黑龙江省哈尔滨市第三中学2022-2023学年高二物理下学期期中试题（Word版附解析）

哈三中2022-2023学年度下学期高二学年期中考试物理选考试卷Ⅰ卷（选择题，共14小题，共56分）一、选择题（本题共14小题，每题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，1~9题只有一个选项正确；10~14小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的不得分）1.如图所示，下列图片场景解释说法正确的是（　　）A.如图甲，医学用内窥镜利用了光的偏振的特性B.如图乙，肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射现象C.如图丙，是单色平行光线通过狭缝得到衍射图样D.如图丁，立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样【答案】C【解析】【详解】A．医学用内窥镜利用了光的全反射原理，A错误；B．肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉现象，B错误；C．单色平行光线通过狭缝得到明暗相间的不等距条纹，C正确；D．立体电影原理和照相机镜头利用偏振原理，D错误。故选C。2.飞力士棒是一种轻巧的运动训练器材，它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，如图甲所示。若某型号的飞力士棒固有频率为5.0Hz，某人用手振动该飞力士棒进行锻炼，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）A.使用者用力越大，飞力士棒振动越快 B.手振动的频率越大，飞力士棒振动的幅度一定越大C.无论手振动的频率多大，飞力士棒的振动频率都为5.0HzD.手每分钟振动300次时，飞力士棒振动的幅度最大【答案】D【解析】【详解】AC．人用手振动飞士力棒，让其做受迫振动，受迫振动的频率与驱动力的大小无关，其频率等于周期性外力的频率，手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率越大，故A、C错误；BD．当驱动力的频率越接近该飞力士棒的固有频率时，飞士力棒振动的幅度越大；当手每分钟振动300次，驱动力的频率此时，飞士力棒振幅最大，故B错误，D正确。故选D。3.如图所示为某一交变电流随时间变化的图像，已知在任意一个电流从0开始变化的周期内，前半个周期和后半个周期分别都按正弦规律变化。则关于该电流的判断正确的是（）A.周期为1sB.峰值为2AC.有效值为D.一个周期内的电流平均值为零【答案】C【解析】【详解】A．由题图可看出，该交流电周期T=2s，A错误；BD．由题图可看出，在前半个周期峰值为2A，后半个周期峰值为4A，则该交流电一个周期内不对称，则一个周期内的电流平均值不为零，BD错误；C．根据有效值的定义有解得 C正确。故选C。4.如图所示，P、M、N为三个透明平板，M与P的夹角略小于N与P的夹角，一束平行光垂直P的上表面入射，下列干涉条纹的图像可能正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉。从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为θ，、处为两相邻亮条纹，如图所示：则此两处的光程分别为因为当光程差时表现为亮条纹，所以有 则设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得即可知夹角越小，条纹间距越大，由题意可知M与P的夹角略小于N与P的夹角，则左边的条纹间距大于右边的条纹间距。故选D。5.如图所示，LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在减小。下列判断正确的是（　　）A.电路中电流方向为由a流向bB.电容器上极板带负电C.电路中电场能正在增大D.电容器两极板间场强正在减小【答案】C【解析】【详解】AB．根据安培定则，线圈中的电流从下到上，此时电流正在减小，表明电容器正在充电，所以上极板带正电，下极板带负电，电流方向从b流向a，故AB错误；C．电容器正在充电，根据能量守恒定律分析，能量正在从磁场能转化为电场能，电场能在增大，故C正确；D．电容器正在充电，电场能在增大，两极板间的场强正在增大，故D错误。故选C。 6.中医是我国传统文化的瑰宝，“悬丝诊脉”更是一门绝技。悬丝诊脉，悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图，假设“丝”上有间距相等的点1、2、3、4、5、6…，且相邻两点间距离为l。待诊病人在搭上丝线后，图中质点1在t=0时开始向上振动，产生的机械波沿丝线向医生传播，t=1.25s时质点1第二次到达最高点，此时质点6刚好开始振动，则下列说法正确的是（　　）A.该波的波长为2lB.t=1.25s时质点6振动的方向向下C.t=2s时质点3恰好位于波谷位置D.t=0.75s时质点1和质点3的加速度相反【答案】D【解析】【详解】A．根据题意有所以故A错误；B．介质中质点的起振方向与波源的起振方向相同，所以t=1.25s时质点6振动的方向向上，故B错误；C．根据题意有解得波从质点1传播到质点3需要半个周期，即0.5s，所以在2s时质点3实际振动的时间为1.5s，所以在t=2s时质点3恰好位于平衡位置且向下振动，故C错误；D．质点1和质点3间的距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，所以t=0.75s时质点1和质点3的加速度相反，故D正确。故选D。7.如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为5：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈回路接在电压有效值为26V的正弦交流电源上，则下列判断正确的是（　　） A.原、副线圈中交流电的频率之比为1：5B.原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为25：1C.电压表的示数为5VD.原线圈的输入电压为26V【答案】C【解析】【详解】A．原副线圈中交流电频率相同，所以频率之比为1：1，A错误；CD．设原线圈的输入电压为，电压表示数为根据理想变压器规律原线圈电阻的电压因为整理解得C正确，D错误。B．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为B错误。 故选C。8.如图所示，把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在水平光滑杆上，以O为平衡位置振动。另一小球B在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，O′为圆心（O与O′在同一竖直线上），半径为R，角速度为ω。用竖直向下的平行光照射小球B，可以观察到，小球B在水平杆上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。取水平向右为正方向，O点为坐标原点，小球B经最高点时为计时零点。则下列判断正确的是（　　）A.小球A的振动周期为B.小球A的位移与时间的关系为C.在时，小球A的速度为D.在时，小球A的位移为【答案】D【解析】【详解】A．小球A的振动周期为故A错误；BD．由题意可知，小球A的振幅为R，t=0时，小球A处于平衡位置，且向右运动，所以其位移与时间的关系为当时，小球A的位移为故B错误，D正确； C．小球A的速度等于小球B做匀速圆周运动的速度的水平分量，即联立可得故C错误。故选D。9.如图所示，一个柱状光学元件的横截面由直角边边长为a的等腰直角三角形与半径为a的四分之一圆组成。一束单色平行光垂直于等腰直角三角形的PR边射入，A为PR的中点，从A点入射的光线在光学元件中经PQ边反射后正好从图中B点射出，。不考虑在QS边的反射光的影响，下列判断正确的是（　　）A.此光学元件的折射率为B.所有从PR边入射的光线都可从QS边射出C.有光线从PQ边射出D.在PR边入射的光线中，有宽度为的光线不能从QS边射出【答案】D【解析】【详解】光路图如图所示 A．由几何关系可得光学元件的折射率A错误；C．根据临界角为所有光线在PQ边的入射角正好为45°，恰好发生全反射，故没有光线从PQ边射出，C错误；BD．所有从PR边垂直入射的光线，经PQ边反射后到达QS边，如图设光线在QS上的C点刚好发生了全反射。则不能从QS边射出的光线在PR边入射时的宽度是B错误，D正确。故选D。10.下列说法正确的是（）A.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点B.衍射是横波特有的现象，纵波不能发生衍射现象C.声源靠近听者，听者接收到的声波频率大于声源的原频率D.光的偏振现象说明光是一种横波【答案】CD 【解析】【详解】A．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光平行度好，方向性好的特点，A错误；B．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射现象，B错误；C．声源靠近观察者，根据多普勒效应可知，观察者接收到的声波频率大于声源的频率，C正确；D．光的偏振现象说明光是一种横波，D正确。故选CD。11.如图所示为在同一地点的A、B两个单摆自由摆动时做简谐运动的振动图像，其中实线表示A的振动图像，虚线表示B的振动图像。关于这两个单摆，下列判断正确的是（　　）A.A摆的振动频率大于B摆的振动频率B.A摆的摆长小于B摆的摆长C.A摆的振动周期大于B摆的振动周期D.两个单摆的摆球质量不可能相等【答案】AB【解析】【详解】AC．由振动图像可知又可知故A正确，C错误；B．根据单摆周围公式有可知 故B正确；D．由于单摆周期与质量无关，所以两个单摆的摆球质量大小无法确定，故D错误。故选AB。12.如图所示，交流发电机的矩形线框共有N=100匝，总电阻r=1.0Ω，BC=AD=0.2m，AB=DC=0.1m。线圈绕垂直于磁场方向的对称轴以的转速匀速转动，给R=7.0Ω的电阻供电。