天津市南开区美达菲津英中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试卷

天津市南开区美达菲津英中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试卷 一、单选题 1．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了，下面正确的是（    ） A．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领 B．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 D．手机通话使用的微波，波长比可见光短 2．弹簧振子作简谐振动时，以下说法错误的是（　　） A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零 B．振子作减速运动，加速度却在增大 C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反 D．任意时刻振子的加速度方向与位移方向相反 3．关于图的说法，正确的是（　　） A．图：光导纤维内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 B．图乙：研究光的干涉现象时，将紫光换为红光，可在目镜中观测到更多的干涉条纹 C．图丙：一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为a、b两种单色光，a光比b光衍射现象更明显 D．图丁：3D影院中看立体电影时戴偏光镜的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理是相同的 4．如图所示，在一条张紧的绳子上悬挂A、B、C三个单摆，摆长分别为L1、L2、L3，且L1＜L2＜L3，现将A拉起一较小角度后释放，已知当地重力加速度为g，对释放A之后较短时间内的运动，以下说法正确的是（　　） A．C的振幅比B的大 B．B和C的振幅相等 C．B的周期为2π D．C的周期为2π 5．将一个力电传感器接到计算机上，可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时间变化的曲线如图所示，由此图线提供的信息做出下列判断：①时刻摆球正经过最低点；②时摆球正处于最高点；③摆球摆动过程中机械能时而增大时而减小；④摆球摆动的周期约是。上述判断中正确的是（　　） A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 6．如图所示是一束复色光进入水珠后传播的示意图，出射后形成两束单色光a和b，则下列说法正确的是（　　） A．该复色光斜入射平行玻璃砖时，在另外一侧出射时将分成两束平行光线，其中a光束侧移量较大 B．两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时，在光屏上b光束入射时得到的相邻明纹中心间距较大 C．该复色光从水下入射到水面时，随着入射角的增大，a光束的折射光先消失 D．两束单色光从空气入射到水中时，a光束在水中传播的速度比b光束大 7．如图1为小型交流发电机的示意图，两磁极N，S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场．线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以角速度匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图2所示，下列结论正确的是（    ） A．线圈从图1所示位置转过90°时是图2的计时起点 B．每经过图1所示位置1次，电流方向改变1次 C．若线圈的匝数为20，则电动势的最大值是20 V D．若增大线圈转动的角速度，则磁通量变化率的最大值增大 8．某均匀介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上和处，时刻两振源同时开始振动，时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。则下列说法不正确的是（　　） A．振源P起振方向沿y轴正方向 B．振源Q的振动方程为 C．波在介质中的传播速度为1 cm/s D．两列波在处相遇后，该质点的振动始终加强 二、多选题 9．在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为 B．图甲中时，穿过线圈的磁通量最大 C．处温度升高后，电压表V1与V2示数的比值不变 D．处温度升高后，变压器的输入功率减小 10．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机输出电压经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流 C．降压变压器匝数比 D．升压变压器匝数比 11．如图a所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图b为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（　　） A．该波正在向x轴负方向传播，波速为20m/s B．经过0.35s后，质点Q经过的路程为1.4m，且速度最大，加速度最小 C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物，能发生明显的衍射现象 D．若波源向x轴负方向运动，在x=10m处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为6Hz 12．图中实线和虚线分别是轴上传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，处的质点在时刻向轴正方向运动，则（　　） A．该波的频率可能是 B．该波的波速可能是 C．时处质点的加速度方向沿轴负方向 D．各质点在内随波迁移 三、实验题 13．某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。  （1）若想减小从目镜中观察到的条纹间距，该同学可 。（单选） A．将单缝向双缝靠近                        B．将屏向靠近双缝的方向移动  C．将屏向远离双缝的方向移动                D．