2022-2023学年四川省成都外国语学校高二下学期期中物理试题 （解析版）

成都外国语学校2022-2023学年度下期期中考试高二物理试卷

注意事项：

1、本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

2、本堂考试 100 分钟，满分 100 分；

3、答题前，考生务必将自己的姓名、学号填写在答卷上，并使用 2B 铅笔填涂。

4、考试结束后，将答题卡交回

第I卷（选择题）

一、单项选择题（本题共 8 小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题 3 分，共 24分）

1. 有关科学家的贡献，下列说法正确的是（　　）

A. 法拉第发现了电磁感应现象，并得出法拉第电磁感应定律

B. 赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论

C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波

D. 安培发现了电流的磁效应，并总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则

【答案】B

【解析】

【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯得出法拉第电磁感应定律，故A错误；

BC．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，故B正确，C错误；

D．奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结出右手螺旋定则判定电流周围磁场方向，故D错误；

故选B。

2. 关于振动和波，下列说法正确的是（　　）

A. 小孩荡秋千做的一定是简谐运动

B. 波源的频率越大，它产生的机械波传播得越快

C. 秒摆的振幅减为原来的四分之一，周期变为原来的一半

D. 彩超仪器进行医学检测时利用了多普勒效应

【答案】D

【解析】

【详解】A．只有摆角很小情况下，此过程才近似看成简谐运动，故这一过程不一定是简谐运动，故A错误

B．械波传播的速度与介质有关，与频率无关，故B错误；

C．秒摆的周期公式为

周期与振幅无关，故C错误；

D．医院进行医学检测时用的彩超仪器，利用了超声波的多普勒效应，故D正确。

故选D。

3. 如图甲所示，水平弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，小球的位移x随时间t的变化图像如图乙所示。已知时，小球位于A点。以下说法正确的是（　　）

A. 小球的振动周期是4s，时，小球位于O点

B. 0―2s内，小球的运动方向未发生改变

C. 0―2s内，小球的速度先变小再变大

D. 时，小球的加速度最大

【答案】B

【解析】

【详解】A．由振动图像可知，小球的振动周期是4s，t=0时，小球位于B点，选项A错误；

BC．0-2s内，小球由B点到A点，则小球的运动方向未发生改变，小球的速度先变大再变小，选项B正确，C错误；

D．t=1s时，小球在O点，此时小球的加速度为零，选项D错误。

故选B。

4. “虹乃雨中日影也，日照雨则有之”是《梦溪笔谈》一书中对彩虹的描述。彩虹是太阳光经过水滴的两次折射和一次反射形成的，如图所示。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　）

A. 若增大入射角，a光将在球面M处发生全反射

B. 光线a可能为红光，光线b可能为紫光

C. 水滴对光线a的折射率比对b的折射率大

D. 光线a在水滴中传播的速度大于光线b在水滴中传播的速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．发生全反射现象的条件是光从光密介质射入光疏介质且入射角大于临界角，若增大入射角，a光将在球面M处是从光疏介质射入光密介质，不可能发生全反射，A错误；

B C D．光线进入水滴折射时，a光的折射角小于b光的折射角，由折射定律

知入射角相等，则a光的折射率大于b光的折射率，根据

可知，在同种介质中，a光传播速度小于b光传播速度，a光的频率大于b光的频率，光线b可能为红光，光线a可能为紫光。由

可知，在雨滴中a光的波长比b光小，BD错误，C正确。

故选C。

5. 如图所示电路，电阻与电阻阻值相同，都为5Ω，和并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电，则加在上的电流有效值为（　　）

A. 2A B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由于上并联的理想二极管的作用，可知在一个正弦交流电变化周期T内，有一半的时间被短路，正弦交流电的有效值为

可得

代入数值解得

故选D。

6. 某充电器充电时可简化为如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值的定值电阻，副线圈c、d连接阻值的定值电阻，a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压，理想电流表的示数为，则（　　）

A. 理想电压表的示数为

B. 电阻的电功率为

C. 理想变压器原、副线圈匝数比为40：1

D. 若电阻的阻值减小，则电阻的电功率也将减小

【答案】C

【解析】

【详解】AC．根据电路可知

解得

故A错误，C正确；

B．电阻的电功率

故B错误；

D．若电阻的阻值减小，增大，增大，电阻的电功率将增大，故D错误。

故选C。

7. 如图所示，两位同学分别拉一根长为的绳两端A、B，时刻，两同学同时抖动绳子两端，使A、B开始在竖直方向做简谐振动，产生沿绳传播的两列波、振源为A的波波速为，振源为B的波波速为。时，两列波恰好传播到P，Q两点，波形如图所示，则（　　）

A. 两列波起振方向相反

B.

C. 到两列波相遇时，质点A经过的路程为

D. 时，处的质点偏离平衡位置的位移为

【答案】C

【解析】

【详解】A．图示时刻两列波恰好传播到P，Q两点，根据上下坡法可得P，Q两点起振方向竖直向上。因此两列波起振方向相同，A错误；

B．机械波的传播速度与介质有关，因在同一种介质传播，故传播速度相同，B错误；

C．两列波传播速度相同均为

从图示时刻开始经

两列波相遇，质点A振动周期

开始至相遇共经历了1.2s，故A的路程

C正确；

D．经

左侧波源振动传播到质点，时质点振动了0.3s。左侧波源引起质点振动方程

代入时间可得左侧波源引起质点振动产生位移

经

右侧波源振动传播到质点，时质点振动了0.1s。右侧波源周期为0.4s，故右侧波源引起质点振动得位移刚好为

根据波得叠加原理可得位移为，D错误。

故选C。

8. 如图，在光滑的水平面上，宽为2L的有界匀强磁场左侧放置一边长为l的正方形导电线圈，线圈在水平外力作用下向右匀加速穿过该磁场，则在线圈穿过磁场的过程中，拉力F随位移x的变化图像、热功率P随位移x的变化图像、线圈中感应电流I（顺时针方向为正）随位移x的变化图像正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB．线圈在水平外力作用下向右匀加速穿过该磁场，在的过程中

解得

AB错误；

D．线圈中的感应电流为

和对应的图像应为同一曲线的两段，D错误；

C．线圈中的功率

C正确。

故选C。

二、多项选择题（本题共 5 小题。每小题至少有两个正确选项，选对但不全得 2 分，全部选对得 4 分，不选或错选不得0分，共 20 分）

9. 交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中的磁通量随时间t变化的规律如图所示，则（　　）

A. 1s内线圈中电流方向改变200次

B. t＝0.005s时，线圈平面与中性面重合

C. t＝0.01s时，磁通量变化率的绝对值为

D. t＝0.015s时，线圈中的感应电动势为零

【答案】BD

【解析】

【详解】A．一个周期内电流方向改变两次，1s内线圈中电流方向改变

故A错误；

B．t＝0.005s时，通过线圈的磁通量最大，此时线圈平面与磁场垂直，即与中性面重合，故B正确；

C．t＝0.01s时，磁通量变化率最大，最大值为

故C错误；

D．t＝0.015s时，线圈中的磁通量随时间t变化的图线的斜率表示感应电动势，由图可知，此时的斜率为零，故线圈中的感应电动势为零，故D正确。

故选BD。

10. 如图所示是两列频率均为的简谐横波在时刻叠加的情形，两列波的振幅分别为、，，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，A、B、C、D、E为波叠加区域内的质点，质点在同一直线上，则（　　）

A. 质点A的位移大小始终为

B. 质点D的振幅为

C. 时刻，质点B处于平衡位置

D. 质点C所在位置既不是振动加强点，也不是振动减弱点

【答案】BC

【解析】

【详解】A．质点做振幅为的振动，也会处于平衡位置和波谷，故A错误；

B．质点D是振动加强点，质点D的振幅为，故B正确；

C．时刻，即从时刻经过四分之一周期，质点B处于平衡位置，故C正确；

D．由于质点在同一直线上，质点C所在位置为振动加强点，故D错误。

故选BC。

11. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为，下列说法正确的是（　　）

A. 质点M开始振动的方向沿y轴正方向

B. 内质点M运动的路程为

C. 超声波在血管中传播速度为

D. 时质点N恰好处于波锋

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据同侧法可知质点M开始振动的方向沿y轴负方向，A错误；

B．由题可知，质点M运动的路程为

B正确；

C．超声波在血管中的传播速度为

C正确；

D．质点N第一次到达波锋的时间为

D错误。

故选BC。

12. 某探究小组设计如图乙所示电路模拟远距离输电。、为理想变压器，输入的电压如图甲所示。、是完全相同的灯泡，额定电压和功率分别为、；是输电线的总电阻。滑动触头、处于图示位置时，只闭合，恰好正常发光，若再闭合，则（　　）

A. 的输出电压不变

B. 输电过程中的能量损耗增大

C. 若要、保持正常发光，可适当将向上移动

D. 若要、保持正常发光，则端输入电流的有效值一定大于

【答案】BD

【解析】

【详解】A．若再闭合，则变压器次级电阻减小，则次级电流变大，初级电流也变大，R0上的电压变大，则变压器T2初级电压减小，则次级电压也减小，选项A错误；

B．因R0上的电压变大，则输电线上消耗的功率变大，即输电过程中的能量损耗增大，选项B正确；

C．因输电线上的电压损失变大，则两灯泡上的电压减小，若要、保持正常发光，可适当将向下移动，从而增加T1的次级电压，即可增加T2的初级电压，从而使得、能正常发光，选项C错误；

D．若输电线没有电阻，则当两灯泡正常发光时，则端输入电流满足

解得

因输电线有电阻，则若要、保持正常发光，则端输入电流的有效值一定大于，选项D正确。

故选BD。

13. 如图所示，两根足够长、间距为L的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为R，电容器的电容为C（不会被击穿），金属棒MN水平放置，质量为m，空间存在垂直轨道向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让MN沿导轨由静止开始释放，金属棒MN和导轨始终接触良好，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）

A. 只闭合开关，金属棒MN做匀加速直线运动

B. 只闭合开关，金属棒MN做匀加速直线运动

C. 只闭合开关，金属棒MN下降高度为时速度为，则所用时间

D. 只闭合开关，通过金属棒MN的电流

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．只闭合开关，金属棒MN刚释放时有

之后导体棒受重力和安培力共同作用，根据牛顿第二定律有

又

其中导体棒速度在增大，则导体棒做加速度减小的加速运动，直到安培力和重力平衡后做匀速直线运动，故A错误；

C．只闭合开关，金属棒MN下降高度为时速度为，在这个过程中对导体棒用动量定理有

又

联立解得

故C正确；

BD．只闭合开关，金属棒MN运动过程中取一段时间，且趋近于零，设导体棒加速度为a，则有

对导体棒，根据牛顿第二定律可得

联立解得

，

可知导体棒做匀加速直线运动，故BD正确。

故选BCD

第Ⅱ卷（非选择题 共 56 分）

注意事项：

1.答题前，考生先在答题卡上用直径 0.5 毫米的黑色墨水签字笔将自己的姓名，准考证号填写清楚。

2.请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试卷上作答无效。。

三、实验题（共12分。14题每空2分，15题（1）（2）每空2分，（3）每空1分）

14. 某实验小组成员用如图甲所示装置测当地的重力加速度。

（1）实验中，用米尺测量出悬线长度为，用游标卡尺测量出小钢球的直径为。

（2）测单摆周期过程中，将摆球拉离平衡位置小角度由静止释放，摆球通过平衡位置时开始计时并记数为“0”，再次回到平衡位置时记为“1”，……，当记数数到“”用时为t，则根据单摆的周期公式可以表达出重力加速的一般表达式___________。（用、、、表示）。

（3）实验中某同学发现测得的重力加速度的值总是偏大，下列原因中可能的是（        ）。

A．实验室处在高山上，距离海面太高

B．单摆所用的摆球质量太大了

C．实际测出次全振动的时间，误作为次全振动的时间

D．以摆线长作为摆长来计算

（4）若实验中将悬线长作为摆长，测得多组周期和的数据，作出图像应是图乙中的图线___________（选填“b”、“c”、“d”或“e”）。

【答案】    ①.     ②. C    ③. c

【解析】

【详解】（2）[1] 摆线长为悬点到重心的距离，故摆长为

根据题目中数据可得单摆周期为

根据单摆周期公式

联立可得重力加速度表达式为

（3）[2]实验中某同学发现测得的重力加速度的值总是偏大，根据

可得

A．海拔越高，重力加速度越小，故A错误；

B．摆球的周期和质量无关，因此测得的加速度也和周期无关，故B错误；

C．实际测出次全振动的时间，误作为次全振动的时间，则周期测量值偏小，重力加速度测量值偏大，故C正确；

D．以摆线长作为摆长来计算，则摆长计算值偏小，重力加速度测量值偏小，故D错误。

故选C。

（4）[3]根据单摆周期公式

可得

可知图像为过原点的倾斜直线；若实验中将悬线长作为摆长，设小球半径为，则有

可得

图像的纵轴截距大于零，图像的斜率与图像的斜率相同，故作出图像应是图乙中的图线c。

15. 某同学在做“测定玻璃折射率”实验时，其操作步骤如下：

①把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟对齐，在白纸上画出玻璃砖的另一个界面；

②移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4，通过P3、P4的连线与的交点O＇和上的入射点O，作出玻璃砖中的光线，测量出入射角θ1与折射角θ2，如图所示，并填入表格中：

③在白纸上画出一条直线代表两种介质的界面，过上的O点画出界面的法线，并画一条线段AO作为入射光线；

④在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像。调整视线方向，直到P1的像被P2挡住。再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3，记下P3、P4的位置：

