甘肃省金昌市永昌县重点中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含答案）

永昌县重点中学2022-2023学年高二下学期期中考试
物理
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的学校、姓名、班级、准考证号填写在答题卡上相应的位置。
2．全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。
3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5毫米及以上黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题中只有一个选项符合题意）
1．如图所示，是一个人两次抖动同一细绳形成的机械波，第一次抖动形成图甲所示波形，第二次抖动形成图乙所示的波形，下列说法中正确的是（ ）
A．机械波向外传播的过程中频率会逐渐减小
B．在传播方向上相邻两个波峰间的距离是一个波长
C．甲、乙两列绳波的起振方向相同
D．机械波可以传递振动，所以绳上的各点随波向前迁移
2．如图①、②、③、④所示，光由空气射入半圆形玻璃砖，或由半圆形玻璃砖射入空气，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况中可能发生的是（ ）
A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③
3．如图所示的弹簧振子在平衡位置O附近在A、B间振动，下列能反映小球从O运动到B点的的图像是
（ ）
A． B． C． D．
4．根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：
①闻其声而不见其人 ②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色 ③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高 ④观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；
这些物理现象分别属于波（或光）的（ ）
A．折射、干涉、多普勒效率、偏振 B．干涉、衍射、偏振、多普勒效应
C．衍射、偏振、折射、多普勒效应 D．衍射、干涉、多普勒效应、偏振
5．如图所示，水平张紧的绳子上用细线挂有5个相同的小球，细线质量可忽略，细线长度远大于小球半径，A、D两球的细线长度相等，使小球A小角度垂直于纸面摆动，其余各球随之开始摆动，稳定后（ ）
A．小球C振动的周期最长 B．5个小球的振动周期均相同
C．小球C的振幅最大 D．小球E的振幅最大
6．某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，下列说法正确的是（ ）
A．甲图的亮斑是“泊松亮斑”，属于圆盘衍射
B．乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心确实有这个亮斑
C．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是清晰的
D．发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里
7．远洋捕捞常常利用声呐探测鱼群的方位。渔船上声呐发出一列超声波在时刻的波动图像如图甲，质点P的振动图像如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度为
C．该超声波的频率为 D．增大该超声波频率振幅会明显增大
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分；选对但不全的得3分；有选错或不答的得0分）
8．长为L的直导线斜放（与轨道夹角为）在水平轨道上，轨道平行且间距为d，通过的电流为I，匀强磁场的磁感应强度大小为B，如图所示，则导线所受安培力的大小为（ ）
A． B． C． D．
9．根据漫画，判断下列说法正确的是（ ）
A．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些
B．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些
C．鱼看到的是人的实像，位置偏低了些
D．鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些
10．如图所示，一质量为m，带电荷量为q，不计重力的粒子，从x轴上的点以速度v沿与x轴成的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴从N点（图中未画出）射出第一象限，则（ ）
A．粒子带负电荷 B．磁感应强度大小为
C．粒子在磁场中运动的时间为 D．N与O点相距
三、非选择题（本题共5小题，共54分。其中13～15题解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题必须明确写出数值和单位）
11．（6分）某实验小组利用图甲装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调节器材，在目镜中可以观测到干涉图样。
（1）如图甲所示，实验所需器材在光具座上依次排列，则A处是________。（填“单缝”或“双缝”）
（2）在目镜中看到的干涉图样是图________（填“乙”或“丙”）。
（3）移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第2条亮纹的中心，记下此时手轮上读数；转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第6条亮纹的中心，此时手轮上的读数为，如图丁所示，则读数________；已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，则单色光的波长________。（用题目中给出的字母表示）
12．（8分）用三棱镜做测量玻璃的折射率实验，先在白纸上放好三棱镜，在三棱镜的一侧插上两枚大头针和，然后在三棱镜的另一侧观察，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针和，使挡住和的像，挡住和、的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。
（1）在图中画出所需的光路；
（2）为了测出三棱镜的折射率，需要测量的物理量是__________、__________，在图中标出它们；
（3）计算三棱镜折射率的公式是__________。
13．（10分）a、b两列机械波在同种介质中传播，其波动图像如图所示，a沿着x轴的正方向传播，b的周期为1s，根据图像所提供的信息，求：
（1）a、b两列机械波的波长之比以及a的周期；
（2）在4s时间间隔内，a波上的某个质点运动的路程。
