辽宁省部分高中2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题（解析版）

2023—2024学年度下学期期中考试高二试题物理考试时间：90分钟满分：100分第Ⅰ卷（选择题，共48分）一、选择题：本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，其中1~8小题只有一个选项正确，选对的得4分，9~12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是（）A.简谐运动的位移不变B.周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量C.简谱运动的回复力可以是恒力D.单摆在任何情况下的运动都是简谐运动【答案】B【解析】【详解】A．简谐运动的位移随时间发生周期性变化，故A错误；B．周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量，故B正确；C．简谐运动的回复力公式可知，回复力随位移逐渐变化，不是恒力，故C错误；D．单摆只有在摆角小于时才能认为时简谐运动，故D错误。故选B2.生活中很多俗语、成语的内容都与物理知识有关，它们反映了人类在生活中对自然界的认知水平。下列俗语或成语中从物理学的角度分析正确的是（）A.“破镜难圆”说明分子间没有相互作用力B.“送人玫瑰，手有余香”说明分子在不停地运动C.“只闻其声，不见其人”说明声波在传播过程中可以发生干涉D.“随波逐流”说明在波的传播过程中介质中质点沿着波的传播方向而迁移【答案】B【解析】【详解】A．“破镜难圆”是由于分子间距较大，分子之间的相互作用力较小，不能说明分子间没有相互作用力，故A错误；B．“送人玫瑰，手有余香”手上留有香味分子，说明分子在不停地运动，故B正确；C．“只闻其声，不见其人”说明声波在传播过程中可以发生衍射，故C错误；D．在波的传播过程中介质中质点在平衡位置附近做简谐振动，并不沿着波的传播方向迁移，故D错误。故选B。3.火车在行驶过程中，当车轮经过两根铁轨的接缝时，车轮就受到一次冲击，使装在弹簧上的车厢发生上下振动．若每段铁轨长，车厢振动振幅A与火车速度v的关系如图所示，下列说法正确的是（）

A.车速为时，车厢振动的频率B.车速为时，车厢振动的固有频率C.车速为时，车厢振动的固有频率为D.车速为时，车厢振动的频率为【答案】B【解析】【详解】AB．车速为时，车厢振动频率此时车厢的振幅最大，说明发生了共振，则车厢振动的固有频率，选项A错误，B正确；CD．车速为时，车厢振动的频率为车厢的固有频率与驱动力的频率无关，选项CD错误。故选B。4.艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。下图为运动员进行的带操比赛。某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，时的波形图如图甲所示，质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（）A.简谐波沿x轴负方向传播B.该时刻P点的位移为C.再经过0.25s，P点到达平衡位置D.质点Q的振动方程为【答案】C【解析】【详解】A．由乙图可知，时，质点Q向上运动，根据波传播的“上波下、下波上”的特点，波沿轴正方向传播，故A错误；C．波速为由乙图可知，质点的振幅，时质点Q向上振动，质点P向下振动，起振的时间差故二者的初相位相差，故从开始时质点P的振动方程为故再经过时即P点到达平衡位置，故C正确；B．由图甲可知，波长由P点和Q点平衡位置相距可知，时P点的位移故B错误；D．时Q点向下振动，故质点Q的振动方程为故D错误。故选C。5.真空轮胎（无内胎轮胎），又称“低压胎”、“充气胎”，在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起对胎内表面形成一定的压力，提高了对破口的自封能力。若某个轮胎胎内气压只有个标准大气压，要使胎内气压达到个标准大气压，用气筒向胎里充气，已知每次充气能充入1个标准大气压的气体，轮胎内部空间的体积为，且充气过程中保持不变，胎内外气体温度也始终相同，气体看成理想气体，则需要充气的次数为（）A.66 B.72 C.76 D.82【答案】B【解析】【详解】根据题意知，气体做等温变化即解得故选B。6.喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰。如图所示。下列说法正确的是（）A.水滴呈椭球形的是液体表面张力作用的结果，与重力无关B.照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大D.照片中水滴表面分子比水滴的内部密集【答案】C【解析】【详解】A．液体表面张力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形，选项A错误；B．照片中的玻璃和水滴不浸润，选项B错误；C．水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大，选项C正确；D．照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，选项D错误。故选C。7.两列沿轴传播的简谐横波、，实线波的波源在的点，虚线波的波源在的点，从时刻两波源从平衡位置开始振动，产生的机械波沿轴传播，在时两波源间的波形如图所示，下列说法正确的是（）A.波源的起振方向相同均沿轴向下B.两波的波速大小均为10m/sC.在时处质点的振动速度大于处质点的振动速度D.处的质点在前0.05s内运动的路程为50cm【答案】D【解析】【详解】A．根据“上下坡”规律可得，a的起振方向相同沿轴向上，b的起振方向相同沿轴向上，故A错误；B．