湖北省华中师大一附中2024-2025学年高二物理下学期期中试题含解析

PAGE17-湖北省华中师大一附中2024-2025学年高二物理下学期期中试题（含解析）一、选择题（本题共50分，在给出的四个选项中，第1-5小题只有一项是正确的，第6-10小题有多个选项是正确的，全部选对得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1.分别用波长为λ和的单色光照耀同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为2:3，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】光子能量为依据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为依据题意有，，联立可得逸出功故A正确，BCD错误。故选A。2.如图所示，惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速的匀速飞行器上测得该正方形的图像是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】正方形从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上运动，依据相对论效应可知，沿x轴方向正方形边长缩短，而沿y轴方向正方形边长没有变更，则其形态变成长方形．A．其形态与结论不相符，选项A错误；B．其形态与结论不相符，选项B错误；C．其形态与结论相符，选项C正确；D．其形态与结论不相符，选项D错误；3.如图所示，志向变压器原线圈接在输出电压不变的沟通电源上，图中各电表均为志向电表。下列说法正确的是（）A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，通过电阻R1的电流变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变小C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变小D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大【答案】C【解析】【详解】AB．由题可知，原线圈两端的电压不变，故副线圈两端的电压也不变，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R的有效阻值增大，副线圈中的总电阻增大，所以副线圈中的干路电流减小，即通过电阻R1的电流变小，所以电阻R1两端的电压变小，而副线圈两端总的电压是不变的，所以副线圈中并联部分的电压增大，故电压表的示数增大，故AB错误；C．由上分析可知，副线圈的干路电流减小，因匝数比不变，故原线圈的电流也减小，即电流表A1示数变小，故C正确；D．若闭合开关S，则R3并联在副线圈的电路中，所以副线圈的总电阻减小，副线圈两端的电压不变，所以副线圈的干路电流增大，因匝数比不变，故原线圈的电流也增大，即电流表A1示数变大；副线圈干路电流流过R1，因副线圈的干路电流增大，所以R1两端的电压增大，而副线圈两端总的电压是不变的，所以副线圈中并联部分的电压减小，即R2两端的电压减小，所以流过R2电流减小，即A2示数变小，故D错误。故选C。4.已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En＝，其中n＝2,3,4…，h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．有一氢原子处于n＝3的激发态，在它向低能级跃迁时，可能辐射的光子的最大波长为()A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】能级间跃迁辐射或汲取的光子能量必需等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子能量越大，频率越大，波长越小．【详解】一群氢原子处于n=3激发态，可释放出的光子频率种类为3种，据玻尔理论在这3种频率光子中，当氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时辐射的光子频率最小，波长最长，E2=，E3=，=E3-E2，，故D正确，ABC错误；故选D．5.如图所示，竖直面上有一半径较大的圆弧轨道，最低点为M点，有三个小球A、B、C（可视为质点），A球位于圆心处，B球位于弦轨道MN的顶端N点，C球位于圆弧轨道上极其靠近M的地方。现将三个小球同时由静止释放，不计一切摩擦阻力和空气阻力，则（）A.C球最先到达M点B.B球最终到达M点C.ABC三球同时到达M点D.条件不足，无法推断哪个小球最先、最终到达M点【答案】B【解析】【详解】设圆弧的半径为R，对于A球，做自由落体运动，则有解得对于B球，沿弦轨道MN做初速度为零的匀加速度直线运动，设弦轨道MN与水平切线的夹角为，依据几何关系有依据牛顿其次定律可得加速度为依据位移时间公式有解得对于C球做单摆运动，依据单摆的运动规律，则有综上分析可得故B球最终达到M点，A球最先到达M点，故B正确，ACD错误。故选B。6.声波与光波有很多可比之处，某同学对此做了一番比较，得到如下结论，你认为正确的是（）A.声波是纵波，而光波是横波B.声波的传播依靠于介质，而光可以在真空中传播C.声波和光波都能产生反射、折射、干涉、衍射、偏振、多普勒效应等现象D.当声波和光波从空气进入水中时，频率保持不变，波长和波速都变小【答案】ABC【解析】【详解】A．