天津市天津大学附属中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题

天津大学附属中学2024-2025学年第二学期高二年级期中考试 物理学科试卷 注意事项： 一、本试卷满分100分，考试用时60分钟。 二、答卷前将个人信息填写在答题卡和答题纸密封线内的相应位置。 三、选择题答案请用2B铅笔在答题卡的相应位置填涂；非选择题请用蓝、黑色墨水的钢笔或签字笔将答案填写在答题卡的相应位置。在试卷或其它位置作答无效！ 一、 单选题：本大题共10小题，共30分。 1.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是 ( ) A、变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播 D.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 2.以下关于如图光学知识的叙述中，不正确的是( ) A.甲图是著名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象 B 乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的 C.丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的偏振原理 D.丁图是医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光信号，是利用光的全反射 3.如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，得到摆球相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像，如图乙所示，不计空气阻力。对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是( ) A. t=0.5s时，摆球所受回复力最大，方向偏向右 B. t=1s时，摆球偏离平衡位置位移最大，方向偏向右 C.从t = 0.5s到t = 1.0s的过程中, 摆球的重力势能逐渐增大 D.该单摆摆长约为2m 4.2023年6月14 日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲。南鲲号发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。如图乙，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是( ) A.图乙中线圈所处位置是中性面 B.在图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量最大 C.图乙所示位置，线圈a端电势高于b端电势 D.在图乙所示位置时，线圈靠近S 极的导线受到的安培力方向向上 5.如图甲为一列简谐横波在t =0时刻的波形图，图乙为介质中x =2m处的质点P的振动图像。下列说法错误的是 ( ) A.波沿x轴正方向传播 B.波速为20m/s C.t=0.05s时刻，质点Q的运动方向沿y轴正方向 D. t =0.05s时刻，质点Q与其平衡位置的距离比质点P的大 6. 图甲描绘了在 t=0时刻，由两波源S₁、S₂在均匀介质中形成的干涉图样(实线和虚线分别代表波峰和波谷)。已知这两个波源的振动频率相等，振幅相同，步调一致。P和Q是该介质中的两点，S₁、S₂间的距离是0.2m。图乙是 P点的振动图像。正确的是( ) A. S₁、S₂共有2个干涉减弱点 B. Q点到两波源S₁、S₂的距离之差等于该波半波长的偶数倍 C. t=0.2s时, P 点处于振动减弱区 D.波源S₁发出的机械波波速为0.25m/s 7.如图所示，光束沿BO方向从某种介质射向空气，折射光线沿OA方向。下列说法正确的是( ) A.此介质的折射率为 B.这束光从介质进入空气后频率会增大 C、这束光从介质进入空气后波长会增大 D.随着入射角θ₂增加，光线OA的强度逐渐增强 8.如图甲为某实验小组设计的家用微型变压器的原理图，原、副线圈的匝数比 2：1，a、b两端接入正弦交流电压，电压u随时间t的变化关系如图乙所示， 和 是两个完全相同的灯泡，灯泡上标有“55W 1A”字样，取 若两灯泡恰好正常发光，该变压器视为理想变压器，则图甲中R的阻值为( ) 9.如图所示为摆长为1m的单摆分别在地球表面和某星球表面做受迫振动的共振曲线，已知该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，地球表面的重力加速度g取 下列说法正确的是 ( ) A.图线I是该星球上的单摆共振曲线 B.由图可知：频率越大，单摆的振幅越大 C.将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟会变快 D.该星球表面的重力加速度约为 10.如图所示，波源S从平衡位置开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为 经过一段时间后, P、Q、M三点开始振动, 已知距离SP=1.4m、SQ=2.2m、SM=3.6m。若以M 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图像中，能正确描述S、P、Q、M四点振动情况的是 ( ) A.甲为振源S点的振动图像 B.乙为M点的振动图像 C.丙为P点的振动图像 D.丁为Q点的振动图像 二、 多选题：本大题共5小题，共20分。 11.光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法错误的是( ) A.图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B.若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C.若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D.用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 12. 如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b 光组成的复色光沿PO方向由真空从 OD 面射入玻璃，之后分成两束分别从 A、B两点射出(不考虑光在玻璃砖中的反射)，其中从A 点射出的为a光，从B点射出的为b光。说法正确的是() A.从B点射出玻璃砖的 b光的频率较小 B.将a、b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小 C. a光和 b光在玻璃砖中的传播时间相等 D.