2024北京九中高二（下）期中物理試題及答案

試題PAGE1試題2024北京九中高二（下）期中物理2024.5（考試時間90分鐘滿分100分）一、單項選擇題。（本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題意，選對得3分，選錯或不答的得0分。）1.如圖所示，重物的質(zhì)量為m，輕細線AO和BO的A、B端是固定的，平衡時AO與豎直方向的夾角為，BO是水平的。關(guān)于細線AO段的拉力F1和BO段的拉力F2的大小，下列關(guān)系正確的是（）A.F1=mgsinθ B.F1=mgcosθ C.F2=mgtanθ D.F2=mg/sinθ2.一束光從某種介質(zhì)射入空氣，折射光路如圖所示，則（）A.該介質(zhì)的折射率約為0.71B.該介質(zhì)的折射率約為1.41C.進入空氣后這束光的速度變慢，波長變長D.進入空氣后這束光的頻率增高，波長變短3.如圖所示，一細束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的a、b、c三束單色光。比較a、b、c三束光，可知（）A.當它們在真空中傳播時，c光的波長最長B.當它們在玻璃中傳播時，c光的速度最大C.若它們都從玻璃射向空氣，c光發(fā)生全反射的臨界角最大D.若它們都能使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，c光照射出光電子的最大初動能最大4.利用圖1所示的裝置（示意圖），觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣．下列關(guān)于P處放置的光學元件說法正確的是A.甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫B.甲對應(yīng)雙縫，乙對應(yīng)單縫C.都是單縫，甲對應(yīng)的縫寬較大D.都是雙縫，甲對應(yīng)的雙縫間距較大5.一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個質(zhì)點a、b、c，則（）A.此刻b的速度最小B.此刻a的加速度最小C.若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸負方向運動D.若波沿x軸正方向傳播，a比c先回到平衡位置6.一列橫波某時刻的圖像如圖1所示，圖2表示介質(zhì)中某質(zhì)點從該時刻開始一段時間內(nèi)的位移—時間圖像。下面說法正確的是（）A.若波沿x軸的正方向傳播，則圖2可能為K點的振動圖像B.若波沿x軸的正方向傳播，則圖2可能為M點的振動圖像C.若圖2為L點的振動圖像，則波沿x軸的正方向傳播D.若圖2為N點的振動圖像，則波沿x軸的正方向傳播7.某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系如圖所示，由圖像可知（）A.該交流電的周期為；B.該交流電的頻率為；C.該交流發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動的角速度為；D.電動勢的瞬時值與時間的關(guān)系為8.如圖所示，一單匝正方形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動，沿著觀察，線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，線圈邊長為L，電阻為R，轉(zhuǎn)動的角速度為。當線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時（）A.線圈中感應(yīng)電流的方向為abcda B.線圈中感應(yīng)電流的大小為C.穿過線圈的磁通量為 D.穿過線圈磁通量的變化率為9.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，原線圈接在u=Umcos(t+)的交流電源上，副線圈接一定值電阻R0和滑動變阻器R，電流表、電壓表均為理想交流電表。當滑動變阻器R的滑片P由a端向b端緩慢滑動時，下列說法中正確的是（）A.電流表A1、A2的示數(shù)之比為2∶1B.電壓表V1、V2的示數(shù)之比為1∶2C.滑動變阻器R消耗的功率可能先增大后減小D.原線圈的輸入功率可能減小10.A、B是一條電場線上的兩個點，一帶負電的微粒僅在靜電力作用下以一定的初速度從A點沿電場線運動到B點，其圖像如右圖所示。則此電場的電場線分布可能是圖左中的（）A.B.C. D.11.如圖甲所示，100匝的線圈（圖中只畫了2匝）兩端A、B與一個理想電壓表相連。線圈內(nèi)有指向紙內(nèi)方向的勻強磁場，線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是（）A.A端應(yīng)接電壓表正接線柱，電壓表的示數(shù)為150VB.A端應(yīng)接電壓表正接線柱，電壓表的示數(shù)為50.0VC.B端應(yīng)接電壓表正接線柱，電壓表的示數(shù)為150VD.B端應(yīng)接電壓表正接線柱，電壓表的示數(shù)為50.0V12.如圖所示是磁流體發(fā)電機的示意圖，兩平行金屬板P、Q之間有一個很強的磁場。一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）沿垂直于磁場的方向噴入磁場。把P、Q與電阻R相連接。下列說法正確的是（）A.Q板的電勢高于P板的電勢B.R中有由b向a方向的電流C.若只改變磁場強弱，R中電流保持不變D.若只增大粒子入射速度，R中電流增大13.如圖所示，在一個圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于圓平面的勻強磁場，現(xiàn)有兩個質(zhì)量相等、所帶電荷量大小也相等的帶電粒子a和b，先后以不同的速率從圓邊沿的A點對準圓形區(qū)域的圓心O射入圓形磁場區(qū)域，它們穿過磁場區(qū)域的運動軌跡如圖所示。粒子之間的相互作用力及所受重力和空氣阻力均可忽略不計，下列說法中正確的是A.a、b兩粒子所帶電荷的電性一定不同B.射入圓形磁場區(qū)域時a粒子的速率較大C.穿過磁場區(qū)域的過程洛倫茲力對a做功較多D.穿過磁場區(qū)域的過程a粒子運動的時間較長14.我國自主研發(fā)建造的“天鯤號”絞吸挖泥船居于世界先進水平。若某段工作時間內(nèi)，“天鯤號”的泥泵輸出功率恒為，排泥量為，排泥管的橫截面積約為，則排泥泵對排泥管內(nèi)泥漿的推力約為（）A. B. C. D.二、實驗題15.在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上（如圖），單縫保持豎直方向，并選用縫間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為L。接通電源使光源正常工作。(1)組裝儀器時，單縫和雙縫的空間關(guān)系應(yīng)該為___________。A.a代表單縫，b代表雙縫B.a代表雙縫，b代表單縫C.二者相互垂直放置D.二者相互平行放置(2)將紅色濾光片改為綠色濾光片，其他實驗條件不變，在目鏡中仍可看見清晰的條紋，則__________。A.條紋為豎條紋B.條紋為橫條紋C.與紅光相比條紋間距變窄D.與紅光相比條紋間距變寬(3)經(jīng)計算可得兩個相鄰明紋（或暗紋）間的距離為Δx，則這種色光的波長表達式為λ=_____（用題中所給字母表示）。16.在“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，已知待測電池的電動勢約1.5V，內(nèi)阻約1.0Ω。某同學利用圖甲所示的電路進行測量，已知實驗室除待測電池、開關(guān)、導線外，還有下列器材可供選用：電流表A1：量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω電流表A2：量程0~3A，內(nèi)阻約0.025Ω電壓表V：量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ滑動變阻器R1：0~20Ω，額定電流2A滑動變阻器R2：0~100Ω，額定電流1A(1)為了調(diào)節(jié)方便，測量結(jié)果盡量準確，實驗中電流表應(yīng)選用___________，滑動變阻器應(yīng)選用___________（填寫儀器的字母代號）。