广东省广州市西关外国语学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

这是一份广东省广州市西关外国语学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷，共8页。试卷主要包含了 考生必须保证答题卡的整洁，5倍，则等内容，欢迎下载使用。
考试分数：100 考试时间：75分钟
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、座位号填写在答题卡上，并用2B铅笔在答题卡上的相应位置填涂考生号。
2. 作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。写在本试卷上无效。
3. 非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡上各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4. 考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将答题卡交回。
第I卷（选择题 共44分）
一、单选题（每小题3分，共24分，错选或不选得0分）
1．关于机械波，下列说法中正确的是（ ）
A．“未见其人，先闻其声”是声波发生干涉时产生的一种现象
B．横波中质点的振动方向与波的传播方向共线
C．机械波在介质中传播的速度大小与介质有关
D．从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是声波的衍射
2．如图所示，光滑水平面上的弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，取向左为正方向，则振子从O点运动到B点的过程中（ ）
A．位移不断减小 B．加速度不断减小
C．位移方向与加速度方向始终相同 D．速度减小，弹性势能增大
3．某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为S，匝数为N，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面最初平行于磁场，经过时间后线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为处，则在这段时间内，线圈中产生的平均感应电动势的大小和感应电流的方向（从左往右看）为（ ）
A．，逆时针B．，逆时针
C．，顺时针D．，顺时针
4．如图所示，在铁架横梁上依次挂上A、B、C三个摆，其中A、C摆长相等。先让A摆垂直水平横梁的方向摆动起来，B、C摆随后也跟着摆动起来。摆动稳定后可以发现（ ）
A．C摆频率大于B摆频率B．C摆频率小于B摆频率
C．C摆振幅大于B摆振幅D．C摆振幅小于B摆振幅
5．下列关于电磁波的说法中不正确的是（ ）
A．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机
B．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
C．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究
D．遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征
6．“南鲲号”称之为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大
B．线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势
C．线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻
D．线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上
7．特高压交流输电具有输电容量大、距离远、损耗低、占地少等突出优势。用特高压远距离输送一定功率的交流电，若输电线上损失的电压减小为原来的0.5倍，则（ ）
A．输电电压升高为原来的2倍
B．输电电压降低为原来的0.5倍
C．输电线上的电能损失变为原来的0.5倍
D．用户得到的电功率增大为原来的2倍
8．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，则（ ）
A．原、副线圈回路中电阻两端的电压之比为3∶1
B．原、副线圈回路中电阻两端的电压之比为1∶3
C．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为3∶1
D．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1∶3
二、多选题(每小题5分，共20分，错选或不选得零分，漏选得3分)
9．如图所示，磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是（ ）
使线圈偏转角度更大
使线圈偏转后尽快停下来
起电磁阻尼的作用
起电磁驱动的作用
10．若把周期为1s的单摆从处搬到的地方，则（ ）
A．单摆的周期变大
B．单摆的周期变小
C．为了使其仍按1s的周期走，则摆长应变长
D．为了使其仍按1s的周期走，则摆长应变短
11．蜻蜓在水中“点水”激起的波纹，俗称“蜻蜓点水”，一只蜻蜓在平静的水面上匀速飞行时，两次点水后在水面上激起的波纹，俯视看其形状如图所示，由图可分析出（ ）
A．蜻蜓是向左飞行的
B．蜻蜓是向右飞行的
C．蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小
D．蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大
12．一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图所示，M、N为平衡位置分别在、处的质点，质点N的振动方程为，则（ ）
A．该波沿x轴正向传播
B．从时刻开始，质点N比质点M先到达波峰
C．波传播的速度大小为
D．内质点M运动的路程为
第II卷（非选择题 共56分）
三、实验题（每空2分，共16分）
13（6分）．“测定玻璃的折射率”的实验中，在水平放置的白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“＋”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。
（1）在插和时，应使 （选填选项前的字母）
A．只挡住的像 B．只挡住
C．同时挡住、的像 D．挡住及、的像
（2）以下对于减小实验误差没有帮助的是（ ）
A．玻璃砖选择适当宽厚一些的
B．两个大头针的距离应适当拉大一些
C．入射角应尽量小一些
（3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率 。（用图中线段的字母表示）
14（10分）．用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路，傍晚天变黑，校园里的路灯自动亮起；早晨天亮时，路灯自动熄灭。选用的光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图甲所示（照度反应光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx）。图乙所示为校园路灯自动控制的模拟电路图，用直流电路给电磁铁供电作为控制电路，用220V交流电源给路灯供电。
(1)请用笔画线代替导线，正确连接继电器控制电路。( )
(2)当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。为了实现根据光照情况控制路灯通断，路灯应接在 接线柱上。
A．A、BB．B、CC．A、C
(3)图中直流电源的电动势，内阻忽略不计，电磁铁线圈电阻为400Ω，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1（0~100Ω）、R2（0~1750Ω）、R3（0~17500Ω），要求天色渐暗照度降低至15lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择 （填“R1”“R2”或“R3”）。
(4)使用过程中发现天色比较暗了，路灯还未开启。为了使路灯亮得更及时，应适当地 （填“增大”或“减小”）滑动变阻器的电阻。
(5)小佳同学想利用乙图为自己家院子里的车库设计自动开门装置，当车灯照到光敏电阻上时，开门电动机启动打开车库的门。开门电动机应连接在 接线柱上（填“A、B”,“B、C”或“A、C”）。
四、解答题（共40分）
15（10分）．一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图甲所示为波传播到x＝5 m的M点时的波形图，图乙是位于x＝3 m的质点N从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于x＝10 m 处的质点，求：
（1）波由M点传到Q点所用的时间；
（2）波由M点传到Q点的过程中，x＝3m处的质点通过的路程。
16（14分）．如图，半径为的半圆形玻璃砖直立在竖直面内，为圆心，平面与地面垂直，是圆弧面上的一点，弧所对的圆心角为，一束单色光竖直向下从点射入玻璃砖，折射光线刚好射到点，求：
（i）玻璃砖对光的折射率；
（ii）若光线沿射入玻璃砖，从边射出后照射在地面上的位置，离点的距离为多少？
17（16分）．如图，互相垂直的两根光滑足够长金属轨道POQ固定在水平面内，电阻不计。轨道内存在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场。一根质量为m、单位长度电阻值为的长金属杆MN与轨道成位置放置在轨道上。以O位置为坐标原点，时刻起，杆MN在水平向右外力作用下，从O点沿轴以速度匀速向右运动。求：
（1）t时刻MN中电流I的大小和方向；
（2）0-t时间内，MN上产生的热量Q；
（3）写出外力F与时间t关系的表达式。
参考答案：
1．C
【详解】A．“未见其人，先闻其声”是声波发生衍射时产生的一种现象，故A错误；
B．物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直定义为横波，故B错误；
C．波得传播速度由介质决定，与频率无关， 故C正确；
D．从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是多普勒效应，故D错误；
故选C。
2．D
【详解】振子从O→B运动的过程是远离平衡位置，故位移增大，回复力增大，加速度增大，位移方向与加速度方向相反，速度减小，弹性势能增大。
故选D。
3．A
【详解】经过时间，面积为S的线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处，磁通量变化为
由法拉第电磁感应定律，线圈中产生的平均感应电动势的大小为
由楞次定律可判断出感应电流方向为逆时针方向。
故选A。
4．C
【详解】B、C摆随着A摆做受迫振动，所以B、C摆的频率都等于A摆的频率；由于A、C摆长相等，则A摆的频率等于C摆的固有频率，可知C摆振幅大于B摆振幅。
故选C。
5．B
【详解】A．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故A项正确，不符合题意；
B．食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，不是利用红外线来加热，故B项错误，符合题意；
C．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究，故C项正确，不符合题意；
D．遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，故D项正确，不符合题意。
故选B。
6．D
【详解】A．线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量为零，最小，选项A错误；
B．根据右手定则可知，线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，选项B错误；
C．线圈转动一周电流方向改变两次，线圈经过中性面一次电流方向改变，则图示位置不是电流变向的时刻，选项C错误；
D．根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上，选项D正确。
故选D。
7．A
【详解】AB．若输电线上损失的电压减小为原来的0.5倍，由
可知输电线上的电流变为原来的，由
可知，输电电压升高为原来的2倍，故A正确，B错误；
C．由
可知，输电线上的电能损失变为原来的0.25倍，故C错误；
D．用户得到的电功率为总功率与损失功率的差值，不可能增大为原来的2倍，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】AB．根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系可得
根据欧姆定律
原、副线圈回路中电阻两端的电压之比为
故A错误，B正确；
CD．电阻消耗的功率为
原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为
故CD错误。
故选B。
9．BC
【详解】线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来，这样做是起电磁阻尼的作用。
故选BC。
10．AD
【详解】AB．单摆的周期公式为
由题意可知，其重力加速度变小，所以单摆的周期变大，故A正确，B错误；
CD．由公式可知
由于重力加速变小，为了使其周期不变，所以其摆长应该变短，故C错误，D正确。
故选AD。
11．BD
【详解】AB．根据图示，蜻蜓连续两次点水过程中激起的波纹，圆圈越小，则时间越短，所以飞行方向则为从大圆到小圆，即蜻蜓的飞行方向向右，故A错误，B正确；
CD．若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同，那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上，而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动，所以每个圆都应该是内切的；然而图中02到01圆圈边线距离小于02半径，说明水波02运动了一段时间，01水波才到02圆心，则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大，故C错误，D正确；
故选BD。
12．AC
【详解】AB．由质点N的振动方程可知，时刻，质点N在平衡位置沿y轴负方向振动，因此波沿x轴正向传播，由此可以判断质点M比质点N先到达波峰，故A正确，B错误；
C．由
可知，质点振动的周期为
波传播的速度为
故C正确；
D．内质点M运动的路程为
故D错误。
故选AC。
13． CD C
【详解】（1）[1] “测定玻璃的折射率”的实验中，大头针均应在同一传播光路上，即同时挡住、的像且挡住及、的像。
故选CD。
（2）玻璃砖宽一些，出射光和入射光的侧位移更大，测量误差更小；大头针之间的距离适当大些，光路的方向确定的误差会更小；入射角过小，折射光线方向改变不明显，误差更大。
（3）[3]根据几何关系入射角正弦值
折射角正弦值
且
根据折射定律
14．(1)如图 (2)A (3) (4)增大 (5)BC
【详解】（1）为满足实验要求，控制电路的连接情况如图所示。
（2）天亮时照度增大，光敏电阻的阻值减小，电磁铁中电流增大，磁场增强，吸引衔铁向下与C接通，灯熄灭，故灯泡应接在A、B之间。
故选A。
（3）要求天色渐暗照度降低至15lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值约为，由闭合电路欧姆定律可知，此时的滑动变阻器的阻值约为，故滑动变阻器应选择。
（4）使用过程中发现天色比较暗了，路灯还未开启，说明此时控制电路的电流较大，总电阻较小，所以为使路灯亮得更及时，应适当地增大滑动变阻器的电阻。
（5）车灯照到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值减小，控制电路部分的电流增大，此时电动机启动，故将开门电动机连接在BC接线柱上满足题意。
15．(1)5s；(2)25cm
【详解】(1)由题图甲可以看出波长λ＝4m，由题图乙可以看出周期T＝4s，所以波速为
波由M点传到Q点所用的时间为
(2)x＝3m处的质点从平衡位置出发，每1s内通过的路程为5cm，则在5s内通过的路程为
s=tT×4A=25cm
16．（i）；（ii）
【详解】（i）由题可知光路如图所示
由于弧所对的圆心角为，入射光线竖直向下，即与平行，则入射角为
根据几何关系知光在点的折射角为
则玻璃砖对光的折射率为
（ii）若光线沿射入玻璃砖，光路如图所示
由几何关系，光线在面的入射角为
设折射角为，由 解得
由几何关系知
17．（1），电流方向由N指向M；（2）；（3）
【详解】（1）设在时刻电路电流为，金属杆MN通过的位移为
根据几何关系可得金属杆切割磁感线的长度为
金属杆切割磁感线产生的电动势为
回路电阻为 电路电流为
由右手定则可知，电流方向由N指向M。
（2）时刻电功率为
时间内，MN上产生的热量为
（3）由匀速运动可知