四川省仁寿第一中学校北校区2024-2025学年高二下学期半期物理试卷（含解析）

秘密★启用前【考试时间：2025年4月22日08:00-09:15】
仁寿 一 中北校区高二下学期半期教学质量检测
物 理
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色字迹的签字笔将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡 上，并在“考场号”、“座位号”栏内填涂考场号、座位号。
2.选择题部分每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；答案不能答在试题卷上，答在试题卷上的答案无效。
3.非选择题部分必须用黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区城内的相应位置；如 需改动，先将答案划掉，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答 案无效。
4.考生必须保持答题卡整洁，考试结束后，将答题卡交回，试题卷自己保存。满分100分，考试 时间75分钟。
一 、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示为一个质量分布均匀的有机玻璃圆柱的横截面，B 、C为圆上两点，一束单色光 沿AB方向射入，然后从C点射出，已知∠ABO=127°,∠BOC=120°, 该有机玻璃圆柱的半 径为1m, 真空中光速c=3×10 m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6 。 下列说法正确的是( )
(
B
127°
) (
A
)A. 光在该有机玻璃中的传播速度为1.875×10 m/s
(
120°
0
)B. 光在该有机玻璃中的折射率为1.8
C. 光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为53°
D. 光在该有机玻璃圆柱中沿BC路径传播时间约为0.33×10- s
2. 如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为11:2,其原线圈两端接入如图乙所 示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R 相连。若交流电压表和交流电流表都是
理想电表，下列说法正确的是( )
A.t=0.01s 时，电压表的示数是0
B. 变压器输出电压的最大值是40V
C. 变压器副线圈输出的交流电的频率为0.5Hz
甲
(
个u/V
220/2
式
左
3t/10- s
o
-220/2
)
乙
D. 若电流表的示数为1A, 变压器的输入功率为40W
3. 原子能电池是利用放射性同位素衰变过程释放的热能转换成电能，具有尺寸小、重量轻、 性能稳定可靠、工作寿命长、环境耐受性好等特点，能为空间及各种特殊恶劣环境条件下的 自动观察站或信号站等提供能源.其中38Sr 是原子能电池的放射源之一，会发生β衰变，半
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衰期为28.5年.38Sr 主要来源于335U 的裂变，其核反应方程为235U+bn→38Sr+4Xe+2on. 下列说法中正确的是( )
A.235U 的平均结合能比裂变产物54Xe 的平均结合能大
B.38Sr 的β衰变方程为38Sr→39Y+ e
C.38Sr 衰变产生的β射线是其核外电子吸收能量后跃迁产生的
D. 密闭容器中装有1g 38Sr经过28.5年容器中剩余物质质量为0.5g
4. 如图1所示为原子核的比结合能与质量数的关系曲线，如图2所示为原子核的平均核子
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质量与原子序数的关系曲线。下列说法正确的是(
图1
)
图2
A. 根据图1可知，2He核的结合能约为7MeV
B. 根据图1可知，38Kr比35U更稳定
C. 根据图2可知，核D 裂变成核E 和F 的过程中，生成的新核E 、F 的比结合能减小
D. 根据图2可知，若A、B 能结合成C, 则结合过程中一定要吸收能量
5. 北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能 级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的，如图为氢原子能级图，a 、b 、c 为氢原子
能级跃迁过程中所发出的三种光，则下列说法正确的是( )
(
E/eV
-0
-0.54
-0.85
-1.51
-3.40
a
c
-13.6
8
5
4
3
2
1
n
)A. 氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子
B. 大量处于n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状 光谱总共有3条亮线
C. 在相同条件下，a、b、c三种光中，b 光最容易发生明显的衍 射现象
D. 用b 光照射处于n=2 能级的氢原子，氢原子会发生电离
6. 两列简谐横波在x 轴上传播、a 波沿x 轴正向传播，b 波沿x 轴负向传播，t=0 时刻的波 形图如图所示：此时刻平衡位置在x=4m 和x=8m 的质点P、Q 刚好开始振动，两列波的波 速均为2m/s, 质 点M 、N 的平衡位置分别为x=5m 和x=6m, 下列说法正确的是( )
A. 两列波相遇时刻为1.5s, 此时刻质点N 不振动 B.P、Q 间(不包括P、Q) 有1处振动加强点
C.0~2.5s 内质点M 运动路程为32cm
D. 两列波振幅不同，故不能发生干涉
7. 洛埃德 (H 。Lloyd) 在1834年提出了一种更简单的观察干涉现象的装置。如图所示，
缝光源S 与光屏平行，从缝光源S发出的光，一部分入射到平面镜M 后反射到屏上，另一部 分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹，缝光源S 通过平面镜成的像 S 相当于另一缝光源。某次实验，S 发出波长为400nm 的单色光，虚线00上方的第3条亮条 纹出现在N 处。不考虑半波损失，下列说法正确的是( )
A. 若撤去平面镜M, 光屏上将不再出现明暗相间的条纹
B. 若缝光源S 发出波长为600nm 的单色光，光屏上N 处 将出现第2条亮条纹
C. 若将缝光源S 下移少许，光屏上的条纹间距将变小
