辽宁省沈阳市2023-2024学年高二上学期期中物理试题（含答案）

辽宁省沈阳市2023-2024学年高二上学期期中物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、选择题（本题共10小题，共计44分，1-6题单选，每小题4分，7-10题多选，每小题5分，选对但不全得3分）1．下列现象中不属于利用多普勒效应的是（）A．交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速B．医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断血流的速度是否正常C．发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离D．救护车迎面驶来时，听到的声音越来越尖的现象2．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。振子的位移x随时间的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（）A．振子做简谐运动的表达式为x=12B．t=0.8s时，振子的速度方向沿+x方向C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度相同D．t=0.4s时振子在M点位置，t=1.2s时振子在3．如图为某鱼漂示意图。当鱼漂静止时，水位恰好在O点。用手将鱼漂往下按，使水位到达M点。松手后，鱼漂会上下运动，水位在M、N之间来回移动，且鱼漂的运动是简谐运动。下列说法正确的是（）A．水位在O点时，鱼漂的速度最大B．水位到达N点时，鱼漂的位移向下最大C．水位到达M点时，鱼漂具有向下的加速度D．MN之间的距离即鱼漂的振幅4．如图所示的电路中，四个电阻的阻值均为R，电容器的电容C=100μF。电容器原来不带电，现在A、B端加上恒定的60V电压，下列说法中正确的是（）A．若D、E端接理想电流表，则其示数为15B．若D、E端接理想电流表，则电容器所带的电荷量为2C．若D、E端接理想电压表，则其示数为20VD．若D、E端接理想电压表，则电容器所带的电荷量为25．某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（）A．曲线b表示电源的PE-I图线B．曲线c表示电源的输出功率PR-I图线C．电源的电动势E=3V，内阻r=1ΩD．电源的最大输出功率P6．一列简谐波在均匀介质中沿x轴传播，t0=0刻平衡位置坐标x=0.5m的质点P恰好处于波峰，t1=0.5s时的波形如图所示，则下列说法正确的是（）A．如果波沿x轴正方向传播，最大的周期为1.5sB．波沿x轴传播，最小的速度为3m/sC．如果波沿x轴正方向传播，0~0.5s内质点P经过的最短路程为1.5mD．如果波速为21m/s，则波一定沿x轴负方向传播7．如图甲所示，S是上下振动的波源，它所产生的横波分别沿直线向左、右两边传播，形成两列简谐横波，在波源左、右两侧有Q、P两点，与波源S在同一水平直线上，它们的振动图像分别是图乙和图丙，且SP=18m，SQ=16m，则这两列波的波速可能值是（）A．17m/s B．12m/s C．10m/s D．2m/s8．弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，从它经过O点时开始计时，经过0.3s第一次到达点M，再经过0.2s第二次到达点M，则弹簧振子的周期可能为（）A．815s B．1.4s C．1.6s 9．如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（）A．电压表读数减小B．带电质点P的电势能减小C．电源的效率变高D．若电压表、电流表的示数变化量的绝对值分别为ΔU和ΔI，则ΔU10．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，波源位于x=0处的甲波沿x轴正方向传播，波源位于x=12m处的乙波沿x轴负方向传播。t=0时刻两列波的波形图如图所示。已知甲、乙波速都为v=4m/s。下列说法正确的是（）A．甲、乙两列波不能发生稳定的干涉B．两列波叠加后，x=3m处为加强点C．t=1.75s时刻，x=6m处的质点位移为1cmD．在0~2s时间内，x=5m处的质点经过的路程为53cm二、实验题（共32分）11．某同学用单摆测重力加速度。（1）下列说法正确的是____。A．摆球偏离平衡位置的角度越大越好B．摆球尽量选择质量大些的、体积小些的C．摆球摆动时要使之保持在同一个竖直平面内D．单摆悬线的上端不可随意卷在横杆上，应夹紧在铁夹中（2）如果测得的g值偏小，可能的原因是____。A．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了B．测摆线时摆线拉得过紧C．开始计时时，停表过迟按下D．实验时误将49次全振动数为50次（3）用20分度的游标卡尺测量摆球的直径，测量情况如图1所示，由此可知摆球的直径为mm。（4）根据实验获得的T2―L图像如图2所示，T为周期，L为摆长，由图求得当地重力加速度为m/s2（保留三位有效数字）。12．同学要把一个量程为200μA的直流电流计G，改装成量度范围是0~4V的直流电压表。（1）她按图1所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻rg，为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用，变阻器R1应选用，电阻器R2应选用（选填器材前的字母）；A.电源（电动势12V）B.电源（电动势6V）C.电阻箱（0~999.9Ω）D.滑动变阻器（0~500Ω）E.滑动变阻器（0~5.1kΩ）F.滑动变阻器（0~30kΩ）G.电阻箱（0~9999Ω）（2）该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R1的阻值调至最大，后续的实验操作步骤依次是：，，，，最后记录R2的阻值并整理好器材；（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）A.闭合S1B.闭合S2C.调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度D.调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半E.调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F.调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度（3）如果所得的R2的阻值为500.0Ω，则图1中被测电流计G的内阻rg的测量值为Ω，该测量值实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）；（4）给电流计G联（选填“串”或“并”）一个阻值为kΩ的电阻，就可以将该电流计G改装为量程4V的电压表；（5）把改装好的电压表与标准电压表并联在电路中进行校对。请你画完图2方框中的校准电路图；由于利用半偏法对电流表内阻测定存在系统误差，若改装好的电压表的测量值为U1，标准电压表的测量值为U2，U1与U2数值关系为U1U2；（选填“>”、“=”或“<”）（6）为了完全消除对电流表内阻测定的系统误差，该同学与邻组同学合作，又找来了一只完全一样的电流表，则只需在原“半偏法”的电路上稍作改进即可，请你在方框内画出改进后的测电流表的内阻电路图。三、计算题（共3小题，共24分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分）13．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=0.5kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移y随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取（1）写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式；（2）小球运动到最高点时的加速度的大小是多少？14．如图所示，UAB=10V，R1（1）A、B间的总电阻RAB（2）电流表的示数。15．一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，已知t=0.5s时，P点第一次出现波谷，求：（1）这列波的传播速度；（2）当Q点第二次出现波峰时，P点通过的路程。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A.交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速利用了多普勒效应，A不符合题意；

