精品解析：天津市第九十五中学益中学校2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理试题

物理人教版（2019）选择性必修第三册天津市第九十五中学益中 学校高二第二次考试物理试卷 一、单项选择题（每小题5分共25分） 1. 下列现象能说明光是横波是（　　） A. 水中气泡因全反射显得明亮 B. 肥皂膜因干涉呈现彩色条纹 C. 利用光的偏振呈现立体影像 D. 单色光因单缝衍射产生条纹 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同现象，不能因此确定光是横波还是纵波，故A错误； BD．干涉和衍射是所有波的特性，不能因此确定是横波还是纵波，根据光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性，故BD错误； C．光的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直，即说明光是横波，故C正确。 故选C。 2. 《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　） A. a光的频率小于b光的频率 B. 在同种介质中，a光传播速度小于b光传播速度 C. a光和b光照射相同的单缝，a光的衍射现象更明显 D. a光和b光做相同的双缝干涉实验，a光的条纹间距更大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，a光的折射角更小，根据，则a光折射率大于b光折射率，同时a光的频率大于b光的频率，故A错误； B．a光折射率大，根据；可知在同种介质中，a光传播速度小于b光传播速度，B正确； C．根据，可知光的频率大，则波长小，a光波长小于b光波长，发生衍射现象的条件是障碍物尺寸远远小于波长，故b光的衍射现象更明显，故C错误； D．a光波长小于b光波长，在双缝干涉实验中，条纹间距，可知b光条纹间距更大，故D错误。 故选B。 3. 一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a､b两处的质点振动图象如图中a､b所示，则（　　） A. 该波的振幅可能是20cm B. 该波的波长可能是8.4m C. 该波的波速可能是10.5m/s D. 该波由a传播到b可能历时7s 【答案】D 【解析】 【分析】根据振动图象读出质点的振幅，即为该波的振幅。由图读出同一时刻a、b两质点的位置和速度方向，结合波形分析质点间的距离与波长的关系，得到波长的通项，再求解波长的特殊值，求出波速的通项，求解波速的特殊值。 【详解】A．由图读出，该波的振幅为A=10cm。故A错误； B．由图看出，在t=0时刻，质点b经过平衡位置向上运动，质点a位于波谷，波由a向b传播，结合波形得到：a、b间距离与波长的关系为 得到波长为 当，则 解得，n不是整数。故B错误； C．波速为 当，得 4n+3=1 解得 N负数。故C错误； D．该波由a传播到b的时间为 由于n=1时，t等于7s，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，实线是沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是，则下列说法正确的是（　　） A. 这列波的波长是 B. 这列波周期是 C. 这列波可能是沿轴正方向传播的 D. 时，处的质点速度沿轴负方向 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据图像可得波长，故A错误； B．因为，所以周期 故B错误； C．经过即经过，只看经过的振动情况即可，根据波形的平移法可得知，该波沿轴负方向传播，故C错误； D．由于该波向左传播，所以根据振动和波动关系可知时刻，处的质点的速度沿轴负方向，故D正确。 故选D。 5. 2022年3月23日，王亚平在“天宫课堂”中，将挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。如图甲所示，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图乙。下列说法正确的是（　　） A. 能总体反映该表面层的水分子之间相互作用的是乙图中的B位置 B. “水桥”表面层水分子间的分子势能与其内部水分子相比偏小 C. 王亚平把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”的过程水的分子力做负功 D. 王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程水分子间的作用力与分子间的距离的关系与乙图的A到B过程相对应 【答案】C 【解析】 【详解】A．在“水桥”内部，分子间的距离在r0左右，分子力约为零，而在“水桥”表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引，从而使“水桥”表面绷紧，所以能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是C位置，故A错误； BC．分子间距离从r0左右增大到大于r0的过程中，分子力表现为引力，做负功，则分子势能减小，所以“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水相比偏大，故B错误，C正确； D．王亚平放开双手两板吸引到一起，分子间作用力为引力，该过程水分子间的作用力与分子间的距离的关系与乙图的BC到过程相对应，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（每小题5分共15分） 6. 根据分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，氧气分子在0℃和100℃温度下分子运动速率分布图像如图，下列说法正确的是（　　） A. 温度升高时，所有分子的速率都增大 B. 不论温度有多高，速率很大和很小的分子总是少数分子 C. 温度升高时，分子的平均动能增加 D. 温度升高，曲线峰值向左移动 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．温度升高时，分子的平均动能增加，但不是所有分子的速率都增大，故A错误，C正确； B．根据分子运动的特点，不论温度有多高，速率很大和很小的分子总是少数分子，故B正确； D．从图中可以看出，温度升高，曲线峰值向右移动，故D错误。 故选BC。 7. 下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（　　） A. 输出电压与输入电压相等 B. 输出功率大于输入功率 C. 若用户接入的用电器增多，则R功率降低 D. 若用户接入的用电器增多，则输出功率增大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由于输电过程中电阻R要产生热量，会损失功率和损失电压，所以输出功率大于输入功率；输出电压大于输入电压，故A错误，B正确； C．由于输入电压不变，所以变压器的输出变压不变，随着用户接入的用电器增多，导致用户端的总电阻变小，将与用户看成一等效电阻，则等效电阻阻值变小，根据欧姆定律可知，中间输电电路的电流增大，根据 可知R功率增大，故C错误； D．用户接入电路的用电器越多，用电器消耗的总功率增大，即输出功率增大，故D正确。 故选BD。 8. 在均匀介质中，位于坐标原点的波源从时刻开始沿y轴做简谐运动，形成沿x轴传播的简谐横波，时的波形如图所示，此刻平衡位置在x=2.5m处的质点刚开始振动，则下列说法正确的有（　　） A. 在这种介质中波速 B. 处质点时位于波谷 C. 波源的位移表达式为 D. 经过半个周期处的质点向左迁移半个波长 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图中可知时，波传播的距离为x=2.5m，故波的速度为 故A错误； B．由图可知该波的波长为，所以波的周期为 波传播到需要的时间 由图可知该波的起振方向向下，该波振动了0.1s，即，所以位于波谷，故B正确； C．根据图像可知该波的振动方程为 故C正确； D．质点只是上下振动，不随波左右移动，故D错误。 故选BC。 三、实验题（每空2分共12分） 9. 如图所示，某同学做“用单摆测重力加速度”实验 （1）正确测量摆长完成后，在测量周期时，摆球振动过程中固定摆线的悬点处出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （2）实验时改变摆长正确测出几组摆长L和对应的周期T的数据，作出图像，如图2所示。利用A、B两点的坐标可求得重力加速度g，请写出重力加速度g的表达式______。 （3）本实验用图2计算重力加速度，是否可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差？______。 【答案】（1）偏小 （2） （3）可以 【解析】 【小问1详解】 根据 可得 正确测量摆长完成后，在测量周期时，摆球振动过程中固定摆线的悬点处出现松动，摆长略微变长，而计算时仍用原来的摆长计算，则这将会导致所测重力加速度的数值偏小。 【小问2详解】 根据 可知图像斜率 解得 【小问3详解】 通过前面的分析可知，若摆球质量分布不均匀，L-T2图像的斜率仍保持不变，所以可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差。 10. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲，并在入射光线AO上插上大头针、，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 （1）确定位置的方法正确的是______； A. 透过玻璃砖，挡住的像 B. 先插上大头针，在靠近玻璃砖一侧挡住的位置 C. 透过玻璃砖观察，使挡住、的像 （2）经过多次测量作出（为光线AO对应的折射角）的图像如图乙，玻璃砖的折射率为______（保留三位有效数字） （3）若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则测出来的折射率______（填“偏大”、“偏小”或“不变”） 【答案】（1）C （2）1.50 （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 确定位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使挡住、的像。 