精品解析：黑龙江省佳木斯市富锦市锦山镇锦山中学2023-2024学年高二下学期一调物理试卷

锦山中学2023-2024学年下学期一调考试 高二年级物理试卷 一、选择题（1-7题单项选择每题4分，8—10为多项选择，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的3分，有错选0分） 1. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在 B. 利用红外遥感技术可以寻找水源、监视森林火情 C. 医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒 D. 用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合较好，这里的“神灯”利用了X射线很强的贯穿力 2. 空调机使室内温度达到设定值时会自动停止工作。空调机实现这一自动控制功能用到的传感器是（　　） A. 压力传感器 B. 声音传感器 C. 温度传感器 D. 光传感器 3. 如图所示为一单摆摆角θ小于5度，现将单摆以摆角θ由静止释放的同时，将另一小球自旋点自由落体。若他们第一次到达最低点B经历的时间分别为t1和t2则下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 无法确定 4. 如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，分别从、点射出，下列说法中正确的是（　　） A. 从点射出的是红光 B. 两束光在半圆柱体玻璃中传播时间相等 C. 紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较大 D. 逐渐减小入射角i，红光先发生全反射 5. 如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.2s，b和c之间的距离是5m，则此列波的波长和波速应分别为（　　） A. 5m，12.5m/s B. 10m，12.5m/s C. 5m，15m/s D. 10m，15m/s 6. 一列简谐波沿x铀正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质点B的平衡位置在距坐标原点18cm处。t=0.04s质点A第一次回到平衡位置，则（　　） A. 该简谐波的频率为25Hz B. 从图示时刻起，质点A比质点B先回到平衡位置 C. 该波传播过程中遇到宽度为5m的障碍物能发生明显的衍射现象 D. 介质中平衡位置在处质点的振动方程为 7. 如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量随时间按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法正确的是（　　） A. 此交流发电机产生感应电动势的最大值为 B. 时刻，线圈处在中性面的位置 C. 1min内电阻R上产生的焦耳热为60J D. 线圈从图示位置转过过程中的电荷量为0.1C 8. 一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示，图乙是位于x=1m的质点N此后的振动图像，Q是位于x=10m处的质点。则下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴正方向传播，波源的起振方向向下 B. 在t=7s时，质点Q开始振动 C. 在t=12s时，质点Q的位置坐标为（10m，-8cm） D. 在5s~5.5s时间内，质点M的速度在增大，加速度在减小 9. 如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　） A. 从图示的时刻起经0.25s后，B处质点通过的路程为20cm B. 从图示的时刻起经0.25s后，A处质点的位移为0 C. 图示时刻C处质点正处在平衡位置且向波峰运动 D. 图示时刻A、B两处质点的竖直高度差为20cm 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电流表和电压表均为理想交流电表．已知交流电源电压瞬时值表达式为u=sin100πt（V）．下列说法中正确的是（　　） A. 电压表的示数为22V B. 通过滑动变阻器R的交流电的频率为50Hz C. 若将滑动变阻器的滑片下移，则电压表的示数变小 D. 若将滑动变阻器的滑片上移，则R0消耗的功率变大 二、实验题（11题6分，12题8分） 11. 在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中: （1）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa'和bb'后，不小心碰了玻璃砖使它向aa'方向平移了少许，如图甲所示．则他测出的折射率将_________ (选填“偏大”“偏小”或“不变”)．  （2）乙同学在画界面时，不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得折射率_________ (选填“偏大”“偏小”或“不变”)． 12. 某实验小组的同学利用单摆测量了当地的重力加速度，实验时进行了如下操作： a.让细线穿过小球上的小孔，制成一个单摆； b.将单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂； c.用毫米刻度尺测出线长（准确到mm），并用游标卡尺测出小球的直径d，则摆长为； d.将摆线拉开一个角度，角度小于5°，由静止释放摆球，用秒表记录单摆完成30次（或50次）全振动的时间，求出周期； e.改变摆长，重复d操作，记录多组实验数据。 