D. 若将平面镜M 右移少许，光屏上的条纹间距将变大
二 、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得2分，有选错的得0 分 。
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8. 关于下图光学现象的说法正确的是( )
(
两张纸片
)
(
甲
) (
丙
)乙
A. 图甲：光导纤维中内芯的折射率小于外套的折射率
丁
B. 图乙：再叠加一张纸片，劈尖干涉的条纹间距变大
C. 图丙：太阳的反射光和折射光都是偏振光
D. 图丁：用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越宽，观察到的中央衍射条纹越窄
9. 如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e=110√2sin100πt
V, 导线框与理想升压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A, 输电线路总电阻为25 Ω,理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为 220V, 电动机的功率为1100W, 导线框及其导电动机线电阻不计，不计一切摩擦，则( )
电动机
A. 升压变压器原副线圈的匝数比为11:60
B. 图示位置线圈中的电流方向正在改变
C. 线框转动一圈的过程克服安培力做功24J
D. 若电动机突然卡住，输电线上的损耗功率将减小
10. 某款发电机示意图如图所示，矩形线框置于水平向右的磁感应强度为 B 的匀强磁场中， 中心轴o0 '与磁场垂直，E 、F 端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起以 角速度w 顺时针匀速转动，两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C 、D 接触， 初始时刻线框平面与磁场平行，矩形线框面积为S 电阻为r, 电刷C 、D 之间接有一阻值为
R 的电阻，其余部分电阻不计，则( )
A. 初始时刻磁通量变化率最大
B. 流过电阻R 的电流变化周期
C. 线圈从图示位置转动一周的过程中通过电阻R 的电荷量为0
D. 线圈从图示位置转动一周的过程中电阻R 产生的热量
三 、实验题：本题共2小题，共16分。
11. 杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长” 实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。
(
光源 凸透镜
滤光片
单缝双缝
遮光筒
毛玻璃
屏
目镜
)
甲
(1)下列说法正确的是( )
A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B. 若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄
C. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
D. 去掉滤光片后，干涉现象消失
(2)双缝间距为d, 毛玻璃光屏与双缝间的距离为L 。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。 使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为 mm。若A 、B两条亮纹中央间距为x, 则所测光的波长为 (用所给物 理量的字母表示)。
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乙
丙
丁
(3)若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值 真实值(填“大于”、“小于”
或“等于”)。
12. 某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：
图(a)
图 (b)
① 平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA和BB', 交点为0。将半圆柱体玻璃砖的平 直边紧贴AA', 并使其圆心位于0点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图 (a) 所示。
② 将一细激光束沿CO 方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。
③ 拿走玻璃砖，标记CO 光线与半圆弧的交点P。
④ 分别过M 、P 作 BB的垂线MM' 、PP',M' 、P '是垂足，并用米尺分别测量MM 、PP 的长 度x 和y。
⑤ 改变入射角，重复步骤②③④,得到多组x 和y 的数据。根据这些数据作出y-x 图像， 如图 (b) 所示。
(1)关于该实验，下列说法正确的是 (单选，填标号)。
A. 入射角越小，误差越小
B. 激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差
C. 选择圆心0点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显
(2)根据y-x 图像，可得玻璃砖的折射率为 (保留三位有效数字)。
(3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果 (填偏
大”“偏小”或“不变”)。
三、解答题
13. 如图所示，半径为R 的球面凹面镜内注有透明液体，将其静置在水平桌面上，液体中心 的厚度为CD。一束单色激光自中心轴上的A处以45°的入射角
射向液面B处，其折射光经凹面镜反射后恰好沿原路返回。已 知AC两点将半径OD三等分，光在空气中的传播速度为c 。求：
(1)液体的折射率n;
(2)激光从A点射出至回到A点经历的时间t。
14. 一简谐横波以4m/s 的波速沿水平绳向x 轴正方向传播。已知t=0 时的波形如图所示，
(
皮长。设向上为正，经时间
t
(小于一个周期),此时质
)绳上两质点M 、N 的平衡位置相距
(
点
M
向下运动，其位移仍为0.02
m
。
(1)该横波的周期；
(2)t=0
时刻起
M
的振动方程；
(3)t
时刻质点
N
的位移。
) (
求
) (
个
y/m
0.04
M
0.02
0
—2
—
-0.04
x/m
N.
)
15. 如图甲所示，两足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，处于磁感应强度为Bo, 方 向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为L, 左端连接一定值电阻R 和理想交流电流表A, 质 量为m、长度为L 、电阻为R 的金属棒垂直导轨放置，与导轨始终接触良好。对金属棒施加 一个平行于导轨的拉力，使得金属棒运动的速度v 随时间t按如图乙所示的正弦规律变化。 其中vo,T 已知，不计导轨的电阻。求：
甲
(1)电流表A 的示数I;
之的过程中，拉力所做的功W;
3 的过程中，通过定值电阻的电荷量q
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参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D B B C C B CD AC AD
1.A
【难度】0.85
【知识点】光的折射定律、折射率、 折射率的波长表达式和速度表达式、发生全反射的条 件、临界角
【详解】AB. 由几何关系可得，入射角α=90°-(127°-90°)=53°
折射
根据光的折射定律可知，光在该有机玻璃中的折射率为
根据n= 可得光在该有机玻璃中的传播速度为 故A 正确，B 错误；
C. 根据：得光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为： 所以发生全反射的临界角小于53°,故C 项错误；
D. 光在该有机玻璃圆柱中沿BC 路径传播时间 故D 项错误。
故选A。
2.D
【难度】0.85
【知识点】理想变压器两端电压与匝数的关系、变压器原副线圈频率和相位的关系、理想变 压器两端功率的计算
【详解】A. 电压表在任意时刻显示的示数均为有效值，t=0.01s 时，电压表的示数不是0, 故A 错误；
B. 由乙图可知，原线圈两端交流电电压的最大值为220 √2v, 根据理想变压器原、副线圈
匝数之
解得变压器输出电压的最大值为
故B 错误；
C. 由乙图可知交流电的周期为0.02s, 则其频率为
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理想变压器不改变交流电的频率，故变压器副线圈输出的交流电的频率为50Hz, 故C 错 误
D. 交流电的有效值
根据理想变压器电压与匝数成正比， 解得U =40V
变压器的输入功率为P入 =P 出 =U Iz=40×1W=40W 故D 正确。
故选D。
3.B
【难度】0.65
【知识点】β衰变的特点、本质及其方程的写法、半衰期的概念、分析原子核的结合能与比 结合能
【详解】A.该裂变反应放出能量，则235U的平均结合能比裂变产物154xe 的平均结合能小， 选项A 错误；
B.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，38Sr的β衰变方程为38Sr→39Y+1e, 选项B 正 确；
c.38Sr衰变产生的β射线是其核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项C 错误；
D.密闭容器中装有1g38Sr经过28.5年容器中没有衰变的39Sr的质量为0.5g, 因衰变后变为别 的物质，则剩余物质质量大于0.5g, 选项D 错误。
故选B。
4.B
【难度】0.65
【知识点】元素的比结合能曲线、元素核子平均质量曲线
【详解】A. 根据图1可知，2He核的比结合能约为7MeV, 则2He核的结合能约为E=4×7 MeV=28 MeV
A 错误；
B. 根据图1可知，335U核的比结合能比38Kr核的比结合能小，所以38Kr比335U更稳定，B 正 确；
C. 根据图2可知，核D 裂变成核E 和F 的过程中，核子的平均质量减少，放出核能，比 结合能增大，C 错误；
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D. 根据图2可知，若A、B 能结合成C, 核子的平均质量减少，结合过程一定要放出能量， D 错误。
故选B。
5.C
【难度】0.65
【知识点】基态、激发态、跃迁、电离、计算电子跃迁中释放的光子频率种数 【详解】A. 氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，故A 错误；
B. 大量处于n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有C =6 条亮线，故 B 错误；
C. 根据公
可知，在相同条件下，a、b、c三种光中，b 光的波长最长，最容易发生明显的衍射现象， 故C 正确；
D. 用b 光照射处于n=2 能级的氢原子，氢原子是否能发生电离取决于b 光的能量是否足以
使氢原子从n=2 能级跃迁到电离态。b 光的能量△E=E -E =2.55eV<3.40eV 因此不能使处于n=2 能级的氢原子发生电离电离，故D 错误。
故选C。
6.C
【难度】0.65
【知识点】波形图的物理意义及信息读取、波的干涉图样、判断干涉加强和减弱区
【详解】A.0 时 刻P 、Q 两质点刚好开始振动，且振动方向相反，经过时间t 两列波在N
点相遇，则有1
相遇时两列波在N 点引起的振动方向相反，故N 点起振动方向向上，A 错误；
B. 由题可知波长λ=4m,xpQ=4m
由于两列波振动方向相反，故在处加强，振动加强点有2处， B 错误；
C. 根据 a 波传播到M 点时间
b 波传播到M 点时间
M 点为振动加强点，0~2.5s 内质点M 运动路程s=2Aa+2(Aa+Ab)=32cm
答案第3页，共9页
C 正确；
D. 两列波周期相同，振动方向在同一直线上，有稳定相位差，可以发生干涉，D 错误。 故选C。
7.B
【难度】0.65
【知识点】干涉条纹间距与波长的关系、单缝衍射和小孔衍射图样
【详解】A. 若撤去平面镜M, 通过单缝光线会发生衍射，仍然可以观察到明暗相间的衍射 条纹，故A 错误；
CD. 缝光源 S 通过平面镜成的像S 相当于另一缝光源，由双缝干涉相邻两条亮间距公式△x=
其中L=l,d=2h
可得
若将缝光源S 下移少许，则h 变小，可知光屏上的条纹间距将变大；若将平面镜M 右移少许， 则不影响光源的像的位置，则光屏上的条纹间距不变，故CD 错误；
B. 由可得
即3△x =2△x
已知S 发出波长为400nm 的单色光，虚线00'上方的第3条亮条纹出现在N 处，则缝光源S 发出波长为600nm 的单色光，光屏上N 处将出现第2条亮条纹，故B 正确。
故选B。
8.CD
【难度】0.85
【知识点】光导纤维、单缝衍射和小孔衍射图样、检查工件的平整度、偏振现象及其解释 【详解】A. 光导纤维利用全反射原理，所以内芯的折射率大于外套的折射率，选项A 错 误
B. 再叠加一张纸片，即空气膜的夹角变大，根据薄膜干涉的原理可知，劈尖干涉的条纹间 距变小，选项B 错误；
C. 太阳的反射光和折射光都是偏振光，选项C 正确；
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D. 根据单缝衍射原理可知，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越宽，观察到的中 央衍射条纹越窄，选项D 正确。
故选CD。
9.AC
【难度】0.65
【知识点】升压变压器和降压变压器、用户端功率改变判断输电线路中物理量变化、功的定 义、计算式和物理意义、判断线圈转到不同位置的电流方向
【详解】A. 设升压变压器原副线圈两端电压、电流为U 、U 和I 、I , 降压变压器原副线 圈两端电压、电流为U 、U 和I 、I , 由题意知，输电线损失功率△P=I R=2 ×250=100
W,P =P =1100W,P =△P+P =1200W,
由此可以解
故A 答案正确；
B. 线框经过中性面位置时，电动势为零、电流为零，电流方向发生改变，而图示位置为垂 直中性面位置，故B 答案错误；
C. 根据理想变压器可知P =P =1200W
而发电机线圈转动周期
则线框转动一圈的过程克服安培力做功W=P T=1200×0.02J=24J 故C 答案正确；
D. 若电动机突然卡住，则电动机变成纯电阻电路，则I 增大、P 增大，I 增大、输电线上 的损耗功率△P 也增大，故D 答案错误。
故选AC。
10.AD
【难度】0.65
【知识点】计算转动过程中通过线圈截面的电量、磁通量的定义、公式、单位和物理意义、 交流电频率的意义、根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热
【详解】A. 初始位置磁通量为0,但磁通量的变化率最大，故A 正确；
B. 根据右手定则可知，通过电阻的电流方向始终不变，则甲输出是直流电，流过电阻R 的
电流变化周期为!
答案第5页，共9页
故B 错误；
C. 根据正弦式交流电峰值和有效值的关系可知转动一周的过程中电流的有效值为
转动一周的过程中，每转过90°,通过电阻的电荷量为
则转动一周的过程中流过电阻的电荷
故C 错误；
D. 线圈从图示位置转动一周的过程中电阻R 产生的热量
故D 正确。 故选AD。
11.(1)AC
(2) 9.15
(3)大于
【难度】0.85
【知识点】杨氏双缝干涉实验的实验步骤和数据处理、杨氏双缝干涉实验的注意事项和误差 分析
【详解】(1) A. 将屏移近双缝，L 变小，根据干涉条纹间距公式 可知，条纹间距变窄，故A 正确；
B. 若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距不变，故B 错误；
C. 根据干涉条纹间距公式
将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变大，则干涉条纹间距变宽，故C 正确；
D. 去掉滤光片后，干涉屏上出现彩色的干涉条纹，故D 错误。
故选AC。
(2)[1]由于游标尺为20分度，其精确度为0.05mm, 所以游标卡尺的示数为9mm+3×0.05
mm=9.15mm
[2]若A 、B 两条亮纹中央间距为x, 则条纹间距为
根据干涉条纹间距公式
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解
(3)条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值△x实=△x测cosθ 0为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，则有△x实<△x测
根据干涉条纹间距公
可知波长的测量值大于实际值。
12.(1)B (2)1.57
(3)不变
【难度】0.65
【知识点】用插针法测介质折射率的实验步骤和数据处理、光学创新实验
【详解】(1) A. 入射角适当即可，不能太小，入射角太小，导致折射角太小，测量的误差 会变大，故A 错误；
B. 激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差，故B 正确；
C. 相同的材料在各点的折射效果都一样，故C 错误。
故选B。
(2)设半圆柱体玻璃砖的半径为R, 根据几何关系可得入射角的正弦值为
折射角的正弦值为
折射率
可知y-x 图像斜率大小等于折射率，即
(3)根据(2)中数据处理方法可知若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径， 则折射率的测量结果不变。
13.
答案第7页，共9页
【难度】0.65
【知识点】光的折射定律、折射率
【详解】(1)如图所示，连接0、 B 并延长，交凹面镜于E点，折射光线沿着E处的法线方向，
设折射角为γ,则
几何关系可知 联立解
(2)根据图中几何关系
光在介质中的速度
联立解
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14.(1)T=1s
(3)yn=-0.02√3m
【难度】0.65
【知识点】机械波中质点振动的特点、波长、频率和波速的关系 【详解】(1)由波形图知，波长λ=4m
波长、波速和周期的关系为
代入数据得该波的周期为T=1s
(2)根据y=Asin(wt+φ)
结合题给条件知从t=0 时刻起，质点M 做简谐振动的位移表达式为
(3)经时间t (小于一个周期),M 点的位移仍为0.02m, 运动方向向下.可解得
由于N 点在M 点右侧彼长处，所以N 点的振动滞片个周期，其振动方程为
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当
时，质点N 的位移为
yn=-0.02√3m
(
(
3
)15. (1
【难度】0.4
【知识点】作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压、计算转动过程 中通过线圈截面的电量
【详解】(1)金属棒产生的电动势的有效值为
回路中的电
解得电流表的示
(2)在 时间内，产生的焦耳热
根据功能关系有
(3)由于感应电动势#
该方式下产生的交变电流与单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的方式是相似的，则在
单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的模型中，的过程中流过线圈的电量为q=I
又有Em=B Sw=B Lvo
联立解