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河北省邯郸市2024-2025学年高二上学期11月期中联考物理试题
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这是一份河北省邯郸市2024-2025学年高二上学期11月期中联考物理试题，共14页。
全卷满分100分，考试时间75分钟。微
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答﹔字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.
1.简谐运动既是最基本也是最简单的一种机械振动.关于简谐运动的表达式，回复力和能量，下列说法正确的是
A.简谐运动位移的一般函数表达式中，表示频率，表示相位
B.单摆做简谐运动过程中的回复力是单摆受到重力沿圆弧切线方向的分力
C.水平弹簧振子做简谐运动时系统的能量做周期性变化
D.简谐运动的回复力可以是方向不变而大小变化的力，也可以是大小不变而方向改变的力
2.在古代典籍中有大量关于共振现象的记录，比如《庄子》中记载了中国古代的乐器瑟的各弦间发生的共振现象.关于受迫振动与共振现象，下列说法正确的是
A.仿古盥洗用的脸盆，用手摩擦盆耳，到一定节奏时会溅起水花，这是共振现象
B.喇叭常放在音箱内是利用共振现象，受迫振动是共振的一种特殊情况
C.为消除共振现象，应使驱动力的频率与物体的固有频率相差越小越好
D.耳朵凑近空热水瓶口能听到嗡嗡的声音不属于共振现象
3.如图所示为一磁单极子N形成的磁场，磁感线的分布如图所示，A到磁单极子的间距较近，则下列说法正确的是
A.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
B.若将一小段通电导线放在A处，导线受到的磁场力与A处磁场方向相同
C.同一导线在B处受到的磁场力不可能比A处大
D.若将A点向右平移到与B到磁单极子的间距相等时，A、B两处的磁感应强度相同
4.如图所示的等腰直角三角形abc，顶点a，b、c分别水平固定长度均为L、电流均为I0的直导线，b、c两导线中电流方向均垂直纸面向里；a导线中电流方向垂直纸面向外.已知通电直导线在其周围空间产生的磁感应强度大小为，I为直导线中的电流，r为某点到直导线的距离，导线b在a点产生的磁感应强度大小为B0.则下列说法正确的是
A.导线a所受的安培力大小为B0I0L，方向水平向左
B.导线c所受的安培力大小为B0I0L，方向水平向左
C.欲使导线c所受的安培力为零，应加一方向竖直向下、大小为B0的匀强磁场
D.欲使导线a所受的安培力为零，应加一方向竖直向下，大小为B0的匀强磁场
5.“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警.科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图，x=3m处的质点M的振动图像如图乙所示.下列说法正确的是
A.波沿x轴负方向传播 B.在0~7s内质点M通过的路程为11.9cm
C.在0～7s内波传播的距离为21m D.质点M的振动方程是(cm)
6.如图所示，一细束激光由光导纤维左端的中心点以i=60°的入射角射入，折射角θ=30°，经过一系列全反射后从右端射出.已知光导纤维长L=1.2×104m，真空中的光速c=3×108m/s，则该激光在光导纤维中传输所经历的时间为
A.×10-5s B.×10-5s C.8×10-5s D.4×10-5s
7.如图所示的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，О点为磁场的圆心，水平虚线为圆的一条直径，S点有一粒子发射源能正对圆心О发射一系列速度大小不同、比荷均为k的正粒子，M、N为虚线下方圆弧的三等分点，粒子发射速率为时，粒子在磁场中运动并从M点离开磁场.则下列说法正确的是
A.圆形磁场的半径为 B.磁感应强度大小为
C.从N点离开的粒子速率为 D.从N点离开的粒子在磁场中运动的时间为
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8.如图所示，三根长直导线平行地放在光滑绝缘水平面上，已知导线BC之间的距离等于导线AB间距的3倍，已知通电直导线周围产生的磁场磁感应强度的大小为，I为直导线中的电流，r为导线周围某点到直导线的距离，当三根直导线中通有恒定电流后，三根直导线仍在原来的位置保持静止，其中导线A的电流大小为，方向如图所示，则下列说法正确的是
A.导线B中的电流方向与A相同 B.导线C中的电流方向与A相同
C.导线B中的电流大小为 D.导线C中的电流大小为
9.生活中常见“蜻蜓点水”的现象，某同学观察到平静的湖水面上蜻蜓点水后水面开始上下做简谐运动，在水面上激起的水波的波长为0.8m.水面上蜻蜓点水处右侧有两片树叶，其振动图像如图甲、乙所示.两片树叶之间的距离可能为
D.2m
10.超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示.在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为θ.一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽.已知相邻两棱镜斜面间的距离为d，脉冲激光中包含两种频率的光a，b，它们在棱镜中的折射率分别为和.下列说法正确的是
A.
B.三棱镜顶角θ的最大正弦值为
C.若θ=30°，两束光在第二个三棱镜上的入射点间的距离为
D.若θ=30°，两束光通过整个展宽器的过程中在空气中的路程差为
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.(6分)某同学要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示.
(1)图甲中虚线框位置的组件名称是__________，它的作用是获得___________光；
(2)做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为___________mm；
(3)该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波长为__________m(保留两位有效数字)；
(4)在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距_________(填“变大”“变小”或“不变”).
12.(9分)某同学利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度以及一磁性小球的大小，长度为l的细线将该磁性小球悬挂于О点，小球平衡时在其正下方放置一智能手机，打开手机的测磁软件可以记录附近磁感应强度大小，将小球由平衡位置拉开一个角度θ(θ<5°)，然后由静止释放，手机同时描绘出附近磁感应强度随时间变化的图像，如图乙所示.
(1)根据图乙可知，单摆的周期T=_________s；
(2)改变摆线长度，测出多组细线长l和对应振动周期T，作出图像如图丙所示，已知π=3.14，由图可知，重力加速度g=_________m/s2；(结果保留三位有效数字)
(3)图像与横轴的交点坐标T=4×10-2s2，则小球的直径d=________cm.(结果保留一位有效数字)
13.(10分)圆心为О点、半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图甲所示，光屏PQ垂直MN放置，垂足为M，OO'与MN垂直.一细光束沿半径方向与OO'成θ=30°角射向О点，光屏PQ区域出现两个光斑，两光斑间的距离为.
(1)求该玻璃砖的折射率；
(2)用上述玻璃制成如图乙所示的三棱镜，∠A=60°、∠B=45°.一束平行于BC边的单色光从AB边中点D射入，从AC边D'点(图中未画出)射出.已知光在真空中的速度为c，AB边长为L，求光束在三棱镜中从D传播至D'的时间.
14.(12分)如图所示，光滑水平地面上一劲度系数k=200N/m的轻弹簧右端固定于墙面上，左端与一可视为质点、质量m0=2kg的滑块相连.现给滑块水平向右的初速度=2m/s，滑块开始做简谐运动.在运动过程中，弹簧的形变始终在弹性限度内，已知弹簧的形变量为x时，弹性势能.求，
(1)滑块开始运动半个周期的路程；
(2)滑块从开始运动到运动到最左端所用的时间.(已知，T为简谐运动周期，k为劲度系数，m为振子质量)
15.(17分)如图所示，空间存在三个完全相同的长方体通道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，三个通道的正视图为边长为a的正方形，通道的长度足够长，通道Ⅰ存在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场，通道Ⅱ为无场区，通道Ⅲ中存在竖直向下的匀强磁场.第一次，比荷为k的正粒子由左侧面1上的О点以与侧面1成α=60°的夹角沿水平方向以速度(未知)射入区域I，该粒子刚好没有通过竖直面2；第二次，仅改变粒子的速度大小，粒子在通道Ⅰ中的运动时间为第一次的，最终粒子刚好不从竖直面4射出，忽略粒子的重力.求：
(1)第一次，粒子的速度；
(2)第二次，粒子射入通道的速度；
(3)通道Ⅲ中磁感应强度的大小B′以及第二次粒子在通道中运动的总时间.
2024～2025学年度第一学期期中检测试卷·高二物理
参考答案、提示及评分细则
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.
1.【答案】B
【解析】简谐运动位移x的一般函数表达式中，表示圆频率，表示初相位，()表示相位，A错误；在单摆运动中并不是合外力提供回复力，只是沿切线方向上的合力提供回复力，半径方向上的合力提供向心力，B正确；振动能量是振动系统的动能和势能的总和，虽然振动能量中动能和势能不断相互转化，但是总和保持不变，C错误；简谐运动的回复力与质点偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，大小方向都在改变，D错误.
2.【答案】A
【解析】仿古盥洗用的脸盆，用手摩擦盆耳，到一定节奏时会溅起水花，这是共振现象，A正确；喇叭常放在音箱内是利用共振现象，做受迫振动的物体，当驱动力的频率与固有频率相等时，振幅最大的现象叫共振，所以共振是受迫振动的一种特殊情况，B错误；根据共振条件可知，为消除共振现象，应使驱动力的频率与物体的固有频率相差越大越好，C错误；热水瓶的空气柱有一定长度，对应一定的振动频率，符合此频率的声波信号因共振而绵延不绝，故总能听到嗡嗡的声音，空热水瓶口能听到嗡嗡的声音，属于共振现象，D错误.
3.【答案】A
【解析】磁感线的疏密程度反映磁感应强度的大小，A点的磁感线较密，则A点的磁感应强度较大，A正确；通电导线在A处所受的磁场力与该处的磁场方向垂直，B错误；同一通电导线放在A处和B处，由于不清楚通电导线放置方向与磁场方向的夹角，所以无法判断导线在A、B两处的受力大小关系，C错误；磁感应强度是矢量，则将A点向右平移到与B到磁单极子的间距相等时，A，B两处的磁感应强度大小相等，方向不同，D错误.
4.【答案】D
【解析】由于a到导线b和导线c的距离相等，则导线b，c在a处产生的磁感应强度大小相等，由安培定则可知，导线b、c在a处产生的磁场方向如图所示，由平行四边形定则可知a处的磁感应强度大小为，则导线a所受的安培力大小为，由左手定则可知安培力的方向水平向左，A错误；欲使导线a所受的安培力为0，则应使a处的磁感应强度为零，则应加一竖直向下的磁感应强度大小为的匀强磁场，D正确；同理可知导线a，b在c处产生的磁场如图所示，由叠加原理可知该点的磁感应强度大小为，则导线所受的安培力大小为，由左手定则可知安培力的方向水平向右，B错误；欲使导线c所受的安培力为0，则应使c处的磁感应强度为零，则应加一竖直向下的磁感应强度大小为学的匀强磁场，C错误.
5.【答案】B
【解析】由图乙可知，t=0时刻x=3m处的质点M的振动方向沿y轴负方向；在波动图像中根据“同侧法”或“逆波法”可知，简谐波沿α轴正方向传播，A错误；0~7s，M点运动的时间为T，因此运动的路程为s=7A=11.9cm，B正确；由波传播的速度公式可知m/s=1.5m/s，在0~7s内波传播的距离为=10.5m，有rad/s，开始M点向下振动，因此M的振动方程为(cm)，
CD错误.
6.【答案C
【解析】由光的折射定律可知光导纤维材料的折射率为，激光在介质中传播的速度为，激光在光导纤维中传输所经历的时间为s，只有C正确.
7.【答案】B
【解析】作出从M、N两点射出磁场的粒子轨迹，如图所示，对于从M点离开的粒子，由几何关系可知，粒子的轨迹所对应的圆心角为∠SO1M=120°，粒子在磁场中运动的时间为，则，设磁场的半径为R，则，又，由以上联立解得，A错误，从M点离开的粒子，则有，代入解得，B正确；对于从N点离开的粒子，由几何关系可知，粒子的轨迹所对应的圆心角为∠SO2N=60°，则该粒子的轨道半径为，解得，由得，整理得，C错误；从N点离开的粒子的周期为，粒子在磁场中运动的时间为，解得，D错误.
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8.【答案】BD
【解析】由题意三根导线通有电流后仍保持静止，则说明三根导线所在处的磁感应强度大小均为零，导线A中的电流方向向下，则该导线在B，C处产生的磁场方向垂直纸面向外，因此欲使导线B处的磁感应强度为零，则导线C在B处的磁场方向应垂直纸面向里，则导线C中的电流方向向下，同理，导线B中的电流方向向上，A错误，B正确；设导线AB的间距为，则导线BC、AC的间距分别为、，C处的磁感应强度为零，则有，解得，B处的磁感应强度为零，则有，解得，C错误，D正确.
9.【答案】BC
【解析】由图像可知树叶振动的周期T=0.4s，则=2m/s，当波由甲传向乙时，间距(n=0，1，2…)，当n=2时，x=1.8m，C正确；当波由乙传向甲时，间距(n=0，1，2…)，当n=1时，x=1.4m，B正确，故选BC.
10.【答案】BD
【解析】根据光路图可知，a光折射率小于b光折射率，故，A错误；由几何关系可得，光线在第一个三棱镜右侧斜面上的入射角等于θ，要使得两种频率的光都从左侧第一个棱镜斜面射出，则θ需要比两种频率光线的全反射角都小，设C是全反射的临界角，根据折射定律得，折射率越大，临界角越小，代入较大的折射率得，B正确；脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射，设折射角分别为和，由折射定律得，，可得，，根据三角函数知识可得，，，，，两束光在第二个三棱镜上的入射点间的距离，C错误；设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为和，则，，，一L)，联立解得，D正确.
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.【答案】(6分)
(1)滤光片(1分)；单色(1分)(2)2.332(1分，2.331~2.334均得分)；(3)6.0×10-7(2分)；(4)变大(1分)
【解析】(1)灯泡发出的是复色光，所以需要一滤光片来获得单色光；
(2)读数为2mm+0.332mm=2.332mm(2.331～2.334都正确)；
(3)双缝间距，解得=6.0×10-7m；
(4)根据，在其他条件不变的情况下，光的波长增大，相邻两亮条纹的中心间距变大.
12.【答案】9分)
(1)1.6(3分)；(2)9.86(3分)；(3)2(3分)
【解析】(1)根据单摆的运动规律一个周期内应该有两个磁感应强度的最大值.由图乙可得出，单摆的周期为T=1.6s；
(2)根据单摆周期公式，解得，根据图线的斜率可得重力加速度g=9.86m/s2；
(3)根据图像的截距，结合图像的斜率可得，小球的直径d=2×10-2m=2cm.
13.【答案】(1)；(2)
【解析】(1)由题意知，细光束在MN界面一部分发生反射，另一部分发生折射，
设折射角为β，光路图如图所示
由几何关系得，
根据题意，两光斑间的距离为
可知，(1分)
由几何关系知=45°，(1分)
根据折射定律得，此玻璃砖对细光束的折射率为，(1分)
(2)设在AB界面上入射角为，折射角为，则，(1分)
解得=30°
设在AC界面上入射角为，折射角为，则，(1分)
由几何关系得==30°
解得=45°，(1分)
由图三角形ADD'为等边三角形，则DD'=，(1分)
，(1分)
，(1分)
解得光束在三棱镜中从D传播至D'的时间。(1分)
14.【答案】1)0.4m；(2)s(n=0，1，2…)
【解析】(1滑块做简谐运动，起始位置为平衡位置
滑块向右运动，设弹簧的最大形变量为x，由能量守恒得
，(2分)
解得x=0.2m，(1分)
简谐运动的振幅A=0.2m，(1分)
半个周期的路程s=2A=0.4m；(2分)
(2)简谐运动的周期为s，(1分)
滑块运动到最左端的位移为，(1分)
由振动方程有，可得(n=0，1，2…)，(2分)
解得s(n=0，1，2…)(2分)
15.【答案](1)；(2)；(3)2B，
【解析】(1)作出粒子第一次在通道I中的运动轨迹，如图甲所示设粒子的轨道半径为R，
由几何关系得，(1分)
解得，(1分)
带电粒子在通道Ⅰ中运动时，洛伦兹力提供问心力，则，(1分)
解得；(1分)
(2)由几何关系可知，粒子第一次在磁场中运动轨迹所对应的圆心角为，(1分)
由题意第二次粒子在通道Ⅰ中的运动时间为第一次的，则第二次粒子的轨迹所对应的圆心角为=30°，(1分)
作出粒子第二次射入磁场的运动轨迹，如图乙所示，显然粒子垂直竖直面2进入通道Ⅱ．
设粒子的轨道半径为r，由几何关系得，(1分)
由牛顿第二定律得，(1分)
则有
解得；(1分)
(3)粒子在通道Ⅰ中运动时，粒子的运动周期为
整理得，(1分)
则粒子在通道Ⅰ中的运动时间为
解得，(1分)
粒子在通道Ⅱ中，由竖直面2到竖直面3的运动时间为
解得，(1分)
粒子在通道Ⅲ中运动时刚好不从竖直面4射出，则粒子的轨迹与竖直面4相切，由几何关系可知，粒子在通道Ⅲ中的轨道半径为
由牛顿第二定律得，(1分)
解得B′=2B，(1分)
粒子在通道Ⅲ中的运动周期为
粒子在通道Ⅲ中的运动时间为
解得，(1分)
由对称性可知，粒子由竖直面3回到竖直面2的时间仍为，粒子由竖直面2再次通过通道Ⅰ的时间
仍为，(1分)
则粒子在通道中运动的总时间为
解得。(1分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
A
D
B
C
B
BD
BC
BD
全卷满分100分，考试时间75分钟。微
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答﹔字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.
1.简谐运动既是最基本也是最简单的一种机械振动.关于简谐运动的表达式，回复力和能量，下列说法正确的是
A.简谐运动位移的一般函数表达式中，表示频率，表示相位
B.单摆做简谐运动过程中的回复力是单摆受到重力沿圆弧切线方向的分力
C.水平弹簧振子做简谐运动时系统的能量做周期性变化
D.简谐运动的回复力可以是方向不变而大小变化的力，也可以是大小不变而方向改变的力
2.在古代典籍中有大量关于共振现象的记录，比如《庄子》中记载了中国古代的乐器瑟的各弦间发生的共振现象.关于受迫振动与共振现象，下列说法正确的是
A.仿古盥洗用的脸盆，用手摩擦盆耳，到一定节奏时会溅起水花，这是共振现象
B.喇叭常放在音箱内是利用共振现象，受迫振动是共振的一种特殊情况
C.为消除共振现象，应使驱动力的频率与物体的固有频率相差越小越好
D.耳朵凑近空热水瓶口能听到嗡嗡的声音不属于共振现象
3.如图所示为一磁单极子N形成的磁场，磁感线的分布如图所示，A到磁单极子的间距较近，则下列说法正确的是
A.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
B.若将一小段通电导线放在A处，导线受到的磁场力与A处磁场方向相同
C.同一导线在B处受到的磁场力不可能比A处大
D.若将A点向右平移到与B到磁单极子的间距相等时，A、B两处的磁感应强度相同
4.如图所示的等腰直角三角形abc，顶点a，b、c分别水平固定长度均为L、电流均为I0的直导线，b、c两导线中电流方向均垂直纸面向里；a导线中电流方向垂直纸面向外.已知通电直导线在其周围空间产生的磁感应强度大小为，I为直导线中的电流，r为某点到直导线的距离，导线b在a点产生的磁感应强度大小为B0.则下列说法正确的是
A.导线a所受的安培力大小为B0I0L，方向水平向左
B.导线c所受的安培力大小为B0I0L，方向水平向左
C.欲使导线c所受的安培力为零，应加一方向竖直向下、大小为B0的匀强磁场
D.欲使导线a所受的安培力为零，应加一方向竖直向下，大小为B0的匀强磁场
5.“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警.科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图，x=3m处的质点M的振动图像如图乙所示.下列说法正确的是
A.波沿x轴负方向传播 B.在0~7s内质点M通过的路程为11.9cm
C.在0～7s内波传播的距离为21m D.质点M的振动方程是(cm)
6.如图所示，一细束激光由光导纤维左端的中心点以i=60°的入射角射入，折射角θ=30°，经过一系列全反射后从右端射出.已知光导纤维长L=1.2×104m，真空中的光速c=3×108m/s，则该激光在光导纤维中传输所经历的时间为
A.×10-5s B.×10-5s C.8×10-5s D.4×10-5s
7.如图所示的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，О点为磁场的圆心，水平虚线为圆的一条直径，S点有一粒子发射源能正对圆心О发射一系列速度大小不同、比荷均为k的正粒子，M、N为虚线下方圆弧的三等分点，粒子发射速率为时，粒子在磁场中运动并从M点离开磁场.则下列说法正确的是
A.圆形磁场的半径为 B.磁感应强度大小为
C.从N点离开的粒子速率为 D.从N点离开的粒子在磁场中运动的时间为
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8.如图所示，三根长直导线平行地放在光滑绝缘水平面上，已知导线BC之间的距离等于导线AB间距的3倍，已知通电直导线周围产生的磁场磁感应强度的大小为，I为直导线中的电流，r为导线周围某点到直导线的距离，当三根直导线中通有恒定电流后，三根直导线仍在原来的位置保持静止，其中导线A的电流大小为，方向如图所示，则下列说法正确的是
A.导线B中的电流方向与A相同 B.导线C中的电流方向与A相同
C.导线B中的电流大小为 D.导线C中的电流大小为
9.生活中常见“蜻蜓点水”的现象，某同学观察到平静的湖水面上蜻蜓点水后水面开始上下做简谐运动，在水面上激起的水波的波长为0.8m.水面上蜻蜓点水处右侧有两片树叶，其振动图像如图甲、乙所示.两片树叶之间的距离可能为
D.2m
10.超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示.在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为θ.一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽.已知相邻两棱镜斜面间的距离为d，脉冲激光中包含两种频率的光a，b，它们在棱镜中的折射率分别为和.下列说法正确的是
A.
B.三棱镜顶角θ的最大正弦值为
C.若θ=30°，两束光在第二个三棱镜上的入射点间的距离为
D.若θ=30°，两束光通过整个展宽器的过程中在空气中的路程差为
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.(6分)某同学要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示.
(1)图甲中虚线框位置的组件名称是__________，它的作用是获得___________光；
(2)做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为___________mm；
(3)该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波长为__________m(保留两位有效数字)；
(4)在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距_________(填“变大”“变小”或“不变”).
12.(9分)某同学利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度以及一磁性小球的大小，长度为l的细线将该磁性小球悬挂于О点，小球平衡时在其正下方放置一智能手机，打开手机的测磁软件可以记录附近磁感应强度大小，将小球由平衡位置拉开一个角度θ(θ<5°)，然后由静止释放，手机同时描绘出附近磁感应强度随时间变化的图像，如图乙所示.
(1)根据图乙可知，单摆的周期T=_________s；
(2)改变摆线长度，测出多组细线长l和对应振动周期T，作出图像如图丙所示，已知π=3.14，由图可知，重力加速度g=_________m/s2；(结果保留三位有效数字)
(3)图像与横轴的交点坐标T=4×10-2s2，则小球的直径d=________cm.(结果保留一位有效数字)
13.(10分)圆心为О点、半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图甲所示，光屏PQ垂直MN放置，垂足为M，OO'与MN垂直.一细光束沿半径方向与OO'成θ=30°角射向О点，光屏PQ区域出现两个光斑，两光斑间的距离为.
(1)求该玻璃砖的折射率；
(2)用上述玻璃制成如图乙所示的三棱镜，∠A=60°、∠B=45°.一束平行于BC边的单色光从AB边中点D射入，从AC边D'点(图中未画出)射出.已知光在真空中的速度为c，AB边长为L，求光束在三棱镜中从D传播至D'的时间.
14.(12分)如图所示，光滑水平地面上一劲度系数k=200N/m的轻弹簧右端固定于墙面上，左端与一可视为质点、质量m0=2kg的滑块相连.现给滑块水平向右的初速度=2m/s，滑块开始做简谐运动.在运动过程中，弹簧的形变始终在弹性限度内，已知弹簧的形变量为x时，弹性势能.求，
(1)滑块开始运动半个周期的路程；
(2)滑块从开始运动到运动到最左端所用的时间.(已知，T为简谐运动周期，k为劲度系数，m为振子质量)
15.(17分)如图所示，空间存在三个完全相同的长方体通道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，三个通道的正视图为边长为a的正方形，通道的长度足够长，通道Ⅰ存在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场，通道Ⅱ为无场区，通道Ⅲ中存在竖直向下的匀强磁场.第一次，比荷为k的正粒子由左侧面1上的О点以与侧面1成α=60°的夹角沿水平方向以速度(未知)射入区域I，该粒子刚好没有通过竖直面2；第二次，仅改变粒子的速度大小，粒子在通道Ⅰ中的运动时间为第一次的，最终粒子刚好不从竖直面4射出，忽略粒子的重力.求：
(1)第一次，粒子的速度；
(2)第二次，粒子射入通道的速度；
(3)通道Ⅲ中磁感应强度的大小B′以及第二次粒子在通道中运动的总时间.
2024～2025学年度第一学期期中检测试卷·高二物理
参考答案、提示及评分细则
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.
1.【答案】B
【解析】简谐运动位移x的一般函数表达式中，表示圆频率，表示初相位，()表示相位，A错误；在单摆运动中并不是合外力提供回复力，只是沿切线方向上的合力提供回复力，半径方向上的合力提供向心力，B正确；振动能量是振动系统的动能和势能的总和，虽然振动能量中动能和势能不断相互转化，但是总和保持不变，C错误；简谐运动的回复力与质点偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，大小方向都在改变，D错误.
2.【答案】A
【解析】仿古盥洗用的脸盆，用手摩擦盆耳，到一定节奏时会溅起水花，这是共振现象，A正确；喇叭常放在音箱内是利用共振现象，做受迫振动的物体，当驱动力的频率与固有频率相等时，振幅最大的现象叫共振，所以共振是受迫振动的一种特殊情况，B错误；根据共振条件可知，为消除共振现象，应使驱动力的频率与物体的固有频率相差越大越好，C错误；热水瓶的空气柱有一定长度，对应一定的振动频率，符合此频率的声波信号因共振而绵延不绝，故总能听到嗡嗡的声音，空热水瓶口能听到嗡嗡的声音，属于共振现象，D错误.
3.【答案】A
【解析】磁感线的疏密程度反映磁感应强度的大小，A点的磁感线较密，则A点的磁感应强度较大，A正确；通电导线在A处所受的磁场力与该处的磁场方向垂直，B错误；同一通电导线放在A处和B处，由于不清楚通电导线放置方向与磁场方向的夹角，所以无法判断导线在A、B两处的受力大小关系，C错误；磁感应强度是矢量，则将A点向右平移到与B到磁单极子的间距相等时，A，B两处的磁感应强度大小相等，方向不同，D错误.
4.【答案】D
【解析】由于a到导线b和导线c的距离相等，则导线b，c在a处产生的磁感应强度大小相等，由安培定则可知，导线b、c在a处产生的磁场方向如图所示，由平行四边形定则可知a处的磁感应强度大小为，则导线a所受的安培力大小为，由左手定则可知安培力的方向水平向左，A错误；欲使导线a所受的安培力为0，则应使a处的磁感应强度为零，则应加一竖直向下的磁感应强度大小为的匀强磁场，D正确；同理可知导线a，b在c处产生的磁场如图所示，由叠加原理可知该点的磁感应强度大小为，则导线所受的安培力大小为，由左手定则可知安培力的方向水平向右，B错误；欲使导线c所受的安培力为0，则应使c处的磁感应强度为零，则应加一竖直向下的磁感应强度大小为学的匀强磁场，C错误.
5.【答案】B
【解析】由图乙可知，t=0时刻x=3m处的质点M的振动方向沿y轴负方向；在波动图像中根据“同侧法”或“逆波法”可知，简谐波沿α轴正方向传播，A错误；0~7s，M点运动的时间为T，因此运动的路程为s=7A=11.9cm，B正确；由波传播的速度公式可知m/s=1.5m/s，在0~7s内波传播的距离为=10.5m，有rad/s，开始M点向下振动，因此M的振动方程为(cm)，
CD错误.
6.【答案C
【解析】由光的折射定律可知光导纤维材料的折射率为，激光在介质中传播的速度为，激光在光导纤维中传输所经历的时间为s，只有C正确.
7.【答案】B
【解析】作出从M、N两点射出磁场的粒子轨迹，如图所示，对于从M点离开的粒子，由几何关系可知，粒子的轨迹所对应的圆心角为∠SO1M=120°，粒子在磁场中运动的时间为，则，设磁场的半径为R，则，又，由以上联立解得，A错误，从M点离开的粒子，则有，代入解得，B正确；对于从N点离开的粒子，由几何关系可知，粒子的轨迹所对应的圆心角为∠SO2N=60°，则该粒子的轨道半径为，解得，由得，整理得，C错误；从N点离开的粒子的周期为，粒子在磁场中运动的时间为，解得，D错误.
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8.【答案】BD
【解析】由题意三根导线通有电流后仍保持静止，则说明三根导线所在处的磁感应强度大小均为零，导线A中的电流方向向下，则该导线在B，C处产生的磁场方向垂直纸面向外，因此欲使导线B处的磁感应强度为零，则导线C在B处的磁场方向应垂直纸面向里，则导线C中的电流方向向下，同理，导线B中的电流方向向上，A错误，B正确；设导线AB的间距为，则导线BC、AC的间距分别为、，C处的磁感应强度为零，则有，解得，B处的磁感应强度为零，则有，解得，C错误，D正确.
9.【答案】BC
【解析】由图像可知树叶振动的周期T=0.4s，则=2m/s，当波由甲传向乙时，间距(n=0，1，2…)，当n=2时，x=1.8m，C正确；当波由乙传向甲时，间距(n=0，1，2…)，当n=1时，x=1.4m，B正确，故选BC.
10.【答案】BD
【解析】根据光路图可知，a光折射率小于b光折射率，故，A错误；由几何关系可得，光线在第一个三棱镜右侧斜面上的入射角等于θ，要使得两种频率的光都从左侧第一个棱镜斜面射出，则θ需要比两种频率光线的全反射角都小，设C是全反射的临界角，根据折射定律得，折射率越大，临界角越小，代入较大的折射率得，B正确；脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射，设折射角分别为和，由折射定律得，，可得，，根据三角函数知识可得，，，，，两束光在第二个三棱镜上的入射点间的距离，C错误；设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为和，则，，，一L)，联立解得，D正确.
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.【答案】(6分)
(1)滤光片(1分)；单色(1分)(2)2.332(1分，2.331~2.334均得分)；(3)6.0×10-7(2分)；(4)变大(1分)
【解析】(1)灯泡发出的是复色光，所以需要一滤光片来获得单色光；
(2)读数为2mm+0.332mm=2.332mm(2.331～2.334都正确)；
(3)双缝间距，解得=6.0×10-7m；
(4)根据，在其他条件不变的情况下，光的波长增大，相邻两亮条纹的中心间距变大.
12.【答案】9分)
(1)1.6(3分)；(2)9.86(3分)；(3)2(3分)
【解析】(1)根据单摆的运动规律一个周期内应该有两个磁感应强度的最大值.由图乙可得出，单摆的周期为T=1.6s；
(2)根据单摆周期公式，解得，根据图线的斜率可得重力加速度g=9.86m/s2；
(3)根据图像的截距，结合图像的斜率可得，小球的直径d=2×10-2m=2cm.
13.【答案】(1)；(2)
【解析】(1)由题意知，细光束在MN界面一部分发生反射，另一部分发生折射，
设折射角为β，光路图如图所示
由几何关系得，
根据题意，两光斑间的距离为
可知，(1分)
由几何关系知=45°，(1分)
根据折射定律得，此玻璃砖对细光束的折射率为，(1分)
(2)设在AB界面上入射角为，折射角为，则，(1分)
解得=30°
设在AC界面上入射角为，折射角为，则，(1分)
由几何关系得==30°
解得=45°，(1分)
由图三角形ADD'为等边三角形，则DD'=，(1分)
，(1分)
，(1分)
解得光束在三棱镜中从D传播至D'的时间。(1分)
14.【答案】1)0.4m；(2)s(n=0，1，2…)
【解析】(1滑块做简谐运动，起始位置为平衡位置
滑块向右运动，设弹簧的最大形变量为x，由能量守恒得
，(2分)
解得x=0.2m，(1分)
简谐运动的振幅A=0.2m，(1分)
半个周期的路程s=2A=0.4m；(2分)
(2)简谐运动的周期为s，(1分)
滑块运动到最左端的位移为，(1分)
由振动方程有，可得(n=0，1，2…)，(2分)
解得s(n=0，1，2…)(2分)
15.【答案](1)；(2)；(3)2B，
【解析】(1)作出粒子第一次在通道I中的运动轨迹，如图甲所示设粒子的轨道半径为R，
由几何关系得，(1分)
解得，(1分)
带电粒子在通道Ⅰ中运动时，洛伦兹力提供问心力，则，(1分)
解得；(1分)
(2)由几何关系可知，粒子第一次在磁场中运动轨迹所对应的圆心角为，(1分)
由题意第二次粒子在通道Ⅰ中的运动时间为第一次的，则第二次粒子的轨迹所对应的圆心角为=30°，(1分)
作出粒子第二次射入磁场的运动轨迹，如图乙所示，显然粒子垂直竖直面2进入通道Ⅱ．
设粒子的轨道半径为r，由几何关系得，(1分)
由牛顿第二定律得，(1分)
则有
解得；(1分)
(3)粒子在通道Ⅰ中运动时，粒子的运动周期为
整理得，(1分)
则粒子在通道Ⅰ中的运动时间为
解得，(1分)
粒子在通道Ⅱ中，由竖直面2到竖直面3的运动时间为
解得，(1分)
粒子在通道Ⅲ中运动时刚好不从竖直面4射出，则粒子的轨迹与竖直面4相切，由几何关系可知，粒子在通道Ⅲ中的轨道半径为
由牛顿第二定律得，(1分)
解得B′=2B，(1分)
粒子在通道Ⅲ中的运动周期为
粒子在通道Ⅲ中的运动时间为
解得，(1分)
由对称性可知，粒子由竖直面3回到竖直面2的时间仍为，粒子由竖直面2再次通过通道Ⅰ的时间
仍为，(1分)
则粒子在通道中运动的总时间为
解得。(1分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
A
D
B
C
B
BD
BC
BD
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