由图可知，实线波的波长为0.8m，再0.05s内波a传播了个波长，故周期为0.04s，故波速为虚线波的波长为0.8m，再0.05s内波b传播了个波长，故周期为0.04s，故波速为故B错误；C．在时和处质点的振动速度为两波的加强，故振动速度相同，故C错误；D．处的质点在前0.02s内质点没有质点，此后到0.04s，a波此质点一直振动，后0.01s此质点向下振动到最大位移处，故处的质点在前0.05s内运动的路程为故D正确。故选D。8.用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是（）A.白炽灯发出的光是纵波B.偏振片Q起到检偏的作用C.光束Ⅱ中光振动方向与透振方向垂直D.将偏振片Q以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ完全消失【答案】B【解析】【详解】A．白炽灯的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，不能说明白炽灯的光是纵波，A错误；B．当白炽灯光经偏振片P后就成为偏振光，又经与P平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到检偏的作用，B正确；C．光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的，所以光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行，C错误；D．将偏振片P以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将会减弱，但不会完全消失，D错误；故选B。9.洪泽湖是我国第四大淡水湖，位于江苏省西部淮河下游，洪泽湖甘泉般的湖水，养育着千百万人民，环洪泽湖公路项目也是大运河百里画廊建设的重要节点、重中之重。下列与之相关的波现象中说法正确的是（）A.用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的衍射现象B.湖中水波绕过芦苇、石块向前传播，是波的干涉现象C.岸上交通警察用监视器测量汽车的速度可利用多普勒效应D.湖中鸣笛的快艇驶近游客的过程中，游客听到的声波频率与该波源的发声频率相比会变大【答案】CD【解析】【详解】A．声呐探测湖底某处的深度，利用了波的反射现象，故A错误；B．湖中水波绕过芦苇、石块向前传播，是波的衍射现象，故B错误；C．岸上交通警察对行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生变化，来知道汽车的速度，以便于进行交通管理，利用了多普勒效应，故C正确；D．根据多普勒效应可知，当波源与观察者互相靠近时，接收到的频率会增大，故湖中鸣笛的快艇驶近游客的过程中，游客听到的声波频率与该波源的发声频率相比会变大，故D正确。故选CD。10.如图所示，光滑绝缘圆弧轨道的半径为R，最低点N点左侧处于垂直纸面向外的匀强磁场中，现将一带负电的小球（可视为质点）自最低点右侧的M点静止释放，M、N两点间的距离远小于轨道半径R，小球到达最左侧的位置为P点（图中未画出），小球运动过程中始终未脱离轨道，已知重力加速度为g，下列说法中正确的是（）A.P点比M点高B.小球向左经过N点后，对轨道的压力立即变大C.小球在P点和M点处对轨道的压力大小不相等D.小球运动的周期为【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．小球在槽中运动时，由于只有重力做功，则机械能守恒，则P点与M点等高，选项A错误；B．小球向左经过N点后，因洛伦兹力方向向下，则对轨道的压力立即变大，选项B正确；C．小球在P点和M点处只受到重力和轨道的支持力，且PQ两点关于最低点位置对称，则对轨道的压力大小相等，选项C错误；D．因为M、N两点间的距离远小于轨道半径R，则小球的运动可看做单摆，则小球运动的周期为选项D正确。故选BD。11.重庆一中学生小明用单色光和两片平整的玻璃片观察薄膜干涉，如图甲所示，则（）A.干涉条纹与ab边垂直B.若将上方玻璃片右侧垫高一些，条纹间距变小C.换用频率更高的单色光，可使条纹间距变大D.若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹如图乙所示【答案】ABD【解析】【详解】A．干涉条纹是由空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的，空气薄层相同厚度形成同一条纹，所以条纹与图示ab边垂直，故A正确；B．经空气薄膜上下表面分别反射的两列光是相干光源，设此处的空气层厚度为d，其光程差Δx=2d，即光程差是空气层厚度的2倍，当光程差Δx=nλ，此处出现亮条纹，因此相邻亮条纹之间的空气层厚度差一定为，若将上方玻璃片右侧垫高一些，空气层的倾角变大，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变小，故B正确；C．换用频率更高的单色光，波长更短，相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变小，故C错误；D．空气劈尖干涉是等厚干涉，即同一条纹对应的劈尖厚度相同，若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹与它右侧的条纹一致，即如图乙所示，选项D正确。故选ABD。12.如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该材料折射率，AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在B处有一点光源，只考虑首次从圆弧全反射与折射的光线。已知光速为c，则下列说法中正确的是（）A.光线从B点到达D点的最短时间为B.从D点观察，看到B处点光源像比实际位置更靠近AC面C.