2024年北京十三中高二（下）期中物理試卷（含答案）

第1頁(yè)/共1頁(yè)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(yè)至第4頁(yè)；第Ⅱ卷第5頁(yè)至第8頁(yè)，答題紙第1頁(yè)至第2頁(yè)。共100分，考試時(shí)間90分鐘。請(qǐng)?jiān)诖痤}紙第1、2頁(yè)左側(cè)密封線內(nèi)書(shū)寫(xiě)班級(jí)、姓名、準(zhǔn)考證號(hào)。考試結(jié)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(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。（每小題3分，共42分）1．根據(jù)電磁波譜從下列選項(xiàng)中選出電磁波的范圍相互交錯(cuò)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(jiàn)光 B．倫琴射線、紫外線、紅外線C．紫外線、紅外線、可見(jiàn)光 D．無(wú)線電波、紅外線、紫外線2．某位同學(xué)用下面的方法測(cè)量某種液體的折射率。如圖所示，他在一個(gè)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(jīng)液面反射所成的虛像恰好與B經(jīng)液體折射形成的虛像重合。他讀出直尺露出液面的長(zhǎng)度AC、沒(méi)入液體中的長(zhǎng)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(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播。以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是（）A．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射B．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射C．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生折射D．內(nèi)芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作用4．如圖所示一束可見(jiàn)光穿過(guò)平行玻璃磚后，分為a、b兩束單色光。則（）A．玻璃對(duì)a光的折射率較小 B．玻璃對(duì)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(jìn)的檢測(cè)技術(shù)——彩超。向病人體內(nèi)發(fā)射頻率己精確掌握的超聲波，超聲波經(jīng)血液反射后被專用儀器接收。測(cè)出反射波的頻率變化，就可知道血液的流速。這一技術(shù)主要體現(xiàn)了哪一種物理現(xiàn)象（）A．波的干涉 B．波的衍射 C．多普勒效應(yīng) D．共振6．如圖所示，一個(gè)彈簧振子在AB間作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，O是平衡位置，以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)零點(diǎn)（）。若過(guò)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(dòng)情況的圖像是（）A． B． C． D．7．下圖是某繩波形成過(guò)程的示意圖。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2，3，4，…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端，相鄰編號(hào)的質(zhì)點(diǎn)間距離為2cm。已知時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)；s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1到達(dá)上方最大位移處，質(zhì)點(diǎn)5開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)。則（）A．這列波傳播的速度為0.25m/s B．s時(shí)，振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)15C．s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)12正在向下運(yùn)動(dòng) D．s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)9處于上方最大位移處8．如圖所示，實(shí)線為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波在時(shí)的波形，而虛線是該波在s時(shí)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(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為m和m。圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象。下列說(shuō)法正確的是（）A．該波沿方向傳播，波速為1m/ B．質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過(guò)4s振動(dòng)的路程為4mC．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿方向 D．質(zhì)點(diǎn)a在s時(shí)速度為零10一正弦交變電流的i-t圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A在s時(shí)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(dá)式為AD．將該交變電流通過(guò)一個(gè)Ω的電阻，通電10s產(chǎn)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(fù)載電阻。原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1。電流表、電壓表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是（）A．原線圈中電流表的讀數(shù)為1A B．原線圈中的輸入功率為WC．副線圈中電壓表的讀數(shù)為V D．副線圈中輸出交流電的周期為50s12．質(zhì)量為m的物塊在光滑水平面上以速率v勻速向左運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻對(duì)物塊施加與水平方向夾角為θ的恒定拉力F，如圖所示。經(jīng)過(guò)時(shí)間t，物塊恰好以相同速率v向右運(yùn)動(dòng)。在時(shí)間t內(nèi)，下列說(shuō)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(zhǎng)2m的木板Q靜止在某水平面上，時(shí)刻，可視為質(zhì)點(diǎn)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(shí)間圖象見(jiàn)圖乙，其中a、b分別是0~1s內(nèi)P、Q的速度-時(shí)間圖線，c是1~2s內(nèi)P、Q共同的速度一時(shí)間圖線。已知P、Q的質(zhì)量均是1kg，g取10m/s。則以下判斷正確的是（）A．在0-2s內(nèi)，木板Q下表面與水平面之間有摩擦力B．在0-2s內(nèi)，摩擦力對(duì)Q的沖量是2N·sC．P、Q之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1D．P相對(duì)Q靜止的位置在Q木板的最右端14．物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用。例如，利用波的干涉，可將無(wú)線電波的干涉信號(hào)用于飛機(jī)降落的導(dǎo)航。如圖所示，兩個(gè)可發(fā)射無(wú)線電波的天線對(duì)稱地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè)，它們類似于楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫。兩天線同時(shí)都發(fā)出波長(zhǎng)為和的無(wú)線電波。飛機(jī)降落過(guò)程中，當(dāng)接收到和的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí)，表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。下列說(shuō)法正確的是（）A．天線發(fā)出的兩種無(wú)線電波必須一樣強(qiáng) B．導(dǎo)航利用了與兩種無(wú)線電波之間的干涉C．兩種無(wú)線電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定 D．兩種無(wú)線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合第Ⅱ卷（共58分）二、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共18分）15．某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)，他用帶有游標(biāo)尺（20分度）的測(cè)量頭（如圖乙所示）測(cè)量相鄰兩條亮條紋間的距離，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)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(shí)游標(biāo)尺上的示數(shù)情況如圖丙所示；轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊第6亮條紋的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的示數(shù)情況如圖丁所示。則圖15丙的讀數(shù)______mm；圖丁的讀數(shù)______mm。實(shí)驗(yàn)中所用的雙縫間的距離mm，雙縫到屏的距離cm，則實(shí)驗(yàn)中計(jì)算波長(zhǎng)的表達(dá)式______（用已知量和直接測(cè)量量的符號(hào)表示）。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可得實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的光的波長(zhǎng)______m。16．在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：（1）甲同學(xué)分別選用三種材料不同而直徑都為2cm的實(shí)心球、長(zhǎng)度不同的細(xì)棉線組成單擺，完成了四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的器材和部分測(cè)量數(shù)據(jù)如下表，其中最合理的實(shí)驗(yàn)是第______組．組別擺球材料擺長(zhǎng)L/cm最大擺角全振動(dòng)次數(shù)N/次1銅3030°502銅1005°13鐵1005°504鐵1005°10（2）乙同學(xué)選擇了合理的實(shí)驗(yàn)裝置后，測(cè)出幾組不同擺長(zhǎng)L和周期T的數(shù)值，畫(huà)出如圖1所示的圖象，并算出圖線的斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萠_____（用符號(hào)表示），圖2是乙同學(xué)其中一次的測(cè)量結(jié)果：測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)測(cè)量結(jié)果如圖甲所示（單擺的懸點(diǎn)與刻度尺的零刻線對(duì)齊）．則擺長(zhǎng)為_(kāi)_____cm，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間如圖乙所示，秒表讀數(shù)為_(kāi)_____s。圖1圖2（3）丙、丁兩同學(xué)合作測(cè)量重力加速度，也測(cè)出幾組不同擺長(zhǎng)L和周期T的數(shù)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(shí)驗(yàn)后他們發(fā)現(xiàn)測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)忘了加上擺球的半徑，則丙、丁兩同學(xué)計(jì)算出的重力加速度數(shù)值關(guān)系為_(kāi)_____（填“>”“<”或“=”）。三、論述、計(jì)算題（共40分）解題要求：寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式、演算步驟和答案。有數(shù)值計(jì)算的題，重力加速度取m/s，答案必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。17．（8分）如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形金屬線圈abcd的邊長(zhǎng)cm，cm，匝數(shù)，線圈的總電阻Ω，線圈位于磁感應(yīng)強(qiáng)度T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行。線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)E、F（集流環(huán)）焊接在一起，并通過(guò)電刷與阻值Ω的定值電阻連接?，F(xiàn)使線圈繞過(guò)bc和ad邊中點(diǎn)、且垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸以角速度rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。電路中其他電阻以及線圈的自感系數(shù)均可忽略不計(jì)。（1）從線圈經(jīng)過(guò)圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出線圈內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式；（2）求通過(guò)電阻R的電流有效值I；（3）求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)1min電阻R上產(chǎn)生的熱量Q。18．（9分）如圖所示，體育課上，甲同學(xué)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(xué)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(zhì)量kg，取重力加速度m/s。不計(jì)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(xué)作用過(guò)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(xiàn)象。（1）如圖1所示，在水平光滑的桌面上有兩個(gè)大小相同的小球A、B，質(zhì)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(guò)程中A對(duì)B的作用力是，B對(duì)A的作用力是。圖1a．請(qǐng)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和加速度的定義，推導(dǎo)小球A和小球B在碰撞過(guò)程中滿足：。b．如果碰撞過(guò)程中機(jī)械能守恒，這樣的碰撞叫做彈性碰撞；如果碰撞過(guò)程中機(jī)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(guò)計(jì)算碰撞前后的機(jī)械能說(shuō)明該次碰撞屬于彈性碰撞還是非彈性碰撞。（2）裂變反應(yīng)可以在人工控制下進(jìn)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(lái)，從而影響裂變反應(yīng)的反應(yīng)速度。如圖2所示，一個(gè)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(zhì)量為m，慢化劑中靜止的原子核的質(zhì)量為M，而且。為把中子的速率更好地降下來(lái)，現(xiàn)在有原子核的質(zhì)量M大小各不相同的幾種材料可以作為慢化劑，通過(guò)計(jì)算碰撞后中子速度的大小，說(shuō)明慢化劑中的原子核M應(yīng)該選用質(zhì)量較大的還是質(zhì)量較小的。20．（11分）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是我們研究過(guò)的一種典型運(yùn)動(dòng)形式。（1）一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做機(jī)械振動(dòng)，如果它的回復(fù)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。如圖1所示，將兩個(gè)勁度系數(shù)分別為和的輕質(zhì)彈簧套在光滑的水平桿上，彈簧的兩端固定，中間接一質(zhì)量為m的小球，此時(shí)兩彈簧均處于原長(zhǎng)。現(xiàn)將小球沿桿拉開(kāi)一段距離后松開(kāi)，小球以O(shè)為平衡位置往復(fù)運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)你據(jù)此證明，小球所做的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。圖1（2）以上我們是以回復(fù)力與偏離平衡位置的位移關(guān)系來(lái)判斷一個(gè)運(yùn)動(dòng)是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。但其實(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)也具有一些其他特征，如簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度v與其偏離平衡位置的位移x之間的關(guān)系就都可以表示為，其中為振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)平衡位置時(shí)的瞬時(shí)速度，a為由系統(tǒng)本身和初始條件所決定的不變的常數(shù)。請(qǐng)你證明，圖1中小球的運(yùn)動(dòng)也滿足上述關(guān)系，并說(shuō)明其關(guān)系式中的a與哪些物理量有關(guān)。已知彈簧的彈性勢(shì)能可以表達(dá)為，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧的形變量。（3）一質(zhì)點(diǎn)以速度做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖2所示。請(qǐng)結(jié)合第（2）問(wèn)中的信息，分析論證小球在x方向上的分運(yùn)動(dòng)是否符合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。（每小題3分，共42分）題號(hào)1234567891011121314答案ADACCBDBDCADCC第Ⅱ卷（共58分）二、實(shí)驗(yàn)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(jì)算題（共40分）解題要求：寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式、演算步驟和答案。有數(shù)值計(jì)算的題，重力加速度取m/s，答案必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。17．（8分）（1）線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值得V（2分）線圈經(jīng)過(guò)圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式V（1分）（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，線圈中感應(yīng)電流的最大值（1分）通過(guò)電阻R的電流的有效值（1分）得A（1分）（3）電阻R上產(chǎn)生的熱量（1分）得J（1分）18．（9分）（1）設(shè)排球在空中飛行的時(shí)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(xué)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(shè)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(jù)動(dòng)量定理，排球與乙同學(xué)作用過(guò)程中所受沖量的大小N·s（2分）19．（12分）（1）a．根據(jù)牛頓第二定律，碰撞過(guò)程中兩球的加速度分別是，（1分）根據(jù)牛頓第三定律．（1分）令A(yù)、B作用時(shí)間為，根據(jù)加速度定義：，（1分）聯(lián)立可得：（1分）b．根據(jù)動(dòng)量守恒定律有解得：m/s（1分）碰前機(jī)械能：JJ（1分）碰后機(jī)械能：JJ（1分）有機(jī)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(jù)動(dòng)量守恒定律有（1分）由能量關(guān)系：（1分）解得碰撞后中子速度：因?yàn)?，所以?分）可見(jiàn)，M越小，越小，為了使中子速率更好降下來(lái)，慢化劑中的原子核質(zhì)量應(yīng)選較小的。（1分）20．（11分）（1）（3分）當(dāng)小球向右運(yùn)動(dòng)到任意位置C，離開(kāi)O的位移為x，此時(shí)小球受到兩個(gè)彈力F?、F2，方向沿x軸負(fù)方向，如圖1所示。兩個(gè)力的合力即為小球的回復(fù)力，即其中為常數(shù)，所