上海市曹阳第二中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

上海市曹杨二中2024学年度第二学期 高二年级期中考试物理试卷 命题人： 审核人： 试卷共5页2张 考生注意： 1、答卷前，考生务必将姓名、班级、学号等在指定位置填写清楚， 2、本试卷共有五道试题，满分100分，考试时间60分钟.请考生用水笔或圆珠笔 将答案直接写在试卷（或答题卷）上 一、蜻蜓点水(15分) “靖蜓点水”的字面意思是蜻蜓轻轻触碰水面，蜻蜒“，点水”会在水面上形成水波。 1.(4分)蜻蜓连续“点水”于平静水面O处，形成的水波近似看作简谐横波。1=0时刻 水波图样如图(a)所示，图中实线、虚线分别表 示波峰、波谷。M和N是相邻波峰和波谷上的 两个质点，两质点振动的平衡位置均在x轴上。 质点M的振动图像如图(b)所示。 (I)若水波的传播速度为D,则质点M、N在 x轴方向上的距离为 (2)质点N振动的位移y随时间变化！的关系是 2.(3分)蜻蜓在水面上“点水”飞行。若蜻蜓沿x轴正向飞行，其水平飞行速度恰好与 水波的传播速度相等，且每次“点水”只形成一个向外扩展的圆形水波波纹，则蜻蜓连续三 次“点水”后某时刻水波图样（俯视）可能是() 3.(4分)（多选）平静水面上的S处一蜻蜓点水形成一列水波 向四周传播（可视为简谐波），A、B、C三点与S的振动平衡位 置在同一条直线上。图示时刻，A在波谷与平衡位置的高度差 为H,B、C在不同的波峰上。已知波速为y,A、B在水平方向 Ua八升A 的距离为a。下列说法正确的是() A:A点振动频率为2 B.到达第一个波蜂的时刻，C比A滞后智 C.从图示时刻起，经过时间，B、C之间的距离增大 D.从图示时刻开始计时，A点的振动方程是y=i(巴+) 水面开始上下做简谐运动，在水面上激起的水波的波长为0.8m。水面上蜻蜓点水处右侧有 两片树叶，其振动图像如图甲、乙所示。两片树叶之间的距离可能为() wcm w/cm 0 0.6s 0.2 04 甲 乙 A.1.2m B.1.4m C.1.8m D.2m 二、光学现象和光学技术(44分) 生活中，光学现象随处可见。同时，光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域。 1.(4分)观看3D电影时需要佩戴特殊的限镜，此过程利用了光的 (选填A.“折射 或B.“偏振”)现象，这个现象说明光是 (选填C.“桢波”或D.“纵波”)。 2.(3分)某些特殊的人工材料，入射角i与折射角r依然满足加=n,但是折射线与入射线 "sinr 位于法线的同一侧，因此其折射率为负值(<0)，称为负折射半材料。空气中有一上下表 面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出。若该材料对此电磁波的 折射率n=-1.2,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是() A D 3.(4分)（多选）现有一根圆柱形光纤，光信号从光纤一端的中心进入，并且沿任意方向 进入的光信号都能传递到另一端。下列说法正确的有() A,光导纤维利用了光的干涉原理 B.光导纤维利用了光的全反射原理 C.光纤材料的折射率可能为V2 D.光纤材料的折射率可能为12 4.(4分)（多选)光纤中传输的信号是脉冲光信号。一个光脉冲从光纤中输入，经过一段 长度的光纤传输，其输出端的光脉冲会变宽，从而降低信号传输质量。考忠各种因素对光脉 冲变究的影响，设光在纤芯中传播的最长时间与最短时间的差为△，下列判断正确的是 () A.长度相同的情况下，光的波长越长，△t越小 B.长度相同的情况下，纤芯的直径d越小，△越小 C.长度相同的情况下，纤芯的折射率越大，△t越小 D.传播时间与纤芯的直径d无关 5.(4分)光目前光纤信号传输主要采用以下种波长的微光0850nm、1310nm,1550nm, 均大于红光波长(630~760m)。试写出两种使用微光而不使用可见光来传输信号的理 由 2 6.(4分)在“用双缝干沙测组光的波长”的实验中，如图所示，光具座放留的光学元件有光 源、遮光筒和其他元件。在实验中可以观察到干涉条纹，若增大双缝到屏的距离，则相邻两 亮条纹间距将 (填A.“变大”、B.“变小”或C.“不变”)，若增大单缝与双缝间距，则相邻 两亮条纹间距将 (填D.“变大”、E“变小或F.“不变")。 光源 滤光升单健 双缝 惑光间 州轮 城其 7.(4分)（多选）某同学在“测定玻璃的折射率的实验中，先将白纸Ψ铺在木板上并用图钉 固定，将长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的 界面aa'和bb'。O为直线A0与a的交点。在直线0A上竖直插上B、 :N P两枚大头针，然后在bb下方合适位置插上大头针P3,使P3挡住 B、P2的像，插上大头针P,使P,挡住P3和P、P2的像。过P3、P 作直线交bb'于0'，过O'作垂直于bb'的直线NN',连接0、O。测 量图甲中角α和角β的大小，可以计算出玻璃的折射率n。下列操作 中对折射率的测址一定没有影响的是。 W B A.确定玻璃砖的界面aa后不小心将玻璃砖向下平移了一小段，然后确定bb'界面 B.正确确定玻璃砖的界面aa'和bb的边界线后，不小心将玻璃砖向上平移了一小段 C.实验操作正确，但玻璃砖的界面aa'和bb'不平行 D.确定玻璃砖的界面aa'后不小心将玻璃砖转动了一个小角度，然后确定bb'界面 光 8.(3分)观察光的衍射现象的实验装置如图所示，用红色激光照 射时得到菜衍射条纹，为减小条纹宽度，可() A,减小单缝宽度 B,改用绿色激光照射 C.增大单缝与光屏的距离D.减小激光器与单缝的距离 9.(4分)（多选）在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，在光源和双缝之间加入一个 与光束垂直放置的偏振片，则光屏上的条纹与不加偏振片时相比() A.亮度变暗 B.亮度不变 C.条纹间距不变 D.条纹间距变小 (o (b) a (b) 图1 图2 10.(4分)泡泡是无色透明的，但在阳光照射下，却呈现出五颜六色，这是光的现象产 生的。图1(b)是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，图1(@)是一点燃的酒精灯，往火焰上散些盐后， 在图1(b)上的火焰像上可看到的条纹图样是 11,(佰分)利用上题原理可检查工件表而的平整度。如图2()所示，现使透明标准板M和待 检工件N间形成-一楔形空气海层，并用单色光照射，可观察到如图2b)所示的条纹，条纹的 弯曲处P和Q对应于A和B处。从弯曲的尔纹可知同一亮条纹上c、d点对应的海膜厚度 3 (选填A.“相同或B.“不同)，故判断B处峡陷为（选填C.“凹陷”或D.“凸起）。 当减少薄片的厚度，则相邻的条纹间距会（选填E,“变大”、F“变小”或G.“不变”）。 三、海浪发电(18分) 图甲为海上的一种浮桶式波浪发电 灯塔，其原理如图乙所示。浮桶内的磁体 磁场 道过支柱固定在暗礁上，水平方向产生辐 磁体、 向磁场。密闭浮桶的内况线因与桶扣对静 止，可相对于磁体沿竖直方向运动，且始 浮桶 线围 终处于磁场中。浮桶在仅度浮力和重力作 用下的振动为简谐运动，浮桶下部始终漫 没在海水中，且上部始终没有进入海水 浮郁藏面图 中，其外侧圆周的械截面积(：图乙中阴 分 影部分所示)为S,海水密度为P,重力 加速度为S,忽略海水对浮桶的阻力。 1.(3分)浮桶做简谐运动的回复力满足F日=一：，请选择合适的方法确定系数k的表达 式应为下列选项中的() A.pgS B.pgs C. p D.pgs 2.(7分)若某次自由振动中的振幅为0.5m,周期为5s,且1=0时，浮桶位于振动的最 高点，以向上为正方向。 ()这次振动过程的位移与时间的关系式x= (m)。 (2)在下图中选取合适的刻度，作出浮桶的振动图像（至少画出一个周期）。 x/m 3.(8分)若海浪的周期始终为T=3.0s,浮桶实际随波浪上下运动可视为受迫振动。内置线 图的匝数N=200,固定磁体在线圈所处位贸产生的辐向磁场的磁感应强度大小为B=0.20 T,线图直径D=0.40m,总电阻r=1.02,该线圈与阻值R=152的灯泡相连。取重力 加速度g=10ms2,且.元2=10. ()已知浮简作简谐运动的固有周期公式为T=2V受，其中m为振子质量，在国际单位 制中k的数值为2×10。则当浮桶及线圈的总质量m= kg时，该浮桶式波浪发 电机的发电功率达到最高： ②)若报动的速度随时间变化关系可表示为v=0,8mcos(受)ms,求灯泡在6s内消耗 的电能。 四、电磁阻拦(23分) 某模型小组用小车探究电磁阻拦的效采。如图所示（俯 P 视)，在遥拉小车底西安装有单臣矩形金属钱框（线框 与水平地面平行)，小车以初速度如向右通过竖直向下 × ××××对 的有界贼场。已知小车总质量m=02水g,金属框宽为 02e ×××× 0.1m、长为0.2m,电阻R=22,殊场宽度D=0.4m, 继感应强度B=1.2T,不计摩擦。 1.(4分)若w=5s,则ab边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 A:小 车的加速度大小为 m/s2. 若cd边刚离开礁场边界MN时，小车速度恰好为零。 2.(3分)线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向( A.均为abcda B.均为adcba C.先abcda再adcba D.先adcba再abcdu 3.(3分)定性画出小车运动的速度ν随时间！变化的关系图像： 4.(3分)（计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量g: 5.(3分)（论证）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出礎场过程的发热量”， 请分析论证该观点。 这小组利用如图()所示装置瞪证感应电动势大小与磁通量变化单之间的关系。线圆臣数 和而积均不变，通过调节智能电源在线园ā中产生可拉的变化的碰场，用磁传感器测量线国 b内的磁感应强度B,用电压传感器测量线园b内的感应电动势E。某次尖验中得到的B E(图像如图(b)所示。 -战园@r甜传5酱- 图 图(a- 图6)· 6.(4分)观察图(b)图像，可缇：在线图b中产生恒定感应电动势的条件是 感应电动势的大小与有关， 7.(3分)为了进一步确定定量关系，可利用图(b)中的信息，做出() A.E△B图像 B.E-△中图像 C.是图像 D.s器 图像 5