系： = = 16. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，此时刻波恰好传播到处，以此状态开始计时，经过时间1.9s后，在平衡位置坐标为的P质点第一次到达波峰。（1）求这列波的波速大小。（2）若P质点运动的路程是0.25m，则这列波传播的时间是多少。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）因波峰传到P质点的时间解得（2）由波形图可知，波上质点振动的振幅，P质点运动的路程是0.25m为振幅的五倍，即5A，则所以P质点运动的时间波传播到P点的时间由题意可知17. 如图，一玻璃砖的横截面为一圆心为O、半径为R的半圆，直径AB与水平地面垂直并接触于A点，OM 水平。一束激光从玻璃砖圆弧面BM射向圆心O，逐渐增大激光的入射角i，发现水平地面上的两个光斑逐渐靠近，当地面上刚好只有一个光斑时，此光斑距A点的距离为。（i）求玻璃砖的折射率n；（ii） 若该束激光以60o的入射角从右侧斜向下射向AB上的N点，已知ON间的距离为，不考虑激光在AMB弧面上的反射，求此时地面上两个光斑之间的距离x。【答案】（i）n=；（ii）【解析】【详解】（i）刚好只有一个光斑时，光线在O点发生全反射，如图，由几何关系可知可得而因此折射率（ii）光路图如图所示，图中已标出各个角度反射光线射到地面上的P点到O点的距离折射光线，根据可得折射角折射光线射到圆周上的C点时，再次发生折射，此时的入射角为，根据正弦定理可知入射角因此OC恰好水平，根据折射定律可知可得射出玻璃砖后的折射角因此Q到A的距离故两个光斑之间的距离18. ab、cd为间距d=1m的光滑倾斜金属导轨，与水平面的夹角为θ=37°，导轨电阻不计，ac、bd间都连接有一个R=4Ω的电阻，如图所示。空间存在磁感应强度B0=3T的匀强磁场，方向垂直于导轨平面向上。将一根金属棒放置在导轨上距ac为x0=0.5m处，金属棒的质量m=0.5kg，电阻r=1Ω。现闭合开关K将金属棒由静止释放，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与ac平行且与导轨接触良好。已知当金属棒从初始位置向下滑行x=2m到达MN处时已经达到稳定速度，金属导轨足够长，g取10m/s2。则：（）（1）开关处于闭合状态时金属棒的稳定速度是多少？（2）开关处于闭合状态时金属棒从释放到运动至MN处的过程中，忽略电流变化引起的电磁辐射损失，连接在ac间的电阻R上产生的焦耳热是多少？（结果保留两位小数）（3）开关K断开后，若将由静止释放金属棒的时刻记作t=0，从此时刻开始，为使金属棒中不产生感应电流，可让磁感应强度按一定规律变化。试写出磁感强度B随时间t变化的表达式。【答案】（1）1m/s；（2）1.92J；（3）【解析】【详解】（1）导体切割磁感线产生感应电动势开关闭合时，导体棒作为电源，上下两个定值电阻并联根据闭合电路欧姆定律金属棒稳定运动时受力平衡解得（2）从棒由静止释放到达到最大速度的过程中，由能量守恒定律得可解得故电阻上产生的焦耳热为（3）当回路中的总磁通量不变时，棒中不产生感应电流，沿导轨做匀加速运动。则有由牛顿第二定律得联立解得