甘肃省庆阳市华池县第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（含答案）

甘肃省华池县第一中学2023-2024学年度第二学期期中考试
高二物理
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，选择性必修第二册第一章。
一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项正确，每小题4分，第8~10题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．关于机械波和光，下列说法正确的是（ ）
A．机械波和光都能发生干涉和衍射现象 B．体检项目“彩超”，利用了光的多普勒效应
C．“光导纤维”利用了光的偏振现象 D．“泊松亮斑”是光波的干涉现象
2．如图所示，一个粒子源发出很多种带电粒子，经速度选择器后仅有甲、乙、丙、丁四种粒子沿平行于纸面的水平直线穿过竖直挡板MN上的小孔O，之后进入正方形虚线框内，虚线框内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，四种粒子的运动轨迹如图所示，则关于速度选择器两极板间磁场方向和四种粒子的比荷大小说法正确的是（ ）
A．垂直于纸面向里，甲的比荷最大 B．垂直于纸面向里，丙的比荷最大
C．垂直于纸面向外，丙的比荷最大 D．垂直于纸面向外，丁的比荷最大
3．一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．质点振动频率是4Hz
B．在10s内质点经过的路程是20cm
C．第4s末质点的速度为零
D．和两时刻，质点位移大小相等，方向相同
4．一束激光由光导纤维左端的中心点O以的入射角射入，在光导纤维的侧面以入射角多次反射后，从另一端射出，已知光导纤维总长为60m，光在真空中的传播速度。该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（ ）
A． B． C． D．
5．两个振幅不等的相干波源、产生的波在同一种均匀介质中传播，形成如图所示稳定图样。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c点是ad连线的中点。下列说法正确的是（ ）
A．a点振动加强，b点振动减弱 B．c点可能一直处于平衡位置
C．某时刻质点a、b的位移大小可能均为零 D．经过半个周期，d处质点将传播至b点位置
6．如图所示，甲图为参与波动的质点P的振动图像，乙图为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波动图像，则下列判断错误的是（ ）
A．该波的传播速率为1m/s
B．该波的传播方向沿x轴正方向
C．在0~2s时间内，质点P的路程为1.2m
D．这列简谐横波与另一列频率为0.25Hz的简谐横波相遇能发生稳定的干涉现象
7．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．该束带电粒子带负电 B．速度选择器的极板带负电
C．在磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D．在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小
8．夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种光，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率比b光的低
B．在冰晶中，b光的传播速度比a光的大
C．用同一装置做双缝干涉实验时，b光相邻亮条纹的间距比a光的大
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的大
9．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻波形如图所示，此时波刚好传到P点，时质点P第一次到达负方向最大位移处，则（ ）
A．此波波源的起振方向沿y轴负方向
B．该简谐横波的波速为10m/s
C．该简谐横波的频率为2.5Hz
D．该波在传播过程中遇到尺寸为1m的障碍物会发生明显的衍射现象
10．如图所示，在xOy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场，一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x正半轴。已知，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计，则（ ）
A．粒子带负电荷 B．粒子速度大小为
C．粒子在磁场中运动的时间为 D．N与O点相距3d
二、填空题：本题共2小题，共16分。把答案填在题中的横线上或按要求作答。
11．（7分）某实验小组的同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”的实验。他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓（用实线表示），然后放好三棱镜，在垂直于AB的方向上插上两枚大头针和，在棱镜的左侧观察，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针，使挡住、像，再插上大头针，使挡住和、的像。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。
（1）将图中的光路图补充完整；
（2）根据图中所给数据，可得该玻璃的折射率______；
（3）若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将作为实验中棱镜所处位置，根据光路图用量角器量出AC面的入射角和折射角，再利用上述数据计算出该玻璃折射率的测量值______真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”），理由是____________。
12．（9分）一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，该小组记录下此时螺旋测微器的示数为0.007mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图甲所示，该示数为______mm，则摆球的直径为______mm。
（2）单摆实验的装置示意图如图乙所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角______5°（填“大于”或“小于”）。
（3）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为______cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为______s，该小组测得的重力加速度大小为______。（结果均保留3位有效数字，取9.870）
三、计算题：本题共3小题，共41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．（12分）如图所示，半径为R、折射率为的透明介质半球，放在空气中。一细光束从半球左侧面上A点垂直入射，正好在半球面发生三次全反射后从半球左侧面上B点（图上未标B点）射出。光在真空中的光速为c，求：（计算结果可以用根号表示）
（1）入射光在此透明介质中的临界角C的正弦值；
（2）光束在介质中从A到B的传播时间t。
14．（14分）一列简谐横波在水平绳上沿x轴负方向传播，在时刻的波形如图所示，绳上三个质点M、N、P的平衡位置分别为，，，从该时刻开始计时，P点的振动位移随时间变化关系为。求：
（1）该简谐横波的波速v；
（2）t经过多长时间，质点M、N振动的速度大小相同。
15．（15分）如图所示，竖直平面内的直角坐标系xoy中，第二象限有沿x轴正方向的匀强电场（未知），第四象限有沿y轴正方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，第四象限匀强电场的电场强度大小。现将一个质量为m、电荷量为＋q的小球（可为质点）从第二象限内的点以一定的初速度沿x轴正方向射入，依次经过x轴上的O点和点，已知经过O点的速度方向与x轴正方向成，重力加速度为g，不计空气阻力，求：
（1）小球从P点入射初速度大小和第二象限电场的电场强度大小；
（2）第四象限磁场的磁感应强度B大小；
（3）小球从P点运动到Q点所用时间。
甘肃省华池县第一中学2023—2024学年度第二学期
期中考试·高二物理参考答案
1．A 2．A 3．B 4．D 5．C 6．C 7．D 8．AD 9．BCD 10．AB
11．（1）（2分） （2）（2分） （3）小于（1分） ，的测量值偏大，则该玻璃折射率的测量值小于真实值。（2分）
12．（1）20.034 20.027（每空1分） （2）大于（1分） （3）82.5 1.82 9.83（每空2分）
13．解：（1）根据临界角的定义有（2分）
（2）作出光路如图所示（2分）
由题意可知，光在半球面的入射角为；
根据几何关系可得光在介质中运动的路程为（2分）
光在介质中的速度为（2分）
光在介质中传播的时间（2分）
代入数据可得（2分）
14．解：（1）P点的振动位移随时间变化关系为，
则振动周期为（2分）
根据波形图可知简谐横波的波长为（2分）
该简谐横波的波速（2分）
（2）当某质点位于平衡位置或波峰、波谷时，其两侧与它平衡位置间距相等的质点速度大小相同。平衡位置的振动状态传播到MN中点的距离为
（2分）
波峰、波谷位置的振动状态传播到MN中点的距离为
（2分）
经过的时间为（2分）
解得：或（2分）
15．解：（1）根据题意可知，小球从P到O的过程中，
水平方向上有，
竖直方向上有，
由几何关系有 联立可得，（5分）
（2）小球到达O点的速度为
由几何关系可知
由牛顿第二定律有 联立可得（5分）
（3）小球从P到O的过程中所用的时间
小球从O到Q做圆周运动所用的时间，
由题意可知（5分）