甘肃省张掖市重点校2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含答案）

2023 年春学期期中考试
高二物理试卷 (选考)
2023 年 5 月 4 日
第 Ⅰ卷 选择题 (共 44 分)
一、单选题( (本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。)
1．关于质点做简谐运动的说法正确的是 ( )
A．在某一时刻，它的速度与加速度的方向相同，与位移的方向相反
B．在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同
C．在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大
D．在某一段时间内，它的动能减小，加速度的大小也减小
2．一单摆振动过程中离开平衡位置的位移随时间变化的规律如图所示，取向右 为正方向。则下列说法正确的是 ( )
A．第 1s 末和第 5s末摆球位于同一位置
B．0~1s 的时间内，摆球的回复力逐渐减小
C．t = 3s 时，摆球的位移为m
D．t = 3s 时，摆球的速度方向与加速度方向相反
3．如图为一沿 x轴负方向传播的简谐横波在t＝0 时的波形图，当 Q点在t＝0 时的振动状态传到 P点时，则 ( )
A．Q处的质点此时运动到 P处
B．Q处的质点此时的加速度沿 y轴的正方向
C．Q处的质点此时正在波峰位置
D．1 cm4．在双缝干涉和单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )
A．在做杨氏双缝干涉实验时，若遮住双缝中的一条缝，在屏幕上就看不到明暗 相间的条纹了
B．在做杨氏双缝干涉实验时，若遮住双缝中的一条缝，在屏幕上仍可看到明暗 相间且等间距的条纹
C．在做单缝衍射实验时，若增加狭缝的个数，则衍射条纹的宽度将变宽，亮度 将减弱
D．在做单缝衍射实验时，若增加狭缝的个数，则衍射条纹的宽度将变窄，亮度 将增加
5．一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖，入射角为θ，从另一侧射出时分成a、 b两束单色光，如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．增大9 (9< 90。)，b光会先消失
B．a光从玻璃砖射入空气后，频率变大
C．该玻璃砖对 a光的折射率大于 b光的折射率
D．a光在该玻璃砖中的传播速度大于 b光在该玻璃砖中的传播速度
(
5
)6．如图所示，a，b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其导线轴心位于正方 形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，已知正方形中心 O点的磁感应强度大小为B0 ，则下列说法正确的是 ( )
A．若在 O点放一根垂直纸面、电流方向向里的通电导线，则受力向上
B．如果让 d中的电流反向、其他条件不变，则 O点处磁感应强度的大 小为B0 ，方向向下
C．若将a、b处导线互换位置，则 O点处磁感应强度大小还为 B0，方 向向下
D．若 b、d处导线中的电流同时增大为原来的 2 倍，则 O点处磁感应强度大小变 为原来的 2 倍
7．如图所示，图 1 为速度选择器，图 2 为磁流体发电机，图 3 为回旋加速器，
图 4 为质谱仪。下列说法正确的是 ( )
A．图 1 中电子、质子能够沿直线通过速度选择器的条件是v =
B．图 2 是磁流体发电机，A点电势比 B点电势高
C．图 3 要增大某种粒子的最大动能，可减小磁场的磁感应强度
D．图 4 中不同离子经过质谱仪偏转半径之比等于粒子的比荷之比
8．在倾角9 = 37。的光滑导体滑轨上端接入一个电动势 E=3V，内阻r = 0.5Ω 的电源， 滑轨间距L=50cm，将一个质量 m=40g，电阻R = 1Ω 的金属棒水平放置在滑轨上。若 滑轨所在空间加一匀强磁场，当闭合开关 S 后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图 所示。(已知 sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2 ) 则下列说法正确的是 ( )
A．磁感应强度有最小值为 0.24T，方向垂直滑轨平面向上
B．磁感应强度有最大值 0.4T，方向水平向右
C．磁感应强度有可能为 0.3T，方向竖直向下
D．磁感应强度有可能为 0.4T，方向水平向左 第Ⅱ卷 非选择题 (共 56 分)
二、多选题(本题共 5 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，有多项 符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但选不全的得 2 分，有选错的得 0 分)
9．一弹簧振子做简谐运动，O点为平衡位置，当它经过 O点时开始计时，经过0.3s ， 第一次到达 M点，再经过0.2s第二次到达 M点，则弹簧振子的周期可能为 ( )