使用间距更小的双缝  （2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为∆x，则单色光的波长的表达式λ= 。 （3）在测量某单色光的波长时，所得图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头游标卡尺的示数如图丙所示，读数为 mm。移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心，测量头游标卡尺的示数为16.2mm。已知双缝挡板与光屏间距为0.4m，双缝相距0.2mm，则所测单色光的波长为 nm。 14．如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线与的交点。在直线上竖直地插上，两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是________。 A．插上大头针，使仅挡住的像 B．插上大头针，使挡住的像和的像 C．插上大头针，使仅挡住 D．插上大头针，使挡住和、的像 (2)过、作直线交于，连接，过O作垂直于的直线，测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率 。 (3)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是________。 A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 C．如果在界面光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃传 D．不论光以什么角度从射入，经一次折射后达到界面都能射出 E．如图所示，如果误将玻璃砖的边画到（与平行），折射率的测量值将偏大 F．如图所示，如果画线正确，也就是，与玻璃砖的宽度相同且平行，但做实验时不小心玻璃与所画的线，向上平行错位了，则折射率的测量值将偏小。 四、解答题 15．如图所示，物块质量，以速度水平滑上一静止的平板车上，平板车质量，物块与平板车之间的动摩擦因数，其他摩擦不计（），求： （1）物块相对平板车静止时，物块的速度； （2）物块在平板车上相对滑行的时间； （3）要使物块在平板车上不滑下，平板车至少多长？    16．如图甲所示，水平面上固定一个10匝的边长为、电阻为的正方形线圈，线圈端点a、b通过导线与间距为的足够长平行倾斜金属导轨相连，导轨与水平方向的夹角，金属杆质量为，电阻为，放在导轨足够高处与导轨垂直且接触良好。已知整个线圈处于竖直向下的磁场中，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，从时刻起该磁场不再变化；倾斜导轨处于垂直于轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，忽略其余电阻，重力加速度为，已知时间内金属杆刚好不下滑，设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求： (1)时间内，两点之间的电势差； (2)时刻后，从静止开始下滑，求所能达到的最大速度； (3)从开始下滑到速度过程中，沿导轨下滑的距离为，求该过程上产生的焦耳热Q。 17．如图是芯片制造过程中离子注入工作原理简化示意图，从离子源发出的某种带正电的离子在电场加速后以速度沿虚线通过速度选择器，然后在圆弧形的静电分析器做半径为的匀速圆周运动（如图），再从点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，最后打在平行且与相距的硅片（足够大）上，完成离子注入。图中静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知离子质量为、电荷量为，速度选择器中磁感应强度大小为，装置中各部分的电场和磁场方向如图所示，整个系统置于真空中，不计离子重力。求： (1)速度选择器中的电场强度和静电分析器中虚线处的电场强度的大小之比； (2)若离子经圆形磁场区域产生的速度偏转角为，求此圆形区域内的磁感应强度； (3)若离子经圆形磁场区域偏转后垂直打在硅片上点，现在圆形磁场区域再加上垂直纸面向里的大小为的匀强电场，离子会打在硅片上点，求硅片上两点的距离。（图中两点位置未标出） 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 参考答案 1．A【详解】A．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领，故A正确； B．遥控器采用的是红外线不是紫外线，故B错误； C．微观炉是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的，故C错误； D．手机通话使用的无线电波，其波长要大于可见光，故D错误。故选A。 2．C【详解】A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零，选项A正确； B．振子作减速运动，一定是从平衡位置到位移最大的位置，则恢复力增加，则加速度在增大，选项B正确； C．振子向平衡位置运动时，加速度指向平衡位置，速度也指向平衡位置，可知加速度方向与速度方向相同，选项C错误； D．根据可知，任意时刻振子的加速度方向与位移方向相反，选项D正确。 此题选择错误选项，故选C。 3．C【详解】A．甲图光导纤维内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射，选项A错误； B．乙图研究光的干涉现象时，根据 红光波长大于紫光，干涉条纹间的距离变大，在目镜中观测到干涉条纹减少，故选项B错误； C．丙图一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为a、b两种单色光，因a光的偏折程度较小，则a光折射率较小，频率较小，波长大，比b光衍射现象更明显，故C正确； D．偏光镜的原理是利用了光的偏振，镜头表面涂上增透膜是利用光的薄膜干涉原理，故D错误。 故选C。4．D 【详解】CD．将A拉起一较小角度后释放，则B、C做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动率的频率，与物体的固有频率无关，故B、C单摆的周期均为T=2π，C错误，D正确。 AB．当受迫振动中的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅最大，固有频率越接近驱动力的频率，振幅越大，故B比C的振幅大，AB错误。