在轴线右侧有一匀强磁场，磁感应强度B=0.1T，左侧没有磁场，线框处于中性面时开始计时，则（　　）A.发电机线圈产生的感应电动势的最大值为40VB.电阻R两端的电压有效值为35VC.在内通过线框导线横截面的电荷量为0D.在内外力至少对系统做功【答案】ACD【解析】【详解】A．由题可得，线圈的有效面积为则发电机线圈产生的感应电动势的最大值为故A正确；B．发电机线圈产生的感应电动势的有效值为由闭合电路欧姆定律可得解得 故B错误；C．线圈转动周期为由法拉第电磁感应定律可得，线圈产生的平均电动势为解得线圈转动一周产生的平均电动势为线圈产生的平均电流为0，所以在内通过线框导线横截面的电荷量为0，故C正确；D．在电路产生的焦耳热为由能量守恒定律可得，在内外力至少对系统做功为故D正确。故选ACD。13.如图所示，两位同学分别拉着一根长为1.4m的弹性绳两端A、B抖动，使A、B在竖直方向持续做简谐运动，产生沿绳传播的两列波。已知t=0时A开始振动，某时刻两列波的波形如图甲所示，图乙为A的振动图像，M、N、P为绳上三个质点。则下列判断正确的是（　　）A.两列波的波速都为2m/sB.t=0.35s时，质点M、N的速度大小相等、方向相反C.t=0.55s时，P点的路程为45cmD.经过足够长的时间后，A、B之间有6个振动加强点 【答案】ABC【解析】【详解】A．由甲图可知，传播方向向右波的波长为由乙图可知则波速为两列波的传播介质均为绳子，波速相等，所以两列波的波速都为2m/s，故A正确；B．时，即,波向右传播了，甲图中左边波向右传播了，则还需将波向右平移，如图所示可知两点的速度大小相等，方向相同，故B正确；C．由图可知左边波已传播的时间为右边波已传播的时间为两列波的周期相同，再经过周期两列波同时到达P点，P点为振动加强点，以15cm为振幅，振动，则t=0.55s时，P点的路程为故C正确；D．路程等于波长的整数倍时振动加强，设坐标为x的质点振动加强，则有 即所以经过足够长的时间，AB之间有4个振动加强点，故D错误。故选ABC。14.下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动；与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为ρ，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小B.x从0.35m到0.39m的过程中，木棒加速度方向竖直向上，大小逐渐变小C.x=0.15m和x=0.25m时，木棒的速度大小相等，方向相反D.木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为【答案】AD【解析】【详解】A．由简谐运动的对称性可知，0.1m、0.3m、0.5m时木棒处于平衡位置；则x从0.05m到0.15m的过程中，木棒从平衡位置下方向上移动，经平衡位置后到达平衡位置上方，速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，A正确；B．x从0.35m到0.39m的过程中，木棒从平衡位置下方向下移动，加速度方向竖直向上，大小逐渐增大，B错误；C．x=0.15m和x=0.25m时，由图像的对称性知浮力大小相等，说明木棒在同一位置，竖直方向速度大小相等，速度方向相反，而两时刻木棒水平方向速度相同，所以合速度大小相等，方向不是相反，C错误；D．木棒在竖直方向的简谐运动可类比于竖直方向的弹簧振子，设木棒长度为L，回复力系数为k，平衡位置时木棒重心在水面下方Dx0，则有 木棒重心在平衡位置上方最大位移A处时木棒重心在平衡位置下方最大位移A处时可解得D正确。故选AD。Ⅱ卷（非选择题，共5小题，共44分）三、实验题（本题共2小题，共12分）15.某实验小组成员用如图甲所示装置测当地的重力加速度。（1）实验中，用米尺测量出悬线长度为l，用游标卡尺测量出小钢球的直径为d。（2）测单摆周期过程中，将摆球拉离平衡位置小角度由静止释放，摆球通过平衡位置时开始计时并记数为“0”，再次回到平衡位置时记为“1”，……，当记数数到“n”用时为t，则根据单摆的周期公式可以得出重力加速度g的表达式为g=___________。（用n、t、l、d表示）。（3）关于实验操作或结果分析，下列说法正确的是（）。A．如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球，应选用铁球B．摆线要选细些的、伸缩性好的 C．为了使单摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度D．多次改变摆线长l，测量多组对应的50次全振动时间t，通过绘制的t2-l关系图线也可以测定重力加速度（4）实验中根据实验数据得到了T2和摆长L的关系图像如图乙中a图线所示。若将悬线长l作为摆长，测得多组周期T和l的数据，作出T2-l图像可能是图乙中的图线___________（选填“b”、“c”、“d”或“e”，已知图线“c”、“d”与图线“a”平行）。【答案】①.②.AD③.c【解析】【详解】（2）[1]摆线长为悬点到重心的距离故摆长为根据题目中数据可得单摆周期为根据单摆周期公式联立可得（3）[2]A．为减小空气阻力在实验中带来的影响，应选用铁球，故A正确；B．