(2)經(jīng)過多次測量并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，利用這些數(shù)據(jù)在圖乙中畫出了U－I圖線。由此得出電源的電動勢E=___________V；內(nèi)阻r=___________Ω。(3)該同學實驗中發(fā)現(xiàn)，在保證所有器材安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片時電壓表的示數(shù)取不到1.0V以下，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是________________________；改進的方法為___________。三、解答題17.如圖所示，長為l的絕緣輕細線一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m的帶電小球，小球靜止時處于O點正下方的點?，F(xiàn)將此裝置放在水平向右的勻強電場中，電場強度大小為E，帶電小球靜止在A點時細線與豎直方向成θ角。已知電場的范圍足夠大，空氣阻力可忽略不計，重力加速度為g。（1）請說明小球所帶電荷的電性，并求小球所帶的電荷量q；（2）若將小球從點由靜止釋放，求小球運動到A點時的動能Ek；（3）若將小球從點由靜止釋放，其運動到A點時細線突然斷開，試定性分析說明小球此后做什么樣的運動。18.如圖所示為示波管的結(jié)構(gòu)原理圖，加熱的陰極K發(fā)出的電子（初速度可忽略不計）經(jīng)電勢差為的兩金屬板間的加速電場加速后，從一對水平放置的平行正對帶電金屬板的左端中心點沿中心軸線射入金屬板間（垂直于熒光屏M），兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場的電勢差為U，電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后打在右側(cè)豎直的熒光屏M上。整個裝置處在真空中，加速電場與偏轉(zhuǎn)電場均視為勻強電場，忽略電子之間的相互作用力，不考慮相對論效應(yīng)。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e；加速電場的金屬板間距離為；偏轉(zhuǎn)電場的金屬板長為，板間距離為d，其右端到熒光屏M的水平距離為。電子所受重力可忽略不計。求：(1)電子從加速電場射入偏轉(zhuǎn)電場時的速度大??；(2)電子打在熒光屏上的位置與O點的豎直距離y；(3)在偏轉(zhuǎn)電場中，若單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離稱為示波管的靈敏度，該值越大表示示波管的靈敏度越高。在示波管結(jié)構(gòu)確定的情況下，為了提高示波管的靈敏度，請分析說明可采取的措施。19.如圖所示，MN、PQ為足夠長的光滑平行金屬導軌，兩導軌的間距L=0.50m，導軌平面與水平面間夾角θ=37°，N、Q間連接一阻值R=0.40Ω的定值電阻，在導軌所在空間內(nèi)有垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.20T。將一根金屬棒垂直于MN、PQ方向置于導軌的ab位置，金屬棒與導軌接觸的兩點間的電阻r=0.10Ω，導軌的電阻可忽略不計?，F(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與導軌垂直，且與導軌接觸良好。當金屬棒滑行至cd處時，其速度大小v=4.0m/s，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：(1)金屬棒沿導軌開始下滑時的加速度大小a；(2)金屬棒滑至cd處時電阻R兩端的電壓大小U；(3)金屬棒滑至cd處時電阻R的電功率大小P。20.對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻的理解其物理本質(zhì)。一段長為l、電阻率為ρ、橫截面積為S的細金屬直導線，單位體積內(nèi)有n個自由電子，電子電荷量為e、質(zhì)量為m。（1）當該導線通有恒定的電流I時：①請根據(jù)電流的定義，推導出導線中自由電子定向移動的速率v；②經(jīng)典物理學認為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞，該碰撞過程將對電子的定向移動形成一定的阻礙作用，該作用可等效為施加在電子上的一個沿導線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動的速率成正比，比例系數(shù)為k。請根據(jù)以上的描述構(gòu)建物理模型，推導出比例系數(shù)k的表達式。（2）將上述導線彎成一個閉合圓線圈，若該不帶電的圓線圈繞通過圓心且垂直于線圈平面的軸勻速率轉(zhuǎn)動，線圈中不會有電流通過，若線圈轉(zhuǎn)動的線速度大小發(fā)生變化，線圈中會有電流通過，這個現(xiàn)象首先由斯泰瓦和托爾曼在1917年發(fā)現(xiàn)，被稱為斯泰瓦—托爾曼效應(yīng)。這一現(xiàn)象可解釋為：當線圈轉(zhuǎn)動的線速度大小均勻變化時，由于慣性，自由電子與線圈中的金屬離子間產(chǎn)生定向的相對運動。取線圈為參照物，金屬離子相對靜止，由于慣性影響，可認為線圈中的自由電子受到一個大小不變、方向始終沿線圈切線方向的力，該力的作用相當于非靜電力的作用。已知某次此線圈勻加速轉(zhuǎn)動過程中，該切線方向的力的大小恒為F。根據(jù)上述模型回答下列問題：①求一個電子沿線圈運動一圈，該切線方向的力F做功的大??；②推導該圓線圈中的電流的表達式。

參考答案一、單項選擇題。（本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題意，選對得3分，選錯或不答的得0分。）1.【答案】C【詳解】對點O受力分析，受重力、兩根繩子的拉力，如圖，將兩根繩子的拉力合成，合力與重力平衡，故故C正確。故選C。2.【答案】B【詳解】AB.由光的折射定律可知，該介質(zhì)的折射率為故選項A錯誤，選項B正確。CD.從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)，光速變快，頻率不變，根據(jù)因此波長變長，故選項CD錯誤。故選B。3.【答案】D【詳解】A．三種色光，c的偏折程度最大，知c的折射率最大，a的折射率最小。則c的頻率最大，a的頻率最小。根據(jù)可知，a的波長最大，c的波長最短，故A錯誤；B．根據(jù)可知，c在介質(zhì)中速度最小，故B錯誤；C．根據(jù)可知，折射率越大，臨界角越小，所以c光的臨界角最小，故C錯誤；D．根據(jù)可知，c的頻率最大，則c光照射出光電子的最大初動能最大，故D正確。故選D。4.【答案】A【詳解】根據(jù)單縫衍射圖樣和雙縫干涉圖樣特點判斷．單縫衍射圖樣為中央亮條紋最寬最亮，往兩邊變窄，雙縫干涉圖樣是明暗相間的條紋，條紋間距相等，條紋寬度相等，結(jié)合圖甲，乙可知，甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫，故A正確，BCD錯誤．5.【答案】D【詳解】A．此刻b處于平衡位置，速度最大，故A錯誤；B．此刻a處于最大位移處，此刻加速度最大，故B錯誤；C．若波沿x軸正方向傳播，根據(jù)波形平移法可知，此刻b向y軸正方向運動，故C錯誤；D．若波沿x軸正方向傳播，根據(jù)波形平移法可知，此刻c向y軸負方向運動，則a比c先回到平衡位置，故D正確。故選D。6.【答案】C【詳解】圖乙所示質(zhì)點在t=0時在平衡位置向上振動；那么由圖甲可得：若波向左傳播，圖乙與質(zhì)點N振動一致；若波向右傳播，圖乙和質(zhì)點L振動一致；

A．若波沿x軸的正方向傳播，則圖2可能為K點的振動圖像，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．若波沿x軸的正方向傳播，則圖2可能為M點的振動圖像，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C．若圖2為L點的振動圖像，則波沿x軸的正方向傳播，與結(jié)論相符，選項C正確；D．若圖2為N點的振動圖像，則波沿x軸的正方向傳播，與結(jié)論不相符，選項D錯誤；故選C。7.【答案】D【詳解】A．從圖中可知交流電的周期為，A錯誤；B．由公式B錯誤；C．根據(jù)公式可得角速度為C錯誤；D．電動勢瞬時表達式為選項D正確。故選D。8.【答案】D【詳解】A．圖示時刻，ad速度方向向里，bc速度方向向外，根據(jù)右手定則判斷出ad中感應(yīng)電流方向為，bc中電流方向為，線圈中感應(yīng)電流的方向為，故A錯誤；CD．圖示時刻，穿過線圈磁通量為0，ad、bc兩邊垂直切割磁感線，由法拉第電磁感應(yīng)定律分析得知，磁通量的變化率最大，其大小為故C錯誤，D正確；B．由閉合電路的歐姆定律，線圈中的感應(yīng)電流為故B錯誤。故選D。9.【答案】C【詳解】B．根據(jù)原副線圈電壓與匝數(shù)成正比得故B錯誤；A．理想變壓器輸入功率和輸出功率相等可得則故A錯誤；C．當滑動變阻器R的滑片P由a端向b端緩慢滑動時,滑動變阻器接入電路中的電阻值逐漸減小，由于輸入電壓不變，所以輸出電壓也不變，則滑動變阻器R消耗的功率則，當時，滑動變阻器R消耗的功率最大，故滑動變阻器R消耗的功率可能先增大后減小，也可能一直增大，故C正確；D．由于理想變壓器輸入功率和輸出功率相等，理想變壓器輸入功率隨著輸出功率的變化而變化，副線圈兩端電壓不變，副線圈回路電阻變小，副線圈電流變大，則輸出功率變大，變壓器輸入功率變大，故D錯誤。故選C。10.【答案】A【詳解】由圖像可知，帶負電的微粒從A點沿電場線運動到B點做加速度增大的減速運動，則從A點到B點電場強度逐漸增大，電場線逐漸變密集；微粒做減速運動，則電場力方向由B點指向A點，由于微粒帶負電，則電場方向由A點指向B點。故選A。11.【答案】B【詳解】根據(jù)楞次定律可知，線圈產(chǎn)生的電流為逆時針方向，則A端應(yīng)接電壓表正接線柱，感應(yīng)電動勢大小故選B。12.【答案】D【詳解】AB．等離子體進入磁場，根據(jù)左手定則可知正電荷向上偏，打在上極板上，負電荷向下偏，打在下極板上，所以上極板帶正電，下極板帶負電，則P板的電勢高于Q板的電勢，流過電阻R的電流方向由a到b，AB錯誤；C．根據(jù)穩(wěn)定時電場力等于磁場力即則有再由歐姆定律有可知電流與磁感應(yīng)強度成正比，改變磁場強弱，R中電流也改變，C錯誤；D．由可以知道，若只增大粒子入射速度，R中電流也會增大，D正確。故選D。13.【答案】AD【詳解】A．粒子的運動偏轉(zhuǎn)軌跡相反，根據(jù)左手定則可知，粒子電性相反，故A正確；B．粒子沿圓形磁場的直徑飛入，根據(jù)徑向?qū)ΨQ定圓心如圖所示：可知：粒子在磁場中，洛倫茲力提供向心力：解得：，兩粒子的質(zhì)量和電荷量大小相等，所以，故B錯誤；C．根據(jù)左手定則可知洛倫茲力始終與速度垂直，不做功，故C錯誤；D．粒子在磁場中運動的周期：圓心角為，在磁場中運動的時間：兩粒子的質(zhì)量和電荷量大小相等，所以周期相等，因為，所以穿過磁場區(qū)域過程中所用時間：，故D正確。故選AD。14.【答案】A【詳解】根據(jù)題意可知排泥管每秒鐘排出的泥漿體積為解得根據(jù)可得排泥泵對排泥管內(nèi)泥漿的推力約為故選A。二、實驗題15.【答案】①.AD②.AC③.【詳解】(1)[1]AB．雙縫的光來自于同一個單縫，因此單縫a距離光源更近，A正確，B錯誤；CD．雙縫與單縫應(yīng)該平行放置，才能觀察到雙縫干涉實驗，C錯誤，D正確。故選AD。(2)[2]AB．由于單縫保持豎直，條紋的方向與單縫平行，因此條紋豎直，A正確，B錯誤；CD．由于綠光的波長比紅光的短，因此干涉條紋間距比紅光的窄，C正確，D錯誤。故選AC。(3)[3]根據(jù)兩個相鄰的明紋間（或暗紋）間距為可得波長表達式16.【答案】①.A1②.R1③.1.50(1.491.50)④.0.83(0.810.85)⑤.電源內(nèi)阻太?、?可在電源旁邊串聯(lián)一個較小阻值的定值電阻【詳解】(1)[1]電源電動勢約為1.5V，流過電路的最大電流約為零點幾安培，電流表應(yīng)選擇A1；[2]由于電源內(nèi)阻較小，為了調(diào)節(jié)方便，測量結(jié)果盡量準確，則滑動變阻器應(yīng)選R1；(2)[3]由圖示電源U－I圖像可知，電源電動勢由于誤差1.49V~1.50V均可。[4]電源內(nèi)阻由于誤差均可。(3)[5][6]根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比，可知節(jié)滑動變阻器的滑片時電壓表的示數(shù)取不到1.0V以下，說明電源內(nèi)阻太小，為了