回答下列问题： （1）步骤c中，游标卡尺的读数如图甲所示，则摆球的直径为___________mm； （2）步骤d中，开始计时时，摆球的位置应在___________（填“最高点”或“最低点”），该小组的同学用秒表记录了50次全振动的时间，如图乙所示，秒表的读数为___________s； （3）同学利用步骤e中的实验数据描绘出了图像，如图丙所示，由图像可知，当地的重力加速度大小g=___________（结果保留两位小数）。 三、计算题（13题12分，14题14分，15题14） 13. 一个半圆形玻璃砖，其横截面半径为R的半圆，AB为半圆的直径。O为圆心，如图所示，玻璃的折射率为，一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射，不考虑光线射出玻璃砖时从原路返回的情形，设光在真空中速度为。求： （1）求光线发生全反射的临界角C； （2）光线从玻璃砖的射出点到B点的距离s； （3）光在玻璃砖中传播的时间。 14. 如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2s后的波形图。 （1）若波沿x轴负方向传播，且周期大于0.2s，求它的周期； （2）若波沿x轴正方向传播，且周期满足T<0.2s<2T，求波的传播速度大小； （3）若波速是45m/s，求波的传播方向。 15. 如图1所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1的电阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v-t图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 (1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数； (2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率； (3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 锦山中学2023-2024学年下学期一调考试 高二年级物理试卷 一、选择题（1-7题单项选择每题4分，8—10为多项选择，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的3分，有错选0分） 1. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在 B. 利用红外遥感技术可以寻找水源、监视森林火情 C. 医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒 D. 用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合较好，这里的“神灯”利用了X射线很强的贯穿力 【答案】B 【解析】 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早证明了电磁波的存在。故A错误； B．利用红外遥感技术可以寻找水源、监视森林火情。故B正确； C．医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒。故C错误； D．用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合较好，这里的“神灯”利用了红外线的热效应，使人体局部受热，加快血液循环。故D错误。 故选B。 2. 空调机使室内温度达到设定值时会自动停止工作。空调机实现这一自动控制功能用到的传感器是（　　） A. 压力传感器 B. 声音传感器 C. 温度传感器 D. 光传感器 【答案】C 【解析】 【详解】空调机使室内温度达到设定值时会自动停止工作。空调机实现这一自动控制功能用到的传感器是温度传感器，C正确，ABD错误； 故选C。 3. 如图所示为一单摆摆角θ小于5度，现将单摆以摆角θ由静止释放的同时，将另一小球自旋点自由落体。若他们第一次到达最低点B经历的时间分别为t1和t2则下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】设摆长为，根据单摆周期公式可得 根据自由落体运动公式可得 解得 则有 故选C。 4. 如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，分别从、点射出，下列说法中正确的是（　　） A. 从点射出的是红光 B. 两束光在半圆柱体玻璃中传播时间相等 C. 紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较大 D. 逐渐减小入射角i，红光先发生全反射 【答案】B 【解析】 【详解】A．玻璃对紫光的折射率大于红光，从点射出的是紫光，故A错误； B．设OD长度为d，折射角分别为、，连接BD、CD，如下图 根据 解得 光在玻璃中传播时间为 可解得 故B正确； C．根据，玻璃对紫光的折射率大于红光，紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较小，故C错误； D．逐渐减小入射角i，在半圆柱体玻璃内部的紫光临界角较小，先先发生全反射，故D错误。 故选B。 5. 如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.2s，b和c之间的距离是5m，则此列波的波长和波速应分别为（　　） A. 5m，12.5m/s B. 10m，12.5m/s C. 5m，15m/s D. 10m，15m/s 【答案】A 【解析】 【详解】由图可知a、b的平衡位置相距半个波长，b位置的质点起振比a位置的质点晚0.2s，则周期为 由图可知b、c的平衡位置相距1个波长，则波长为 波速为 故选A。 6. 一列简谐波沿x铀正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质点B的平衡位置在距坐标原点18cm处。t=0.04s质点A第一次回到平衡位置，则（　　） A. 该简谐波的频率为25Hz B. 从图示时刻起，质点A比质点B先回到平衡位置 C. 该波传播过程中遇到宽度为5m的障碍物能发生明显的衍射现象 D. 