2022-2023学年黑龙江省哈尔滨市第二中学校高二下学期期中物理试题（解析版）

黑龙江省哈尔滨二中2022-2023学年高二（下）期中物理试卷一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.如图所示，水平方向上有一弹簧振子，O点是其平衡位置，振子在a和b之间振动，关于振子，下列说法正确的是（）A.在a点时加速度最大，速度最大B.在O点时速度最大，位移最大C.在b点时位移最大，速度最小D.在b点时加速度最大，速度最大【答案】C【解析】【分析】【详解】B．O点为弹簧振子的平衡位置，振子在O点时加速度为零，位移为零，速度最大，故B错误；ACD．振子在a、b两点时，位移最大，加速度最大，速度为零，故AD错误，C正确。故选C。2.矩形线圈的匝数为50，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列结论正确的是()A.在t＝0.1s和t＝0.3s时，电动势最大B.在t＝0.2s和t＝0.4s时，电动势改变方向C.电动势的最大值是50πVD.在t＝0.4s时，磁通量变化率最大，其值为100πWb/s【答案】C【解析】【详解】在t=0.1

s和t=0.3

s时，磁通量最大，线圈位于中性面位置，感应电动势为零，故A错误；在t=0.2

s和t=0.4

s时，磁通量为零，线圈垂直于中性面，感应电动势最大，电动势不改变方向，故B错误；根据Φ-t图象，BS=0.2Wb，T=0.4s，故电动势的最大值：Em=NBSω=Nϕmω=50×0.2×=50πV；故C正确；在t＝0.4s时，磁通量为0，磁通量变化率最大，由得，故D错误；3.一弹簧振子振幅为A，从最大位移处经过时间第一次到达平衡位置，若振子从平衡位置处经过时间时的加速度大小和动能分别为和，而振子位移为时的加速度大小和动能分别为和，则、和、的大小关系为（）A.， B.，C.， D.，【答案】A【解析】【详解】已知从最大位移处经过时间t0第一次到达平衡位置，可知从平衡位置到第一次到达最大位移处的时间亦为t0，由平衡位置经时间t0到达最大位移处的过程是加速度增大的减速运动过程，此过程的位移为A，所以振子从平衡位置处经过时间通过的位移要大于，所以，。故选A。4.图一为某超声波发生器中的核心元件—压电陶瓷片。为使得压电陶瓷片发生超声振动，需要给它通入同频率的高频电信号。图二为高频电信号发生原理图，已知某时刻电流i的方向指向A极板，且正在增大，下列说法正确的是（）A.A极板带负电B.线圈L两端的电压在增大C.磁场能正在转化为电场能D.减小自感系数L，可以减小超声振动的频率【答案】A【解析】【详解】A．某时刻电流正在增大，说明电容器正在放电，根据电流方向，可判断A带负电，故A正确；B．电容器正在放电，则电容器电压减小，则线圈L两端的电压在减小，故B错误；C．电容器正在放电，则电场能正在转化为磁场能，故C错误；D．根据，减小自感系数L，可以增大超声振动的频率，故D错误。故选A。5.如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率nP<nQ，则下列说法正确的是（）A.从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线在同一条直线上B.从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线平行C.如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定大于θD.如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ【答案】D【解析】【详解】作出光路图，如图所示，由题意可知，光线垂直射入Q，根据折射定律有：nP=，nQ=，因为nP＜nQβ=r所以＜i则出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ，故D正确，ABC错误。故选D。6.在生产生活中，光的干涉运用非常广泛，下列图中没有涉及到光的干涉现象的是（）A.阳光下彩色的肥皂膜B.用单色光检测工作表面平整度C.光导纤维传递光学信息D.单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间条纹【答案】C【解析】【详解】AB．阳光下彩色的肥皂膜、用单色光检测工作表面平整度为薄膜干涉现象，AB错误；C．光导纤维传递光学信息利用光的全反射，没有涉及到光的干涉现象，C正确；D．单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间条纹为双缝干涉现象，D错误。故选C。7.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交变电流，图中R1为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻．下列说法正确的是（）A.电压表V2的示数为9VB.原线圈两端电压的瞬时值表达式为C.R1处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数变大D.