广东省广州广雅名校2023-2024学年高二下学期期中考试模拟物理试卷（含答案）

广东省广州广雅名校2023-2024学年高二下学期期中考试模拟物理试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单项选择题．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，只有一个选项正确．1．下列关于光的说法正确的是（）A．图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的折射现象B．图乙中，激光切割主要利用了激光的相干性C．图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样D．图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的干涉现象2．如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节（电流越大，磁场越强）。下列说法中正确的是（）A．仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大B．仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大C．仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大D．仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大3．在光纤制造过程中，拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈圆台状，如图所示，已知此光纤长度为L，圆台对应底角为θ，折射率为n，真空中光速为c。现光从下方垂直射入下台面，则（）A．光从真空射入光纤，光的频率变小B．光通过此光纤到达小截面的最短时间为LC．从上方截面射出的光束一定是平行光D．若满足sinθ>4．如图甲所示，装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，把玻璃管向下缓慢按压4cm后放手，忽略空气阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得玻璃管振动周期为0.5s，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅，对于玻璃管（包括管内液体），下列说法正确的是（）A．回复力等于玻璃管所受的浮力B．在t1~t2时间内，玻璃管加速度减小，速度增大C．在t1时刻玻璃管加速度为零，速度为正向最大D．振动过程中动能和重力势能相互转化，玻璃管的机械能守恒5．图(a)中医生正在用“彩超”技术给病人检查身体；图(b)是某地的公路上拍摄到的情景，在路面上均匀设置了41条减速带，从第1条至第41条减速带之间的问距为100m。上述两种情况是机械振动与机械波在实际生活中的应用。下列说法正确的是（）A．图(a)“彩超”技术应用的是共振原理B．图(b)中汽车在行驶中顛簸是多普勒效应C．图(b)中汽车在行驶中颠簸是自由振动D．如果图(b)中某汽车的固有频率为1.5Hz，当该汽车以3.75m/s的速度匀速通过减速带时颠簸最厉害6．某种光电式火灾报警器的原理如图所示，由红外光源发射的光束经烟尘粒子散射后照射到光敏电阻上，光敏电阻接收的光强与烟雾的浓度成正比，其阻值随光强的增大而减小。闭合开关，当烟雾浓度达到一定值时，干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警。为了能在更低的烟雾浓度下触发报警，下列调节正确的是（）A．增大电阻箱R1的阻值 B．增大电阻箱RC．增大电源E3的电动势 7．如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。相同的铜棒a、b平行地静止在导轨上且与导轨接触良好，每根铜棒的长度等于两导轨的间距、电阻为R、质量为m。现给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是（）A．铜棒b获得的最大速度为IB．铜棒b的最大加速度为BC．铜棒b中的最大电流为BLID．铜棒b中产生的最大焦耳热为I二、多项选择题．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，有选错或不答的得0分．8．摆钟是一种较有年代的计时钟表。其基本原理是利用了单摆的周期性，结合巧妙的擒纵器设计，实现计时的功能。如图为其内部的结构简图，设原先摆钟走时准确，则（）A．摆动过程中，金属圆盘所受合力为其回复力B．摆钟在太空实验室内也可以正常使用的C．该摆钟从北京带到广州，为使走时准确，需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动D．该摆钟在冬季走时准确，到夏季为了准时，考虑热胀冷缩需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动9．我国正在大力发展新能源，其中风能就是一种。风力发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒k转，通过转速比为1：n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t=0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后；输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（）A．t=0时刻，穿过线圈的磁通量变化率为最大B．发电机输出交变电流的频率为knC．变压器原、副线圈的匝数比为2πknNSBD．发电机产生的瞬时电动势e=2πknNSBsin(2πknt)10．一列波长为150cm的简谐横波，沿x轴的正方向传播，该波的振幅为2cm。已知t=0时刻波上相距50cm的两质点a、b的位移都是1cm，运动方向相反，如图所示。若质点a比质点b提前0.A．该列简谐横波的周期为0B．该列简谐横波的传播速度为7.5m/sC．当质点b的位移为+2cm时，质点a的位移为负D．在t=0.05s时刻质点三、实验题；把答案填在答题卡对应横线上，本题共2题，共14分．11．某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：（1）双缝干涉实验装置如图所示：下列说法中正确的是____。A．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹C．为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离D．如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去（2）该同学以某种单色光做实验时，先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第一条亮纹，此时手轮上的刻度如图所示，读数为mm；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光为m（保留两位有效数字）。12．某探究小组探究单摆的装置如图甲所示，细线端拴一个球，另一端连接力传感器，固定在天花板上，将球拉开一定的角度（不大于5°）静止释放，传感器可绘制出球在摆动过程中细线拉力周期性变化的图像，如图乙。（1）用20分度的游标卡尺测出小球直径d如图丙所示，读数为mm；（2）从图乙中可知此单摆的周期为（选填“t1”或“t2”），现求得该单摆的摆长为L，则当地的重力加速度为（3）若科学探险队在珠穆朗玛峰山脚与山顶利用该装置分别做了实验。在山脚处，作出了单摆周期与摆长L之间的关系T2−L图像，为图丁中直线c。当成功攀登到山顶后，又重复了在山脚做的实验。则利用山顶实验数据作出的图线可能是图丁中的直线四、计算题；本题共3题，共40分．按题目要求在答题卡的指定区域内作答，超出答题框的不给分．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，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．13．如图所示为半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面，O为该横截面的圆心。光线PQ沿着与AB成30°角的方向射入玻璃砖，入射点Q到圆心O的距离为33（1）求玻璃砖的折射率及光线从Q点传播到E点所用的时间；（2）现使光线PQ向左平移，求移动多大距离时恰不能使光线从圆弧面射出（不考虑经半圆柱内表面反射后射出的光）。14．在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4m的A、B两点，如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图像．已知该波波长大于2m，求这列波可能的波速．15．如图1，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为L2的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差L2的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴，圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B(t)，如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B(x)，如图3所示；磁场B(t)和B(x（1）若金属棒能离开右段磁场B(x)区域，离开时的速度为v（2）若金属棒滑行到x=x1位置时停下来，求：金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量（3）通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，故A错误；

B、激光频率单一，相干性非常好；平行度高；激光的强度大，亮度高，激光切割是利用了激光的能量集中性，故B错误；

C、图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样；X射线衍射技术极大地推动了DNA结构的研究进程，富兰克林对DNA进行了X射线衍射分析并获得了高清图象，沃森和克里克利用了查哥夫关于碱基含量的研究数据，进而修正并构建了正确的DNA双螺旋结构模型，故C正确；

D、图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的偏振现象，故D错误。

故答案为：C。

【分析】肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，激光频率单一，相干性非常好，平行度高，强度大。立体电影利用了光的偏振现象。DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样。2．【答案】B【解析】【解答】AB、根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是逆时针方向，电子在加速电场中加速，由动能定理有

eU=12mv02

电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有

eBv0=mv02r

解得

3．【答案】D【解析】【解答】A、光的频率由光源决定，与介质无关，所以光从真空射入光纤，光的频率不变，故A错误；

B、光通过此光纤到达小截面的最短距离为L，光在光纤中的传播速度

v=cn

则光通过此光纤到达小截面的最短时间为

t=Lv=nLc

故B错误；

C、通过光纤侧面反射后再从上方截面射出的光束不垂直截面射出，上方截面的光束不平行，故C错误；

D、设临界角为C，则

sinC=4．【答案】B【解析】【解答】A、玻璃管（包括管内液体）只受到重力和水的浮力，所以玻璃管做简谐运动的回复力等于重力和浮力的合力，故A错误；

BC、由图像可知，在t1~t2时间内，玻璃管位移减小，则加速度减小，玻璃管向着平衡位置做加速运动，速度增大，t1时刻处于负向最大位移处，速度为零，加速度为正向最大，故B正确，C错误；

D、玻璃管在做简谐运动的过程中，水的浮力对玻璃管做功，所以振动的过程中玻璃管的机械能不守恒，故D错误。

故答案为：B。

【分析】确定玻璃管在水中运动过程的受力情况，继而确定玻璃管做简谐运动回复力的来源。熟悉掌握物体做简谐运动的规律及特点。明确玻璃管做简谐运动过程，各力的做功情况，继而确定振动过程机械能是否守恒。5．【答案】D【解析】【解答】A、图(a)“彩超”技术应用的原理是波的多普勒效应，故A错误；

BC、图(b)中汽车在行驶中顛簸是受迫振动，故BC错误；

D、相邻两个减速带之间的距离为

d=10041-1m=2.5m

当汽车颠簸最厉害时，汽车发生共振现象，速度为

v=dT=df=2.5×1.5m/s=3.75m/s6．【答案】D【解析】【解答】A、增大电阻箱R1的阻值，则红外光源发出的红外线强度减小，若烟雾浓度降低，则光敏电阻接收的光强降低，阻值变大，则干簧管的电流减小，则干簧管中的两个簧片不能被磁化而接通，触发蜂鸣器不能报警，故A错误；

B.同理，若烟雾浓度降低，则光敏电阻接收的光强降低，阻值变大，若再增大电阻箱R2的阻值，则干簧管的电流减小，则干簧管中的两个簧片不能被磁化而接通，触发蜂鸣器不能报警，故B错误；

C、增大电源E3的电动势，对干簧管的通断无影响，故C错误；

D、增大干簧管上线圈的匝数，可使干簧管在电流减小时增加磁性，可使干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警，故D正确。

故答案为：D。

【分析】当流过干簧管的电流达到一定值时，干簧管中产生的磁场增大，达到一定值后两个簧片被磁化接通，触发蜂鸣器报警。更低的烟雾浓度下触发报警，烟雾浓度降低，光敏电阻增大，要使簧片仍被磁化，则需保证干簧管所在回路的电流超过临界值或者增加干簧管上线圈的匝数，使产生的磁感应强度增大，再结合题意进行分析解答。7．【答案】A【解析】【解答】A、两铜棒在任意时刻所受安培力等大反向，所以系统动量守恒，共速时b有最大速度

mv0=2mv

铜棒b的最大速度

v=12v0=I2m

故A正确；

C、选取水平向右为正方向，根据动量定理求解a开始时速度

v0=Im

根据左手定则判断安培力，可知此后a导体棒做减速运动，b导体棒做加速运动，所以回路中的感应电动势最大值

E=BLv0

铜棒b中的最大电流为

Imax=E2R=BLI8．【答案】C,D【解析】【解答】A、回复力是指向平衡位置的力，摆动过程中，金属圆盘所受重力沿轨迹切线方向的分力为其回复力，金属圆盘所受合力还有一部分提供向心力，故A错误；

B、金属圆盘所受重力沿轨迹切线方向的分力为其回复力，该摆钟在太空实验室内处于完全失重状态，因此不可正常使用，故B错误；

C、该摆钟从北京带到广州，重力加速度减小，由单摆的周期公式

T=2πlg

可知周期变大，摆钟变慢，为走时准确，需要摆钟的摆长变短，需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动，故C正确；

D、该摆钟在冬季走时准确，到夏季温度升高，由于热胀冷缩，摆长变长，为了准时，需要摆长变短，因此考虑热胀冷缩需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动，故D正确。

故答案为：CD。9．【答案】B,D【解析】【解答】A、t=0时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，故A错误；

B、发电机线圈的转速为kn，线圈转动的角速度

ω=2πkn

输出交变电流的频率为

f=ω2π=kn

故B正确；

C、变压器原线圈输出电压的最大值

Em=NBSω=NBS×2πkn

变压器原线圈输出电压的有效值

E=Em2=2πknNBS

变压器原、副线圈的匝数比为

n110．【答案】A,C,D【解析】【解答】B、依题意，该横波的振动形式从质点a传播到质点b需要0.2s，有

v=xt=2.5m/s

故B错误；

A、根据

v=λT

解得

T=0.6s

故A正确；

D、依题意，质点振动时，从平衡位置到最大位移处需要

T4=0.15s

质点b从位移1cm处运动到2cm处需要

t=0.15×23s=0.1s

则质点a从位移1cm处运动到平衡位置需要

ta=0.15s-0.1s=0.05s11．【答案】（1）A；B；D（2）2.332；6.0×10-7【解析】【解答】（1）A．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前，选项A正确；B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹，选项B正确；C．为了减小测量误差，最好用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx=选项C错误；D．如果把普通光源换成激光光源，由于激光相干性比较好，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去，选项D正确。故选ABD。（2）手轮上的刻度如图所示，读数为2mm+0.332mm=2.332mm（2.331—2.334都正确）双缝间距Δx=解得λ=

【分析】（1）根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验原理选择正确的选项；

（2）根据螺旋测微器的读数原理进行读数，结合双缝干涉相邻亮条纹的间距表达式得出该单色光的波长。12．【答案】（1）18.50（2）t2；（3）a【解析】【解答】（1）由图丙所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05mm，游标卡尺示数为

d=18mm+10×0.05mm=18.50mm

（2）摆球每次经过平衡位置时绳的拉力最大为F1，而在一个周期内摆球两次经过平衡位置，由图乙所示可知，单摆周期T=t2；

该单摆的摆长为L，由单摆周期公式

T=2πLg

可知，重力加速度

g=4π2Lt22

（3）由单摆周期公式

T=2πLg

可得

13．【答案】（1）解：光线PQ入射到玻璃砖表面，入射角α=60°，设对应折射光线QE的折射角为β，如图所示：由几何关系得：tanβ=3即：β=30°根据折射定律有：n=解得：n=光线QE在玻璃砖内传播的速度为：v=传播的距离为：QE=光线从Q点传播到E点所用的时间：t=（2）解：若使光线PQ向左平移距离x，折射光线Q'E在ΔQ'联立解得：x=【解析】【分析】（1）利用几何关系可以求出折射的大小；结合折射定律可以求出折射率的大小；结合光传播的路程和速度可以求出传播的时间；

（2）利用全反射结合正弦定理可以求出距离的大小。14．【答案】解：由振动图像得质点振动周期T=0.若波由A向B传播，B点比A点晚振动的时间Δt=nT+3所以A、B间的距离为Δs=vΔt=λ则波长为λ=4Δs因为λ>2m，所以n=0当n=0时，λ1=16当n=1时，λ2=16若波由B向A传播，A点比B点晚振动的时间Δt所以A、B间的距离为Δs则波长为λ因为λ>2m，所以n=0当n=0时，λ'1=16m当n=1时，λ'2【解析】【分析】由图像得到该波的周期，根据同一时刻AB两质点的振动状态，得到AB间的距离与波长的关系，考虑波的可重复性，结合波长大于2m的限定，得到波长的可能值，再由波速公式v=λ15．【答案】（1）解：由图2可知，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为E=金属棒在弧形轨道上滑行过程中，产生的焦耳热为Q金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据机械能守恒定律有mg金属棒在水平轨道上滑行的过程中，产生的焦耳热为Q2，根据能量守恒定