河池市三新学术联盟2022-2023学年高二下学期5月期中联考
物理试卷
2023.5
注意事项：
1. 本试卷分选择题和非选择题两部分.满分100分，考试时间75分钟.
2. 考生作答时，请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效.
3. 本试卷命题范围：选择性必修第一册第二章~第四章，选择性必修第二册.
一、选择题：本题共10小题，共48分.在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项正确，每小题4分，第7~10题有多个选项正确，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. 关于振动和波，下列说法正确的是（ ）
A. 有机械波必有振动
B. 纵波中，质点的振动方向与波的传播方向垂直
C. 纵波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动
D. 波源停止振动时，介质中的波动立即停止
2. 下列现象中属于衍射现象的是（ ）
A. 马路上积水的油膜的彩色 B. 肥皂膜上出现的彩色条纹
C. 雨后天空出现彩虹 D. 对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹
3. 科学家发现一种新型合金材料，只要略微加热该材料下面的铜片，这种合金就会从非磁性合金变成强磁性合金.将两个相同的条状新型合金材料竖直放置，在其正上方分别竖直、水平放置两闭合金属线圈，如图甲、乙所示.现对两条状新型合金材料下面的铜片加热，即让两新型材料秒变条形磁铁，则（ ）
A. 甲图线圈有收缩的趋势 B. 乙图线圈有收缩的趋势
C. 甲图线圈中一定产生逆时针方向的感应电流 D. 乙图线圈中一定产生顺时针方向的感应电流
4. 某简谐横波沿x轴传播，波源的振动周期，时刻的波形如图所示，此时P点向y轴正方向运动，则（ ）
A. 该波在向左传播 B. 该波的波速为40m/s
C. 时，质点P处于波谷处 D. 时，质点P运动到处
5. 如图所示，一矩形金属线圈在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如图中的正弦曲线所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，穿过线圈平面的磁通量最小 B. 时刻，穿过线圈平面的磁通量变化率最小
C. 线圈在磁场中转动的角速度为 D. 线圈中感应电动势的表达式为
6. 如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外.ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子.已知电子的比荷为k.则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为（ ）
A. ， B. ，
C. ， D. ，
7. 地震是一种极其普通和常见的自然现象，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波.地震波是一种机械波，下列有关波的表述中正确的是（ ）
A. 地震波中的纵波比横波传播快，利用它们传播的时间差可以提前预警
B. 地震波中的横波在介质中传播时，介质中的质点也会沿波的传播方向运动，所以就导致了房屋倒塌
C. 发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并不发生变化
D. 地震波中的横波成分可以发生干涉现象，纵波成分不能发生干涉现象
8. 如图是街头变压器通过降压给用户供电示意图.变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动.输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻.变压器上的能量损失可以忽略，各电表可视为理想电表.下列说法正确的是（ ）
A. 用户增多时，电流表和电压表示数都增加
B. 用户增多时，输电线上的消耗的电能增加
C. 不管用户增多还是减少，电压表示数都不变
D. 不管用户增多还是减少，电流表示数都不变
9. 如图甲所示，一弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动，图乙为这个弹簧振子的振动图像.下列说法正确的是（ ）
A. 在时，弹簧振子的加速度最小
B. 在和时，弹簧振子的速度大小相等
C. 在和时，弹簧振子都具有最大的弹性势能
D. 0~2s内，弹簧振子通过的路程为100cm
10. 如图所示，平行金属导轨与水平面成角，用导线与固定电阻和相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab，质量为m，两导轨间距为l，导体棒的电阻与固定电阻和的阻值相等，都等于R，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒αb沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，有（ ）
A. 棒中感应电流的方向由a到b B. 棒所受安培力的大小为
C. 棒两端的电压为 D. 棒中的感应电流大小为
二、填空题：本题共2小题，共15分.把答案填在题中的横线上或按要求作答.
11.（6分）某物理学习兴趣小组利用单摆测量某地区的重力加速度.
