湖北省華中師大一附中2024-2025學(xué)年高二物理下學(xué)期期中試題含解析

PAGE17-湖北省華中師大一附中2024-2025學(xué)年高二物理下學(xué)期期中試題（含解析）一、選擇題（本題共50分，在給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-5小題只有一項(xiàng)是正確的，第6-10小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的，全部選對(duì)得5分，選不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分）1.分別用波長(zhǎng)為λ和的單色光照耀同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為2:3，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】光子能量為依據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動(dòng)能為依據(jù)題意有，，聯(lián)立可得逸出功故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。2.如圖所示，慣性系S中有一邊長(zhǎng)為l的正方形，從相對(duì)S系沿x方向以接近光速的勻速飛行器上測(cè)得該正方形的圖像是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】正方形從相對(duì)S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上運(yùn)動(dòng)，依據(jù)相對(duì)論效應(yīng)可知，沿x軸方向正方形邊長(zhǎng)縮短，而沿y軸方向正方形邊長(zhǎng)沒(méi)有變更，則其形態(tài)變成長(zhǎng)方形．A．其形態(tài)與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．其形態(tài)與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．其形態(tài)與結(jié)論相符，選項(xiàng)C正確；D．其形態(tài)與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；3.如圖所示，志向變壓器原線圈接在輸出電壓不變的溝通電源上，圖中各電表均為志向電表。下列說(shuō)法正確的是（）A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，通過(guò)電阻R1的電流變大B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變小C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變小D.若閉合開(kāi)關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大【答案】C【解析】【詳解】AB．由題可知，原線圈兩端的電壓不變，故副線圈兩端的電壓也不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R的有效阻值增大，副線圈中的總電阻增大，所以副線圈中的干路電流減小，即通過(guò)電阻R1的電流變小，所以電阻R1兩端的電壓變小，而副線圈兩端總的電壓是不變的，所以副線圈中并聯(lián)部分的電壓增大，故電壓表的示數(shù)增大，故AB錯(cuò)誤；C．由上分析可知，副線圈的干路電流減小，因匝數(shù)比不變，故原線圈的電流也減小，即電流表A1示數(shù)變小，故C正確；D．若閉合開(kāi)關(guān)S，則R3并聯(lián)在副線圈的電路中，所以副線圈的總電阻減小，副線圈兩端的電壓不變，所以副線圈的干路電流增大，因匝數(shù)比不變，故原線圈的電流也增大，即電流表A1示數(shù)變大；副線圈干路電流流過(guò)R1，因副線圈的干路電流增大，所以R1兩端的電壓增大，而副線圈兩端總的電壓是不變的，所以副線圈中并聯(lián)部分的電壓減小，即R2兩端的電壓減小，所以流過(guò)R2電流減小，即A2示數(shù)變小，故D錯(cuò)誤。故選C。4.已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En＝，其中n＝2,3,4…，h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．有一氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，在它向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能輻射的光子的最大波長(zhǎng)為()A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】能級(jí)間躍遷輻射或汲取的光子能量必需等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，輻射的光子能量越大，頻率越大，波長(zhǎng)越?。驹斀狻恳蝗簹湓犹幱趎=3激發(fā)態(tài)，可釋放出的光子頻率種類(lèi)為3種，據(jù)玻爾理論在這3種頻率光子中，當(dāng)氫原子從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，E2=，E3=，=E3-E2，，故D正確，ABC錯(cuò)誤；故選D．5.如圖所示，豎直面上有一半徑較大的圓弧軌道，最低點(diǎn)為M點(diǎn)，有三個(gè)小球A、B、C（可視為質(zhì)點(diǎn)），A球位于圓心處，B球位于弦軌道MN的頂端N點(diǎn)，C球位于圓弧軌道上極其靠近M的地方。