将a、b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则b光 照亮的水面区域小 13.某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈 abcd共有 N匝，总电阻为r。线圈处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为 R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈以角速度ω绕垂直磁场方向的轴匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的磁通量φ随时间t变化的图像，则( ) A. t=t₁时刻线圈磁通量变化率为0 B. t₁时刻电流表示数为0，t₂时刻电流表的示数最大 C. t₃时刻到t₄时刻这段时间通过电阻 R的电荷量为 D.线圈转动一圈，外力对它所做的功为 14.一列横波沿着x轴正方向传播，处在和 的两质点 A、B的振动图像如图所示，则以下说法正确的是( ) A.1.5s末A、B两质点的速度相同 B.2.5s末A、B两质点的位移不同 C.该波的波长可能为 D.该波的波速可能为 15.图为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T₁和降压变压器T₂的原、副线圈匝数比分别为 输电线总电阻为r =2Ω。在T₁的原线圈两端接入一电压为 的交流电。不考虑其它因素的影响，下列说法正确的是( ) A.充电桩上交流电的周期为0.01s B.当T₁的输入功率为200kW时，输电线上损失的电功率为5×W C.当T₁的输入功率为200kW时，T₂的输出电压有效值为250V D.当充电桩使用个数减小时，T₂的输出电压增大 三、 实验题：本大题共3 小题，共20分。 16、用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 (1)组装单摆时，应在下列器材中选用 (选填选项前的字母)； A.长度为1m左右的细线 B.长度为30cm左右的细线 C.直径为1.8cm的塑料球 D.直径为1.8cm的铁球 (2)设单摆的摆长为L、周期为T，则重力加速度g= 。(用L、T表示) (3)将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是 (选填选项前的字母)。 A测出摆线长作为单摆的摆长 B.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之在竖直平面内做简谐运动 C.在摆球经过平衡位置时开始计时 D、用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期 (4)甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期， 他根据测量数据做出了如图所示的图像，横坐标 为摆长，纵坐标为周期的平方。若图线斜率为k， 则当地的重力加速度g= (用含k表达式来表示)。 17、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，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AO与 的交点。在直线OA 上竖直地插上 两枚大头针(如图甲)。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有( ) A 插上大头针P₃，使P₃仅挡住 P₂的像 B.插上大头针P₃，使P₃挡住P₁的像和P₂的像 C.插上大头针P₄，使P₄仅挡住P₃的像 D. 插上大头针P₄, 使P₄挡住P₃和 P₁、P₂的像 (2)过P₃、P₄作直线交 bb'于, 过作垂直于 bb' 的直线NN' , 连接 测量图甲中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n= 。 (3)该同学在实验中将玻璃砖界面 aa'和 bb'的间距画得过宽(如图乙)，若其他操作正确，则折射率的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)准确值。 18、某同学用双缝干涉装置测量某单色光的波长，实验装置如下图(甲)所示，已知单缝与双缝间的距离. 双缝与屏的距离 双缝间距d=0.36mm。用测量头来测量亮条纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、游标卡尺灯构成，移动游标卡尺，使分划板随之左右移动，让分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心如图(乙)所示，记下此时游标卡尺的读数，移动游标卡尺一段距离Δx，使分划板的中心刻线对准第 n条亮纹的中心。 (1)写出计算波长λ的表达式 (用题干给出的字母表示) (2)若分划板的中心刻线对准第1 条亮纹的中心时，游标卡尺上的读数为 对准 第10 条亮纹的中心时，游标卡尺上的读数如图(丙)所示，则此时读数. 计算波长λ= nm(λ计算结果保留三位有效数字) 四、计算题：(写出必要公式和计算过程，只写结果不给分) 19.(16分)如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨 MN、PQ平行放置在倾角为 的绝缘斜面上，两导轨间距为L=1m， M、P两点间接有阻值为R=8Ω的电阻。一根质量为 电阻为r=2Ω的均匀直金属杆 ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B=5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨的电阻可忽略。让金属杆 ab沿导轨由静止开始下滑，沿斜面下滑d=2m时，金属杆达到最大速度，导轨和金属杆接触良好，重力加速度为g=10m/s²。求： (1)金属杆达到的最大速度； (2)在这个过程中，电阻 R上产生的热量； (3)在这个过程中所用时间。 20.(14分)如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC且垂直于磁场方向。一个质量为 m、电荷量为-q的带电粒子从P孔以初速度沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角θ=60°，粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知OQ =2OC, 不计粒子的重力, 求: (1)粒子从P运动到Q所用的时间t。 (2)电场强度E的大小。 (3)粒子到达Q点时的动能ERQ。 第 65535 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $$