四川省眉山市仁寿第一中学校（北校区）2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

2024-2025学年高二下学期半期考试 物理试卷 第Ⅰ卷(选择题，共 46 分) 注意事项： 1．答第 I 卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上． 2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其 他答案，不能答在试题卷上． 一、单选题 (本大题7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．图中为服务员端着一碗汤步行的情境，汤随着人的步行发生受迫振动，下列关于该过程说法正确的是（     ） A．服务员步频越大，汤晃动频率越大 B．服务员步幅越大，汤晃动频率越大 C．服务员步频越大，汤晃动幅度越大D．服务员步幅越大，汤晃动幅度越大 2．如图所示是同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像，下列说法正确的是（　 　） A．甲、乙两单摆的摆长之比为 B．乙单摆的振动方程 C．甲单摆的机械能小于乙单摆的机械能 D．内，甲摆球的重力势能增大，乙摆球的重力势能减小 3．如图甲所示为一弹簧振子的振动图像，规定向右为正方向，试根据图像判断下列说法正确的是（     ） A．时振子正向左运动，加速度最大 B．内振子的速度大小逐渐减小为 C．时振子回复力最大，方向向右 D．振子在前4s内的位移等于12cm 4．水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手的规律振动会传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。如图（a）所示，一列简谐横波沿轴方向传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，且，、分别是平衡位置为和的两质点。图（b）为质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．时刻的振动方向沿轴正方向 B．时刻的加速度最小 C． D．到内，、运动的路程相等 5．关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．机械波传播时，介质中质点随波迁移 B．测绘科技人员利用声呐绘制海底地形图，应用了波的反射原理 C．两列波的波峰和波峰在某时刻相遇，该点振动始终加强 D．一渔船向鱼群发出超声波，被鱼群反射回来的超声波的频率变低，说明鱼群正向渔船靠近 6．用一束激光斜射入液面，入射光线、反射光线和折射光线如图所示，通过测量发现入射光线与液面成，反射光线与折射光线相互垂直，则该液体的折射率为（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈和，线圈和电源、开关、热敏电阻相连，线圈与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，金属环向左摆动 B．当温度不变时，电流表示数不为0 C．当电流从经电流表到时，可知温度降低 D．当电流表示数增大时，可知温度升高 二、多选题（本题共3小题，共计18分，每题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得 0 分） 8．图甲是沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形图，是位于轴上的两个质点，间距为时刻该波刚好传播到点，（为周期）时的波形图如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．该波的周期为2s B．该波的波速为 C．处质点的振动方程为 D．从时开始，该波传至处所用的时间为5s 9．如图甲所示，鱼洗是我国珍贵的古代文物，具有很高的科学价值、历史价值和艺术价值。有节奏地摩擦鱼洗双耳，振动产生的两列波相向传播，在水面上叠加，可以看到盆内水波荡漾，甚至喷出水柱。图乙鱼洗双耳对应的波源位置，分别为，，振动频率为5Hz，发出两列沿x轴方向的水波相向传播，某时刻波形图如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．盆内水花四溅的原因是水波的衍射现象 B．两列波经过t0.4s相遇 C．两波源起振方向相同 D．x=16cm处的点可能喷出水柱 10．在研究绳波的产生和传播时，取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后上下抖动，绳上形成简谐波。在一次演示时，位于坐标原点处的波源A完成两次振幅相同、频率不同的全振动后停止振动。如图为t=0时的波形，此时质点Q位于平衡位置处，波恰好传到处的质点P。当时，质点P第一次出现在波谷位置。则从到时间内（　　） A．质点P的路程为25cm B．质点Q的路程为10cm C．质点P的路程为30cm D．质点Q的路程为15cm 第Ⅱ卷(非选择题，共 54 分) 三、实验题（本题共 2 小题，每空2分，共 14 分） 11．（每空2分，共6 分）一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，制成单摆装置．