（1）上述步骤正确的操作顺序应为______（用步骤前的序号表示）；

（2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是______。

（3）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以、为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）：乙同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【答案】    ①. ③①④②    ②. 1.5    ③. 偏小    ④. 不变

【解析】

【详解】（1）[1]实验时先需要作出玻璃介质一个发生折射的界面，即在白纸上画出一条直线代表两种介质的界面，过上的O点画出界面的法线，并画一条线段AO作为入射光线，即先进行操作③，之后把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟对齐，在白纸上画出玻璃砖的另一个界面，进行操作①，在利用插针法确定入射光线与折射光线，即进行操作④，最后作出光路图，求出折射角与入射角，求出折射率，即进行操作②，可知上述步骤正确的操作顺序应为③①④②。

（2）[2]根据

结合图像可知

（3）[3]在图乙①中，作出光路图，如图所示

其中，虚线表示实际光路，实线表示测量光路，可知测量的折射角大于实际的入射角，则甲同学测得的折射率与真实值相比偏小；

[4]乙同学虽然利用梯形玻璃砖，但其界面、入射角与折射角均不存在问题，即乙同学测得的折射率与真实值相比不变。

四、解答题

16. 如图所示为一列简谐横波沿x轴传播的波形图，图中实线和虚线分别对应和时的波形曲线，介质中的质点沿y轴方向做简谐运动。

（1）求该波的振幅和波长；

（2）如果波沿方向传播，求波速；

（3）如果波速，判断波的传播方向。

【答案】（1），；（2）（，，）；（3）沿x轴负方向传播，

【解析】

【详解】（1）由图可知，振幅为

波长为

（2）在内，波沿方向传播的距离为

波速为

联立解得

（，，）

（3）若波速为，则传播距离

可知波沿x轴负方向传播。

17. 某理想变压器原线圈a和副线圈b的匝数比为，原线圈接在交流电源上，交流电源的电压随时间的变化规律如图中余弦图线所示，副线圈中“12V，6W”的灯泡L恰好正常发光，电阻。求：

（1）流过电阻的电流；

（2）电阻R的阻值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）灯泡正常发光，则有

原副线圈中电流关系有

解得

，

（2）交流电的有效电压为

设原线圈电压为,副线圈上电压为，则有

，

原副线圈电压与匝数的关系为

解得

18. 如图所示，有一透明材料制成的空心球体，内径为R，外径为2R，在过球心的某截面内有一束单色光从球面上A点射入，光线与AO间夹角，经折射后恰好与内球面相切，光在真空中的速度为c，求：

（1）光从A点传播到B点所用的时间；

（2）减小入射光线的入射角，当光线恰好在内表面C点发生全反射时，如图乙所示，求此时入射角。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）透明材料中的折射角的正弦值

根据折射定律得

光在透明材料中传播的速度

光从A点传播到B点所用的时间

（2）临界角

可得

根据正弦定理有

根据折射定律得

解得

19. 如甲图所示，倾斜金属导轨与水平面夹角为θ，宽度为L，垂直导轨放置两根完全相同的导体棒a、b。给边界MN以下区域施加垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的图像如乙图所示（甲图中所画磁场的方向为时磁场的方向）。时，导体棒a以某初速度沿导轨平面向下运动，距离MN为L的导体棒b恰能不向下滑动，当磁感应强度变为时导体棒b恰好不受摩擦力，磁感应强度变为时导体棒a恰好达到边界MN，且导体棒a刚进入磁场时回路电流大小不变。已知重力加速度为g，导体棒的电阻均为R，与导轨接触良好，与导轨之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属导轨电阻不计，乙图中数据均为已知。求：

（1）导体棒a进入磁场之前回路的电流大小和方向

（2）导体棒a进入磁场之前下滑的位移；

（3）导体棒a在磁场中运动的时间。

【答案】（1），从上往下看电流的方向为顺时针方向；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得

由闭合电路欧姆定律可得

由楞次定律可知，从上往下看电流的方向为顺时针方向。

（2）由图乙可知，当磁感应强度为时，对应的时间为，而此时棒恰好到达，设两棒的质量均为，对棒分析，设加速度大小，由牛顿第二定律有

根据题意由平衡条件对b棒有

设棒刚进入磁场时速度，由题意有

则棒进入磁场前做匀减速运动，由逆向思维可得下滑的距离为

（3）设二者的共同速度为，达到共速所用的时间为，对、分别由动量定理可得

二者达到共速后回路中无感应电流，设速度减为零的时间为，则有

联立解得