A． s B． s C．1.4s D．1.6s
10．如图 (a) 所示，P、Q为一列简谐横波上平衡位置之间相距6m 的两个质点， 两质点的振动图像如图 (b) 所示，实线为 P质点的振动图像，虚线为 Q质点的 振动图像。已知两质点平衡位置间的距离不小于一个波长。关于该简谐波则 ( )
A．P、Q两质点的振动频率都是4Hz B．若波从 P传向 Q，波长最大值为 24m
C．若波长最大值为 4.8m，则波从 Q传向 P D．若波速为 m/s ，则波从 P传向 Q
11．近日根据国际报道，光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达 1.84Pbit， 这相当于每秒可以传输约 236 个 1TB 硬盘的数据。 目前正常的网速想要传输 1TB 硬盘的数据，需要花费四到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得 到大幅提升。光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一 束激光由光导纤维左端的点 O以 = 60。的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在 光导纤维的侧面 (侧面与过 O的法线平行) 发生全反射，如图乙所示。下列说法 中正确的是 ( )
A．光纤内芯的折射率比外套的小 B．光从左端空中进入光纤内芯后，其频率不变
C．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 D．内芯对这种激光的折射率n =
12．如图所示，用两绝缘细线将直导线悬挂于 O、O′两点，处于匀强磁场中的直 导线的质量为m、长为 l。当导线中通以沿 x轴正方向的电流 I，且导线保持静止 时，悬线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A．匀强磁场不可能沿 z轴负方向
B．细线上的拉力可能等于mg
(
C
．匀强磁场的磁感应强度大小可能
为
D
．匀强磁场的磁感应强度的最小值为
)2mg
Il
mg tan 9
Il
(
0
)13．如图所示是质谱仪的工作原理示意图；带电粒子被加速电场加速后，进入速 度选择器。速度选择器内有相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度 为 B、电场的电场强度为 E，平板 S上有可让粒子通过的狭缝 P和记录粒子位置
的胶片A1A2 ，其中OP与速度选择器的极板平行。平板 S下方有磁感应强度大小为
B0 的匀强磁场，方向垂直于纸面向外，通过狭缝 P的粒子最终打在胶片A1A2 上的
D点，且PD = L ，不计带电粒子所受的重力及粒子间的相互作用力，下列表述正 确的是 ( )
A．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里
B．能通过狭缝 P的带电粒子的速率等于
(
C
．该
粒子的比荷
m
=
BB
L
D
．若改变加速电场的电压
U
，粒子一定能通过狭缝
P
打
在
胶片上
)q 2E
三、实验题(本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分。)
14．某同学利用如图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
(1) 下列说法正确的是________。
A．若仅将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽
B．若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽
C．若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变小
D．若去掉滤光片，则干涉现象消失
(2) 实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离d = 2mm ，双 缝与屏之间的距离L = 0.80m ，通过测量头观察第 1 条亮条纹的读数为 3.645mm， 转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第 6 条亮条纹的中心， 观察第 6 条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为________mm，由此求得红光的波 长为________m (计算结果保留三位有效数字)。
15．某同学做“用单摆测重力加速度”的实验，实验装置如图甲所示，在摆球的 平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数。
(1) 下列说法中正确的是___________
A．测出摆球做一次全振动的时间作为周期的测量值
