江西省赣州市十八县（市）24校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题（含答案）

江西省赣州市十八县（市）24校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二总分评分一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．医学上用“彩超”进行身体检查时，向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血液反射后又被仪器接收，根据接收到的反射波的频率变化，就能知道血流的速度。该技术重点应用了（）A．共振 B．多普勒效应 C．干涉 D．衍射2．中国第39次南极科学考察队在南极工作时观看到美丽的极光。极光是来自太阳的高能带电粒子与大气分子剧烈碰撞或摩擦而激发大气分子发出的各种颜色的光。如图所示，假设南极观测点附近的磁场方向竖直向上，一带正电的粒子从左向右运动，则粒子此时受到的洛伦兹力的方向（）A．向左 B．向右 C．向里 D．向外3．“舞龙贺新春”巡游活动中，“龙”上下摆动形成的波可看作沿x轴正方向传播的简谐波，某时刻的波形图如图所示，A、B、C、D为波形上的四点，下列说法正确的是（）A．此刻B、C振动的方向相同B．B，C平衡位置间的距离为波长的一半C．A、B能同时回到平衡位置D．B的振动比D滞后半个周期4．光刻机是生产芯片的核心设备，浸没式光刻技术是在镜头与光刻胶之间填充液体介质，利用光在液体介质中的波长会改变这一特性来提高分辨率。如图所示，若镜头与光刻胶之间填充的液体介质的折射率为43A．光在液体介质中的传播速度变为在真空（空气）中的43B．光在液体介质中的频率变为在真空（空气）中的3C．光在液体介质中的波长变为在真空（空气）中的3D．光在液体介质中比在真空（空气）中更容易发生衍射5．如图甲所示，一水平弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点间做简谐运动，以向右为x轴正方向，振子的振动图像如图乙所示，已知弹簧的劲度系数为40N/m，下列说法正确的是（）甲乙A．t=0.4s时振子的速度与B．振子在0~0.C．t1=1.0sD．振子从任意位置开始，随后0.6s6．如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入三张纸片，从而在两玻璃表面间形成劈形空气薄膜，当红光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，下列说法正确的是（）A．该现象是光的衍射现象B．若将红光改为蓝光，则条纹间距变宽C．若再夹入一张纸片，则条纹间距变宽D．若上方玻璃为标准玻璃，看到某处条纹向左侧弯曲，则下方平板玻璃对应处有凹陷7．如图所示，某空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场（图中未画出），一质量为m的带负电粒子恰能以速度v沿图中虚线所示轨迹做直线运动，粒子的运动轨迹与水平方向的夹角为30°，匀强电场的电场强度大小为E，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A．匀强磁场的方向垂直纸面向里B．匀强磁场的磁感应强度大小为EC．粒子的电荷量为mgD．若粒子运动过程中，磁场突然消失，则粒子可能做匀减速直线运动8．明代方以智在《物理小识》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色……”这描述的是光的色散现象。如图所示，一宝石的横截面为半圆，MN是其直径，P是圆弧上的一点。在横截面所在的平面，一束光自P点射入宝石，折射为a、b两束单色光。下列说法正确的是（）A．宝石对b光的折射率比对a光的折射率大B．a光的频率比b光的频率大C．在宝石中，a光的传播速度比b光的传播速度小D．在真空中，a光的波长比b光的波长长9．2023年12月在我国甘肃临夏州积石山县发生了6.2级地震，地震局记录了该次地震的情况。假设地震中的一组简谐横波在t=0．4s时刻的波形如图单所示，M是此波上的一个质点，其平衡位置为x=1．5km，质点M的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（）甲乙A．该列波沿x轴正方向传播B．质点M在0~2sC．该列波的传播速度为3．75km/sD．质点M在t=0．8s时运动到了x=3．0km处10．2024年我国将加速稳步推进载人登月，未来中国航天员将登上月球。假设航天员分别在地球和月球上用同一装置对同一单摆做受迫振动实验，得到的共振曲线如图所示，图中f2=kf1（A．该单摆在地球上自由摆动的频率为fB．实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为kC．月球表面的重力加速度大小为gD．地球和月球的平均密度之比大于k二、非选择题：本题共5小题，共54分11．“春分”学习小组的同学用一横截面为半圆的透明玻璃砖来测定玻璃的折射率。同学们经过讨论设计的实验装置如图所示。（1）将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系xOy的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点（坐标原点）和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置；用激光器发出的激光从玻璃砖外壁始终指向O点射入玻璃砖，从y轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。此时没有激光射至挡板上y<0区域的原因是．（2）取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L和玻璃砖的直径D，则玻璃砖的折射率n=（用L和D表示）。（3）实验小组的同学后来发现实验过程中使用的刻度尺有瑕疵，实验用尺（由于经历过高温）比标准刻度尺的尺度偏大，但实验用尺的刻度仍然是均匀的，由此测得玻璃砖的折射率将（填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”）。12．徐同学做“用单摆测定重力加速度”的实验，就地取材组装了几种实验装置。（1）下列最合理的装置是____。A． B．C． D．（2）徐同学用游标卡尺测量小球直径，示数如图甲所示，则摆球的直径d=mm。甲乙（3）徐同学用秒表记录单摆振动的周期，为了获得更准确的实验结果，实验中多次改变摆线长度，并测得对应的周期T，由于马虎，该同学误将摆线长度当成了摆长，作出的周期的平方一摆长（T2−l）图像如图乙所示，该图像的斜率为（填“1g”“4π2g”或“g413．某发光二极管由一种透明材料封装而成，为研究其光学属性，某同学找来一个用这种材料制成的半圆柱体，其横截面是半径为R的半圆，O是半圆的圆心，AB为水平直径。如图所示，单色光a以入射角θ=45°从A点射入半圆柱体，经AB折射后到达弧面上的D点，后从AB面上的B点射出，A、D两点间的距离为R，真空中的光速为c，求：（1）该材料对单色光a的折射率n；（2）单色光a通过半圆柱体的时间t。14．如图所示，afe、bcd为两条平行的金属导轨，导轨间距l=0．5m。ed间连入一电动势E=3V、内阻r=0．2Ω的电源，ab间放置一根长度也为0．5m的金属杆，金属杆与导轨接触良好、cf水平且abcf为矩形。空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），斜面abcf的倾角为θ时、金属杆在导轨上处于静止状态。金属杆的质量m=0.15kg、电阻R=0．8Ω，导轨及导线的电阻忽略不计，取重力加速度大小g=10m/s2，（1）若金属杆和导轨均光滑，求磁场的磁感应强度大小B1（2）若金属杆和导轨间的动摩擦因数μ=0．2，最大静摩擦力等于动摩擦力，求磁场的磁感应强度的最小值Bmin15．“波”字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述，水波可看成简谐横波。一列沿x轴负方向传播的水波在t=0时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到平衡位置为x1=1.0cm的P点，Q点是波上平衡位置为x2=6.求：（1）该列波的传播速度v；（2）质点Q的振动方程；（3）t=0时刻后，质点P和质点Q第三次位移相同的时刻tx

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】由题意可知，该仪器是测量反射波的频率变化；而波的干涉、波的衍射及共振都不会产生频率的变化；而多普勒效应中由于波源的移动而使接收到的频率变化；故该技术体现的是多普勒效应。

故答案为：A。

【分析】多普勒效应中由于波源的移动而使接收到的频率变化。熟悉掌握多普勒效应的原理及其在生活中的应用。2．【答案】D【解析】【解答】由左手定则可得，粒子受到的洛伦兹力的方向为向外。

故答案为：D。

【分析】根据题意确定粒子的电性，再根据左手定则确定粒子所受洛伦兹力的方向。3．【答案】A【解析】【解答】A、波沿x轴正方向传播，由上下坡法确定，此刻B、C都沿y轴正方向振动，振动的方向相同，故A正确；

B、由图可知，B、D两点的速度、位移总是大小相等，方向相反，因此B、D的平衡位置相差半个波长，所以B、C平衡位置间的距离小于波长的一半，故B错误；

C、此刻A沿y轴负方向振动，B沿y轴正方向振动，两点的位移相同，因此A先回到平衡位置，故C错误；

D、B、D平衡位置相差半个波长，波沿x轴正方向传播，因此D的振动比B滞后半个周期，故D错误。

故答案为：A。

【分析】根据波的传播方向结合“上下坡法”确定该时刻各质点的振动方向。距离相差半个波长的质点的速度、位移总是大小相等，方向相反，振动的滞后半个周期。越靠近平衡位置，质点振动的速度越大。4．【答案】C【解析】【解答】A、根据

