四川省成都市成华区某校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

试卷更新日期：2024-06-20 类型：期中考试

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一、选择题：本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．

1. 下列说法中正确的是（）

A、用光导纤维束传送图像信息，这其中应用了光的干涉 B、通过两支夹紧的笔杆缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象 C、光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象 D、全息照相是利用光的干涉现象

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2. 每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象．日晕是当日光通过卷层云时，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时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光．下列说法正确的是（）
甲乙

A、在冰晶中，b光的传播速度比a光的传播速度小 B、通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距大 C、从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小 D、a光的频率较大

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3. 对于热学现象的相关认识，下列说法正确的是（）

A、已知阿伏加德罗常数，气体的摩尔质量和密度，能估算出气体分子的体积 B、在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动 C、 $0 ℃$ 的物体中的分子不做无规则运动 D、存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动

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4. 如图所示，两固定在绝缘水平面上的同心金属圆环P、Q水平放置，圆环P中通有如图所示的电流，以图示方向为电流正方向，下列说法正确的是（）

A、 $T / 4$ 时刻，两圆环相互排斥 B、 $T / 2$ 时刻，圆环Q中感应电流最大，受到的安培力最大 C、 $3 T / 4 ~ T$ 时间内，圆环Q有收缩的趋势 D、 $T / 4 ~ 3 T / 4$ 时间内，圆环Q中感应电流始终沿逆时针方向

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5. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子从 $X_{3}$ 处静止释放后仅在分子间相互作用力下沿着x轴运动，两分子间的分子势能 $E p$ 与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示，图中分子势能最小值 $- E_{0}$ ，若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是（）

A、乙分子在 $x_{2}$ 时，加速度最大 B、甲乙分子的最小距离一定等于 $x_{1}$ C、乙分子在 $x_{1}$ 时，其动能最大 D、乙分子在 $x_{2}$ 时，动能大于 $E_{0}$

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6. 如图所示，直角三角形 $A B C$ 是一足够大玻璃棱镜的截面，其中 $∠ A = 30 °$ ，斜边 $A B = L, D 、 E$ 是 $A B$ 和 $A C$ 的中点．在E点放置一个点光源，照射到D点的光线从D点射出后与 $D B$ 成 $45 °$ 角，不考虑二次反射，若 $A B$ 边所在的三棱镜斜面被照亮部分为一个圆面，则该圆面的面积为（）

A、 $\frac{1}{4} π L^{2}$ B、 $\frac{3}{4} π L^{2}$ C、 $\frac{3}{16} π L^{2}$ D、 $\frac{3}{64} π L^{2}$

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7. 如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨 $a b 、 c d$ 与水平面成 $θ = 30 °$ 固定，导轨间距离为 $L = 1 m$ ，电阻不计，一个阻值为 $R_{0}$ 的定值电阻与可变电阻并联接在两金属导轨的上端，整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为 $B = 1 T$ ．现将一质量为m、不计电阻的金属棒 $M N$ 从图示位置由静止开始释放，金属棒下滑过程中与导轨接触良好，且始终与导轨保持垂直，改变可变电阻的阻值R ，测定金属棒的最大速度 $v_{m}$ ，得到 $\frac{1}{v_{m}} - \frac{1}{R}$ 的关系如图乙所示，g取 $10 m / s^{2}$ ．则下列说法正确的是（）
图甲图乙

A、金属棒的质量 $m = 1 k g$ B、金属棒的质量 $m = 2 k g$ C、定值电阻 $R_{0} = 2 Ω$ D、定值电阻 $R_{0} = 4 Ω$

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8. 如图甲所示为一可调压式自耦变压器，线圈 $A B$ 均匀绕在一个圆环形的铁芯上， $C D$ 之间输入交变电压，拨动滑动触头P就可以调节输出电压．图中变压器视为理想变压器，两电表均为理想交流电表， $R_{1} = 8 Ω 、 R_{2} = 5 Ω$ ． $R_{3}$ 为总阻值为 $10 Ω$ 的滑动变阻器．现在 $C D$ 两端输入图乙所示正弦式交流电，下列说法正确的是（）
甲乙

A、当变压器滑动触头P逆时针转动时，电流表，电压表示数均变大 B、当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电压表读数不变，电流表读数变小 C、若电压表与电流表示数分别是 $5 V$ 和 $1 A$ ，变压器原副线圈匝数比为 $12 : 7$ D、若变压器滑动触头P拨至 $P B$ 间线圈匝数是 $A B$ 间线圈匝数的一半的位置，电压表示数是 $18 V$

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9. 一块三棱柱玻璃砖的横截面为等腰直角三角形，如图所示， $A C$ 边长为 $L = 60 \sqrt{3} c m, ∠ B = 90 °$ ，该玻璃砖对红光的折射率为 $n = \sqrt{2}$ ．一束平行于 $A C$ 边的红光从 $A B$ 边上的某点O（未画出）射入玻璃砖，并恰能射到 $A C$ 边的中点D ，不考虑光在 $B C$ 边上的反射，光速 $c = 3 \times 1 0^{8} m / s$ ．则下列说法正确的是（）

A、从玻璃砖射出的红光将不再与 $A C$ 边平行 B、红光在玻璃砖内传播的时间为 $4 \times 1 0^{- 9} s$ C、只将红光改为紫光，紫光会从 $A C$ 边射出玻璃砖 D、只将O向上平移，经 $A B$ 边折射的光线直线射到 $B C$ 边一定发生全反射

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10. 如图1所示，间距为L的两足够长平行光滑导轨处于竖直固定状态，导轨处在垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，导轨顶端连接阻值为R的定值电阻．质量为m、接入电路电阻也为R的金属杆垂直接触导轨，让金属杆由静止开始下落，同时给金属杆施加竖直方向的拉力，使金属杆运动的速度v与运动位移x的关系如图2所示，当金属杆运动 $x_{0}$ 距离时撤去外力，金属杆恰能匀速运动．已知重力加速度大小为g ，金属杆在运动的过程中始终与导轨垂直且接触良好，则金属杆运动 $x_{0}$ 距离的过程中（）
图1 图2

A、金属杆做初速度为零的匀加速直线运动 B、金属杆克服安培力做的功为 $\frac{1}{2} m g x_{0}$ C、金属杆受到的安培力的冲量大小为 $\frac{B^{2} L^{2} x_{0}}{2 R}$ D、通过定值电阻的电量为 $\frac{B L x_{0}}{2 R}$

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二、非选择题：本题共5小题，共54分．

11.

(1)、某同学用插针法测定一长方体玻璃砖的折射率．操作步骤如下：
①在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针 $P_{1} 、 P_{2}$ ；
②在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使 $P_{1}$ 的像被 $P_{2}$ 的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针 $P_{3}$ 和 $P_{4}$ ，使 $P_{3}$ 挡住 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 的像， $P_{4}$ 挡住 $P_{3}$ 和 $P_{1} 、 P_{2}$ 的像；
③用铅笔环绕玻璃砖画出边界 $a a^{'}$ 和 $b b^{'}$ ；
④取下玻璃砖、大头针，在白纸上描出光线的径迹，量出入射角i和折射角r ，计算出折射率；
⑤改变入射角，重复上述过程，求出多组折射率并取其平均值．
（a）以上步骤中有错误或不妥之处的是（填步骤前序号）．
（b）为了减小实验误差，实验时的正确操作是．
A．入射角应尽量小些
B．玻璃砖的宽度宜小一些
C．大头针应垂直地插在纸面上
D．大头针 $P_{1} 、 P_{2}$ 及 $P_{3} 、 P_{4}$ 之间的距离应适当小些
（C）该同学在画界面时，不小心将两界面 $a a^{'} 、 b b^{'}$ 间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示，则他测得折射率（选填“偏大”“偏小”或“不变”）．

(2)、用油膜法估测油酸分子大小时，下列操作会导致测量值偏小的是____

A、洒痱子粉时，痱子粉在水面上铺的太厚 B、配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了 C、计算油膜面积时，把不到半格的油膜也记为一格 D、测量 $1 m l$ 溶液总滴数时，误将61滴溶液计为60滴

(3)、某学习小组用如图（a）所示的双缝干涉实验装置测量光的波长．请根据提示完成下列问题：
图（a）图（b）
①若取下滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中
A．观察不到干涉条纹
B．可观察到明暗相间的白色条纹
C．可观察到彩色条纹
②实验中，选用绿色滤光片测量绿光波长，测得双缝间的距离 $d = 0.5 m m$ ，双缝与屏之间的距离 $L = 0.850 m$ ．当分划板的中心刻线与第1条亮条纹的中心对齐时，手轮上读数为 $9.449 m m$ ，转动手轮，使分划线向一侧移动，当分划板的中心刻线与第6条亮条纹的中心对齐时，手轮上示数如图（b）所示，其读数为 $m m$ ，由以上数据求得绿光的波长为m（计算结果保留三位有效数字）．

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12. 有一额定电压为 $2.8 V$ ，额定功率 $0.56 W$ 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材可供选用：
A．电压表（量程 $0 ~ 3 V$ 内阻约 $6 k Ω$ ）
B．电压表（量程 $0 ~ 6 V$ ，内阻约 $20 k Ω$ ）
C．电流表（量程 $0 ～ 0.6 A$ ，内阻约 $0.5 Ω$ ）
D．电流表（量程 $0 ~ 200 m A$ ，内阻约 $20 k Ω$ ）
E．滑动变阻器（最大电阻 $10 Ω$ ，允许最大电流 $2 A$ ）
F．滑动变阻器（最大电阻 $200 Ω$ ，允许最大电流 $150 m A$ ）
G．三节干电池（电动势约为 $4.5 V$ ）
H．电键、导线若干

(1)、为提高实验的精确程度，电压表应选用；电流表应选用；滑动变阻器应选用；（以上均填器材前的序号）

(2)、请在虚线框内画出描绘小灯泡伏安特性曲线的电路图；

(3)、通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示，某同学将一电源（电动势 $E = 2 V$ ，内阻 $r = 5 Ω$ ）与此小灯泡直接连接时，小灯泡的实际功率是W（保留两位有效数字）．

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13. 人工锆石的折射率介于普通玻璃和钻石之间，通常用来代替钻石做成“物美价廉”的饰品。现有一块等腰三棱镜形状的人工锆石材料，如图所示。已知 $A B = B C = a$ ， $∠ B = 120 °$ ，一束激光垂直于 $A B$ 边由 $D$ 点入射， $B D = \frac{1}{4} a$ ，在 $A C$ 面上恰能发生全反射，并由 $B C$ 面的 $E$ 点（图中未画出）射出，已知光在真空中的速度大小为 $c$ ，求：

(1)、该人工锆石的折射率 $n$ ；

(2)、光在该人工锆石中的传播速度大小；

(3)、激光在材料中由 $D$ 到 $E$ 的传播时间 $t$ 。

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14. 如图所示，边长为L的正方形单匝线圈 $a b c d$ ，电阻为r ，外电路的电阻为 $R, a b$ 的中点和 $c d$ 的中点的连线 $O O^{'}$ 恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B ，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕 $O O^{'}$ 轴匀速转动，求：

(1)、线圈转过一周过程中产生的感应电动势的最大值；

(2)、线圈从图示位置转过 $180 °$ 的过程中，流过电阻R的电荷量；

(3)、线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量Q ．

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15. 如图甲所示，间距 $L = 1 m$ 的足够长“U”型倾斜导轨倾角 $θ = 37 °$ ，顶端连一电阻 $R = 1 Ω$ ；虚线 $M N$ 的左侧一面积 $S = 0.6 m^{2}$ 的圆形区域存在匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向下，磁感应强度B大小随时间t变化如图乙所示；虚线 $M N$ 的右侧区域存在方向垂直于斜面向下、磁感应强度为 $B_{1} = 1 T$ 匀强磁场．一长也为 $L = 1 m$ ，电阻 $r = 1 Ω$ 的金属棒 $a b$ 在虚线 $M N$ 右侧靠近 $M N$ ，与导轨垂直放置，在 $t = 0$ 至 $t = 1 s$ ，金属棒 $a b$ 恰好静止，之后，开始沿导轨下滑，经过足够长的距离到达位置 $E F$ ，且在到达 $E F$ 前速度已经稳定，最后停止在导轨上某处．已知 $E F$ 左侧导轨均光滑， $E F$ 右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数 $μ = 0.75, g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，不计导轨电阻与其他阻力， $s i n 37 ° = 0.6, c o s 37 ° = 0.8$ ．求：
图甲图乙

(1)、 $t = 0$ 至 $t = 1 s$ 内流过电阻R的电流和金属棒 $a b$ 的质量；

(2)、金属棒 $a b$ 到达 $E F$ 时速度的大小；

(3)、金属棒 $a b$ 通过 $E F$ 后通过电阻R的电荷量．

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