从D点观察，圆弧AC被照亮的弧长有D.点光源经圆弧AC全反射射到AB边，AB边被照亮部分长度为【答案】BC【解析】【详解】A．根据题意可知，光在空气中传播的距离为s1=R光在介质中传播的距离为传播速度为光从B点传播到D点所用的时间为故A错误；B．从D点观察，看到B处点光源的像比实际位置更靠近AC面，故B正确；C．根据得临界角C=45°设光射到E点恰发生全反射，如图几何关系可知在△DBE中根据正弦定理可得∠DBE=30°，∠EDB=15°所以∠ADE=30°同理，可知在DB连线另一侧的F点发生全反射时∠FDC=30°，故从D点观察，圆弧AC被照亮的弧长故C正确；D．由几何关系可得，点光源经圆弧AC全反射射到AB边，AB边被照亮部分长度为故D错误；故选BC。第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、填空题：本题共2小题，13题7分，14题7分，共14分。13.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，有下列实验步骤：A.往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；B．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；C．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小；D．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：（1）上述步骤中，正确的顺序是______________。（填写步骤前面的序号）（2）将纯油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，测得的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，测得所形成的油膜的形状如图所示。坐标中正方形小方格的边长为，求：①油酸膜的面积是______________；②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______________；③根据上述数据，估测出油酸分子直径是______________。（以上结果均保留两位有效数字）【答案】①.DABEC②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]“用油膜法估测分子的大小”实验的步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积（D）→准备浅水盘（A）→形成油膜（B）→描绘油膜边缘（E）→测量油膜面积，计算分子直径（C）；（2）①[2]油膜轮廓中面积超过一半的小正方形的个数为58个，则油酸膜的面积约为②[3]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为③[4]把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为14.物理探究小组在实验室进行光学实验。（1）图甲是测量光波长的实验装置。图乙是观察到的屏上的干涉条纹，测得A、B两条亮条纹中心间距为，已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，则该单色光的波长为______（用题目给出的物理量的字母表示）。实验时，若把屏向靠近双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的间距会______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。（2）用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率，实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和分别是入射点和出射点，如图丙所示。测得A点到过O点的法线OM的距离，AO的长度，点到OM的距离为，的长度，则玻璃砖的折射率的表达式为n=______（用、x1、和x2表示），代入数据可得玻璃砖的折射率为______（用分数表示）。【答案】①.②.变小③.④.【解析】【详解】（1）[1]根据图乙可知相邻明条纹中心间的距离为根据解得该单色光的波长[2]根据把屏向靠近双缝的方向移动，双缝到屏之间的距离L减小，可知相邻两亮条纹中心的间距会变小。（2）[3]根据折射率的表达式有结合图丙有解得[4]根据题中给出数据，代入数据可得三、计算题：本题共3小题，15题9分、16题12分，17题17分，共38分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，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。15.一列简谐横波在某介质中沿x轴方向传播，传播速度为20m/s，振幅为10cm、某时刻开始计时，t=0.71s时刻介质中的部分波形如图1所示，图2为图1中质点P的振动图像。求：（1）该波的周期和传播方向；（2）质点P平衡位置的x坐标；（3）从t=0.71s到t=0.95s时间内，质点P的运动路程。【答案】（1）T=0.12s，波沿x轴正方向传播；（2）x=0.2m；（3）80cm【解析】【详解】（1）由图1可知，波长为则该波的周期为则即0.71s时刻的波形与0.11s时的波形相同，由图2可知，0.11s之后，质点P向下运动，所以由上下坡法可知，波沿x轴正方向传播。（2）由图2可知，再经过0.01s，质点P运动到平衡位置，即图1中原点处的波形传播到质点P处，传播距离为所以质点P平衡位置的x坐标为（3）从到，由故质点P的运动路程为16.如图所示，半径为R。的半圆形玻