B．质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆球
C．可将摆球从平衡位置拉开一个任意角度然后释放摆球
D．可以选择有弹性的细绳作为摆线
(2)在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为 L， 再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球直径d=___________cm；
(3) 将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面 内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从 1 开始计数，同时开始 计时，当摆球第 n次 (为大于 3 的奇数) 通过光电门时停止计时，记录的时间为 t，此单摆的周期 T=___________(用t、n表示)，重力加速度的大小为 g=_________ (用 L、d和 T表示)；
(4) 实验中该同学测得的重力加速度值经查证明显大于当地的重力加速度值， 下列原因可能的是___________。
A．摆线上端未牢固地系于悬点，实验过程中出现松动，使摆线长度增加了
B．计算时用L + d 作为单摆的摆长
C．摆球的振幅偏小
D．把 n当作单摆全振动的次数
四、解答题(本题共 3 小题，共 40 分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达 式。有效值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。)
16．(10 分) 舞袖表演在某校艺术节上表现突出，学习小组据此进行研究，可以 将其简化成如图所示在竖直方向上振动并沿水平方向传
播的简谐横波，已知实线是t = 0 时刻的波形图，虚线是
t = 0.2s 时刻的波形图。
(1) 若波沿 x轴负方向传播且周期大于 0.2s，求波速；
(2) 若波沿 x轴正方向传播，求波速。
17．(12 分) 如图所示，边长为 a的正方形 ABCD为一棱镜的横截面，M为 AB边 的中点。在截面所在的平面，一单色光线自M点射入棱镜，入射角为 45° ，经折 射后在 BC边的 N点恰好发生全反射，反射光线从 CD边的 P点射出棱镜。已知光 在真空中的传播速度为c，求：
(1) 棱镜的折射率；
(2) 光在棱镜中的传播时间。(不考虑光在棱镜内的多次反射)
18．(18 分) 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在一 m x 0 的区域
内有磁感应强度大小B = 4.0 10一4 T 、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左 边界与x轴交于 P点；在x > 0 的区域内有电场强度大小E＝4N/C、方向沿 y轴正
方向的条形匀强电场，其宽度 d＝2m。一质量m = 6.4 10一27 kg 、电荷量q = 一3.2 10一 19 C
的带电粒子从 P点以速度v = 4 104 m/s ，沿与x轴正方向成 = 60o 角射入磁场，经 磁场、电场偏转后，最终通过 x轴上的 Q点 (图中未标出)，不计粒子重力。求：
(1) 带电粒子在磁场中运动的轨道半径；
(2) 带电粒子在磁场中的运动时间；
(3) 当电场左边界与 y轴重合时 Q点的横坐标。
高二物理
参考答案：
1．A 2．C 3．B 4．D 5．D 6．C 7．A 8．C
9．BD 10．CD 11．BD 12．BC 13．BC
14． AC 4.945
15． B 1.07 BD
16．（1）；（2）（，，）
【详解】（1）波沿x轴负方向传播时且周期大于0.2s，可知从时间内，波传播了个波长，则有
解得周期为
波传播的速度为
（2）波沿x轴正方向传播，传播的时间与周期关系为
（，，）
可得
（，，）
波传播的速度为
（，，）
17．（1）；（2）
【详解】光线在M点发生折射，有
由题知，光线经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，则
联立有
(2)根据几何关系有
解得
光在棱镜中的传播路程为
光在棱镜中的传播速度
光在棱镜中的传播时间为
18．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由洛伦兹力充当向心力有
得
解得
（2）由
可得
如图圆心角为，
则可知粒子在磁场中运动得时间为
（3）粒子从磁场边界出射时沿水平方向，根据几何关系可知，粒子从磁场进入电场的位置离O点的距离为
粒子进入电场后做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，设加速度为，竖直方向的位移为，在磁场中运动的时间为，则有
，，
解得
因此可判定Q点不在电场内，则粒子射出电场后将做匀速直线运动，设Q点离电场右边界的距离为，粒子出电场时速度方向与水平方向的夹角为，则根据几何关系可得
解得
则可知Q点的横坐标为