故选D。 5．C【详解】由图像可知，时刻摆线的拉力最大，此时摆球正经过最低点，则①正确； 时摆线的拉力最小，此时摆球正处于最高点，则②正确； 由图像知悬线上最大拉力在逐渐减小，说明摆球摆动过程中有阻力做功，机械能逐渐减小，则③错误； 由图像可知，摆球摆动的周期约是，则④错误。故选C。 6．D【详解】A．由图可知，b光的偏折得更厉害，即b的折射率大于a的折射率，当该复色光斜入射平行玻璃砖时，由于b光的折射率大，入射角相同，所以b光的侧移量较大，故A错误； B．由公式可知，由于b光的折射率大即b光的频率大，所以波长较小，由公式可知，波长越小，相邻明纹中心间距越小，所以a光的较大，故B错误； C．由全反射的临界角可知，折射率越大的，临界角越小，所以b光束的折射光先消失，故C错误； D．由公式可知，折射率越大的，传播速度越小，所以a光束在水中传播的速度比b光束大，故D正确。 故选D. 7．D【详解】A．图2是从磁通量为零的位置开始计时的，则线圈从图1所示位置是图2的计时起点，选项A错误； B．每经过中性面一次电流方向改变1次，即每经过与图1位置垂直的位置时电流方向改变1次，则选项B错误； C．若线圈的匝数为20，则电动势的最大值是选项C错误； D．根据则若增大线圈转动的角速度，则磁通量变化率的最大值增大，选项D正确。故选D。 8．D【详解】A．因振源P产生的波在时刻传到的位置，的位置此时向y轴正方向，则振源P起振方向沿y轴正方向，故A正确； BC．波速周期； 由图可知，振源Q起振方向沿y轴负方向，则振源为Q的振动方程为故BC正确； D．两列波在同一介质中传播，则波速相等，在x=3cm处相遇后，该质点的振动始终减弱，故D错误。 本题选择错误选项；故选D。 9．AB【详解】A．根据图甲可知，，，则有 故变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为故A正确； B．图甲中时，电动势为0，此时线圈平面与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大，故B正确； CD．理想变压器匝数不变，输入电压不变，则电压表V1示数不变，根据可知副线圈两端的电压不变，处温度升高时，的阻值减小，根据欧姆定律可知，副线圈回路中的电流增大，则定值电阻两端电压增大，两端电压减小，即电压表V2示数减小，故电压表V1示数与V2示数的比值变大；根据 可知原线圈电流增大，根据可知变压器的输入功率变大，故CD错误。故选AB。 10．BC【详解】A．根据题意，由公式可得，发电机输出的电流故A错误； B．根据题意，由公式可得，输电线上的电流故B正确； CD．升压变压器匝数比 则升压变压器的输出电压为 输电线上损失的电压为 则降压变压器的输入电压为 降压变压器匝数比为故C正确，D错误。故选BC。 11．BC【详解】A．在图b中，时刻正向上振动，在甲图中，根据波形平移法可知波正在向轴正方向传播。该波的波长和周期分别为 ，所以波速故A错误； B．因所以经过后，质点经历的路程为 质点到达平衡位置，速度最大，加速度最小，故B正确； C．该波的波长为，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，能发生明显衍射现象，故C正确； D．该波的频率为若波源向轴负方向运动，波源与接收器间的距离增大，产生多普勒效应，在处的接收器接收到的波源频率减小，小于，故D错误。故选BC。 12．ABC【详解】A．由题意，x=1.2m处的质点在t=0.03s时刻向y轴正方向运动，由上下坡法可知波向x轴正方向传播。则时间 可得 该波的频率为 当n=3时f=125Hz故A正确； B．由图知，波长为 则波速为， 当n=0时故B正确； C．由于波向x轴正方向传播，t=0时x=1.4m处质点位于x轴上方，加速度方向沿y轴负方向。故C正确； D．简谐横波沿x轴传播，质点只上下振动，不随波迁移。故D错误。故选ABC。 13． B 11.4 600 【详解】（1）[1]根据双缝干涉条纹间距公式可知： A．将单缝向双缝靠近，条纹间距不变， 故A不符合题意；  B．将屏向靠近双缝的方向移动，即减小L，可减小条纹间距，故B符合题意； C．将屏向远离双缝的方向移动，即增大L，可增大条纹间距，故C不符合题意； D．使用间距更小的双缝，即增大d，可增大条纹间距，故D不符合题意。故选B。  （2）[2]由题意可知相邻条纹间距为 根据双缝干涉条纹间距公式可知联立以上两式解得 （3）[3]分划板在A位置时，测量头游标卡尺的读数为 [4]相邻条纹间距为 所测单色光的波长为 14．(1)BD(2);(3)BD 【详解】（1）利用插针法测定玻璃的折射率时，插上大头针，要使挡住的像和的像，插上大头针，要使挡住和、的像，使得四个大头针在同一条光路上。故选BD。 （2）由折射定律可知，玻璃砖的折射率为 （3）A．为使折射率测量准确，入射角不能太小，应该适当大一些，故A错误； B．和的距离应适当取大些能减小作图误差，故B正确； C．临界角是在光密介质中射入光疏介质时发生全反射的临界角度，而从光疏介质射入光密介质时不会发生全反射，故C错误； D．只要光能射进玻璃砖，经一次折射后达到界面都能射出，故D正确； E．此时折射角β偏大，则折射率测量值偏小，故E错误； F．此时入射角和折射角均不变，则折射率测量值不变，故F错误。 故选BD。 15．（1）1m/s；（2）2s；（3）3m 【详解】（1）设物块相对平板车静止时的速度为，物块与平板车组成的系统满足动量守恒，则有 解得 （2）物块在平板车上相对滑行的加速度大小为 物块在平板车上相对滑行的时间为 （3）要使物块在平板车上不滑下，设平板车至少为，根据能量守恒可得 解得 16．(1)-0.4V；(2)2.4m/s；(3)0.2J 【详解】(1)时间内线圈内产生的感应电动势 回路中的电流 两点之间的电势差 (2)设MN与导轨间的滑动摩擦力为f，时间内刚好不下滑，满足 解得，时刻后，MN由静止开始下滑，当达到最大速度时，受力平衡，则 解得vm=2.4m/s。 (3)整个过程由能量守恒可得 电流相同的情况下，产生的焦耳热与电阻成正比，即 联立解得QMN=0.2J。 17．(1)(2)(3) 【详解】（1）在速度选择器中，电场力与洛伦兹力平衡，则有 在静电分析器中，由电场力提供向心力，则有解得 （2）在圆形磁场中由洛伦兹力提供向心力，则有 根据几何关系有解得 （3）粒子在圆形磁场中运动的周期 粒子在磁场中运动的时间 粒子在电场方向的加速度 沿电场方向的位移 离开复合场时的速度 离开复合场之后粒子的运动时间 沿电场方向的位移 解得的距离为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$