介质中平衡位置在处质点的振动方程为 【答案】D 【解析】 【详解】A.根据质点振动方向与波的传播方向关系可知t=0时平衡位置在x=0处的质点正经过平衡位置沿y轴正方向运动，由题意可知t=0.04s时，质点A具有与t=0时x=0处质点相同的运动状态，即波从x=0传播到x=8cm所用时间为0.04s，故波速为 该简谐波的波长为λ=20cm，所以频率为 故A错误； B.从图示时刻起，质点A回到平衡位置所用的时间为波从x=0传播到x=8cm所用的时间，而质点B回到平衡位置所用的时间为波从x=10cm传播到x=18cm所用的时间，故质点A和质点B同时回到平衡位置，故B错误； C.只有障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现象，由于5m大于20cm，故C错误； D. t=0时介质中平衡位置在x=10cm处质点由平衡位置向y轴负方向运动，初相位为π，振动的角频率为 所以振动方程为 故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量随时间按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法正确的是（　　） A. 此交流发电机产生感应电动势的最大值为 B. 时刻，线圈处在中性面的位置 C. 1min内电阻R上产生的焦耳热为60J D. 线圈从图示位置转过过程中的电荷量为0.1C 【答案】B 【解析】 【详解】A．因为 此交流发电机产生感应电动势的最大值为 故A错误； B．由图可知 时刻，线圈的磁通量最大，则线圈处在中性面的位置，故B正确； C．因为电流最大值为 所以1min内电阻R上产生的焦耳热为 故C错误； D．线圈从图甲所示的位置转过的过程中通过电阻R的电荷量为 故D错误。 故选B。 8. 一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示，图乙是位于x=1m的质点N此后的振动图像，Q是位于x=10m处的质点。则下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴正方向传播，波源的起振方向向下 B. 在t=7s时，质点Q开始振动 C. 在t=12s时，质点Q的位置坐标为（10m，-8cm） D. 在5s~5.5s时间内，质点M的速度在增大，加速度在减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图乙是位于x=1m的质点N此后的振动图像可知t=0后其振动沿负方向，由波形图上的同侧法可知波沿x轴正方向传播，而甲图中的M点刚好起振向上，则波源的起振方向向上，故A错误； B．由波形图可知波长为，周期为，则波速为 故M点起振传播到Q点的时间为 故B正确； C．Q点起振需要7s，则t=12s有()用于振动，可知Q正处于波峰位置，坐标为（10m，8cm），故C错误； D．在5s~5.5s时间，M点从波峰向平衡位置振动，则其速度增大，加速度减小，故D正确； 故选BD。 9. 如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　） A. 从图示的时刻起经0.25s后，B处质点通过的路程为20cm B. 从图示的时刻起经0.25s后，A处质点的位移为0 C. 图示时刻C处质点正处在平衡位置且向波峰运动 D. 图示时刻A、B两处质点的竖直高度差为20cm 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．波的周期为 图示时刻，B点为波谷与波谷叠加，所以B点为振动加强点；从图示的时刻起经0.25s后，即经过二分之一个周期，到达波峰位置，路程为 故A正确； B．图示时刻，A点为波峰与波峰叠加，所以A点为振动加强点，且处于波峰位置，从图示的时刻起经0.25s后，即经过二分之一个周期，A处质点的位移为，故B错误； C．图示时刻C点是BE连线的中点，根据波形平移法可知，C处质点处于平衡位置，向波峰运动，故C正确； D．图示时刻A质点处于波峰位置，B质点处于波谷位置，叠加后两质点相对平衡位置的距离均为10cm，则两质点的高度差为20cm，故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电流表和电压表均为理想交流电表．已知交流电源电压瞬时值表达式为u=sin100πt（V）．下列说法中正确的是（　　） A. 电压表的示数为22V B. 通过滑动变阻器R的交流电的频率为50Hz C. 若将滑动变阻器的滑片下移，则电压表的示数变小 D. 若将滑动变阻器的滑片上移，则R0消耗的功率变大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由交变电流的表达式可以知道输入电压的最大值为，因此有效值为，但是电压是接在定值电阻与变压器两端的，故变压器输入电压小于220V，根据电压之比等于线圈匝数之比可以知道电压表示数小于22V ，故A错误； B．输入电流的角速度,则由： 可得交流电的频率： 变压器不改变交流电的频率，故通过变阻器R的交流电的频率也为50Hz，所以B正确； C．若将滑动变阻器的滑片下移，则输出电流增大，输入电压减小，故电压表示数减小，所以C正确； D．若将滑动变阻器的滑片上移，滑动变阻器接入电阻增大，由欧姆定律可以知道输出电流减小，根据电流之比等于线圈匝数的反比可以知道输入电流减小，则消耗的功率变小，故D错误. 二、实验题（11题6分，12题8分） 11. 在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中: （1）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa'和bb'后，不小心碰了玻璃砖使它向aa'方向平移了少许，如图甲所示．则他测出的折射率将_________ (选填“偏大”“偏小”或“不变”)．  （2）乙同学在画界面时，不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得折射率_________ (选填“偏大”“偏小”或“不变”)． 