广东省深圳市深圳外国语学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

这是一份广东省深圳市深圳外国语学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷，共19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。

一、单选题
1．如图甲所示为医护人员利用“彩超”测定血管中血液的流速，图乙为波源S连续振动，形成的水波，靠近桥墩P时浮出水面的叶片A静止不动。下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中，测定血管中血液的流速，利用了多普勒效应的原理
B．若波源与仪器相互靠近，仪器接收到超声波的频率变大
C．乙图中，为使水波能带动叶片振动，可降低波源振动的频率
D．乙图中，为使水波能带动叶片振动，可减小波源距桥墩的距离
2．a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．b光波长比a光波长短
B．a光在玻璃砖中的传播速度比b光在玻璃砖中的传播速度大
C．用同一装置做双缝干涉实验时，a光照射得到的条纹间距小
D．增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射
3．如图甲所示，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，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．时，振子的速度方向向左
B．时，振子的加速度为正向最大
C．振子做简谐运动的表达式为
D．在0.1~0.2s时间内，振子的动能逐渐增大
4．主动降噪耳机能根据环境中的噪声（纵波）产生相应的降噪声波，如图所示，降噪声波与环境噪声同时传入人耳，两波相互叠加，达到降噪的目的。下列说法正确的是（ ）
A．主动降噪技术应用了波的衍射原理
B．降噪声波与环境噪声的波长必须相等
C．降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动加强
D．环境噪声频率越高，从耳机传播到耳膜的速度越大
5．图甲是某一交流发电机的示意图，两磁极N、S间存在可视为水平向右的匀强磁场，V为理想电压表，电阻，线圈内阻。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，通过线圈的电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为
B．线圈转动的角速度为
C．时，穿过线圈的磁通量变化率为零
D．时间内，通过电阻R的电荷量为
6．如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为U的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再次降压为动力系统供电。已知发电厂的输出功率为P，输电线的电阻为r，两变压器原副线圈的匝数如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．通过输电线的电流为
B．输电线上损失的电压为
C．输电线上损失的功率为
D．动力系统两端的电压为
7．篮球运动在学校普遍受到学生的喜爱，为了检验一篮球的弹性性能，某同学让它从高处自由下落，能够自由弹跳到高度处。篮球和地面接触的时间，不考虑篮球在运动中的转动和所受的空气阻力，篮球的质量为，当地重力加速度g取。若取向上为正方向，则（ ）
A．篮球在下落过程中，合力的冲量为
B．篮球与地面碰撞后瞬间的速度大小为
C．篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量为
D．篮球受到地面的平均冲击力大小为
二、多选题
8．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴负方向传播
B．波的传播速度大小为0.25m/s
C．时，处质点沿y轴正方向振动
D．1~1.5s时间内，处质点的路程大于10cm
三、单选题
9．如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向运动，使T形支架下面的弹簧和小球组成的振动系统随之振动。圆盘静止时，小球做简谐运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧和小球组成的振动系统的固有频率为1.5Hz
B．当圆盘的转速保持10r/min不变时，弹簧和小球组成的系统振幅最大
C．当圆盘的转速保持10r/min不变时，弹簧和小球组成的振动系统的频率为
D．当圆盘的转速保持10r/min不变时，弹簧和小球组成的振动系统的频率为
四、多选题
10．在同种均匀介质中有相距的两个波源和，频率均为，以所在位置为原点，和所在直线为x轴建立坐标系，如图所示。时，波源从平衡位置开始垂直纸面向外做简谐运动，所激发的横波向四周传播。时，处的质点开始振动，此时波源也开始垂直纸面向里做简谐运动，所激发的横波向四周传播。图中M点到两波源和之间的距离分别为和。则（ ）
A．两列波的波长均为
B．M点为振动加强点
C．在处振动减弱
D．以后，和之间（不含、）有3个振动加强点
五、实验题
11．某同学利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)在实验中，经调节后使单缝与双缝相互平行、且沿竖直方向，在目镜内观察到单色光的干涉条纹是 （选填图中的“A”或“B”）。
A． B．
(2)实验时用测量头测量条纹的宽度：先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，此时手轮上的示数如图乙所示，读数为 mm。
(3)若实验使用间距为0.20mm的双缝做实验，调节双缝与屏之间的距离为100.00cm，测得图丙所示的A、B两条纹间距为19.600mm，则该单色光的波长为 m。
12．利用单摆可以测量当地的重力加速度。
(1)为了较精确地测量重力加速度的值，以下四种单摆组装方式，应选择______。
A．B．
C．D．
(2)组装好单摆，先用刻度尺测量摆线长度，再用游标卡尺测量小球的直径，其示数如图甲，则小球直径为 mm；摆球在竖直平面内稳定摆动后，用秒表记录单摆经历n次全振动所用的时间t如图乙所示，则 s。
(3)测量出多组单摆的摆长L和运动周期T，作出图像，如图丙所示，由此可求出重力加速度 。（取，保留两位有效数字）
(4)进一步分析，发现图像不过坐标原点，原因可能是将 （选填“摆线长”或“摆线长加小球直径”）作为摆长，上述操作会使重力加速度的测量值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
六、解答题
13．近年来，对具有负折射率的人工材料的光学性质及应用的研究备受关注，该种材料折射率为负值。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折射光线和入射光线位于法线同侧。如图乙所示，在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B，顶角为，A、B两棱镜斜面相互平行，两斜面间的距离为d。一束激光从A棱镜上的P点垂直入射，它在棱镜中的折射率，在B棱镜下方有一平行于B下表面的光屏，点为P点在光屏上的投影。
（1）为使激光能从棱镜A的斜面射出，求的取值范围；
（2）若，求激光通过两棱镜后，打在光屏上的点距点的距离。
14．一列简谐横波沿x轴传播，在时刻的波形如图中实线所示，经0.2s后的波形如图中虚线所示。
（1）若该波沿x轴正方向传播，求该波的周期；
（2）若该波的周期满足，求该波的波速；
（3）若该波的波速大小为45m/s，求波的传播方向。
15．为了解决装卸货物时因抛掷而造成物品损坏的问题，某物流公司设计了如图所示的缓冲转运装置，卸货时固定的缓冲装置A的左侧紧靠静止的物流大货车，其右侧紧靠转运车B，包裹C可以从缓冲装置A的光滑曲面的不同高度h处由静止滑下，滑上转运车B并最终停在转运车B上被运走。缓冲装置A的光滑曲面末端刚好与转运车B上表面相切。转运车B上表面D点左侧长度，包裹C与D点左侧之间的动摩擦因数，D点右侧光滑，转运车B右端固定一根轻弹簧，处于原长时弹簧左端刚好在D点。转运车B的质量，与水平地面间的摩擦可忽略。包裹C可视为质点且无其他包裹影响，不计包裹C从缓冲装置A滑上转运车B过程中的机械能损失。取重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧未超过弹性限度。若包裹C的质量，求：
（1）若包裹C恰好不压缩弹簧，求整个运动过程中由于摩擦产生的热量Q；
（2）若包裹C能在运转车上静止，求包裹C释放时的最大高度h；
（3）在（2）问包裹C从最大高度释放的前提下，求弹簧最大的弹性势能。
参考答案：
1．D
【详解】AB．“彩超”利用的是多普勒效应原理，“彩超”工作时，向人体内发射频率已知的超声波，若波源与仪器相互靠近，仪器接收到超声波的频率变大，故AB正确；
CD．降低波源振动的频率，根据
波速不变，频率减小，波长增大，衍射现象明显，水波能带动叶片振动，减小波源距桥墩的距离并不能使水波能带动叶片振动，故C正确，D错误；
本题选择错误选项，故选D。
2．C
【详解】A．a、b两束相互平行的单色光，以相同的入射角i照射到平行玻璃砖上表面而发生折射时，玻璃砖对a、b两束光的折射率分别为
由光路图可知相应的折射角的关系为
ra＜rb
na＞nb
可知a光的频率大于b光的频率，由于光的波长与频率成反比，故a光的波长小于b光的波长，即λa＜λb，故A错误；
B．根据光在介质中的速度v与介质对光的折射率n的关系
则两种光a、b在玻璃中的传播速度的关系为va＜vb，故B正确；
C．用同一装置做双缝干涉实验时，相邻两条干涉条纹之间的距离
由于λa＜λb，所以a光照射得到的条纹间距∆xa小于a光照射得到的条纹间距∆xb，故C正确；
D．根据光路可逆原理，a、b两束相互平行的单色光从平行玻璃砖上表面入射后，经平行玻璃砖上下表面折射后一定沿原来方向从玻璃管下表面射出，不会在下表面发生全反射，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．由图可知，时，振子的速度方向向右，故A错误；
B．时，振子的加速度为负向最大，故B错误；
C．由图可知，弹簧振子的振幅
周期
则振子做简谐运动的表达式为，根据时刻，振子位移为－12cm，可得
则
故C正确；
D．在0.1~0.2s时间内，振子远离平衡位置，速度减小，振子的动能逐渐减小，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】AB．降噪声波与环境噪声叠加后实现降噪，根据波的干涉条件可知，降噪声波与环境噪声频率相同，速度相同，波长相同，相位相反，故A错误，B正确；
C．降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动减弱，故C错误；
D．声波传播的速度取决于介质，与其频率无关，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】A．由图乙可知，电流有效值为
电压表的示数等于两端电压有效值，则有
故A错误；
B．由图乙可知，周期为
则线圈转动的角速度为
故B错误；
C．由图乙可知，时，感应电流最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，故C错误；
D．电动势最大值为
根据
可得
时间内，磁通量变化为
则通过电阻R的电荷量为
故D正确。
故选D。
6．C
【详解】ABC．牵引变电所的理想变压器副线圈电压为
则通过输电线的电流为
输电线上损失的电压为
输电线上损失的功率为
故AB错误，C正确；
D．动力车厢内的理想变压器原线圈电压为
则动力系统两端的电压为
故D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．篮球在下落过程中，根据
解得下落时间为
篮球在下落过程中，合力的冲量为
故A错误；
B．设篮球与地面碰撞后瞬间的速度大小为，根据
可得
故B错误；
C．篮球与地面碰撞前瞬间的速度大小为
则篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量为
故C错误；
D．篮球在与地面碰撞过程中，根据动量定理可得
解得篮球受到地面的平均冲击力大小为
故D正确。
故选D。
8．AD
【详解】A．由图乙可知，时，处质点沿y轴负方向振动，根据上下坡法可知波沿x轴负方向传播，A正确；
B．由图甲可知波长为8m，由图乙可知周期为2s，波的传播速度大小为
B错误；
C．时，处质点沿y轴负方向振动，C错误；
D．1~1.5s时间内，处质点振动了，时，它正在向平衡位置方向振动，故1~1.5s时间内的路程大于一个振幅，即路程大于10cm，D正确。
故选AD。
9．D
【详解】A．根据图像可得弹簧和小球组成的振动系统的固有周期，固有频率
A错误；
B．当圆盘的转速
时发生共振，弹簧和小球组成的系统振幅最大，B错误；
CD．当圆盘的转速保持10r/min不变时，圆盘的频率为，振动系统做受迫振动的频率也为，C错误，D正确。
故选D。
10．AD
【详解】A．时，处的质点开始振动，则
m/s
波长为
m
故A正确；
B．两波源的振动传到M点的时间差为
s
可知两波源的振动同时传递到M点，而两波源的起振方向相反，则M点为振动减弱点，故B错误；
C．波的周期为
s
两波源的振动传到（1.5m,0）点的时间为
s=
根据题意可知波源S2晚振动0.25s，则S1的振动形式到达（1.5m,0）点后再振动与波源S2叠加，此时两波源在该点的振动都向里，该点为加强点，故C错误；
D．两波源的起振方向相反，波源S2晚振动0.25s，根据波的叠加可知，某点到两波源的波程差等于波长的正数倍，该点为加强点，t=1s以后，S1和S2之间（不含S1、S2）有3个振动加强点，即x=0.5m处、x=1.5m处、x=2.5m处，故D正确；
故选AD。
11．(1)B
(2)0.250
(3)
【详解】（1）[1]A为衍射条纹，B为干涉条纹，故选B。
（2）[2]手轮上的固定刻度的读数为0，可动刻度的读数为
故读数为
（3）[3] A、B之间有7个条纹间距，则相邻条纹间距
根据干涉条纹间距公式
可知
12．(1)D
(2) 9.3 100.0
(3)9.5
(4) 摆线长 不变
【详解】（1）摆球应该选择质量较大且体积较小的小钢球；摆线的上端要用铁夹固定，而不是缠绕的横梁上面。故选D。
（2）[1]用游标卡尺测量小球的直径为9mm+0.1mm×3=9.3mm；
[2]秒表读数90s+10.0s=100.0s。
（3）根据
可得
图线斜率
解得
（4）[1][2]根据（3）分析可知，理论上图像是一条过坐标原点的直线，题给图像相对于理论图像，在相同周期下，所测摆长比实际值偏小，则原因可能是测摆长时没有加上小球半径；根据单摆周期公式可得
整理得
图像的斜率不变，故不会影响重力加速度的测量。
13．（1）；（2）
【详解】（1）分析可知光线的入射角等于棱镜的顶角，若激光能从棱镜A斜面射出，应小于全反射的临界角，由
解得
所以的取值范围为；
（2）激光传播的光路图如图所示
由折射定律可知
解得
由几何关系可知
解得
14．（1）；（2）x轴负方向，15m/s；（3）x轴正方向
【详解】（1）若波沿x轴正方向传播，根据图像可知
解得
（2）若波沿x轴负方向传播，根据图像可知
解得
由于
可知波沿x轴负方向传播，对应
则周期
根据图像可知，波长
波速
解得波速大小为
v＝15m/s
（3）由于波速
由此可知周期
对应，则波沿x轴正方向传播。
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）若包裹C恰好不压缩弹簧，可知包裹C与转运车B发生的相对位移为
则整个运动过程中由于摩擦产生的热量为
（2）当包裹C滑上转运车B且压缩弹簧，被弹簧弹回最终相对静止在转运车B的左端时，包裹C释放时的高度最大，则包裹C从缓冲装置A的光滑曲面滑下过程，根据动能定理可得
解得
包裹C从滑上转运车B到最终相对静止在转运车B的左端过程，根据动量守恒可得
根据能量守恒可得
联立解得
（3）包裹C压缩弹簧过程，当包裹C与转运车B共速时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒可得
根据能量守恒可得
联立解得