精品解析:湖南省岳阳市岳阳县第一中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题
2025-06-17
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 岳阳市 |
| 地区(区县) | 岳阳县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.09 MB |
| 发布时间 | 2025-06-17 |
| 更新时间 | 2026-03-28 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52621139.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025年5月高二下学期物理期中考试试题
一、单选题(每题4分,共24分)
1. 如图所示为一个质量分布均匀的有机玻璃圆柱的横截面,为圆上两点,一束单色光沿方向射入,然后从点射出,已知,,该有机玻璃圆柱的半径为1m,真空中光速m/s,,。下列说法正确的是( )
A. 光在该有机玻璃中的传播速度为m/s
B. 光在该有机玻璃中的折射率为1.8
C. 光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为
D. 光在该有机玻璃圆柱中沿路径传播时间约为s
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由几何关系可得,入射角
折射角
根据光的折射定律可知,光在该有机玻璃中的折射率为
根据可得光在该有机玻璃中的传播速度为
故A正确,B错误;
C.根据得光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为
所以发生全反射的临界角小于,故C项错误;
D.光在该有机玻璃圆柱中沿BC路径传播时间为
故D项错误。
故选A。
2. 某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理,在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路,如图甲所示。当未消磁的书籍标签(内含金属材料)靠近时,线圈的自感系数增大,导致振荡频率变化,从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时刻,电容器的电场能为零 B. 时刻,线圈的自感电动势最大
C. 时间内,线圈中电流逐渐减小 D. 时间内,未消磁的书籍标签正在远离线圈
【答案】C
【解析】
详解】A.时刻,电容器上极板带电量最大,可知电场能最大,选项A错误;
B.时刻,电容器放电完毕,此时线圈的电流最大,电流变化率最小,则自感电动势最小,选项B错误;
C.时间内,电容器带电量增大,则线圈中电流逐渐减小,选项C正确;
D. 由图可知时间内,振动电路的振动周期逐渐变大,根据
可知线圈自感系数L变大,可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈,选项D错误。
故选C。
3. 有些同学自制力不强,放假在家喜欢长时间躺在床上玩手机,不但浪费了时间,还有可能砸伤自己。假设手机质量150g,因为长时间举在距离面部20cm处导致肌肉发酸,使手机无初速度滑落,砸到鼻子时手机没有反弹,鼻子受到冲击的时间约0.1s,重力加速度取,下列分析正确的是( )
A. 手机对鼻子的冲量大小约为0.15N·s
B. 手机对鼻子的冲量大小约为0.3N·s
C. 手机对鼻子的平均冲击力约为3N
D. 手机对鼻子的平均冲击力约为4.5N
【答案】D
【解析】
【详解】根据自由落体运动的规律,得手机下落到人脸前瞬间的速度大小为
手机与人脸接触的过程中受到重力与人脸的作用力,取向上为正方向,由动量定理有
解得
由于手机对鼻子的平均冲击力与鼻子对手机的作用力大小相等,方向相反,作用时间相等,则手机对鼻子的冲量大小与鼻子对手机的冲量大小相等,即
设手机对鼻子的平均冲击力约为,则有
解得
故选D。
4. 如图1所示为原子核的比结合能与质量数的关系曲线,如图2所示为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线。下列说法正确的是( )
A. 根据图1可知,核的结合能约为7MeV
B. 根据图1可知,比更稳定
C. 根据图2可知,核D裂变成核E和F的过程中,生成的新核E、F的比结合能减小
D. 根据图2可知,若A、B能结合成C,则结合过程中一定要吸收能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图1可知,核的比结合能约为7MeV,则核的结合能约为
A错误;
B.根据图1可知,核的比结合能比核的比结合能小,所以比更稳定,B正确;
C.根据图2可知,核D裂变成核E和F的过程中,核子的平均质量减少,放出核能,比结合能增大,C错误;
D.根据图2可知,若A、B能结合成C,核子的平均质量减少,结合过程一定要放出能量,D错误。
故选B。
5. 光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点,我国的光纤通信起步较早,现已成为技术先进的几个国家之一。如图甲是光纤的示意图,图乙是光纤简化示意图(内芯简化为长直玻璃丝,外套简化为真空)。一束激光由光导纤维左端的点O以的入射角射入一直线光导纤维内,恰好在光导纤维的侧面A点(侧面与过O的法线平行)发生全反射,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 光纤内芯的折射率比外套的小
B. 光纤材料的折射率
C. 若增大在O点的入射角α,折射光线到侧面后也能发生全反射
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.激光在内芯和外套的界面上发生全反射,所以内芯是光密介质,外套是光疏介质,即光纤内芯的折射率比外套的大,故A错误;
D.光在O点折射,满足
在A点恰好发生全反射有,可求
故,D错误;
B.由,又
可得,,则光纤的折射率
,B正确;
C.增大α,在侧面上的入射角变小,侧面上的入射角小于临界角,不在发生全反射,C错误。
故选B。
6. 如图所示为一列横波在某一时刻的图像和x=6m处的质点从该时刻开始计时的振动图像,由图可知正确的是( )
A. 这列波沿x轴正方向传播
B. 波速为1m/s
C. x=2m和x=6m处的质点振动方向总是相反的
D. x=1m处的质点在t=0时,竖直坐标为2.5cm
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据振动图像,该时刻处的质点振动方向沿y轴向上,根据“上下坡”法可判断该波应沿x轴负方向传播,故A错误;