摆线要选细些的、但是不能由伸缩性，故B错误；C．为了能够近似将小球看成简谐运动，要求单摆的摆角不能太大，故C错误；D．根据单摆周期公式单摆的周期为 联立可得故通过绘制的t2-l关系图线也能测定g，故D正确。故选AD。（4）[3]由单摆周期公式可得其中则有根据数学知识可知图线c符合题意，故选c。16.某同学利用白炽灯为光源，做“双缝干涉测光的波长”的实验，实验装置如图所示：（1）下列关于实验装置图中a、b、c装置名称的说法正确的是___________A．a是单缝，b是滤光片，c是双缝B．a是单缝，b是双缝、c是滤光片C．a是滤光片，b是单缝，c是双缝D．a是滤光片，b是双缝，c是单缝（2）以下哪些操作能够增大光屏上相邻的两条亮条纹之间的距离___________A．增大b和c之间的距离B．增大c和光屏之间的距离C．将红色滤光片改为绿色滤光片D．增大双缝之间的距离（3）在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1 条）的中心，这时手轮上的示数如图甲所示。然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第6条亮纹中心，这时手轮上的示数如图乙所示。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光波长为___________m。（结果保留2位有效数字）【答案】①.C②.B③.【解析】【详解】（1）[1]本实验要获得单色相干光源进行实验，所以a是滤光片，b是单缝，c是双缝。故选C。（2）[2]根据条纹间距公式可知A．与单缝和双缝之间的距离无关，增大b和c之间的距离不会改变亮纹的间距，故A错误；B．增大c和光屏之间的距离，即增大了双缝到屏的距离L，可以增大亮纹间距，故B正确；C．将红光改为绿光，减小了波长，亮纹间距会变小，故C错误；D．增大双缝间距d，导致亮纹间距变小，故D错误。故选B。（3）[3]第1条亮纹中心读数为第6条亮纹中心读数为所以条纹间距为根据条纹间距公式可得17.如图所示，在某种透明液体表面下方深为h=2m处，用激光笔发出的细激光束以入射角射到液体表面，测得出射角。（1）求该液体折射率；（2 ）将激光笔换成点光源，若要在液体上方看不到该点光源，则需要在液体表面覆盖一不透明的遮光板，求该遮光板的最小面积。（不考虑光的多次反射，取）【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）液体的折射率为（2）全发射的临界角为得则遮光板的最小半径遮光板的最小面积18.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，波速为4m/s，振幅为5cm，P、Q是平衡位置相距为1m的两个质点，在t=0时，P通过平衡位置沿y轴正方向运动，Q位于其平衡位置下方最大位移处，求：（1）该波的周期；（2）若波沿x轴负方向传播，且波长大于1m，质点P经过3s通过的路程；（3）若波沿x轴正方向传播，且波长大于1m，则从t=0时刻开始计时，质点Q至少经多长时间偏离平衡位置的位移为2.5cm，且速度沿y轴正方向？ 【答案】（1）见解析；（2）1.8m；（3）【解析】【详解】（1）若波沿x轴正方向传播，则有（n=0，1，2……）所以（n=0，1，2……）（n=0，1，2……）若沿x轴负方向传播，则有（n=0，1，2……）所以（n=0，1，2……）（n=0，1，2……）（2）已知沿x轴负方向传播，且波长大于1m，则取n=0，此时，所以所以（3）已知沿x轴正方向传播，且波长大于1m，则取n=0，此时，由于质点速度沿y轴正方向，则解得，（舍）所以时间至少为 19.如图甲所示，两根完全相同的光滑金属导轨平行放置，宽L=3m，倾斜部分abcd与水平方向夹角为，匀强磁场垂直斜面向下，磁感应强度B=0.5T，轨道顶端ac接有电阻R=1.5Ω。导轨水平部分只有边界zk、ke、ep、pn、nf、fz之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B=0.5T，其中磁场左边界zk长为d=1m，边界ke、zf与水平导轨间夹角均为且长度相等，磁场右边界pn与两个导轨垂直。一金属棒与导轨接触良好，在斜面上由静止释放，到达底端bd时已经匀速，速度大小为v0=8m/s。当金属棒进入导轨的水平部分时，给金属棒施加外力，在轨道水平部分zkef之间运动时速度的倒数与位移x图像如图乙所示，棒运动到ef处时撤去外力，此时棒速度大小为。最终金属棒恰能运动到磁场的右边界pn处。已知运动中金属棒始终与导轨垂直，金属棒连入电路中的电阻为r=0.5Ω。g=10m/s2。求：（1）金属棒的质量m的大小：（2）水平磁场边界ep的距离大小；（3）金属棒在水平导轨上运动时，电阻R产生的焦耳热。【答案】（1）m=1.8kg；（2）；（3）【解析】【详解】（1）金属棒斜面上运动，匀速时，受力平衡：得 m=1.8kg（2）从撤去外力到运动至pn处，由动量定理：代入数据，联立求得（3）金属棒在水平轨道zkef间运动时，金属棒所受安培力金属棒切割磁感线的有效长度联立得由图像得得联立得 金属棒在水平轨道zkef间运动过程中撤去外力后电路产生的焦耳热则电阻R上产生的焦耳热为