2024年北京十三中高二（下）期中物理試卷（含答案）

第1頁/共1頁2024北京十三中高二（下）期中物理本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，第Ⅰ卷第1頁至第4頁；第Ⅱ卷第5頁至第8頁，答題紙第1頁至第2頁。共100分，考試時間90分鐘。請在答題紙第1、2頁左側密封線內書寫班級、姓名、準考證號?？荚嚱Y束后，將本試卷的答題紙和答題卡一并交回。第Ⅰ卷（選擇題共42分）一、本題共14小題，在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的。（每小題3分，共42分）1．根據電磁波譜從下列選項中選出電磁波的范圍相互交錯重疊、且頻率順序由高到低排列的情況（）A．倫琴射線、紫外線、可見光 B．倫琴射線、紫外線、紅外線C．紫外線、紅外線、可見光 D．無線電波、紅外線、紫外線2．某位同學用下面的方法測量某種液體的折射率。如圖所示，他在一個燒杯中裝滿了某種透明液體，緊貼著杯口豎直插入一根直尺AB，眼睛從容器邊緣的P處斜向下看去，觀察到A經液面反射所成的虛像恰好與B經液體折射形成的虛像重合。他讀出直尺露出液面的長度AC、沒入液體中的長度BC，量出燒杯的直徑d。由此求出這種透明液體的折射率為（）A． B． C． D．3．光導纖維的結構如圖，其內芯和外套材料不同，光在內芯中傳播。以下關于光導纖維的說法正確的是（）A．內芯的折射率比外套的大，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生全反射B．內芯的折射率比外套的小，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生全反射C．內芯的折射率比外套的小，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生折射D．內芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護作用4．如圖所示一束可見光穿過平行玻璃磚后，分為a、b兩束單色光。則（）A．玻璃對a光的折射率較小 B．玻璃對a光的臨界角較大C．b光在玻璃中的傳播速度較大 D．如果b光是綠光，那么a光可能是紅光5．醫(yī)院有一種先進的檢測技術——彩超。向病人體內發(fā)射頻率己精確掌握的超聲波，超聲波經血液反射后被專用儀器接收。測出反射波的頻率變化，就可知道血液的流速。這一技術主要體現了哪一種物理現象（）A．波的干涉 B．波的衍射 C．多普勒效應 D．共振6．如圖所示，一個彈簧振子在AB間作簡諧振動，O是平衡位置，以某時刻作為計時零點（）。若過周期，振子具有正方向的最大速度，那么能夠正確反映振子的振動情況的圖像是（）A． B． C． D．7．下圖是某繩波形成過程的示意圖。質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動質點2，3，4，…各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端，相鄰編號的質點間距離為2cm。已知時，質點1開始向上運動；s時，質點1到達上方最大位移處，質點5開始向上運動。則（）A．這列波傳播的速度為0.25m/s B．s時，振動傳到質點15C．s時，質點12正在向下運動 D．s時，質點9處于上方最大位移處8．如圖所示，實線為一列沿x軸正方向傳播的簡諧波在時的波形，而虛線是該波在s時的波形，此列波的周期大于0.3s而小于0.5s．該波的波速為（）A．2m/s B．10m/s C．18m/s D．6m/s9．圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，a、b兩質點的橫坐標分別為m和m。圖乙為質點b從該時刻開始計時的振動圖象。下列說法正確的是（）A．該波沿方向傳播，波速為1m/ B．質點a經過4s振動的路程為4mC．此時刻質點a的速度沿方向 D．質點a在s時速度為零10一正弦交變電流的i-t圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A在s時電流改變方向B該交變電流的周期為0.25sC．該交變電流的表達式為AD．將該交變電流通過一個Ω的電阻，通電10s產生的熱量為40J11．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在（V）的交流電源上，副線圈接有Ω的負載電阻。原、副線圈匝數之比為2∶1。電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）A．原線圈中電流表的讀數為1A B．原線圈中的輸入功率為WC．副線圈中電壓表的讀數為V D．副線圈中輸出交流電的周期為50s12．質量為m的物塊在光滑水平面上以速率v勻速向左運動，某時刻對物塊施加與水平方向夾角為θ的恒定拉力F，如圖所示。經過時間t，物塊恰好以相同速率v向右運動。在時間t內，下列說法正確的是（）A．物塊所受拉力F的沖量方向水平向右 B．物塊所受拉力F的沖量大小為2mvC．物塊所受重力的沖量大小為零 D．物塊所受合力的沖量大小為13．如圖甲所示，長2m的木板Q靜止在某水平面上，時刻，可視為質點的小物塊P以水平向右的某一初速度從Q的左端向右滑行。P、Q的速度-時間圖象見圖乙，其中a、b分別是0~1s內P、Q的速度-時間圖線，c是1~2s內P、Q共同的速度一時間圖線。已知P、Q的質量均是1kg，g取10m/s。則以下判斷正確的是（）A．在0-2s內，木板Q下表面與水平面之間有摩擦力B．在0-2s內，摩擦力對Q的沖量是2N·sC．P、Q之間的動摩擦因數為0.1D．P相對Q靜止的位置在Q木板的最右端14．物理學原理在現代科技中有許多重要應用。例如，利用波的干涉，可將無線電波的干涉信號用于飛機降落的導航。如圖所示，兩個可發(fā)射無線電波的天線對稱地固定于飛機跑道兩側，它們類似于楊氏干涉實驗中的雙縫。兩天線同時都發(fā)出波長為和的無線電波。飛機降落過程中，當接收到和的信號都保持最強時，表明飛機已對準跑道。下列說法正確的是（）A．天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強 B．導航利用了與兩種無線電波之間的干涉C．兩種無線電波在空間的強弱分布穩(wěn)定 D．兩種無線電波各自在空間的強弱分布完全重合第Ⅱ卷（共58分）二、實驗題（每空2分，共18分）15．某同學用如圖甲所示的實驗裝置做“用雙縫干涉測光的波長”的實驗，他用帶有游標尺（20分度）的測量頭（如圖乙所示）測量相鄰兩條亮條紋間的距離，轉動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊某一條亮條紋（將這一條紋確定為第1亮條紋）的中心，此時游標尺上的示數情況如圖丙所示；轉動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊第6亮條紋的中心，此時游標尺上的示數情況如圖丁所示。則圖15丙的讀數______mm；圖丁的讀數______mm。實驗中所用的雙縫間的距離mm，雙縫到屏的距離cm，則實驗中計算波長的表達式______（用已知量和直接測量量的符號表示）。根據以上數據，可得實驗中測出的光的波長______m。16．在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：（1）甲同學分別選用三種材料不同而直徑都為2cm的實心球、長度不同的細棉線組成單擺，完成了四組實驗。各組實驗的器材和部分測量數據如下表，其中最合理的實驗是第______組．組別擺球材料擺長L/cm最大擺角全振動次數N/次1銅3030°502銅1005°13鐵1005°504鐵1005°10（2）乙同學選擇了合理的實驗裝置后，測出幾組不同擺長L和周期T的數值，畫出如圖1所示的圖象，并算出圖線的斜率為k，則當地的重力加速度______（用符號表示），圖2是乙同學其中一次的測量結果：測擺長時測量結果如圖甲所示（單擺的懸點與刻度尺的零刻線對齊）．則擺長為______cm，然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間如圖乙所示，秒表讀數為______s。圖1圖2（3）丙、丁兩同學合作測量重力加速度，也測出幾組不同擺長L和周期T的數值。丙用圖象法處理求得重力加速度為；丁用公式法處理求得重力加速度為；實驗后他們發(fā)現測擺長時忘了加上擺球的半徑，則丙、丁兩同學計算出的重力加速度數值關系為______（填“>”“<”或“=”）。三、論述、計算題（共40分）解題要求：寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。有數值計算的題，重力加速度取m/s，答案必須明確寫出數值和單位。17．（8分）如圖所示，交流發(fā)電機的矩形金屬線圈abcd的邊長cm，cm，匝數，線圈的總電阻Ω，線圈位于磁感應強度T的勻強磁場中，線圈平面與磁場方向平行。線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)E、F（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷與阻值Ω的定值電阻連接。現使線圈繞過bc和ad邊中點、且垂直于磁場的轉軸以角速度rad/s勻速轉動。電路中其他電阻以及線圈的自感系數均可忽略不計。（1）從線圈經過圖示位置開始計時，寫出線圈內的電動勢瞬時值的表達式；（2）求通過電阻R的電流有效值I；（3）求線圈轉動1min電阻R上產生的熱量Q。18．（9分）如圖所示，體育課上，甲同學在距離地面高m處將排球擊出，球的初速度沿水平方向，大小為m/s；乙同學在離地m處將排球墊起，墊起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球質量kg，取重力加速度m/s。不計空氣阻力。求：（1）排球被墊起前在水平方向飛行的距離x；（2）排球被墊起前瞬間的速度大小v及方向；（30）排球與乙同學作用過程中所受沖量的大小I。19．（12分）碰撞在宏觀、微觀世界中都是十分普遍的現象。（1）如圖1所示，在水平光滑的桌面上有兩個大小相同的小球A、B，質量分別是、，A球以的速度與靜止的B球相碰。碰撞后A、B的速度分別是、。碰撞過程中A對B的作用力是，B對A的作用力是。圖1a．請根據牛頓運動定律和加速度的定義，推導小球A和小球B在碰撞過程中滿足：。b．如果碰撞過程中機械能守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞；如果碰撞過程中機械能不守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞。若kg、kg，某次碰撞滿足m/s、m/s。通過計算碰撞前后的機械能說明該次碰撞屬于彈性碰撞還是非彈性碰撞。（2）裂變反應可以在人工控制下進行，用慢化劑中的原子核跟中子發(fā)生碰撞，使中子的速率降下來，從而影響裂變反應的反應速度。如圖2所示，一個中子以速度v與慢化劑中靜止的原子核發(fā)生彈性正碰，中子的質量為m，慢化劑中靜止的原子核的質量為M，而且。為把中子的速率更好地降下來，現在有原子核的質量M大小各不相同的幾種材料可以作為慢化劑，通過計算碰撞后中子速度的大小，說明慢化劑中的原子核M應該選用質量較大的還是質量較小的。20．（11分）簡諧運動是我們研究過的一種典型運動形式。（1）一個質點做機械振動，如果它的回復力與偏離平衡位置的位移大小成正比而且方向與位移方向相反，就能判定它是簡諧運動。如圖1所示，將兩個勁度系數分別為和的輕質彈簧套在光滑的水平桿上，彈簧的兩端固定，中間接一質量為m的小球，此時兩彈簧均處于原長?，F將小球沿桿拉開一段距離后松開，小球以O為平衡位置往復運動。請你據此證明，小球所做的運動是簡諧運動。圖1（2）以上我們是以回復力與偏離平衡位置的位移關系來判斷一個運動是否為簡諧運動。但其實簡諧運動也具有一些其他特征，如簡諧運動質點的運動速度v與其偏離平衡位置的位移x之間的關系就都可以表示為，其中為振動質點通過平衡位置時的瞬時速度，a為由系統(tǒng)本身和初始條件所決定的不變的常數。請你證明，圖1中小球的運動也滿足上述關系，并說明其關系式中的a與哪些物理量有關。已知彈簧的彈性勢能可以表達為，其中k是彈簧的勁度系數，x是彈簧的形變量。（3）一質點以速度做半徑為R的勻速圓周運動，如圖2所示。請結合第（2）問中的信息，分析論證小球在x方向上的分運動是否符合簡諧運動這一特征。圖2

參考答案第Ⅰ卷（選擇題共42分）一、本題共14小題，在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的。（每小題3分，共42分）題號1234567891011121314答案ADACCBDBDCADCC第Ⅱ卷（共58分）二、實驗題（每空2分，共18分）15．1.15，8.95，，，16．（1）3（2），99.80，100.6（3）>三、論述、計算題（共40分）解題要求：寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。有數值計算的題，重力加速度取m/s，答案必須明確寫出數值和單位。17．（8分）（1）線圈產生感應電動勢的最大值得V（2分）線圈經過圖示位置開始計時，線圈內的電動勢瞬時值的表達式V（1分）（2）根據閉合電路歐姆定律可知，線圈中感應電流的最大值（1分）通過電阻R的電流的有效值（1分）得A（1分）（3）電阻R上產生的熱量（1分）得J（1分）18．（9分）（1）設排球在空中飛行的時間為t，則得s（1分）則排球在空中飛行的水平距離m（2分）（2）乙同學墊起排球前瞬間排球在豎直方向速度的大小得m/s（1分）則得m/s（1分）設速度方向與水平方向夾角為θ（如答圖2所示），（1分）答圖2則（1分）（3）根據動量定理，排球與乙同學作用過程中所受沖量的大小N·s（2分）19．（12分）（1）a．根據牛頓第二定律，碰撞過程中兩球的加速度分別是，（1分）根據牛頓第三定律．（1分）令A、B作用時間為，根據加速度定義：，（1分）聯(lián)立可得：（1分）b．根據動量守恒定律有解得：m/s（1分）碰前機械能：JJ（1分）碰后機械能：JJ（1分）有機械能損失，是非彈性碰撞。（1分）（2）令碰撞后中子速度為，某原子核速度為根據動量守恒定律有（1分）由能量關系：（1分）解得碰撞后中子速度：因為，所以（1分）可見，M越小，越小，為了使中子速率更好降下來，慢化劑中的原子核質量應選較小的。（1分）20．（11分）（1）（3分）當小球向右運動到任意位置C，離開O的位移為x，此時小球受到兩個彈力F?、F2，方向沿x軸負方向，如圖1所示。兩個力的合力即為小球的回復力，即其中為常數，所