n=cv

可得

v=34c

故A错误；

B、频率由光源决定，光由空气进入该液体中传播时，光波频率不变，故B错误；

C、加上液体时光刻胶的曝光波长为

λ=vf

不加液体时，有

c=λ0f

又

n=cv5．【答案】C【解析】【解答】A、x-t图像的斜率表示速度，根据图像可知t=0.4s时与t=1.0s时振子的速度大小不同，方向相同，故A错误；

B、根据图像乙可知振子在0~0.6s内的位移为-23cm，1.8s~2.4s内的位移为23cm，

v=xt

可知振子在06．【答案】D【解析】【解答】A、光线在劈形空气薄膜的上、下表面上反射，并产生干涉，从而形成干涉条纹，因此该现象是光的干涉现象，故A错误；

B、若将红光改为蓝光，蓝光的波长小于红光，由干涉条纹间距公式

Δx=ldλ

可知，则条纹间距变窄，故B错误；

C、若再夹入一张纸片，则在同一位置沿斜面的方向光程差的变化变大，则劈形空气薄膜的顶角增大，则条纹间距变窄，故C错误；

D、若上方玻璃为标准玻璃，看到某处条纹向左侧弯曲，则下方平板玻璃对应处有凹陷，故D正确。

7．【答案】B【解析】【解答】A、带负电粒子受到重力，电场力，洛伦兹力，三者平衡，因重力向下，电场力向右，所以洛伦兹力方向为左上方，根据左手定则可判断匀强磁场的方向垂直纸面向外，故A错误；

B、由平衡条件可知

qvBsin30°=Eq

解得

B=Evsin30°

故B正确；

C、由平衡条件可知

Eq=mgtan30°

解得

q=8．【答案】A,D【解析】【解答】ABD、由光路可知，光线b的偏折程度大于光线a，可知宝石对a光的折射率比对b光的折射率小，则a光的频率比b光的频率小，在真空中，a光的波长比b光的波长长，故AD正确，B错误；

C、根据

v=cn

可知，在宝石中a光的传播速度比b光的传播速度大，故C错误。

故答案为：AD。9．【答案】B,C【解析】【解答】A、根据波动图像以及M点的振动图像，t=0.4s时质点M在沿y轴正向振动，由同侧法可以知道波沿x轴负向传播，故A错误；

B、由图乙可知周期

T=0.8s

一个周期内质点通过的路程为振幅的4倍，所以0-2s内质点通过的路程为

s=20.8×4×20cm=200cm=2m

故B正确；

C、由图甲得波长为

λ=3km

波的传播速度为

v=λT=3.75km/s

故C正确；10．【答案】A,C【解析】【解答】A、根据单摆周期公式

T=2πLg

地球表面的重力加速度大于月球表面的重力加速度，故单摆在地球上的固有周期小，固有频率大，根据共振的特点及共振曲线可知，该单摆在地球上自由摆动的频率为f2。故A正确；

B、由A分析可知，该单摆在地球上自由摆动的频率为f2。单摆在月球上自由摆动的频率为f1。根据

T=1f，f2=kf1

可知单摆在地球上和月球上的固有周期之比为

T地T月=f1f2=1:k

故B错误；

C、根据单摆周期公式

T=2πLg，T=1f

可得

g=4π2Lf

又单摆在地球上自由摆动的频率为f2。单摆在月球上自由摆动的频率为f1，且

f2=kf1

联立解得11．【答案】（1）激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了全反射（2）D（3）不变【解析】【解答】（1）光束经玻璃砖折射后照在挡板上y<0的区域内，当入射角逐渐增大，折射光线消失的时候，就是光束在玻璃界面处发生了全反射。

（2）当恰好发生全反射时，有

n=sin90°sinθ=sin90°PQ12．【答案】（1）D（2）21.25（3）4π【解析】【解答】（1）为了减小误差，小球应选取质量大体积小即密度大的铁球，还需要保证摆动过程中摆线的长度不变，应选用细绳，且要保证摆动过程中摆点不发生移动固定，应采取铁夹夹住细丝线。

故答案为：D。

（2）该游标卡尺的有标尺为20分度，其精度0.05mm，摆球直径

d=21mm+5×0.05mm=21.25mm

（3）根据单摆周期公式

T=2πl+rg

可得

T2=4π2gl+413．【答案】（1）解：设单色光a从A点射入半圆柱体的折射角为r，根据几何关系可知r=30°根据折射定律有n=解得n=2（2）解：单色光a在材料中的传播速度v=单色光a在半圆柱体中通过的路程s=3R单色光a在半圆柱体中传播所用的时间t=解得t=3【解析】【分析】（1）根据几何关系确定光线在A点折射角的大小，再根据折射定律进行解答；

（2）根据几何关系确定光a在半圆柱体内的传播路程，再根据折射定律确定光a在半圆柱体内的传播速度，再根据速度与时间关系确定光a在半圆柱体内的传播时间。14．【答案】（1）解：对金属杆受力分析，金属杆受到的安培力用FAl表示，根据受力平衡有根据闭合电路欧姆定律有I=根据安培力公式有F解得B1（2）解：磁场的磁感应强度最小时，金属杆受到的安培力用FA2F导轨对金属杆的弹力N=金属杆受到的最大静摩擦力f=μN根据安培力公式有F解得Bmin【解析】【分析】（1）根据闭合电路的欧姆定律确定通过金属杆电流的大小，根据左手定则确定安培力的方向，金属杆在导轨上处于静止状态，即金属