B.医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断血流的速度是否正常利用了多普勒效应，B不符合题意；

C.发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离利用了光的传播速度比声音的传播速度快，不是利用的多普勒效应，C符合题意；

D.救护车迎面驶来时，听到的声音越来越尖的现象属于多普勒效应，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】波源与观察者发生相对运动时，观察者接收到的频率与波源发出的频率不同，这就是多普勒效应，据此判断即可。2．【答案】A【解析】【解答】A.由图乙可知该弹簧振子的振动周期为T=1.6s，则角频率ω=2πT=2π1.6=1.25πrad/s，振幅为A=12cm，故振子做简谐运动的表达式为x=12sin(1.25πt)cm，A符合题意；3．【答案】A【解析】【解答】A.由题意可知，O点是鱼漂做简谐振动的平衡位置，根据简谐振动的特点可知，水位在O点时，鱼漂的速度最大，A符合题意；

B.水位到达N点时，鱼漂上浮到达最大位移处，故水位到达N点时，鱼漂的位移向上最大，B不符合题意；

C.同理水位到达M点时，鱼漂向下的位移最大，具有向上的加速度，C不符合题意；

D.振子偏离平衡位置的最大位移叫振幅，所以鱼漂的振幅等于O到M或到N的距离，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】根据简谐振动的特点分析各选项。4．【答案】B【解析】【解答】A.若D、E端接理想电流表，由于电容器断路，电流表无示数，A不符合题意；

B.若D、E端接理想电流表，电流表可等效为导线，根据电路结构可得，电容器两端的电压为U=E3R·R=E3=20V，则电容器所带的电荷量为Q=CU=100×105．【答案】D【解析】【解答】A.电源的总功率PE=EI，所以PE-I图线为过原点的倾斜直线，应是图线a，A不符合题意；

B.电源的输出功率为PR=EI-I2r，所以PR-I图线为开口向下的抛物线，应是曲线b，B不符合题意；

C.由图中a线可知，当电流2A时电源总功率为8W，可得电源电动势E=PEI=82V=4V，电源内阻的发热功率为Pr=I2r6．【答案】D【解析】【解答】A.如果波沿x轴正方向传播，根据t0=0刻平衡位置坐标x=0.5m的质点P恰好处于波峰，t1=0.5s时的波形如图所示，可得t1=34T+nT(n=0，1，2，…)，代入数据，得T=24n+3s(n=0，1，2，…)，当n取0时，波的周期最大，为Tmax=23s，A不符合题意；