【答案】 ①. 不变 ②. 变小 【解析】 【详解】[1][2]根据甲图可看出，如果整个玻璃砖平移，测得的折射角是不变的，算得的折射率也不受影响的；由乙图可看出如果将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，则测得的折射角将变大，算得的折射率将减小． 12. 某实验小组的同学利用单摆测量了当地的重力加速度，实验时进行了如下操作： a.让细线穿过小球上的小孔，制成一个单摆； b.将单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂； c.用毫米刻度尺测出线长（准确到mm），并用游标卡尺测出小球的直径d，则摆长为； d.将摆线拉开一个角度，角度小于5°，由静止释放摆球，用秒表记录单摆完成30次（或50次）全振动的时间，求出周期； e.改变摆长，重复d操作，记录多组实验数据。 回答下列问题： （1）步骤c中，游标卡尺的读数如图甲所示，则摆球的直径为___________mm； （2）步骤d中，开始计时时，摆球的位置应在___________（填“最高点”或“最低点”），该小组的同学用秒表记录了50次全振动的时间，如图乙所示，秒表的读数为___________s； （3）同学利用步骤e中的实验数据描绘出了图像，如图丙所示，由图像可知，当地的重力加速度大小g=___________（结果保留两位小数）。 【答案】 ①. 18.6 ②. 最低点 ③. 95.1 ④. 9.86 【解析】 【详解】解：（1）[1]游标卡尺主尺读数为18mm，游标尺的第6个刻度线与主尺的某刻度线对齐，读数为 6×0.1mm=0.6mm 因此摆球的直径为 （2）[2]摆球经过最低点时小球速度最大，容易观察和计时。 [3]由图乙所示秒表可知，分针示数为60s，秒针示数为35.1s，秒表读数 。 （3）[4]由单摆的周期公式得 由图像可得 可解得 三、计算题（13题12分，14题14分，15题14） 13. 一个半圆形玻璃砖，其横截面半径为R的半圆，AB为半圆的直径。O为圆心，如图所示，玻璃的折射率为，一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射，不考虑光线射出玻璃砖时从原路返回的情形，设光在真空中速度为。求： （1）求光线发生全反射的临界角C； （2）光线从玻璃砖的射出点到B点的距离s； （3）光在玻璃砖中传播的时间。 【答案】（1）45°；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据全反射临界角公式 可得光线发生全反射的临界角为 （2）如图所示 设光线在距离O点的C点射入后，在上表面的入射角为，由几何关系可得 可得 由于，故光线在玻璃砖内发生全反射；根据几何关系，光线发生3次全反射后由G点射出，由几何关系可得 则光线从玻璃砖的射出点到B点的距离为 （3）由几何关系可知，光线在玻璃砖中传播的距离为 光线在玻璃砖中传播的速度为 则光在玻璃砖中传播的时间为 14. 如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2s后的波形图。 （1）若波沿x轴负方向传播，且周期大于0.2s，求它的周期； （2）若波沿x轴正方向传播，且周期满足T<0.2s<2T，求波的传播速度大小； （3）若波速是45m/s，求波的传播方向。 【答案】（1）s；（2）25m/s；（3）波沿着x轴正方向传播。 【解析】 【详解】（1）波沿x轴负方向传播时，传播的时间 Δt＝T＋nT(n＝0,1,2，…) 由题知周期大于0.2 s，故取 n＝0 解得 T＝s （2）波沿x轴正方向传播时，传播时间 Δt＝＋nT(n＝0,1,2，…) 又由T<0.2s<2T，可知 n＝1 解得 T＝0.16s 由题图知 λ＝4m 波速 v＝ 代入数据得 v＝25m/s （3）若波速是45m/s，0.2s传播距离 所以波沿着x轴正方向传播。 15. 如图1所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1的电阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v-t图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 (1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数； (2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率； (3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。 【答案】（1）0.25；（2）8m/s；（3）2.95J 【解析】 【详解】（1）由图2可知，金属棒在0-1s内做初速度为0的匀加速直线运动，1s后做加速度减小的加速运动，可知金属棒第1s末进入磁场。 在0-1s过程中，由图2可知，金属棒的加速度 ① 在这个过程中，沿斜面只有重力的分力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有 ② 由①②式解得，金属棒与导轨间的动摩擦因数 ③ （2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率时，金属棒处于平衡状态，设金属棒的最大速度为 金属棒切割磁感线产生的感应电动势为 ④ 根据闭合回路欧姆定律有 ⑤ 根据安培力公式有 ⑥ 根据平衡条件有 ⑦ 由③④⑤⑥⑦式解得 ⑧ （3）根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得金属棒从进入磁场通过电阻的电荷量为 ⑨ 解得，金属棒在磁场下滑的位移 ⑩ 由动能定理有 ⑪ 此过程中电阻产生的焦耳热等于克服安培力做的功 ⑫ 由⑩⑪⑫式解得，此过程中电阻产生的焦耳热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $