2024~2025学年河北省邯郸市高二(上)11月期中联考物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年河北省邯郸市高二(上)11月期中联考物理试卷(解析版)，共22页。试卷主要包含了4s等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟。
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
【答案】B
【解析】A．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；
B．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；
C．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；
D．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。
故选B。
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
【答案】A
【解析】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，A正确；
B．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；
C．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；
D．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。
故选A。
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，到磁单极子的间距较近，则下列说法正确的是（ ）
A. 点的磁感应强度大于
B. 若将一小段通电导线放在处，导线受的磁场力与处磁场方向相同
C. 同一导线在处受到磁场力不可能比处大
D. 若将点向右平移到与到磁单极子的间距相等时，两处的磁感应强度相同
【答案】A
【解析】A．磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，故A正确；
B．根据左手定则可知，磁场力方向与磁场方向垂直，故B错误；
C．根据安培力公式
可知，同一导线在处受到的磁场力可能比处大，故C错误；
D．磁感应强度是矢量，将点向右平移到与到磁单极子的间距相等时，磁感应强度的大小相等，方向不同，故D错误；
故选A。
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
【答案】D
【解析】A．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；
D．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；
B．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；
C．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的匀强磁场，C错误。
故选D。
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
【答案】B
【解析】A．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”可知，简谐波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．周期等于4s，0~7s，M点运动的时间为，因此运动的路程为
s=7A=11.9cm
故B正确；
C．由波传播的速度公式可知
在0~7s内波传播的距离为
故C错误；
D．圆频率
0时刻，质点M向下振动，因此M的振动方程为
故D错误。
故选B。
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. ×10-5sB. ×10-5sC. 8×10-5sD. 4×10-5s
【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时间为
故选C。
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
【答案】B
【解析】A．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；
B．从M点离开的粒子
则有
代入解得
B正确；
C．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；
D．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。
故选B。
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为直导线中的电流，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中电流大小为
【答案】BD
【解析】BD．对通电导线B而言，在光滑桌面上处于静止状态，说明导线A、C在导线B处产生的磁场大小相等方向相反，合磁场为零。所以导线C中的电流方向应与A中的电流方向相同，设导线A、B间的距离为d，则导线B、C间的距离为3d，则有
解得
故BD正确；
AC．对通电导线A而言，在光滑桌面上处于静止状态，说明导线B、C在导线A处产生的磁场大小相等方向相反，合磁场为零。所以导线B中的电流方向应与A中的电流方向相反，且有
解得
故AC错误。
故选BD。
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（ ）
A. 1.2mB. 1.4mC. 1.8mD. 2m
【答案】BC
【解析】B．由图像可知树叶振动的周期
T=0.4s
则波速为
当波由乙传向甲时，间距
（n=0，1，2…）
当n=1时有
x=1.4m
故B正确；
C．当波由甲传向乙时，间距
（m=0，1，2…）
当n=2时有
x=1.8m
故C正确；
A．当间距为1.2m时，结合上述可以解得
n=0.75，m=1.25
故A错误；
D．当间距为2m时，结合上述可以解得
n=1.75，m=2.25
故D错误。
故选BC。
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
【答案】BD
【解析】
详解】A．根据光路图可知，a光折射率小于b光折射率，故
A错误；
B．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；
C．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；
D．设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为和，则
联立解得
D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11. 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”）.
【答案】（1）滤光片 单色 （2）2.331##2.332##2.333##2.334 （3）6.0×10-7 （4）变大
【解析】（1）[1][2]图甲中虚线框位置的组件名称是滤光片，它的作用是获得单色光；
（2）手轮上的刻度读数为2mm+0.01mm×33.2=2.332mm
（3）条纹间距
根据
可得
（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
根据
则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大。
12. 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