广东省广州市第二名校教育集团2023-2024学年高二下学期期中考物理试题（含答案）

广东省广州市第二名校教育集团（南沙天元、增城应元、黄埔开元）2023-2024学年高二下学期期中考物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单选题(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，只有一项是符合题目要求的。1．对下列四幅图的描述正确的是（）A．甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动B．乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔30s的位置连线，连线就是炭粒运动的轨迹C．丙图中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间同时存在引力和斥力D．丁图是气体分子的速率分布图像，由图可知T1>T22．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意如图所示，以下说法正确的是（）A．蓝牙通信的电磁波是可见光B．在同种介质中，蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短C．两束蓝牙通信的电磁波在任何情况下都不会发生干涉D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度小于光速3．关于下列四幅图的说法中，正确的是（）A．图甲中C摆开始振动后，A，B，D三个摆中B摆的振幅最大B．图乙为两列水波产生的干涉图样，这两列水波的频率可以不同C．图丙是波的衍射现象，左图的衍射更明显D．图丁是声波的多普勒效应，该现象说明，当观察者与声源相互靠近时，他听到的声音频率变低了4．如图，滑块在M、N两点之间做简谐运动，其平衡位置为O点。已知M、N相距30cm。从滑块经过O点时开始计时，经过0.3s首次到达A． B．C． D．5．呼吸机是治疗新冠肺炎的重要设备，其核心元件为呼吸机马达（即电动机）。图为某品牌呼吸机马达的技术参数，用图示交流电源通过理想变压器给马达供电，使其正常工作。则（）A．马达内线圈的电阻为120ΩB．马达正常工作时理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶6C．该交流电源的电压有效值为311VD．该交流电源每秒内电流方向变化50次6．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（）A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面垂直B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为0.25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为57．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4，升压、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入两个理想交流互感器，图中甲、乙均为理想电表。则下列说法正确的是（）A．甲为电流表，乙为电压表B．若电压互感器的读数为220V，电流互感器的读数为5A，则输送功率为1100WC．若保持发电机输出电压U1一定，仅增加工作的小灯泡，则U3将增大D．若保持发电机输出电压U1和小灯泡数量不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增加二、多选题(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，有选错的得0分。8．以下四幅图片中，图甲是光的衍射图样，图乙是双缝干涉示意图，图丙是一束复色光进入水珠后传播的示意图，图丁是自然光通过偏振片M、N的实验结果，右边是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化。下列说法中正确的是（）A．图甲中，中央条纹特别宽特别亮，两侧的亮纹比较窄比较暗B．图乙中，若只增大屏到挡板问距离，两相邻亮条纹间距离将减小C．图丙中，a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度D．图丁中，这种现象表明光波是横波9．如图甲所示，轻质弹簧下端挂一质量为m的小球并处于静止状态。现将小球竖直向上推动距离A后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向开始做简谐振动，弹簧弹力与小球运动时间的关系如图乙所示（选竖直向上为正方向），重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球做简谐运动的周期为2B．小球在0~tC．小球的最大加速度为2gD．弹簧的最大弹性势能为2mgA10．下图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙所示情形，图丙为某时刻两列超声波的波形图，P、Q为波源，该时刻P、Q波源产生的波形分别传到了点M（-1.5cm，0）和点N（0.5cm，0），已知声波传播的速度为340m/s，LC振荡回路的振荡周期为T=2πLCA．该超声波悬浮仪是利用干涉原理，且发出的超声波信号频率为340HzB．两列波叠加稳定后，波源P、Q之间小水珠共有9个悬浮点C．小水珠在悬浮状态点所受声波压力的合力竖直向下D．要悬浮仪中的节点个数增加，可增大平行板电容器C极板间距离三、非选择题(本题共5小题，共54分，考生根据要求作答。11．用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”：（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径d为cm。（2）实验时，摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为。（3）实验中用米尺测得摆线长为L，则当地的重力加速度g=（用测得物理量的符号表示）。12．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。（1）下列说法正确的有____；A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”C．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量D．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路（2）李辉同学正确组装变压器后，把12.0V的学生交流电源接到原线圈“2”“8”接线柱，副线圈接线“0”“1”接线柱，如图所示，在确认电路连接无误的情况下，接在副线圈两端的交流电压表的实际读数可能是____；A．12V B．6V C．3V D．1.5V（3）实验时，小沈听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是____；A．“嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出的B．“嗡嗡”声来自变压器开始正常工作后，铁芯中电流流动的声音C．交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声D．若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，也能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验（4）如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的输出端，副线圈接小灯泡。实验中发现，在所有连接都完好的情况下，电路接通后，灯泡始终不亮，但却在电路接通或断开的瞬间，灯泡会闪亮一下，原因是。（5）“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，如图丙所示，原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡，将副线圈导线一匝一匝地退出铁芯，边退边观察小灯泡的发光情况，观察到的现象是灯泡慢慢变暗，由此能得出的结论是。13．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示，此时波恰好传到质点P，质点P做简谐运动的图像如图乙所示，质点Q的平衡位置为xQ=1m。求：（1）该简谐横波的传播速度大小v；（2）从t=0开始到质点Q到达波峰所需的最短时间tmin14．图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为9×105km，折射率为233，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为3×10（1）为使光线能在玻璃丝内发生全反射，光线在端面AB上的入射角的正弦值应满足什么条件？（2）求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。15．间距为L=0.5m的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定放置在同一水平面内，两导轨间存在大小为B=1T、方向垂直导轨平面的匀强磁场，导轨左端串接一阻值为R=1Ω的定值电阻，导体棒垂直于导轨放在导轨上，如图所示。当水平圆盘匀速转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动，T形支架进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动，以水平向右为正方向，其位移x，速度v，加速度a与运动时间t的关系分别为x=−0.5cos(2t)，（1）导体棒做简谐运动的周期及在0∼π（2）在0∼π（3）在0∼π（4）当T形支架对导体棒的作用力为0时，导体棒的速度。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明色素分子在做热运动，A正确；