声波的传播方向与介质质点振动方向在同始终线上，是纵波；而光波的传播方向与电磁振荡的方向垂直，是横波，故A正确；B．声音的传播须要介质；光的传播不须要介质，光可以在真空中传播，故B正确；C．声波和光波都有波共性，所以都能产生反射、折射、干涉、衍射、偏振、多普勒效应等现象，故C正确；D．波频率由波源确定，与介质无关，所以当声波和光波从空气进入水中时，它们的频率都保持不变，声波由空气进入水中，波速变大，频率不变，由波速公式得知声波的波长变长；光波由空气进入水中，波速变小，频率不变，由波速公式得知光波波长变短，故D错误。故选ABC。7.假如安静的水面下相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面正上方同等条件下观测发觉：b在水下的像离水面距离最大，c照亮水面（透光面）的面积比a的大。关于这三种光的性质，下列说法正确的是（）A.c光的频率最大B.真空中b光的波长最长C.a光在水中的传播速度最小D.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大【答案】BC【解析】【详解】B．依据视深公式知折射率最小的光，在水下的像最深，所以b的折射率最小，频率最小，波长最长，故B正确；AC．照亮水面的圆面积的半径R与临界角C满意又c照亮水面的面积比a的大，则c的临界角大，水对c的折射率小，所以a的折射率最大，a的频率最大，a的传播速度最小，故A错误，C正确；D．因a的频率最大，则a的波长最小，当发生双缝干涉时，依据可知a的的相邻条纹间距最小，故D错误。故选BC8.有甲、乙、丙、丁四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v、4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab=l。在t时刻，a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起（）A.波长最长的是丙，波长最短的是乙B.频率最高的是乙，频率最低的是丙C.关于a点第一次到达波峰，最先是乙，最终是甲D.关于b点第一次到达波谷，最先是丁，最终是甲【答案】AC【解析】【详解】A．由图象可知，四列波的波长分别为、、、，故波长最长的是丙，波长最短的是乙，故A正确；B．依据可得频率分别为，，，故频率最高的是丁，频率最低的是甲，故B错误；C．依据得四列波的周期为，，，由该时刻起a点第一次出现波峰的时间分别为，，，故关于a点第一次到达波峰，最先是乙，最终是甲，故C正确；D．由该时刻起a点第一次出现波谷的时间分别为，，，故关于a点第一次到达波谷，最先是乙，最终是丙，故D错误。故选AC9.为了保证行车平安和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其工作原理如图所示。M为烟雾传感器，它可视为一可变电阻，且阻值RM随着烟雾浓度的变更而变更，S为警报装置，R为可变电阻。当车厢内有人抽烟时，烟雾的浓度增大，导致警报装置S两端的电压增大，发出警报。下列说法正确的是（）A.RM随烟雾浓度增大而增大B.RM随烟雾浓度的增大而减小C.减小R，则烟雾浓度变更时，S两端电压变更更明显D.增大R，则烟雾浓度变更时，S两端电压变更更明显【答案】BD【解析】【详解】AB．S两端电压U增大，故传感器两端电压肯定减小；当有烟雾，使传感器电阻变更，即RM变小，则有RM随着烟雾浓度的增大而减小，故A错误，B正确；CD．R越大，M与R并联的电阻R并越接近RM，U增大越明显，导致“S”上电压变更最明显，故C错误，D正确。故选BD。10.如图所示的电路中，L是电阻不计的电感线圈，C是电容器（原来不带电），闭合电键S，待电路达到稳定状态后再断开电键S，LC回路中将产生电磁振荡。假如规定电感L中的电流方向从a到b为正，断开电键时刻为t=0，那么断开电键后（）A.图甲可以表示电感线圈中的电流i随时间t的变更规律B.图乙可以表示电感线圈中的电流i随时间t的变更规律C.图甲可以表示电容器左极板的电荷量q随时间t的变更规律D.图乙可以表示电容器右极板的电荷量q随时间t的变更规律【答案】AD【解析】【详解】AB．S接通达到稳定时，线圈内有电流而电容器上没有电流，流过线圈的电流是从a流向b，当断开开关瞬间时，电流要减小，而线圈的感应电动势，阻碍电流削减，则电流方向不变，大小在渐渐减小，同时对电容器充电；当电容器充电完毕时，电流为零。接着电容器放电，电流方向与之前相反，大小在不断增大，直到电容器放电完毕后，电流反向最大；之后电容器与线圈组成的LC回路重复以上的过程中，在LC回路中形成电磁振荡，回路中出现余弦式电流，故图甲可以表示电感线圈中的电流i随时间t的变更规律，故A正确，B错误；CD．S闭合时，电流稳定时，线圈L两端的电压为零，故电容器两端的电势差为零，依据Q=CU可知所带的电荷量为零；当断开S，由于线圈L阻碍电流的变更，则线圈L中有从a到b的电流，此时电容器反向充电，则右极板带正电，电量渐渐增大，磁场能转化为电池能，充电完毕后，又起先放电，将电场能转化为磁场能，形成LC振荡电路，电量随时间周期性变更，故图乙可以表示电容器右极板的电荷量q随时间t的变更规律，故C错误，D正确。故选AD。二、试验题（14分）11.（1）甲乙两同学用插针法做“测定玻璃的折射率”的试验中，分别得到如图所示甲乙两种试验记录。在甲中，已画好玻璃砖两界面直线aa′和bb′后，不当心将玻璃砖稍稍向上平移了，如甲图中虚线所示。若之后的其他操作无误，则测得的折射率n_______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。