2022-2023学年广西玉林市博白县中学高二下学期期中测试 物理 解析版

2024届高二（下）学期期中测试试题

物理

一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个正确答案）

1. 据报道：截止2020年12月我国5G基站建设累积71.8万个，已建成全球最大5G网络，中国将进入全面5C时代，开启了万物互联时代：车联网、物联网，智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一一变为现实。5G，即第五代移动通信技术，采用3300-5000MHz频段，相比于现有的4G（即第四代移动通信技术，1880-2635MHz频段）技术而言，具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。5G信号与4G信号相比下列说法正确的是（　　）

A. 4G信号比5G信号更容易发生衍射

B. 5G信号是横波，4G信号是纵波

C. 5G信号频率增大，不再发生衍射现象和偏振现象时

D. 5G信号在真空中的传播速度更快

【答案】A

【解析】

【详解】A．4G信号频率小，波长长，更容易发生衍射，故Ａ正确：

B．5G信号和4G信号都是电磁波，电磁波为横波，都B错误：

C．只要是波，都能发生衍射现象和偏振现象，故C错误：

D．5G信号和4G信号都是电磁波，电磁波在真空中传播速度都一样，故D错误。

故选A。

2. 如图所示，下列生产生活现象中，不属于涡流的是（　　）

A. 甲图用电磁炉烹制菜肴

B. 乙图变压器工作时，绕制线圈的铁芯中会发热

C. 丙图过安检时用金属探测器探测人身是否携带金属物品

D. 丁图工人穿上金属丝织成的衣服进行高压带电作业

【答案】D

【解析】

【详解】A．电磁炉是利用电磁感应原理产生涡流，将电能最终转化成内能，故A正确；

B．变压器的铁芯中会发热是因为铁芯中产生了涡流，通常铁芯用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠合而成，主要是为了防止在铁芯中产生过大涡流，故B正确；

C．金属探测仪探测到金属物品时物品上会产生涡流而使报警器发出警告，故C正确；

D．工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业是利用静电屏蔽原理，故D错误。

由于本题选择错误的，故选D。

3. 在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图，假设“丝”上有相邻两点间距相等的点1、2、3、4…，朱紫国国王在搭上丝线后图中质点1在时开始向上振动，产生的机械波沿丝线向孙悟空传播，时质点1第一次到达最低点，此时质点4刚好开始振动，则下列说法错误的是（　　）

A. 该波所有质点的振动频率均为1Hz

B. 时质点4振动的方向向上

C. 时质点2恰好位于波谷位置

D. 时质点1和质点3的加速度相反

【答案】C

【解析】

【详解】A．由于质点1在时开始向上振动，产生的机械波沿丝线向孙悟空传播，时质点1第一次到达最低点，则有

解得

波中所有质点的振动频率相同，则有

A正确，不符合题意；

B．所有质点的起振方向相同， 时质点4刚好开始振动，可知质点4振动的方向向上，B正确，不符合题意；

C．由于时质点1第一次到达最低点，此时质点4刚好开始振动，结合上述，表明质点1到质点4之间的间距为，则质点1到质点2之间的间距为，质点2开始发生振动经历时间

则时间内质点2振动了的时间为

质点起振方向向上，则时质点2恰好位于波峰位置，C错误，符合题意；

D．时质点1恰好位于波谷，质点3开始发生振动经历时间

则时间内质点3振动了的时间为

则时质点3恰好位于波峰位置，加速度方向与位移方向相反，可知时质点1和质点3的加速度相反，D正确，不符合题意。

故选C。

4. 如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者直径相同、轴线重合，螺线管与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列说法正确的是（    ）

A. 线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流 B. 穿过线圈a的磁通量变大

C. 线圈a有扩张的趋势 D. 线圈a对水平桌面的压力大于自身重力

【答案】C

【解析】

【详解】B．滑片向上滑动，回路电阻变大，电流减小，螺线管产生的磁场变弱，线圈a面积不变，穿过线圈a的磁通量变小，故B错误；

A．根据楞次定律可知，感应电流产生的感应磁场应竖直向下，线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流，故A错误；