B、记录的是每隔30s的碳粒的位置连线，说明分子在做无规则的热运动，但连线不是碳粒的运动轨迹，B错误；

C、压紧的铅块能吊住重物，说明分子间存在引力，不能说明存在斥力，C错误；

D、由图可知，温度越高气体分子速率大的占比也越大，则应为：T1＜T2，D错误；

故答案为：A

【分析】A为扩散现象；B是30s时间间隔初末位置的连线，不是30s内分子运动的轨迹；C丙图只能说明分子之间存在引力；D温度越高气体分子速率大的数目多占比大，从而确定T1＜T2。2．【答案】B【解析】【解答】A、蓝牙通信的电磁波是无线电波，不是可见光，故A错误；

B、在同种介质中，蓝牙通信与手机通信的电磁波传播速度相等，但蓝牙通信的电磁波频率高于手机通信的电磁波频率，所以蓝牙通信的波长比手机通信的电磁波波长短，故B正确；

C、两束蓝牙通信的电磁波若频率相同，相位差恒定，就会发生干涉，故C错误；

D、蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度等于光速，故D错误。

故答案为：B。

【分析】在同种介质中电磁波传播速度相等。电磁波在真空中的传播速度等于光速。电磁波是无线电波。熟练掌握产生干涉的条件。3．【答案】C【解析】【解答】A.由单摆周期T=2πl故答案为：C

【分析】利用固有频率和驱动频率相近时其振幅最大；干涉现象的产生两列波的频率必须相同；利用多普勒效应可以判别声音频率的变化。4．【答案】C【解析】【解答】由题意可知，滑块做简谐运动的振幅为

A=xMN2=15cm

从小球经过O点时开始计时，经过0.3s首次到达M点，若t=0时刻小球经过O点时的速度方向向右，为正方向，则有

Δt=0.3s=34T

可得周期为

T=0.4s

若t=0时刻小球经过O点时的速度方向向左，为负方向，则有5．【答案】B【解析】【解答】A、根据欧姆定律有R=但马达是非纯电阻元件，不能用欧姆定律求解器阻值，所以其内阻不是120Ω，故A错误；

B、理想变压器的原副线圈匝数之比等于交流电源的电压有效值与供电电压之比，即n故B正确；

C、交流电源电压的有效值应为220V，故C错误；

D、正弦交流电每个周期内电流方向变化2次，该交流电的周期为0.02s，1s内包含50个周期，所以该交流电每秒内电流方向变化100次，故D错误。

故答案为：B。

【分析】电动机为非纯电阻元件，不能用欧姆定律求解器阻值。根据交变电流规律确定交流电输出电压的有效值及周期。再根据理想变压器原副线圈匝数比与电压的关系几何交流电的规律进行分析解答。6．【答案】D【解析】【解答】A、线圈位于中性面时，磁通量最大，电动势为零，两次t＝0时刻线圈平面均处于中性面，故A错误；

B、转速之比等于周期的反比，故该比值为3∶2，故B错误；

C、频率为周期的倒数，a的周期为0.04s，频率为25Hz，故C错误；

D、正弦式交变电流的电动势的有效值为

E=Em2=NBSω2

由图乙可得

Ea=152V

根据

ω=2πT

7．【答案】D【解析】【解答】A、电压互感器并联接在高压电路中，即电表甲为电压表；电流互感器串联在交流电路中，即电表乙为电流表，故A错误；

B、电压互感器和电流互感器的读数并不等于升压变压器副线圈两端电压和输电电流，需要根据互感器原、副线圈匝数比才能计算出输送功率，所以输送功率不等于1100W，故B错误；

C、U1不变，则升压变压器副线圈电压U2不变，设此时输电线上的电流为I，降压变压器的匝数比为1k，则降压变压器的电流为KI，设输电线电阻为r，用户端总电阻为R，根据能量守恒定律及理想变压器规律有

U2I=I2r+kI2R

整理得

I=U2r+k2R

增加工作的小灯泡，用户端总电阻减小，则输电线上的电流减小，则根据串联电路规律及欧姆定律有

U3=U2-Ir

则U8．【答案】A,C,D【解析】【解答】A、图甲中，单色光的衍射图样，单缝衍射条纹分布不均匀，中央条纹最宽、最亮，故A正确；

B、根据

Δx=ldλ

图乙中，若只增大屏到挡板间距离l，两相邻亮条纹间距离将增大，故B错误；

C、根据折射率和光的传播速度之间的关系

v=cn

可知，折射率越大，传播速度越小，从图中可以看出，b光线在水中偏折得厉害，即b的折射率大于a的折射率，则a在水中的传播速度大于b的传播速度，故C正确；

9．【答案】A,C【解析】【解答】A、分析乙图可知小球从上方的最大位移处到下方的最大位移处用时为t0，所以小球做简谐运动的周期为2t0，故A正确；

B、因为小球从上方最大位移处运动四分之一周期，振动路程为A，在0~t04时间内，且速度逐渐增加，故小球在0~t04时间内下降的高度小于A2，故B错误；

C、在下方最大位移处，小球受到向上的最大弹力为3mg，则

10．【答案】B,D【解析】【解答】A、由丙图可知超声波的波长λ=1超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为f=代入数据得f=3.4×故A错误；

B、波源P、Q振动步调相反，当波程差为波长的整数倍时，该点是振动减弱点，设波源P、Q之间某一点坐标为x，悬浮点为振动减弱点，满足|(2-x)-[x-(-2.5)]|=|2x+0.5|=nλ（n解得x=±0.25，±0.75，±1.25，±1.75，-2.25故两列波叠加稳定后，波源P、Q之间小水珠共有9个悬浮点，故B正确；

C、小水珠同时受到重力及声波压力，由平衡条件可知，小水珠在悬浮状态点所受声波压力的合力竖直向上，故C错误；

D、拔出图乙线圈中的铁芯，LC振荡回路的振荡周期减小，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，故D正确。

故答案为：BD。

【分析】根据图像确定超声波的波长，再根据波速公式确定波的频率。根据题意及波形图确定两波源的起振方向。再根据振动步调关系，由题意可知悬浮点为振动减弱点，结合波源之间的距离与波长的关系确定悬浮点的个数。根据LC振荡电路特点确定有无铁芯对声波的周期和波长的影响，继而确定节点数的变化情况11．【答案】（1）1.87（2）2（3）π【解析】【解答】（1）摆球的直径为

d=18mm+7×0.1mm=18.7mm=1.87cm

（2）单摆一周期经过两次平衡位置，由图可知，该单摆的周期为

T=2t0

12．【答案】（1）B；C（2）D（3）C（4）变压器的初级连接的是学生电源的“直流”（5）级电压随次级匝数减小而减小【解析】【解答】（1）A、为确保实验安全，实验中要求副线圈匝数小于原线圈匝数，使得次级电压较小，故A错误；

B、变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”测量，故B正确；

C、测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，防止烧坏电压表，故C正确；

D、虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样可减小实验误差，避免发生危险，故D错误。

故答案为：BC。

（2）把12V的学生交流电源接到原线圈“2”“8”接线柱（相当于600匝），副线圈接线“0”“1”接线柱（相当于100匝），则有

n1n2=6

若变压器为理想变压器，则副线圈电压为

U2=n2n1U1=2V

由于实际使用中，变压器有漏磁等影响，读数小于2V。13．【答案】（1）根据题图甲可知，该简谐横波的波长λ=6m根据题图乙可知，质点P做简谐运动的周期T=2s该简谐横波的传播速度大小v=解得v=3m（2）设t=0时刻距离质点Q左端最近的波峰为M点，根据周期性可知，M点的平衡位置为x从t=0开始到质点Q到达波峰所需的最短时间t解得t【解析】【分析】（1）根据图甲、乙确定该波的波长及质点振动的周期，再根据波速、波长及周期公式进行解答；

（2）将0s时刻的波形图向左延伸补充至Q左端出现第一个波峰。根据波长关系确定该波峰质点M的平衡位置。再根据波的平移，结合MQ的距离和波速的大小，确定质点Q到达波峰所需的最短时间。14．【答案】（1）设入射角为i折射角r，光线到达上界面的入射角为α，全反射临界角为C，由折射定律n=sin由几何关系r+α=90②即sinr=当α≥C时发生全反射，又因为sinC=1n④联立①②③④⑤解得sini≤sin（2）当折射光线发生全反射后，光在介质中传播的速度n=c在介质中传播的距离为L'α越小sinα也越小，α最小等于临界角C时光在介质中传播最长的距离Lm=L所以最长时间t=L【解析】【分析】（1）光束在入射点发生折射，当到达光纤上界面时发生全反射，根据对称性可知，光线到达光纤下界面