变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1:4【答案】A【解析】【详解】A．原副线圈电压之比等于线圈匝数之比输出电压有效值为9V，则电压表V2的示数为9V，故A正确；B．由图像可看出交变电压为正弦图像，峰值为，周期为0.02s，角速度瞬时表达式故B错误；C．当R1处温度升高时，输出总电阻增大，输出电流减小，电压表V2示数不变，故C错误；D．由能量守恒可知输入功率和输出功率相等，故D错误。故选A。8.某同学设计了一个加速度计，如图所示，较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着：R为滑动变阻器，4是滑动片，它与变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电源E完全相同。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上，下列说法正确的是（）A.这种传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电压B.若观察到电压表的指针向右偏转，说明物体具有与图示方向相同的加速度C.若观察到电压表指针在零点，说明物体处于静止状态D.若观察到电压表指针在零点，说明物体的加速度等于0【答案】D【解析】【详解】A．本题是一个加速度传感器，输入的是加速度，输出的物理量是电压，故A错误；CD．当电压表指针在零点时，此时滑块的加速度等于0，滑块可能是静止，也可能是做匀速直线运动，故C错误，D正确；B．当电压表指针在零点时，此时P和Q两点的电势相等，当指针向右偏转时，，此时滑块是从开始的位置向右滑导致右边的弹簧压缩量变大，左边弹簧的压缩量变小，即右边弹簧的弹力大于左边弹簧的弹力，所以滑块的合力向左，加速度方向也向左，与图示加速度的方向相反，故B错误。故选D。9.均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。t＝0时刻，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（）A.该波从A点传播到B点，所需时间为4sB.t＝6s时，B处质点位于波峰C.t＝8s时，C处质点振动速度方向竖直向上D.t＝10s时，D处质点所受回复力方向竖直向上【答案】AC【解析】【详解】A．由图a、b可看出，该波的波长、周期分别为λ＝10m，T＝4s，则根据波速公式v＝=2.5m/sA、B间距为一个波长，则该波从A点传播到B点，所需时间为t＝＝s＝4sA正确；B．由选项A可知，则该波从A点传播到B点，所需时间为4s，则在t＝6s时，B点运动了2s，即，则B处质点位于波谷，B错误；C．波从AE波面传播到C的距离为x＝（10－10）m则波从AE波面传播到C的时间为t＝≈4.9s则t＝8s时，C处质点动了3.1s，则此时质点速度方向向上，C正确；D．波从AE波面传播到D的距离为x＝（10－10）m则波从AE波面传播到C的时间为t＝≈1.7s则t＝10s时，C处质点动了8.3s，则此时质点位于z轴上方，回复力方向向下，D错误。故选AC10.如图所示，利用单色光照射透明标准板来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到现象如图乙所示的条纹中的A和B的情况，这说明（）A.N的上表面A处向上凸起 B.N的上表面B处向上凸起C.N的上表面A处向下凹陷 D.N的上表面B处向下凹陷【答案】BC【解析】【详解】AC．A处所在的条纹是同一条纹，若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上A处条纹向左弯曲，意味着后一级条纹图中白色条纹提前出现，可见平面的上表面的A处所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见A处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样，故A错误，C正确；BD．薄膜干涉是等厚干涉，即同一条明纹处空气膜的厚度相同；从弯曲的条纹可知，B处应该在同一条纹上，厚度相同，但现在推迟出现条纹，说明平面的上表面B处向上凸起，故B正确，D错误。故选BC11.如图所示，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线与虚线分别为t=0和t=0.1s时的波形图。已知平衡位置在x=5m处的质点在0到0.1s内运动方向不变。关于这列简谐波的说法中正确的是（）A.该波向左传播B.该波向右传播C.该波波源的振动频率是25HzD.从0时刻起1s内x=2cm处的质点经过的路程为50cm【答案】AD【解析】【详解】AB．由题意可知，在内cm处质点振动方向没有变化，故该处质点只能向上振动到达虚线对应位置，由“同侧法”可知波只能向左传播，A正确，B错误；C．在0.1s内cm处质点路程为振幅A，即历时，故波的周期为0.4s，频率为2.5Hz，C错误；D．