故选C。 【小问2详解】 因 即 则图像的斜率等于折射率，即 小问3详解】 若P4位置画的偏左，则P3P4的连线与bb'交点偏右，导致折射角偏大，折射率偏小。 四、计算题（共48分） 11. 如图所示，一不可伸长的轻绳上端固定，下端系在单匝匀质正方形金属框上边中点O处，框处于静止状态。一个三角形区域的顶点与O点重合，框的下边完全处在该区域中。三角形区域内加有随时间变化的匀强磁场，磁感应强度大小B与时间t的关系为B = kt（k > 0的常数），磁场与框平面垂直，框的面积为框内磁场区域面积的2倍，金属框质量为m，电阻为R，边长为l，重力加速度g，求： （1）金属框中的感应电动势大小E； （2）金属框开始向上运动的时刻t0； 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有 （2）由图可知线框受到的安培力为 当线框开始向上运动时有 mg = FA 解得 12. 如图所示，水平地面上固定有高为h的平台，台面上有固定的光滑四分之一圆弧坡道，坡道顶端距台面也为h，坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生弹性正碰，B沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）小球A刚滑至水平台面的速度； （2）A、B两球的质量之比。 （3）A球落地点与飞出点的水平距离。 【答案】（1） （2）（3） 【解析】 【详解】（1）小球A下滑过程中，由动能定理可得 解得小球A刚滑至水平台面的速度为 （2）A、B两球发生弹性碰撞过程，系统满足动量守恒和机械能守恒，则有 解得碰撞后A、B的速度分别为 ， 由题意可知，B做平抛运动过程有 ， 解得 联立可得A、B两球的质量之比为 （3）由 可知A球碰后先向左返回圆弧坡道再以速度大小为做平抛运动，则A球落地点与飞出点的水平距离为 13. 科学研究中可以用电场和磁场实现电信号放大，某信号放大装置示意如图，其主要由阴极、中间电极（电极1，电极2，…，电极n）和阳极构成，该装置处于匀强磁场中，各相邻电极存在电势差。由阴极发射的电子射入电极1，激发出更多的电子射入电极2，依此类推，电子数逐级增加，最终被阳极收集，实现电信号放大。图中所有中间电极均沿x轴放置在平面内，磁场平行于z轴，磁感应强度的大小为B。已知电子质量为m，电荷量为e。忽略电子间的相互作用力，不计重力。若电极间电势差很小可忽略，从电极1上O点激发出多个电子，它们的初速度大小为v，方向与y轴的正方向夹角均为，其中电子a、b的初速度分别处于xOy、yOz平面的第一象限内，并都能运动到电极2。 （1）试判断磁场方向； （2）分别求出a和b到达电极2所用的时间和； （3）分别求出a和b到达电极2的位置坐标； 【答案】（1）沿z轴负方向；（2）；；（3）电子a的位置坐标(，0,0)；电子b的位置坐标(，0, ) 【解析】 【详解】（1）根据左手定则可知，磁场的方向沿z轴负方向； （2）电子在磁场中运动的周期 则电子a的运动时间 电子b的运动时间 （3）电子a运动的轨道半径 到达电极2的位置坐标 电子b一方面沿x轴方向做圆周运动，另一方向沿z轴方向做匀速直线运动，则到达电极2时 电子a的位置坐标(，0,0)；电子b的位置坐标(，0, ) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理人教版（2019）选择性必修第三册天津市第九十五中学益中 学校高二第二次考试物理试卷 一、单项选择题（每小题5分共25分） 1. 下列现象能说明光是横波的是（　　） A. 水中气泡因全反射显得明亮 B. 肥皂膜因干涉呈现彩色条纹 C. 利用光偏振呈现立体影像 D. 单色光因单缝衍射产生条纹 2. 《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　） A. a光的频率小于b光的频率 B. 在同种介质中，a光传播速度小于b光传播速度 C. a光和b光照射相同的单缝，a光的衍射现象更明显 D. a光和b光做相同的双缝干涉实验，a光的条纹间距更大 3. 一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a､b两处的质点振动图象如图中a､b所示，则（　　） A. 该波的振幅可能是20cm B. 该波的波长可能是8.4m C. 该波的波速可能是10.5m/s D. 该波由a传播到b可能历时7s 4. 如图所示，实线是沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是，则下列说法正确的是（　　） A. 这列波的波长是 B. 这列波的周期是 C. 这列波可能是沿轴正方向传播 D. 时，处的质点速度沿轴负方向 5. 2022年3月23日，王亚平在“天宫课堂”中，将挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。如图甲所示，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图乙。