在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器，让小球绕O点在竖直平面内做简谐运动，由传感器测出的拉力F随时间t的变化关系如图所示．（重力加速度g取，取） (1)小球振动的周期为 s； (2)单摆的摆长为 m； (3)小球动能变化的周期为 s． 12．（每空2分，共8 分）车城中学某物理课外活动小组准备测量太和古镇处的重力加速度，其中一小组同学将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下半部分露于筒外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁.本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离，并通过改变而测出对应的摆动周期，再以为纵轴、为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小筒的深度和当地的重力加速度。 （1）实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直径 mm。 （2）测量单摆的周期时，某同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时，同时数0，当摆球第二次通过最低点时数1，依此法往下数，当他数到60时，按下停表停止计时，读出这段时间，则该单摆的周期为 。 A．     B．     C．     D． （3）如果实验中所得到的关系图线如图乙中的 所示（选填，，），当地的重力加速度 （取，结果取小数点后两位） 四、计算题（共40分）。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（12分）某透明介质的剖面如图所示，单色光从M点垂直MN边入射，在OP边恰好发生全反射，该入射光线在OP边上的入射点为OP的中点，该入射光线与OP边的夹角，，，，不考虑多次反射，光在真空中传播的速度大小为c。求： (1)单色光对该透明介质的折射率； (2)单色光在该透明介质中传播的时间。 14．（15分）如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点，M是平衡位置为处的质点，图乙为质点Q的振动图像。 (1)求到，该波沿x轴传播的距离x1； (2)若从开始计时，求质点P第一次回到平衡位置与质点M第一次回到平衡位置的时间差； (3)若从开始计时，当质点M通过的路程为时，求质点P通过的路程S。 15．（15分）如图所示，有一对足够长的倾斜粗糙导轨，倾角，间距，动摩擦因数，导轨电阻不计。整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。导轨上端接一阻值的定值电阻，有一质量，，长度也是L的金属棒放在导轨上，从静止释放，与导轨接触良好，。 (1)当金属棒的速度为0.55m/s时，求定值电阻R两端的电压U； (2)求金属棒能达到的最大速度 (3)已知棒下降高度的过程中早已达到最大速度，求此过程中电阻R上产生的热量。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2024-2025学年高二下学期半期考试 物理答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C A B D A AC CD AB 1．A 【详解】AB．汤做受迫振动，其频率只由驱动力的频率决定，故汤晃动的频率与服务员步频相同，故服务员步频越大，汤晃动频率越大，故A正确，B错误； CD．受迫振动的物体的振幅由驱动力的频率与物体的固有频率关系决定，两者越接近，物体的振幅越大，而题中汤的固有频率未知，故CD错误。 故选A。 2．B 【详解】A．由振动图像可知，甲、乙单摆的周期， 根据单摆周期公式 可知 故A错误； B．对乙单摆有， 故 由图可知，时刻，乙单摆的位移为0，且向负方向运动，故乙单摆的振动方程为 故B正确； C．单摆的机械能与摆球的质量、振幅等因素有关，仅从振动图像无法判断两单摆小球的质量关系，所以不能比较机械能的大小，故C错误； D．内，甲、乙摆球均从平衡位置向最高点运动，故甲、乙摆球的重力势能均增大，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】A．时振子在平衡位置，正向左运动，速度最大，加速度为零，A错误； B．时振子负的最大位移处，回复力最大，方向向右，B正确； C．内振子由正向最大位移处向平衡位置运动，速度逐渐增大，C错误； D．振子在前4s内刚好是一个完整的振动周期，位移为零，D错误。 故选B。 4．A 【详解】A．由振动图像可知，质点Q在时刻正在沿y轴负方向运动，由此可得，简谐波沿x轴负方向传播，因此在时刻的振动方向沿轴正方向，故A正确； B．时刻质点处于波峰，此时Q的加速度最大，故B错误； C．由题图可知波长，周期。可得 故C错误； D．到内，运动的路程 当，在第一个时间内，沿轴正方向运动到波峰，又沿轴负方向回到原位置，路程 则到内的路程 可知、运动的路程不相等，故D错误。 故选A。 5．B 【详解】A．机械波传播时，介质中的质点只是在各自的平衡位置附近做振动，并不会随波迁移，故 A 错误； B．声呐发出声波，声波遇到海底反射回来，测绘科技人员根据反射波的时间等信息来绘制地形图，应用了波的反射原理，故B正确； C．两列波的波峰和波峰在某时刻相遇，若两列波频率相同、相位差恒定，则该点振动始终加强；若不满足这些条件，不一定始终加强，故C错误； D．根据多普勒效应，渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，反射回来的超声波频率应变高；现在频率变低，说明鱼群正远离渔船，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】根据题意可知，入射角，折射角，所以该介质的折射率为 故选A。 7．A 【详解】A．保持开关闭合，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电流增大，由右手螺旋定则可得电流产生的磁场方向向右穿过螺旋管，如图所示 穿过小金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可得穿过小金属环的感应电流I3的方向，从而使得小金属环在原磁场中受安培力而阻碍磁通量的增大，故小金属环有缩小的趋势和向左摆动，故A正确； B．当温度不变时，电流不变，穿过螺旋管的磁通量不变，无感应电流产生，电流表示数为0，故B错误； C．当电流从经电流表到时，可知感应电流产生的磁场水平向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律知原磁场的磁通量增大，故电流增大，的阻值减小，说明温度升高，故C错误； D．当电流表示数增大，根据法拉第电磁感应定律知，是穿过线圈的磁通量的变化率增大，故电流的变化率变大，故的阻值变化的快，温度变化的快，故D错误。 故选A。 8．ACD 【详解】AC．设处质点振动方程为 当时，处质点由图甲知cm，质点沿y轴负方向运动，有 解得 时，由图乙知处质点， 解得 则质点的振动方程为 故A正确，C正确； B．由图可知，该波波长为 λ=6m 则波速大小 故B正确； D．由图乙知时波传播到处，从时开始，该波传至处所用的时间为 故D正确。 故选ACD。 9．CD 【详解】A．两列波在盆内互相叠加时水花四溅，为干涉现象，不是衍射现象，故A错误； B．波的传播速度 两列波相遇需要的时间为 故B错误； C．根据同侧法可知两列波的起振方向都向下，所以起振方向相同，故C正确； D．两列波的波源到x16cm处的质点的波程差为0，所以x16cm处的点是振动加强点，振幅最大，可能喷出水柱，故D正确。 故选CD。 10．AC 【详解】AB．由图可知两次振动的振幅相等，均为 前后两次全振动产生的波长之比为 由于波在同种均匀介质中传播，波速相同，由 可知两次全振动的频率之比为 周期之比为 时波恰好传到质点P，当时，质点P第一次出现在波谷位置，则有， 质点P在内路程为4A，在内路程为A，所以从到时间内质点P的路程为 故A正确，B错误； CD．从到时间内质点Q的振动时间为 路程为 故C正确，D错误。 故选AC。 11．(1)2 (2)1 (3)1 【详解】（1）因为一个周期内小球两次经过平衡位置，经过平衡位置时拉力最大，可知小球振动的周期为。 （2）根据 解得摆长为 （3）小球从某点开始，经过半个周期运动到关于平衡位置对称的点，在这两点时小球速度大小相等，方向相反，因为动能没有方向，所以动能的变化周期等于小球做简谐运动的半个周期，为。 12． 12.0 C a 9.86 【详解】（1）[1]游标卡尺读数为 （2）[2]从“0”数到“60”时有经历了30个周期，该单摆的周期为。故选C。 （3）[3][4]摆线在筒内部分的长度为h，由 可得 可知其关系图线应为a，再将 代入 可得 将 代入 可求得 13．(1) (2) 【详解】（1）由几何关系可知，单色光在OP边恰好发生全反射，入射角 由 解得 （2）由几何关系可知，光在介质中传播的距离 光在介质中的传播速度大小 单色光在该透明介质中传播的时间 解得 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）由图甲可知，波长，由图乙可知周期。则波速 则在到，该波在水平方向传播距离为 （2）由于M点处于最大位移处，则M点到平衡位置的最短时间为 由Q的振动图像可知该简谐波向左传播，质点P以最短时间振动到平衡位置与质点Q的振动形式传播到P点的时间相等。 则有 （3）由于质点M处于最大位移处，且M点经过的路程恰好为振幅的整数倍。则M点振动的次数为（次） 开始计时后P点的振动时间与M点的振动时间相同，P点振动时间为 一个周期内质点振动路程为。 由于质点P平衡位置为，根据波的图形为正弦函数图，在时，P的位移 并向最大位移处振动，根据振动图像为正弦函数图像可知，后质点P到最大位移处，再经过，再次回到处，故共振动路程 可知 15．(1)0.5V (2)0.88m/s (3)22J 【详解】（1）当金属棒的速度为0.55m/s时，导体棒切割磁感线产生感应电动势大小 根据闭合电路欧姆定律可得定值电阻R两端的电压 （2）当导体棒匀速时，此时速度达最大，根据平衡条件有，，， 联立，代入相关已知数据求得 （3）由题意，根据能量守恒定律有 且 联立，代入数据求得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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