（1）该小组用游标卡尺测出单摆小球的直径D如图所示，则______mm.
（2）关于本实验，下列说法正确的是______.（填选项前的字母）
A. 把单摆从平衡位置拉开的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B. 测量摆球连续通过最低点60次的时间t，则单摆周期为
C. 选择密度较小的摆球，有利于减小重力加速度的测量误差
D. 摆线上端未牢固地系于悬点，摆动过程中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小
（3）该小组为减少实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制图像，求出图线斜率.取值为9.86，则重力加速度______（计算结果保留3位有效数字）.
12.（9分）在测量玻璃折射率的实验中：
（1）小强同学以通过入射光线（图片中未标出）的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与OA交于P，与的延长线交于Q，从P和Q分别作玻璃砖界面的法线的垂线，和分别为垂足，如图甲所示，用刻度尺量得，，则玻璃砖的折射率______.
（2）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，小明、小强二位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中小明同学用的是矩形玻璃砖，小强同学用的是梯形玻璃砖.他们的其它操作均正确，且均以、为界面画光路图.则小明同学测得的折射率与真实值相比______填（“偏大”、“偏小”或“不变”）；小强同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）.
三、计算题：本题共3小题，共37分.解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.
13.（10分）图为时刻某简谐横波的完整波动图像，该波沿x轴正方向传播，且恰好传播到x轴上坐标的P点，该波的传播速度大小，Q点位于x轴上且坐标.求：
（1）该波的波长与周期T；
（2）P点的振动方程；
（3）从时刻开始，Q点位移变为所经过的最短时间.
14.（12分）如图所示，一半径为0.1m的透明球体置于空气中，单色细光束AB平行于过球心的直线MN射向球体，AB与MN的间距为，经折射、反射、折射回到空气中，出射光线与AB恰好平行，已知真空中光速为，求：
（1）透明球体的折射率；
（2）光束在透明球体中的传播时间.
15.（15分）如图甲所示，一边长为、质量为，电阻为的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为的有界匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合.在水平向左的力F作用下由静止开始向左做匀加速直线运动，经过5s线框被拉出磁场.测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中：
（1）求通过线框导线截面的电量；
（2）写出水平力F随时间变化的表达式；
（3）已知在这5s内力F做功为1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？
河池市三新学术联盟2022-2023学年高二下学期5月期中联考
物理
参考答案
1. A A. 产生机械波的条件是有波源和介质，则有：有机械振动不一定会有机械波，有机械波一定有机械振动，故A正确；B. 纵波中，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，故B错误；C. 纵波的传播方向与质点的振动方向在同一直线上，故波水平向右传播时，各个质点也是左右振动的，故C错误，D. 波源停止运动时，介质中的波动还会继续向前传播，故D错误.故选：A.
2. D A. 马路上积水的油膜的彩色，是光的干涉现象，故A错误；B. 肥皂膜上出现的彩色条纹是因为前后膜上的反射光发生了干涉，故B错误；C. 雨后美丽的彩虹是光被小水珠反射后出现的色散现象，故C错误；D. 对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹属于光的衍射，故D正确.故选：D.
3. B 对两条状新型合金材料加热，均会从非磁性合金变成强磁性合金，甲图中，穿过线圈的磁通量为零，故甲图线圈中始终无感应电流产生，也不受安培力，无收缩扩张趋势，A、C错误；乙图线圈中磁通量增加，依据楞次定律，线圈有收缩并远离趋势，B正确；依据感应电流产生条件，乙图线圈中一定产生感应电流，但磁场方向未知，所以感应电流方向不确定，D错误.
4. B A. P点此刻振动的速度方向向上，根据“逆向描波法”则有波沿x轴正方向传播，故A错误；B. 由图像可知：，又波源的振动周期，则，故B正确；C. ，时P向上运动，经，应运动到波峰处，故C错误；D. 质点只是上下振动，但不随被迁移，故D错误；故选：B.