C．根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知，线圈a有扩张的趋势，故C正确；

D．根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈a会受到磁场向上的安培力，对桌面压力变小，小于自身重力，故D错误。

故选C。

5. 如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（　　）

A. 两个单摆的固有周期之比为

B. 若摆长均约为1m，则图线Ⅱ是在地面上完成的

C. 若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比

D. 若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅱ表示月球上单摆的共振曲线

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图像可知两个单摆的固有频率为

，

则两个单摆的固有周期之比为

故A错误；

B．若摆长均约为1m时，单摆的周期为

则

所以图线Ⅱ是在地面上完成的，故B正确；

C．根据单摆周期公式有

若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比为

故C错误；

D．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，月球的重力加速度小于地球的重力加速度，摆长相同时，根据单摆周期公式可知，重力加速度越小周期越大，频率越小，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，故D错误。

故选B。

6. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件，当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，电脑进入休眠状态。休眠状态时、简化原理如图所示，宽为a、厚为b、长为c的矩形半导体霍尔元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，其载流子是电荷量为e的自由电子，当通入方向向右、大小为I的电流时，元件前、后表面间电压为U，则此时元件的（　　）

A. 后表面的电势比前表面的高

B. 自由电子受到的洛伦兹力大小为

C. 前、后表面间的电压U与I无关

D. 前、后表面间的电压U与b成反比

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于载流子为自由电子，根据左手定则可知集中在后表面，所以前表面电势比后表面电势高。故A错误；

B．洛仑磁力与电场力等大反向，所以自由电子受到的洛仑磁力为

故B错误；

CD．根据电流的微观表达式

又

解得

故C错误；D正确。

故选D。

7. 如图所示，光滑平行的金属轨道分水平段（左端接有阻值为R的定值电阻）和半圆弧段两部分，两段轨道相切于N和点，圆弧的半径为r，两金属轨道间的宽度为d，整个轨道处于磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场中。质量为m、长为d、电阻为R的金属细杆置于轨道上的处，。在时刻，给金属细杆一个垂直金属细杆、水平向右的初速度，之后金属细杆沿轨道运动，在时刻，金属细杆以速度v通过与圆心等高的P和；在时刻，金属细杆恰好能通过圆弧轨道的最高点，金属细杆与轨道始终接触良好，轨道的电阻和空气阻力均不计，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　）

A. 时刻，金属细杆两端的电压为

B. 时刻，金属细杆所受的安培力为

C. 从到时刻，通过金属细杆横截面的电荷量为

D. 从到时刻，定值电阻R产生的焦耳热为

【答案】C

【解析】

【详解】A．t=0时刻，金属细杆产生的感应电动势为

E=Bdv0

两端的电压为

故A错误；

B．t=t1时刻，金属细杆的速度与磁场平行，不切割磁感线，不产生感应电流，所以杆不受安培力。故B错误；

C．从t=0到t=t1时刻，通过金属细杆横截面的电量为

故C正确；

D．在最高点，有

解得

从t=0到t=t2时刻，定值电阻R产生的焦耳热为

故D错误。

故选C。

二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）

8. 如图所示，下列说法正确的有（　　）

A. 如图甲，自然光由空气射入水面上，反射光偏振光

B. 如图乙所示，照相机的镜头表面常常镀一层透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光发生干涉，则膜的厚度为光在膜中波长的

C. 如图丙所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凸起的

D. 如图丁为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样

【答案】AD

【解析】

【详解】A．如图甲，自然光由空气射入水面上，反射光是偏振光，A正确；

B．如图乙所示，照相机的镜头表面常常镀一层透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光发生干涉，则膜的厚度为光在膜中波长的，两列光的路程差等于光在膜中波长的，振动减弱，减少反射光损失，增加入射光的强度，使得照片更清晰，B错误；

C．空气薄层干涉是等厚干涉，即明条纹处空气的厚度相同，条纹向左弯曲，表明条纹弯曲处左侧空气膜的厚度与直条纹处空气膜的厚度相同，弯曲处是凹下的，C错误；

D．如图丁为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，亮点叫做泊松亮斑，D正确。

故选AD。

9. 下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动；与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）

A. x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先减小后增大

B. x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小

C. 和时，木棒的速度大小相等，方向相反

D. 木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．木棒在竖直方向做简谐运动，根据图(b)可知x=0.1m处，木棒达到平衡位置，此时的速度最大，所以x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小。故A正确；

B．x=0.2m时木棒浮力最小，此时木棒在上方最大位移处，重力大于浮力，木棒开始向下振动，x从0.21m到0.25m的过程中，木棒的浮力增大，但小于重力，说明在木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小。故B正确；

C．在x = 0.35m和x = 0.45m时，木板的浮力相同，说明木板处于同一位置，根据简谐运动的对称性可知，在x =0.35m和x =0.45m时木棒竖直方向的速度大小相等，方向相反，但木棒水平方向速度相同，根据速度的合成可知，木棒的速度方向不是相反。故C错误；

D．设木棒在平衡位置处浸没的深度为h，振幅为A。浮力最大时，有

浮力最小时，有

联立解得

故D正确。

故选ABD。

10. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为，两个波源分别位于和处，波源的振幅均为2cm。如图所示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置位于处，下列说法正确的是（　　）

A. 这两列波的频率均为0.5Hz

B. 时，质点P的位移为2cm

C. 时间内，质点P经过的路程为20cm

D. 时，两波源间的振动加强点有6个

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．由波形图可得两列波的波长相等，均为

又波速

两列波的周期均为

频率为

故A正确；

B．时，波传播距离为

此时向左传播的波的波峰传至P点，而向右传播的波经过3.5 s振动了，即波峰也传播至P点，由波的叠加原理可知P点的位移为4 cm，故B错误；

C．时，向左传播波传至P点经历的时间

在P点共同引起振动的时间，分析知P点为振动加强点，故0~4 s内P经过的路程为

故C正确；

D．时，波的传播距离为0.9 m，向右传播的波传至，向左传播的波传至，在范围内质点到两波源的波程差为

由图可知两波源的振动步调相反，故满足波程差

的质点是振动加强点，解得

即共有6个振动加强点，故D正确。

故选ACD。

三、实验题（本题共2小题，共14分。将答案填在答题卡的指定位置）

11. 在“测玻璃的折射率”实验中：

（1）为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是______．

A．必须选用上下表面平行的玻璃砖

B．选择入射角应尽量小些

C．大头针应垂直地插在纸面上

D．大头针和及和之间的距离适当大些

（2）甲同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，以点为圆心，长为半径画圆，分别交线段于点，交和连线延长线于点，过点作法线的垂线交于点，过点作法线的垂线交于点，如图所示，用刻度尺量得，，由此可得出玻璃的折射率______。

（3）乙同学在画界面时，不小心将两界面和间距画得比玻璃砖宽度大些，下界面与实际相同，如图所示、若操作无误，则他测得的折射率比真实值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【答案】    ①. CD##DC    ②. 1.5    ③. 偏小

【解析】

【详解】（1）[1]A．用插针法测折射率时，不一定要选用上下表面平行的玻璃砖，故A错误；

B．为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，故B错误；

C．为了准确确定入射光和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，故C正确；

D．大头针和及和之间的距离适当大些，会减小角度测量误差，故D正确。

故选CD。

（2）[2]根据折射定律和几何关系知

（3）[3]由光路图可知，入射角测量没有误差，而折射角偏大，根据折射定律知，测出的折射率偏小。

12. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。

（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说法中正确的是______；

A．干涉条纹与双缝垂直

B．单缝和双缝应相互平行放置

C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样

D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近

（2）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，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为______mm；

（3）已知双缝间距d为2.0 × 10－4m，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测光的波长为______m（结果保留三位有效数字）；

（4）双缝干涉实验装置的截面图如图。单缝S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源发出的光在真空中的波长为λ，经单缝S后，再经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播到O点。现在已知玻璃片的厚度为d，玻璃对该光的折射率为1.5，真空中的光速为c，不计光在玻璃片内、外的反射。以下判断正确的是______。