B.由图可知，该波波长为λ=2m，若波沿x轴正方向传播，根据波速公式v=λT可知，周期最大时对应的波速最小，代入波长数据，有vmin=λTmax=223m/s=3m/s，同理，波沿x轴负方向传播，根据t0=0刻平衡位置坐标x=0.5m的质点P恰好处于波峰，t17．【答案】C,D【解析】【解答】由于波向左传播向右传播具有对称性，可在S点右侧找Q的对称点Q'来处理，由图乙和图丙可知，Q和P的振动情况总相反，即Q'和P的振动情况总相反，所以P与Q'之间的距离与波长的关系为nλ+λ2=2m，可得λ=42n+1m，由图可知，两质点的振动周期为T=0.4s，可得这两列波的波速为v=λ8．【答案】A,C【解析】【解答】如图甲所示，若振子从O点开始向右运动，振子按下面的路线振动，则振子的振动周期为T1=4×(0.3+0.22)s=1.6s，如图乙所示，若从O点开始振子向左运动，按下面路线振动，则有34T2=9．【答案】A,D【解析】【解答】A.滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻R外减小，根据闭合电路欧姆定律可得，干路电流I=ER外+r，增大，电压表示数U=E-I(r+R1)，减小，A符合题意；

B.由电路结构可知，电容器的极板电压等于电压表的示数，根据E=Ud可知，金属板之间的电场强度减小，由于带电质点P先前处于静止状态，重力与电场力平衡，电场力方向向上，当电场强度减小时，电场力减小，质点向下运动，电场力做负功，电势能增大，B不符合题意；

C.电源效率η=I210．【答案】B,D【解析】【解答】A.由题意可知，两波的波速相同，根据图像可知，波长均为4m，由波速公式v=λf可知，两波的频率相同，所以甲、乙两列波能发生稳定的干涉，A不符合题意；

B.波传播过程中，质点起振的方向均与波源的起振方向相同，由波形平移法可知，t=0时刻，x=4m处质点正在向上起振，x=8m处质点正在向下起振，可知甲波波源起振方向向上，乙波波源的起振方向向下，可知两波源频率相等，振动步调相反，由于x=3m处到两波源路程差为(12-3)m-3m=6m=32λ，所以两列波叠加后，x=3m处为加强点，B符合题意；

C.甲、乙两波的波前到x=6m处的距离均为2m，所以两波同时到达x=6m处，这两列波传播到该位置需要的时间∆t=xv=24s=0.5s，这两列波的周期T=λv=44s=1s，波传播到该质点后，该质点继续振动的时间为1.75s-0.5s=1.25s=T+14T，结合两波中质点的起振方向可知，t=1.75s时刻，甲在x=6m处引起的位移为y甲11．【答案】（1）B；C；D（2）A（3）13.60（4）9.82【解析】【解答】（1）A.单摆的摆角控制在5°以内，单摆的周期公式T=2πLg才成立，所以摆球偏离平衡位置的角度不能大于5°，A不符合题意；

B.为减小空气阻力对实验的影响，摆球尽量选择质量大些的，体积小些的，B符合题意；

C.摆球摆动时要使之保持在一个竖直平面内，不能形成圆锥摆，C符合题意；

D.实验过程，单摆悬线的上端不可随意卷在横杆上，应夹紧在铁夹中，使单摆在摆动过程中，摆长不会发生变化，D符合题意；

故答案为：BCD。

（2）A.根据单摆周期公式T=2πLg，解得g=4π2LT2，如果摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，则摆长测量值偏小，可知测得的g值偏小，A符合题意；

B.测摆线时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大，由g=4π2LT2可知，测得的g值偏大，B不符合题意；

C.第一次按下停表有延迟，则测量周期的测量值偏小，由g=4π2LT2可知，测得的g值偏大，C不符合题意；

D.实验时误将49次全振动数为50次，则周期的测量值偏小，由12．【答案】（1）B；F；C（2）A；F；B；D（3）500.0；略小于（4）串；19.5（5）；<（6）【解析】【解答】（1）如果选择12V的电源，则在电流满偏时电路中的总电阻为R=EI=12200×10-6Ω=60000Ω，实验器材没有满足该值的滑动变阻器，所以电源选择B。闭合S1，电路中的电流不能大于200μA，则I≈ER1，解得R1≈30kΩ，故选F。由实验原理可知R2应是能读出具体数值的电阻箱，故选C。

（2）半偏法测电阻的实验步骤：

第一步，按原理图连接好电路；

第二步，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1，使表头指针满偏；

第三步，闭合开关S2，改变电阻箱R2，使表头指针半偏，此时电阻箱的阻值就是表头内阻，故应选AFBD。

（3）当调节电阻箱，使表头半偏时，由于干路电流几乎不变，电阻箱和表头的电流相同，此时R2阻值与表头的内阻相等，可得表头的内阻为500.0Ω。但是实际