現(xiàn)將三個(gè)小球同時(shí)由靜止釋放，不計(jì)一切摩擦阻力和空氣阻力，則（）A.C球最先到達(dá)M點(diǎn)B.B球最終到達(dá)M點(diǎn)C.ABC三球同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)D.條件不足，無(wú)法推斷哪個(gè)小球最先、最終到達(dá)M點(diǎn)【答案】B【解析】【詳解】設(shè)圓弧的半徑為R，對(duì)于A球，做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有解得對(duì)于B球，沿弦軌道MN做初速度為零的勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)弦軌道MN與水平切線的夾角為，依據(jù)幾何關(guān)系有依據(jù)牛頓其次定律可得加速度為依據(jù)位移時(shí)間公式有解得對(duì)于C球做單擺運(yùn)動(dòng)，依據(jù)單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則有綜上分析可得故B球最終達(dá)到M點(diǎn)，A球最先到達(dá)M點(diǎn)，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。6.聲波與光波有很多可比之處，某同學(xué)對(duì)此做了一番比較，得到如下結(jié)論，你認(rèn)為正確的是（）A.聲波是縱波，而光波是橫波B.聲波的傳播依靠于介質(zhì)，而光可以在真空中傳播C.聲波和光波都能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射、偏振、多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象D.當(dāng)聲波和光波從空氣進(jìn)入水中時(shí)，頻率保持不變，波長(zhǎng)和波速都變小【答案】ABC【解析】【詳解】A．聲波的傳播方向與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向在同始終線上，是縱波；而光波的傳播方向與電磁振蕩的方向垂直，是橫波，故A正確；B．聲音的傳播須要介質(zhì)；光的傳播不須要介質(zhì)，光可以在真空中傳播，故B正確；C．聲波和光波都有波共性，所以都能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射、偏振、多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象，故C正確；D．波頻率由波源確定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，所以當(dāng)聲波和光波從空氣進(jìn)入水中時(shí)，它們的頻率都保持不變，聲波由空氣進(jìn)入水中，波速變大，頻率不變，由波速公式得知聲波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)；光波由空氣進(jìn)入水中，波速變小，頻率不變，由波速公式得知光波波長(zhǎng)變短，故D錯(cuò)誤。故選ABC。7.假如安靜的水面下相同深度處有a、b、c三種不同顏色的單色點(diǎn)光源，有人在水面正上方同等條件下觀測(cè)發(fā)覺(jué)：b在水下的像離水面距離最大，c照亮水面（透光面）的面積比a的大。關(guān)于這三種光的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是（）A.c光的頻率最大B.真空中b光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)C.a光在水中的傳播速度最小D.通過(guò)同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距最大【答案】BC【解析】【詳解】B．依據(jù)視深公式知折射率最小的光，在水下的像最深，所以b的折射率最小，頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故B正確；AC．照亮水面的圓面積的半徑R與臨界角C滿(mǎn)意又c照亮水面的面積比a的大，則c的臨界角大，水對(duì)c的折射率小，所以a的折射率最大，a的頻率最大，a的傳播速度最小，故A錯(cuò)誤，C正確；D．因a的頻率最大，則a的波長(zhǎng)最小，當(dāng)發(fā)生雙縫干涉時(shí)，依據(jù)可知a的的相鄰條紋間距最小，故D錯(cuò)誤。故選BC8.有甲、乙、丙、丁四列簡(jiǎn)諧波同時(shí)沿x軸正方向傳播，波速分別是v、2v、3v、4v，a、b是x軸上所給定的兩點(diǎn)，且ab=l。在t時(shí)刻，a、b兩點(diǎn)間四列波的波形分別如圖所示，則由該時(shí)刻起（）A.波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是丙，波長(zhǎng)最短的是乙B.頻率最高的是乙，頻率最低的是丙C.關(guān)于a點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，最先是乙，最終是甲D.關(guān)于b點(diǎn)第一次到達(dá)波谷，最先是丁，最終是甲【答案】AC【解析】【詳解】A．由圖象可知，四列波的波長(zhǎng)分別為、、、，故波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是丙，波長(zhǎng)最短的是乙，故A正確；B．依據(jù)可得頻率分別為，，，故頻率最高的是丁，頻率最低的是甲，故B錯(cuò)誤；C．依據(jù)得四列波的周期為，，，由該時(shí)刻起a點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間分別為，，，故關(guān)于a點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，最先是乙，最終是甲，故C正確；D．由該時(shí)刻起a點(diǎn)第一次出現(xiàn)波谷的時(shí)間分別為，，，故關(guān)于a點(diǎn)第一次到達(dá)波谷，最先是乙，最終是丙，故D錯(cuò)誤。故選AC9.為了保證行車(chē)平安和乘客身體健康，動(dòng)車(chē)上裝有煙霧報(bào)警裝置，其工作原理如圖所示。M為煙霧傳感器，它可視為一可變電阻，且阻值RM隨著煙霧濃度的變更而變更，S為警報(bào)裝置，R為可變電阻。當(dāng)車(chē)廂內(nèi)有人抽煙時(shí)，煙霧的濃度增大，導(dǎo)致警報(bào)裝置S兩端的電壓增大，發(fā)出警報(bào)。下列說(shuō)法正確的是（）A.RM隨煙霧濃度增大而增大B.RM隨煙霧濃度的增大而減小C.減小R，則煙霧濃度變更時(shí)，S兩端電壓變更更明顯D.增大R，則煙霧濃度變更時(shí)，S兩端電壓變更更明顯【答案】BD【解析】【詳解】AB．S兩端電壓U增大，故傳感器兩端電壓肯定減??；當(dāng)有煙霧，使傳感器電阻變更，即RM變小，則有RM隨著煙霧濃度的增大而減小，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．R越大，M與R并聯(lián)的電阻R并越接近RM，U增大越明顯，導(dǎo)致“S”上電壓變更最明顯，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。10.如圖所示的電路中，L是電阻不計(jì)的電感線圈，C是電容器（原來(lái)不帶電），閉合電鍵S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再斷開(kāi)電鍵S，LC回路中將產(chǎn)生電磁振蕩。假如規(guī)定電感L中的電流方向從a到b為正，斷開(kāi)電鍵時(shí)刻為t=0，那么斷開(kāi)電鍵后（）A.圖甲可以表示電感線圈中的電流i隨時(shí)間t的變更規(guī)律B.圖乙可以表示電感線圈中的電流i隨時(shí)間t的變更規(guī)律C.圖甲可以表示電容器左極板的電荷量q隨時(shí)間t的變更規(guī)律D.圖乙可以表示電容器右極板的電荷量q隨時(shí)間t的變更規(guī)律【答案】AD【解析】【詳解】AB．S接通達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，線圈內(nèi)有電流而電容器上沒(méi)有電流，流過(guò)線圈的電流是從a流向b，當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間時(shí)，電流要減小，而線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流削減，則電流方向不變，大小在漸漸減小，同時(shí)對(duì)電容器充電；當(dāng)電容器充電完畢時(shí)，電流為零。接著電容器放電，電流方向與之前相反，大小在不斷增大，直到電容器放電完畢后，電流反向最大；之后電容器與線圈組成的LC回路重復(fù)以上的過(guò)程中，在LC回路中形成電磁振蕩，回路中出現(xiàn)余弦式電流，故圖甲可以表示電感線圈中的電流i隨時(shí)間t的變更規(guī)律，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．S閉合時(shí)，電流穩(wěn)定時(shí)，線圈L兩端的電壓為零，故電容器兩端的電勢(shì)差為零，依據(jù)Q=CU可知所帶的電荷量為零；當(dāng)斷開(kāi)S，由于線圈L阻礙電流的變更，則線圈L中有從a到b的電流，此時(shí)電容器反向充電，則右極板帶正電，電量漸漸增大，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電池能，充電完畢后，又起先放電，將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，形成LC振蕩電路，電量隨時(shí)間周期性變更，故圖乙可以表示電容器右極板的電荷量q隨時(shí)間t的變更規(guī)律，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。二、試驗(yàn)題（14分）11.（1）甲乙兩同學(xué)用插針?lè)ㄗ觥皽y(cè)定玻璃的折射率”的試驗(yàn)中，分別得到如圖所示甲乙兩種試驗(yàn)記錄。在甲中，已畫(huà)好玻璃磚兩界面直線aa′和bb′后，不當(dāng)心將玻璃磚稍稍向上平移了，如甲圖中虛線所示。若之后的其他操作無(wú)誤，則測(cè)得的折射率n_______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。在乙中，玻璃磚上界面直線aa′正確，而畫(huà)的表示下界面的bb′稍稍向上平移了，如乙圖中虛線所示。若之后的其他操作無(wú)誤，則測(cè)得的折射率n將_______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；（2）某同學(xué)做測(cè)定玻璃折射率的試驗(yàn)時(shí)，用他測(cè)得的多組入射角θ1與折射角θ2作出sinθ1-sinθ2圖象，如圖所示，下列推斷正確的是_______。A．他做試驗(yàn)時(shí)，探討的是光線從空氣射入玻璃的折射現(xiàn)象B．玻璃的折射率為0.67C．玻璃的折射率約為1.5D．玻璃臨界角的正弦值為0.67【答案】(1).不變(2).偏大(3).ACD【解析】【詳解】（1）[1]如圖所示實(shí)線表示將玻璃磚向上平移后實(shí)際的光路圖，而虛線是未將玻璃磚向上平移時(shí)作圖時(shí)所采納的光路圖，通過(guò)比較發(fā)覺(jué)，入射角和折射角沒(méi)有變更，則由折射定律可得可知測(cè)得的折射率將不變；[2]假如在試驗(yàn)過(guò)程中不當(dāng)心將玻璃磚向上平移了一些，即將移到圖中虛線位置，而在做光路圖時(shí)不變，作出光路圖，如圖所示紅線表示作圖時(shí)所用的光路，黑線表示實(shí)際的光路，由圖可知測(cè)量得到的入射角沒(méi)有變更，而折射角偏小，則由折射定律可得可知所測(cè)得的折射率將偏大；（2）[3]A．由圖象可知：，則入射角大于折射角，所以光線從空氣射入玻璃，故A正確；BC．圖象的斜率k即是玻璃折射率，由圖可得故B錯(cuò)誤，C正確；D．玻璃臨界角的正弦值故D正確。故選ACD。12.某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)。試驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光：調(diào)整光路，使得從目鏡中可以視察到干涉條紋?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）若想增加從目鏡中視察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可__________；A．運(yùn)用間距更小的雙縫B．將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)C．將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)D．將單縫向雙縫靠近（2）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測(cè)得第1條暗條紋中心到第n條暗條紋中心的距離為Δx，則單色光的波長(zhǎng)λ=__________；（3）某次測(cè)量時(shí)，選用的雙縫的間距為0.300mm，測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.20m，第1條暗條紋中心到第4條暗條紋中心的距離為7.44mm。則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)_________nm（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。【答案】(1).C(2).(3).620【解析】【詳解】（1）[1]增加從目鏡中視察到的條紋個(gè)數(shù)，則條紋的寬度減小，依據(jù)相鄰亮條紋間的距離為為減小相鄰亮條紋（暗條紋）間的寬度，則可以減小雙縫到屏的距離，增大雙縫間的距離，或換用波長(zhǎng)短的光，故C正確，ABD錯(cuò)誤

故選C；（2）[2]第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為，則兩個(gè)相鄰明紋（或暗紋）間的距離為依據(jù)可得單色光的波長(zhǎng)為（3）[3]由題知條紋間距為依據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得三、計(jì)算題（本題共4小題，共36分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最終答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需寫(xiě)出數(shù)值和單位）13.匝數(shù)為N的矩形線框abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，t=0時(shí)刻，線框位置如圖。測(cè)得定值電阻R兩端電壓隨時(shí)間變更的函數(shù)表達(dá)式為U200sin100t（V），該電阻實(shí)際消耗的電功率為200W，求：（1）通過(guò)該電阻的交變電流的瞬時(shí)值的表達(dá)式及有效值；（2）定值電阻R的大??；（3）求0~0.005s內(nèi)通過(guò)R的電量?！敬鸢浮浚?）sin100t（A），1A；（2）200Ω；（3）【解析】【詳解】（1）依據(jù)U200sin100t（V），得R兩端電壓的最大值為Um=200V則電壓有效值為依據(jù)解得感應(yīng)電流的有效值為I=1A所以電流的電大值為則電流瞬時(shí)值的表達(dá)式為sin100t（A）（2）依據(jù)代入U(xiǎn)R和I可得R=200Ω（3）依據(jù)U200sin100t（V），可得角速度為則周期為所以，即0~0.005s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過(guò)圈，磁通量的變更量為電壓的最大值為聯(lián)立解得依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電流依據(jù)可得代入，R解得14.如圖所示，實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在t1=0時(shí)刻的波形，虛線是這列波在t2=1.5s時(shí)刻的波形，這列波的周期T符合：，求：（1）若波沿x軸正方向傳播，波速為多大；（2）若波沿x軸負(fù)方向傳播，波速為多大。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】據(jù)波形圖可知，λ=8m（1）若波沿x軸正方向傳播，因，則波向右傳播的距離為x=（3λ+3）m=27m所以波速為（2）若波沿x軸負(fù)方向傳播，因，則波向左傳播的距離為x=（2λ+5）m=21m以波速為15.如圖所示為某種透亮材料制成的一塊柱形棱鏡的橫截面圖，圓弧CD是半徑為R的四分之一圓周，圓心為O．光線從AB面上的M點(diǎn)入射，入射角i＝45°，光進(jìn)入棱鏡后恰好在BC面上的O點(diǎn)發(fā)生全反射，然后由CD面射出，已知OB段的長(zhǎng)度，真空中的光速為c，求：（1）透亮材料的折射率n；（2）光從M點(diǎn)射入到從CD面射出所用的時(shí)間t．【答案】（1）透亮材料的折射率n是