A．若玻璃片厚度d = 15λ，则O点处为暗条纹

B．若单缝S略微向左移动（经S1出射后仍可垂直穿过玻璃片），则原O点位置处的条纹位置不变

C．若单缝S略微向下移动（经S1出射后仍可垂直穿过玻璃片），则原O点位置处的条纹也略微向下移动

D．若用该波长的光完成实验，O点处为亮条纹，保持其他条件不变的情况下，用另一种波长的光做实验，O点处也一定为亮条纹

【答案】    ①. BC##CB    ②. 13.870    ③. 7.70 × 10－2    ④. AB##BA

【解析】

【详解】（1）[1]A．干涉条纹与双缝平行，A错误；

B．单缝和双缝应相互平行放置，B正确；

C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样，C正确；

D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距

减小，可以将双缝的距离增大，或将双缝到屏的距离减小，或者换用波长更小的光做实验，而将单缝向双缝靠近，不会改变条纹间距，不会改变目镜中观察到的条纹个数，D错误。

故选BC。

（2）[2]此时图乙中手轮上的示数为

13.5mm＋37.0 × 0.01mm = 13.870mm

（3）[3]图甲螺旋测微器示数

2mm＋32.0 × 0.01mm = 2.320mm

条纹间距

由公式

可得所测光的波长为

（4）[4]A．光在玻璃片中传播的速度为

若玻璃片的厚度d = 15λ，则光程差为

光程差为半个波长的奇数倍，则O点处为暗条纹，A正确；

B．若单缝S略微向左移动（经S1出射后仍可垂直穿过玻璃片），光程差不会发生变化，则原O点位置处的条纹位置不变，B正确；

C．若单缝S略微向下移动（经S1出射后仍可垂直穿过玻璃片），分析可知，则原O点位置处的条纹也略微向上移动，C错误；

D．由上述分析可知，O点处为亮条纹还是暗条纹，跟波的波长有关系，D错误。

故选AB。

四、解答题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

13. 半径为R的透明球体内装了一半的透明液体，液体上方是真空，其截面如图所示。一激光器从球体最底端P点沿着内壁向上移动，所发出的光束始终指向球心O，当激光器在与竖直方向成30°角的P1点时，发出的光束透过液面后，照射到球体内壁上的P2点。已知OP2与液面的夹角为37°，光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，求：

（1）从P1点发出的光束到P2点的时间；

（2）激光器至少向上移至距P点多高时，所发出的光束恰好不从液面折射出来？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由图可知，根据折射定律可得

所以光在介质中的传播速度为

所以光从P1点发出到P2点的时间为

（2）根据临界角与折射率的关系有

根据几何关系

14. 某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度为向上滑动时，受到滑杆的摩擦力f为，滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量，滑杆的质量，A、B间的距离，重力加速度g取，不计空气阻力。求：

（1）滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小和；

（2）滑块碰撞前瞬间的速度大小v1；

（3）滑杆向上运动的最大高度h。

【答案】（1），；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）当滑块处于静止时桌面对滑杆的支持力等于滑块和滑杆的重力，即

当滑块向上滑动过程中受到滑杆的摩擦力为1N，根据牛顿第三定律可知滑块对滑杆的摩擦力也为1N，方向竖直向上，则此时桌面对滑杆的支持力为

（2）滑块向上运动到碰前瞬间根据动能定理有

代入数据解得。

（3）由于滑块和滑杆发生完全非弹性碰撞，即碰后两者共速，碰撞过程根据动量守恒有

碰后滑块和滑杆以速度v整体向上做竖直上抛运动，根据动能定理有

代入数据联立解得。

15. 如图，长度均为l的两块挡板竖直相对放置，间距也为l，两挡板上边缘P和M处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E；两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为m，电荷量为的粒子自电场中某处以大小为的速度水平向右发射，恰好从P点处射入磁场，从两挡板下边缘Q和N之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60°，不计重力。

（1）求粒子发射位置到P点的距离；

（2）求磁感应强度的最大值；

（3）若粒子正好从QN的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板MN的最近距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子在P点有

粒子在电场中做类平抛运动，则有

，

发射位置到P点的距离

解得

（2）粒子进入磁场的速度

当粒子恰好从Q点飞出时，磁感应强度最大，根据几何关系有

粒子在磁场中有

解得

（3）作出轨迹如图所示

根据几何关系有

带电粒子的运动半径为

粒子在磁场中的轨迹与挡板MN的最近距离

解得