5. C 时刻，感应电动势为零，此时穿过线圈平面的磁通量最大，选项A错误；时刻，感应电动势最大，此时穿过线圈平面的磁通量变化率最大，选项B错误；线圈在磁场中转动的角速度为，选项C正确；线圈中感应电动势的表达式为，选项D错误.
6. B 电子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得，解得，电子从a点射出，半径为，可得，当电子从d点射出时，则有，解得，故，B正确，A、C、D错误.
7. AC A. 地震波中的纵波比横波传播快，利用它们传播的时间差可以提前预警，故A正确；B. 地震波中的横波在介质中传播时，介质中的质点不会沿波的传播方向运动，只是在自己平衡位置附近振动，故B错误；C. 发生多普勒效应时，只是接受者接受到的波的频率发生变化，而波源发出的波的频率并不发生变化，故C正确；D. 地震波中的横波成分和纵波成分只要频率相同，都可以发生干涉现象，故D错误.故选：AC.
8. BC 理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出电压不变，所以电压表示数不变，示数不变，因为用户增多，所以R变小，所以副线圈所接的总电阻变小，则电流变大，所以电流表示数增大，由可知，输电线上消耗的电能增加，故B、C正确，A错误；用户增多，所以R变小，所以副线圈所接的总电阻变小，则副线圈的功率增大，由原副线圈功率相等可得原线圈的功率增大，由可知原线圈的电流增大，即电流表示数增大，故D错误.
9. BC A. 由图可知，在时，弹簧振子位于正向位移最大处，此时加速度最大，故A错误；B. 在和时，弹簧振子位于同一位置，速度大小相等，故B正确；C. 在和时，弹簧振子位于位移最大处，具有最大的弹性势能，故C正确；D. 由图可知，弹簧振子做简谐运动的周期，故弹簧振子在0~2s内，弹簧振子通过了，路程为50cm，故D错误.故选：BC.
10. AC 根据右手定则判断得知，棒中感应电流的方向由a到b，A正确；ab棒产生的感应电动势为，整个电路的总电阻为，根据闭合电路欧姆定律得，通过ab棒的感应电流大小，棒所受安培力的大小为，B、D错误，棒两端的电压为，C正确.
11.（1）22.3 （2）D （3）9.79（每空2分）
解析：（1）游标卡尺的精度为0.1mm，其读数为主尺与游标尺的示数之和，所以小球的直径；
（2）A. 单摆的摆角应小于，且计时应从速度最大的平衡位置开始，故A错误；B. 连续通过最低点60次，实际上只有30次全振动，所以单摆的周期，故B错误；C. 摆球的选择应该是密度大且体积小的金属球最好，这样空气阻力可以忽略不计，故C错误；D. 若实验过程悬点出现松动，则摆长变长，由周期公式变形后得到，重力加速度的测量值变小.故D正确.故选：D.
（3）由单摆周期公式变形后得：，所以图像的斜率，那么.
12.（1）1.5 （2）偏小 不变（每空3分）
解：（1）玻璃砖的折射率
（2）图①小明同学测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示.
实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小；图②小强同学测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变.
13. 解：（1）由图像可知，该波的波长，周期（2分）
（2）根据“同测法”可知，质点P沿y轴正方向振动，P点的振动方程为（4分）
（3）由图像可知，离Q点最近的波谷位于处，当波谷从处传到处时，Q点的位移变为.
所经过的最短的时间（4分）
14. 解：（1）根据题意，光路图如下所示
由几何关系可知
解得：
又
故该球的折射率为（6分）
（2）光在球体的传播速度为
由几何关系可知
故光在球体中的传播时间为
解得：（6分）
15. 解：（1）由图像知图线与时间轴所围面积表示电量，可得
（4分）
（2）因线框向左做匀加速直线运动，由运动学公式
可得（2分）
又因为
则有（2分）
代入数据有（2分）
（3）根据（2分）
根据能量守恒定律（2分）
代入数据有（1分）