在乙中，玻璃砖上界面直线aa′正确，而画的表示下界面的bb′稍稍向上平移了，如乙图中虚线所示。若之后的其他操作无误，则测得的折射率n将_______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；（2）某同学做测定玻璃折射率的试验时，用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sinθ1-sinθ2图象，如图所示，下列推断正确的是_______。A．他做试验时，探讨的是光线从空气射入玻璃的折射现象B．玻璃的折射率为0.67C．玻璃的折射率约为1.5D．玻璃临界角的正弦值为0.67【答案】(1).不变(2).偏大(3).ACD【解析】【详解】（1）[1]如图所示实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采纳的光路图，通过比较发觉，入射角和折射角没有变更，则由折射定律可得可知测得的折射率将不变；[2]假如在试验过程中不当心将玻璃砖向上平移了一些，即将移到图中虚线位置，而在做光路图时不变，作出光路图，如图所示红线表示作图时所用的光路，黑线表示实际的光路，由图可知测量得到的入射角没有变更，而折射角偏小，则由折射定律可得可知所测得的折射率将偏大；（2）[3]A．由图象可知：，则入射角大于折射角，所以光线从空气射入玻璃，故A正确；BC．图象的斜率k即是玻璃折射率，由图可得故B错误，C正确；D．玻璃临界角的正弦值故D正确。故选ACD。12.某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。试验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以视察到干涉条纹。回答下列问题：（1）若想增加从目镜中视察到的条纹个数，该同学可__________；A．运用间距更小的双缝B．将屏向远离双缝的方向移动C．将屏向靠近双缝的方向移动D．将单缝向双缝靠近（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹中心到第n条暗条纹中心的距离为Δx，则单色光的波长λ=__________；（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹中心到第4条暗条纹中心的距离为7.44mm。则所测单色光的波长为__________nm（结果保留3位有效数字）。【答案】(1).C(2).(3).620【解析】【详解】（1）[1]增加从目镜中视察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，依据相邻亮条纹间的距离为为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，则可以减小双缝到屏的距离，增大双缝间的距离，或换用波长短的光，故C正确，ABD错误

故选C；（2）[2]第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为依据可得单色光的波长为（3）[3]由题知条纹间距为依据解得代入数据解得三、计算题（本题共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必需写出数值和单位）13.匝数为N的矩形线框abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO1匀速转动，t=0时刻，线框位置如图。测得定值电阻R两端电压随时间变更的函数表达式为U200sin100t（V），该电阻实际消耗的电功率为200W，求：（1）通过该电阻的交变电流的瞬时值的表达式及有效值；（2）定值电阻R的大小；（3）求0~0.005s内通过R的电量。【答案】（1）sin100t（A），1A；（2）200Ω；（3）【解析】【详解】（1）依据U200sin100t（V），得R两端电压的最大值为Um=200V则电压有效值为依据解得感应电流的有效值为I=1A所以电流的电大值为则电流瞬时值的表达式为sin100t（A）（2）依据代入UR和I可得R=200Ω（3）依据U200sin100t（V），可得角速度为则周期为所以，即0~0.005s内线圈转过圈，磁通量的变更量为电压的最大值为联立解得依据法拉第电磁感应定律得感应电流依据可得代入，R解得14.如图所示，实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形，虚线是这列波在t2=1.5s时刻的波形，这列波的周期T符合：，求：（1）若波沿x轴正方向传播，波速为多大；（2）若波沿x轴负方向传播，波速为多大。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】据波形图可知，λ=8m（1）若波沿x轴正方向传播，因，则波向右传播的距离为x=（3λ+3）m=27m所以波速为（2）若波沿x轴负方向传播，因，则波向左传播的距离为x=（2λ+5）m=21m以波速为15.如图所示为某种透亮材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为O．光线从AB面上的M点入射，入射角i＝45°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出，已知OB段的长度，真空中的光速为c，求：（1）透亮材料的折射率n；（2）光从M点射入到从CD面射出所用的时间t．【答案】（1）透亮材料的折射率n是