下列说法正确的是（　　） A. 能总体反映该表面层的水分子之间相互作用的是乙图中的B位置 B. “水桥”表面层水分子间的分子势能与其内部水分子相比偏小 C. 王亚平把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”过程水的分子力做负功 D. 王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程水分子间的作用力与分子间的距离的关系与乙图的A到B过程相对应 二、多项选择题（每小题5分共15分） 6. 根据分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，氧气分子在0℃和100℃温度下分子运动速率分布图像如图，下列说法正确的是（　　） A. 温度升高时，所有分子的速率都增大 B. 不论温度有多高，速率很大和很小的分子总是少数分子 C. 温度升高时，分子的平均动能增加 D. 温度升高，曲线峰值向左移动 7. 下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（　　） A. 输出电压与输入电压相等 B 输出功率大于输入功率 C. 若用户接入的用电器增多，则R功率降低 D. 若用户接入的用电器增多，则输出功率增大 8. 在均匀介质中，位于坐标原点的波源从时刻开始沿y轴做简谐运动，形成沿x轴传播的简谐横波，时的波形如图所示，此刻平衡位置在x=2.5m处的质点刚开始振动，则下列说法正确的有（　　） A. 在这种介质中波速 B. 处质点在时位于波谷 C. 波源的位移表达式为 D. 经过半个周期处质点向左迁移半个波长 三、实验题（每空2分共12分） 9. 如图所示，某同学做“用单摆测重力加速度”实验 （1）正确测量摆长完成后，在测量周期时，摆球振动过程中固定摆线的悬点处出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （2）实验时改变摆长正确测出几组摆长L和对应的周期T的数据，作出图像，如图2所示。利用A、B两点的坐标可求得重力加速度g，请写出重力加速度g的表达式______。 （3）本实验用图2计算重力加速度，是否可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差？______。 10. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲，并在入射光线AO上插上大头针、，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 （1）确定位置的方法正确的是______； A. 透过玻璃砖，挡住的像 B. 先插上大头针，在靠近玻璃砖一侧挡住的位置 C. 透过玻璃砖观察，使挡住、的像 （2）经过多次测量作出（为光线AO对应的折射角）的图像如图乙，玻璃砖的折射率为______（保留三位有效数字） （3）若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则测出来的折射率______（填“偏大”、“偏小”或“不变”） 四、计算题（共48分） 11. 如图所示，一不可伸长的轻绳上端固定，下端系在单匝匀质正方形金属框上边中点O处，框处于静止状态。一个三角形区域的顶点与O点重合，框的下边完全处在该区域中。三角形区域内加有随时间变化的匀强磁场，磁感应强度大小B与时间t的关系为B = kt（k > 0的常数），磁场与框平面垂直，框的面积为框内磁场区域面积的2倍，金属框质量为m，电阻为R，边长为l，重力加速度g，求： （1）金属框中的感应电动势大小E； （2）金属框开始向上运动的时刻t0； 12. 如图所示，水平地面上固定有高为h的平台，台面上有固定的光滑四分之一圆弧坡道，坡道顶端距台面也为h，坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生弹性正碰，B沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）小球A刚滑至水平台面的速度； （2）A、B两球的质量之比。 （3）A球落地点与飞出点的水平距离。 13. 科学研究中可以用电场和磁场实现电信号放大，某信号放大装置示意如图，其主要由阴极、中间电极（电极1，电极2，…，电极n）和阳极构成，该装置处于匀强磁场中，各相邻电极存在电势差。由阴极发射的电子射入电极1，激发出更多的电子射入电极2，依此类推，电子数逐级增加，最终被阳极收集，实现电信号放大。图中所有中间电极均沿x轴放置在平面内，磁场平行于z轴，磁感应强度的大小为B。已知电子质量为m，电荷量为e。忽略电子间的相互作用力，不计重力。若电极间电势差很小可忽略，从电极1上O点激发出多个电子，它们的初速度大小为v，方向与y轴的正方向夹角均为，其中电子a、b的初速度分别处于xOy、yOz平面的第一象限内，并都能运动到电极2。 （1）试判断磁场方向； （2）分别求出a和b到达电极2所用的时间和； （3）分别求出a和b到达电极2的位置坐标； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $