四川省攀枝花市第三高级中学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

这是一份四川省攀枝花市第三高级中学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷，共4页。试卷主要包含了5分，有选错或不答的得0分，8s时间内，下列说法正确的是，5s时，C质点位于波谷等内容，欢迎下载使用。

选择题（本题共13个小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一个选项符合题目要求；第11~13题有多个选项符合题目要求。全部选对的得3分，选对不全的得1.5分，有选错或不答的得0分。）
1．关于下列四幅图的说法，正确的是
甲 乙 丙 丁
A．图甲是观察光的偏振现象实验，光源为自然光，将偏振片以光线为轴旋转任意角度，屏亮度不变
B．图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样，这两列水波的频率不一定相同
C．图丙是两种光现象图案，上方为光的衍射条纹、下方为光的干涉条纹
D．图丁中C摆开始振动后，A、B、D三个摆中B摆的振幅最大
2．如图所示为一质点做简谐运动的振动图像，在0~0.8s时间内，下列说法正确的是
A．0至0.4s时间内，质点所受回复力方向始终指向-x方向不变
B．在0.2~0.4s时间内，加速度方向和速度方向相同
C．质点在0和0.8s时刻具有正向最大速度
D．质点在0.2s时刻具有负向最大加速度
3．已知阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是
A．若油酸的摩尔质量为M，则一个油酸分子的质量为m=
B．若油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，忽略分子间的间隙，则平均每个油酸分子的体积约为V=
C．若某种气体的摩尔质量为M，密度为ρ，则该气体分子间平均距离约为d=
D．若某种气体的摩尔体积为V，单位体积内含有气体分子的个数为n=
4.如图所示，两个振动步调一致的相干波源S1、S2发出的简谐横波在同一均匀介质中相遇，波长为5cm。图中实线表示某时刻波峰，虚线表示该时刻波谷，a、c、e三点均位于S1、S2连线的中垂线上，其中e点是a、c连线的中点。下列说法中正确的是
A．图示时刻e点的振动速度方向为垂直于图示平面向下
B．若波源S1的振幅为2cm，S2的振幅为4cm，不考虑振动能量的衰减，则图示b点的位移始终小于C点的位移
C．若将波源S2的振动频率提高而波源S1保持不变，若两波源的振幅相同，不考虑振动能量的衰减，则d点的位移始终为零
D．图示时刻e点既不是波峰与波峰相遇处，也不是波谷与波谷相遇处，所以不是振动加强点
5．如图所示，甲图是一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形，乙图是该波传播方向上介质中处的质点从时刻起的振动图像，a、b是介质中平衡位置为和的两个质点。下列说法正确的是
A．从开始，质点a比质点b后回到平衡位置
B．t =0s时，a质点的位移为
C．t=1.5s时，b质点在平衡位置
D．x=8m处的观察者沿x轴负方向运动时，接收到该波的频率小于0.25Hz
6．某三棱镜的横截面为等腰三角形，∠A=120°，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中，a单色光从O点入射后的折射光平行于AC，已知光在真空中传播速度为c（不考虑AC面的反射）。下列说法正确的是
A．在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小
B．单色光a在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足
C．若用单色光a、b分别通过同一单缝进行衍射，单色光b的中央亮纹更宽
D．单色光a无法从三棱镜底面射出
7．如图所示，电阻为R的金属直角线框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，a、d两点连线与磁场垂直，、长均为l，长为，定值电阻阻值也为R，线框绕连线以角速度匀速转动。时刻线框所在平面与磁场垂直，则
A．时刻穿过线框磁通量的变化率最大
B．时刻边所受安培力大小为
C．线框转一圈过程中外力对线框做功为
D．a、d两点间电压变化规律为
8．光的干涉现象可以用于检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的明暗相间的条纹（如图甲），下列说法正确的是
A．干涉条纹是样板的上下两表面的反射光干涉产生的
B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
9．如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是
A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大
C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小
10．某介质中两持续振动的振源A、B分别位于x轴上和处，时刻两振源同时开始振动，形成甲、乙两列简谐横波，如图所示，时刻平衡位置在和处的两质点刚开始振动。振源的振幅均为。则下列说法不正确的是
A．这两列波的波速大小均为
B．从至过程中，质点C运动的路程为
C．振源B在至内的振动方程为
D．叠加稳定后，A、B两点间（不包括A、B两点）共有6个点始终不动
11．攀枝花市三中邀请到国防科技大学教授为同学们做了关于激光陀螺仪的讲座。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，其原理结构比较复杂，可简化为如图所示模型：由激光器发出的A、B两束激光，经完全对称的两个通道（图中未画出）在光电探测器处相遇，产生干涉条纹。如果整个装置本身具有绕垂直纸面的对称轴转动的角速度，那么沿两个通道的光的路程差就会发生变化，同时光电探测器能检测出干涉条纹的变化，根据此变化就可以测出整个装置的旋转角速度。某次测试，整个装置从静止开始，绕垂直纸面的对称轴，顺时针方向逐渐加速旋转，最后转速稳定，这个过程中光电探测器的中央位置C处检测光强经过了强→弱→强→弱→强的变化过程。根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是
A．A束激光的频率小于B束激光的频率
B．整个装置加速转动过程中，B束激光到达光电探测器的路程逐渐变小
C．某时刻C处检测出光强最弱，是因为AB两束光到达C处的光程差为半波长的奇数倍
D．整个装置加速转动过程中，两束激光的路程差变化了2个波长
12．均匀介质中，波源S产生沿x轴方向传播的简谐横波，如图甲所示，A、B、C为x轴上的质点，质点C（图中未画出）位于x = 10m处，波源在AB之间。t = 0时刻，波源开始振动，从此刻开始A、B两质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是
A．波源S位于x = 1m处
B．C质点起振后，其振动步调与A质点相反
C．波速大小为2m/s
D．t = 5.5s时，C质点位于波谷
13．一列简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻波形分别如图中实线和虚线所示。关于这列波，下列说法正确的是
A．波长为
B．的质点在内的路程可能为5m
C．周期可能为
D．若波沿x轴负向传播，传播速度最小为
二、实验题 （本题共2小题，共14分）
14．（4分）小罗同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。
（1）用游标卡尺测小球的直径时示数如图甲所示，则小球的直径d = cm。
（2）小罗同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和对应的周期T，然后根据数据描绘T 2—L
图像，进一步计算得到图线的斜率为k，可知当地的重力加速度大小g= 。
15．（10分）某同学利用如图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
（1）该小组同学在目镜中观察到的图样为右上图中的________（选填“A”或“B”）。
（2）如果条纹不是很清楚，可能是单缝与双缝不平行，则应当调节图甲中____________
（3）下列说法正确的是________。
A．若仅将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽
B．若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽
C．若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变小
乙
D．若去掉滤光片，则干涉现象消失
（4）实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离d = 2 mm，
双缝与屏之间的距离L=0.80 m，通过测量头观察第1条亮条纹的读数为3.645mm，
转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心，
观察第6条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为___________mm，
由此求得红光的波长为___________m（计算结果保留三位有效数字）。
三、本题共 4小题，共47分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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。
16．（9分）一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示。M、N、P、Q是介质中的四个质点，M点位于平衡位置、P点和Q点分别位于波谷和波峰，M、Q两质点平衡位置之间的距离为12m，M点的振动情况如图乙所示。
（1）求该波的传播速度大小v
（2）求Q的平衡位置坐标xQ。
17．（12分）如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器远距离输电给用户供电。升压变压器原副线圈匝数比为1：10，输电线的总电阻为，电压表为理想电表，风力发电机的输出功率为75kW。求：
（1）输电线上损失的热功率；
（2）若电压表的示数为220V，求降压变压器原副线圈的匝数比。
18．（12分）如图所示，一特制玻璃砖的截面由等边三角形ABC和以O为圆心、BC为直径的半圆组成。一束宽度等于BO且平行于AO的单色光射到AB面上，折射光线恰与AC平行。不考虑半圆面的反射光。求：
（1）玻璃砖的折射率；
（2）半圆面上有光射出的部分所对应的圆心角的正弦值。
19．（14分）如图所示，质量为M、倾角为α=30°的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，且已知kL=4mgsinα ,弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，且物块在以后的简谐运动中，弹簧始终在弹性限度内，斜面体始终处于静止状态。重力加速度为g。
（1）求物块简谐运动的振幅；
（2）求弹簧有最大伸长量时物块的加速度；
（3）为使斜面体始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件。
（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）