14．（14分）电磁轨道炮原理如图所示，炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行轨道之间，并与轨道壁接触良好。开始时炮弹在轨道的一端，通有电流后炮弹会被磁场力加速，最后从位于轨道另一端的出口高速射出。两轨道之间的距离，轨道长，炮弹质量。轨道上的电流I的方向如图中箭头所示。可认为，炮弹在轨道内运动时做匀加速直线运动，它所处磁场的磁感应强度始终为，方向垂直纸面向里。若炮弹在出口处速度为，忽略摩擦力与重力的影响。求：
（1）炮弹在轨道中运动的加速度大小；
（2）通过轨道的电流I。
15．（16分）如图，空间存在方向垂直于纸面（平面）向里的磁场。在区域，磁感应强度的大小为；区域，磁感应强度的大小为（常数）。一质量为m、电荷量为的带电粒子以速度从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正方向时，求（不计重力）。
（1）粒子运动的时间；
（2）粒子与O点间的距离。
高二物理答案
1．B［机械波的频率是由波源的频率决定的，在传播过程中不发生变化，A错误；由波长的定义，在传播方向上两个相邻波峰间的距离一定是一个波长，B正确；根据“同侧法”可知，甲的起振方向向下，乙的起振方向向上，C错误；机械波传播的是振动形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波向前迁移，D错误。］
2．B ［①②中光从空气射向玻璃，是由光疏介质射入光密介质，由折射定律可知折射角小于入射角，同时在界面上有部分光发生反射，①错误，②正确；③④中光从玻璃射向空气，由光密介质射入光疏介质，折射角大于入射角，同时在界面上有部分光发生反射，或者也可能发生全反射现象，故③错误，④正确，故选B。］
3．D ［小球从O点运动到B点，离平衡位置越来越远，速度减小，当运动到B点时，速度为0。小球运动过程中所受的回复力，根据牛顿第二定律得：小球运动过程中，离平衡位置的距离x增大，则加速度增大，图像切线的斜率表示加速度，则切线的斜率逐渐增大，当运动到B点时，加速度最大，D正确，A、B、C错误。］
4．D［①“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色是薄膜干涉现象；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高，音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；④观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感是利用光的偏振现象；由以上分析可知，A、B、C错误，D正确。］
5．B ［A摆垂直纸面摆动时，使得其他四个单摆都做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以4个单摆的频率相等，则周期一定相同，A错误，B正确；当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振幅最大，即共振。根据知，D摆的摆长与A摆摆长相等，驱动力的周期等于D摆的固有周期，故D摆发生共振，振幅最大，C、D错误。］
6．D［乙图的亮斑是“泊松亮斑”，属于圆盘衍射，A错误；乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，但泊松认为这是非常荒谬的，后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心有这个亮斑，B错误；不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的，C错误；发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里，D正确。］
7．C ［根据图乙可知，质点P在时刻沿y轴正方向振动，由图甲根据“同侧法”，可知该波沿x轴负方向传播，A错误；根据图像可知，B错误；由图乙可知超声波的周期为，则该超声波的频率，C正确；增大该超声波的频率，会使超声波传播的周期变小，对该超声波的振幅没有影响，D错误。］
8．BD ［由题图知，电流方向与磁场方向垂直，则，L为导线的长度，且，则，故选B、D。］
9．BD［人看到的是鱼反射的光线经过水面折射形成的虚像，光线从水中射向空气中时，折射角大于入射角，作出从鱼出发的两条光路，将折射光线反向延长，得到的交点为人所看到的鱼的虚像，如图所示，可以看出鱼的虚像位置变浅了些，A错误，B正确；鱼看到的是人反射的光线经过水面折射形成的虚像，同理，鱼看到人的虚像位置偏高了些，C错误，D正确。］
10．AD［粒子从P点进入磁场，恰好垂直于y轴从N点射出第一象限，粒子运动轨迹如图所示，由左手定则可知，粒子带负电，A正确；由几何知识可知，粒子的轨迹半径，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得磁感应强度大小，B错误；由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角，粒子做匀速圆周运动的周期，粒子在磁场中的运动时间，解得，C错误；N与O点间的距离，D正确。］
11．（1）单缝（1分） （2）乙（1分） （3）1.700（2分） （2分）
解析（1）双缝干涉实验让单色线状光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片形成单色光，再依次通过单缝、双缝，则A、B处分别是：单缝、双缝；
（2）双缝干涉条纹是等间距的、明暗相间的条纹，所以在目镜中看到的干涉图样是图乙；
（3）图丁中螺旋测微器的读数为
两个相邻亮纹间的距离为
根据，
得。
12．（1）见解析图（2分） （2）入射角i（1分） 折射角r（1分） 见解析图（2分）
（3）（2分）
（1）如图所示，过、作直线交于O，过、作直线交于，连接，就是光在三棱镜中的光路。
（2）如图所示，需要测量入射角i、折射角r。
（3）由折射定律有。
13．（1）2：3 （2）
解析（1）由图像分析可得、
则有
机械波在同种介质中的传播速度相等，则有
由
可得
，
可得
（2）在时间间隔内，a波上的某个质点运动的路程为
结合
可得。
14．（1） （2）
解析 在轨道中通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为
设炮弹的加速度大小为a
则由牛顿第二定律有
炮弹在两轨道间做匀加速运动，有
联立并代入数据解得，。
15．（1） （2）
解析（1）在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动。设在区域，轨迹半径为；在区域，轨迹半径为，由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得 ①
②
粒子速度方向转过时，所需时间为 ③
粒子再转过时，所需时间为 ④
联立①②③④式得，所求时间为 ⑤
（2）由几何关系及①②式得，所求距离为。 ⑥