在1s内，即2.5T，cm处的质点通过的路程为D正确。故选AD。12.如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播在时刻的波形图，已知甲波向左传，乙波向右传，两列波分别刚传到处。请根据图中信息判断以下说法正确的是（）。A.两列波的波长一样大B.两列波将同时传到坐标原点C.处为振动减弱点D.由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象【答案】ABC【解析】【详解】A．由图知甲波的波长为2cm，乙波的波长也是2cm，故两列波的波长相等，故A正确；B．波速是由介质决定的，两列波的波速相等，两列波传到原点的距离都是0.5cm，故传到原点所需的时间一样长，故两列波将同时传到坐标原点，故B正确；C．由于根据同侧法可知甲波的起振方向是竖直向上，而乙波的起振方向是竖直向下，所以当两列波同时传到原点处时，质点的振动方向相反，可以相互抵消，故处为振动减弱点，故C正确；D．由于两列波的波速大小相等，而波长也相等，根据可知两列波的频率相等，满足波干涉的条件，故两列波相遇时会发生干涉现象，故D错误。故选ABC。13.哈九中为保障学校用电安全，让学生能够安心自习，学校特意完善了供电输电系统。如图所示，发电机的矩形线框处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积，匝数匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴以3000转/分的转速匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为，降压变压器的副线圈接入到教室供电，两变压器间的输电线等效电阻，变压器均为理想变压器。学校有四十间教室，教室内设备额定工作电压均为，每间教室的最大功率为。当四十间教室均满负荷工作时（）A.输电线上损失的电压为400VB.匀强磁场B的大小为C.升压变压器原、副线圈匝数之比为D.该供电系统的输电效率约为73%【答案】ACD【解析】【详解】A．当四十间教室均满负荷工作时，降压变压器副线圈的电流根据变压器原副线圈电流关系代入数据得降压变压器原线圈的电流为所以输电线上损失的电压为故A正确；B．线框转动的角速度为线框在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，感应电动势最大值解得故B错误；C．根据变压器原副线圈电流关系解得设升压变压器原线圈电压为U1，副线圈电压为U2，在输电回路中有则升压变压器得原副线圈匝数之比故C正确；D．该供电系统的输电效率为故D正确。故选ACD。14.光导纤维是一种由玻璃或塑料制成的双层光传导工具。较好的光导纤维，其光传输损失极少。如图所示，一条长直光导纤维的长度，内芯的折射率，在内芯与包层的分界面发生全反射的临界角。现一束细光从左端面中点射入内芯，下列说法正确的是（）A.光导纤维中内芯材料折射率应小于包层材料的折射率B.为使射入的光在内芯与包层的界面恰好发生全反射，光在左端面的入射角应为C.若从左端射入的光能够传送到右端（无损失），则光在光导纤维内传输的最长时间约为D.若从左端射入的光能够传送到右端（无损失），则光在光导纤维内传输的最短时间约为【答案】BC【解析】【详解】A．为了在内芯与包层的分界面发生全反射，导纤维中内芯材料的折射率应大于包层材料的折射率，故A错误；B．为使射入的光在内芯与包层的界面恰好发生全反射，设光在左端面的入射角为，则有又可得解得故B正确；CD．光在内芯的传播速度为当光射向左端面的入射角为时，光在光导纤维内传输的时间最短，则有当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角时，光在光导纤维内传输的时间最长，此时光传播的路程为则最长时间为故C正确，D错误。故选BC。二、实验题（本大题共2小题，共14分）15.某同学利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如：A．按装置图安装好实验装置；B．用游标卡尺测量小球的直径d；C．用刻度尺测量悬线的长度l0；D．让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过一次最低点，依次计数1、2、3、…，当数到20时，停止计时，测得时间t；E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；F．计算出每个悬线长度对应的t2；G．以t2为纵轴、l0为横轴，作出t2-l0图线。结合上述实验，完成下列填空：(1)用游标尺为10分度（测量值可精确到）的游标卡尺测量小球的直径，某次测量的示数如图乙所示，读出小球直径d的值为_____。(2)该同学根据实验数据，利用计算机作出的图线如图丙所示，根据图线拟合得到方程。设图线的斜率为k，由此可以得出当地的重力加速度的数值表达式为____，其值为_____（取，结果保留三位有效数字）。(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是_____（填选项前的字母）。A.不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点时开始计时B.开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数C.不应作图线，而应作图线D.不应作图线，而应作图线【答案】①.1.54②.③.9.76④.D【解析】【详解】(1)[1]游标卡尺的主尺读数为，游标尺读数为，故小球的直径为(2)[2][3]由题意知，单摆的周期单摆的摆长为由单摆周期公式，可得图丙中图线的斜率解得(3)[4]结合第(2)问可知，单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，把摆线长度作为单摆摆长，摆长小于实际摆长，所以的图像不过原点，在纵轴上的截距不为零，故不应作图线，而应作图线。故选D。16.古希腊时代，托勒密曾做过光的折射实验，得到了折射角与入射角成正比的结论。一千年后，阿勒·哈增指出托勒密的结论与事实不符，1621年，荷兰的斯涅耳通过实验得到了折射定律的正确表达式。此定律是几何光学的基本实验定律，某次高中物理实验课上，同学们用“插针法”测定玻璃砖的折射率。（1）下列关于本次实验的说法正确的是______；A.为保证实验现象明显，实验时入射角越大越好。B.该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率C.插大头针时应使和、和的间距稍大一些，可以减小误差D.插大头针时，大头针应垂直纸面插放（2）第一小组的同学用同一套器材完成了三次实验，记录下如图所示的玻璃砖界线和三组大头针扎下的孔洞，其中实验操作正确的是______。A.B.C.（3）第二小组两位同学选择的器材和操作如下：A.甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面与后，在实验过程中将玻璃砖垂直于方向沿纸面向上平移了少许，其它操作正确。B.乙同学在白纸上画、两界面时绘图失误，白纸上记录的玻璃砖两界面间距比实际上的平行玻璃砖两界面的间距稍微大些，其它操作正确。甲同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比______。乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比______。（填“偏大、偏小、不变”）（4）第三小组的几名同学在经过多次实验后选取了正确操作得到的实验记录，并进行了数据处理。该小组同学在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作一半径为5.00cm的圆，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。测得，，则玻璃的折射率______（结果保留两位小数）【答案】①.CD##DC②.C③.不变④.偏小⑤.1.52【解析】【详解】（1）[1]A．实验时入射角应适当大些可以减小误差，但不是越大越好，故A错误；B．该实验原理不仅能测量两面平行的玻璃砖的折射率，也可以测两面不平行的，故B错误；C．为了减小误差，插大头针时应使和、和的间距稍大一些，故C正确；D．为了便于观察，插大头针时，大头针应垂直纸面插放，故D正确；故选CD。（2）[2]A．光线经过玻璃砖会发生偏折，A的出射光线与入射光线在同一直线，故A错误B．玻璃砖两侧的两孔洞连线应该平行，故B错误；C．下方的连线应在上方连线下侧，同时符合光线的偏折情况，故C正确。故选C。（3）[3]A．经过玻璃砖光路如图所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线，测出的折射角与正确操作时相同，根据折射定律可知，测得的折射率将不变；

[4]B．所作玻璃砖分界线aa'、bb'两界面的间距大于平行玻璃砖两界面的间距时，由几何知识得到测出的折射角大于正确操作时折射角，根据折射定律，测得的折射率将偏小。（4）[5]根据折射定律可知，玻璃的折射率三、计算题（本大题共3小题，共38分）17.最近两年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球正处于很“活跃”的时期。地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波振幅为A，在t（图中实线）与（图中虚线）两个时刻x轴上区间内的波形图如图所示，求：（1）该地震波质点振动的周期T；（2）该地震波最小波速为多少；（3）处的质点在0.2s内通过的最小路程。【答案】（1），（，1，2，3…）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据题意有，（，1，2，3…）所以，（，1，2，3…）（2）由题图知，该地震波的波长为，最大周期为0.8s，根据波速与波长的关系可得，最小波速为（3）地震横波沿轴正方向传播，t时刻处的质点在，若路程最小，则其振动周期为0.8s，0.2s刚好为周期，故最小路程为18.如图所示，间距为d的两足够长光滑倾