B.由图可知,波长为8m,周期为8×10-2s,所以
故B错误;
C.x=2m和x=6m处的质点平衡位置间的距离为半个波长,所以两质点的振动方向总是相反,故C正确;
D.根据题意可知,该时刻的波动方程为
整理可得
可得处质点的竖直坐标为
故D错误。
故选C。
二、多选题(每题5分,共20分)
7. 关于下图光学现象的说法正确的是( )
A. 图甲:光导纤维中内芯的折射率小于外套的折射率
B. 图乙:再叠加一张纸片,劈尖干涉的条纹间距变大
C. 图丙:太阳的反射光和折射光都是偏振光
D. 图丁:用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹,缝隙越宽,观察到的中央衍射条纹越窄
【答案】CD
【解析】
【详解】A.光导纤维利用全反射原理,所以内芯的折射率大于外套的折射率,选项A错误;
B.再叠加一张纸片,即空气膜的夹角变大,根据薄膜干涉的原理可知,劈尖干涉的条纹间距变小,选项B错误;
C.太阳的反射光和折射光都是偏振光,选项C正确;
D.根据单缝衍射原理可知,用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹,缝隙越宽,观察到的中央衍射条纹越窄,选项D正确。
故选CD。
8. 列车进站时如图所示,其刹车原理可简化如下:在车身下方固定一水平矩形线框,利用线框进入磁场时所受的安培力,辅助列车刹车。已知列车的质量为m,车身长为s,线框的ab和cd长度均为L(L小于匀强磁场的宽度),线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长,磁感应强度的大小为B,方向竖直向上。车头进入磁场瞬间的速度为v0,列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。车尾进入磁场瞬间,列车恰好停止。下列说法正确的是( )
A. 列车进站过程中电流方向为abcd
B. 列车ab边进入磁场瞬间,加速度大小
C. 列车从进站到停下来的过程中,线框产生的热量为
D. 从车头进入磁场到停止所用的时间为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.根据楞次定律结合安培定则可知,线框中电流的方向为顺时针(俯视),即列车进站过程中电流方向为abcd,故A正确;
B.列车车头进入磁场瞬间产生的感应电动势的大小为
则回路中产生的瞬时感应电流的大小为
可得车头进入磁场瞬间所受安培力的大小为
则由牛顿第二定律有
联立解得
故B正确;
C.在列车从进入磁场到停止的过程中,克服安培所做的功在数值上等于线框产生的热量,则由能量守恒有
解得
故C错误;
D.根据动量定理有
其中
而根据法拉第电磁感应定律有
可得
联立以上各式解得
故D正确。
故选ABD。
9. 质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是,B球的动量是,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】BD
【解析】
【详解】两球在碰撞过程中满足动量守恒的同时还必须满足机械能不增加,即碰撞后的机械能不能大于碰撞前的机械能,设A、B两球的质量均为,碰撞前A、B两球的动量分别为、,则根据动量守恒定律有
由机械能不增加原则有
A.动量守恒,但机械能增加,故A错误;
B.动量守恒,机械能减小,故B正确;
C.动量守恒,但机械能增加,故C错误;
D.动量守恒,机械能守恒,故D正确
故选BD。
10. 某款发电机示意图如图所示,矩形线框置于水平向右的磁感应强度为B的匀强磁场中,中心轴与磁场垂直,E、F端分别接在相互绝缘的两个半圆环上,让半圆环和线框一起以角速度顺时针匀速转动,两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D接触,初始时刻线框平面与磁场平行,矩形线框面积为S电阻为r,电刷C、D之间接有一阻值为R的电阻,其余部分电阻不计,则( )
A. 初始时刻磁通量变化率最大
B. 流过电阻R的电流变化周期为
C. 线圈从图示位置转动一周的过程中通过电阻R的电荷量为0
D. 线圈从图示位置转动一周的过程中电阻R产生的热量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.初始位置磁通量为0,但磁通量的变化率最大,故A正确;
B.根据右手定则可知,通过电阻的电流方向始终不变,则甲输出是直流电,流过电阻R的电流变化周期为
故B错误;
C.根据正弦式交流电峰值和有效值的关系可知转动一周的过程中电流的有效值为
转动一周的过程中,每转过,通过电阻的电荷量为
则转动一周的过程中流过电阻的电荷量
故C错误;
D.线圈从图示位置转动一周的过程中电阻R产生的热量为
故D正确。
故选AD。
三、实验题(共12分)
11. 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aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(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
D. 插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2像
(2)过 P3、P4作直线交 bb'于O',连接 OO',过O作垂直于aa'的直线NN',测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率 n=___________。
(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,折射率测量越准确
B. 为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些
C. 如果在界面aa'光的入射角大于临界角,光将不会进入玻璃砖
D. 不论光以什么角度从aa'射入,经一次折射后达到界面bb'都能射出
E. 如图所示如果误将玻璃砖的边bb'画到cc'(cc'与bb'平行), 折射率的测量值将偏小
【答案】(1)BD (2) (3)BDE
【解析】
【小问1详解】
AB.确定大头针的位置的方法是插上大头针,使挡住、的像,A错误,B正确;
CD.确定大头针的位置的方法是插上大头针,使挡住和、的像,C错误,D正确。
故选BD。
【小问2详解】
根据折射定律得,玻璃砖的折射率为
【小问3详解】
A.入射角越小、越大,都不准确,入射角要适当,A错误;
B.为了减小作图误差,和的距离应适当取大些,B正确;
C.光从空气进入玻璃,是从光疏介质进入光密介质,不能发生全反射,所以,如果在界面光的入射角大于临界角,光会进入玻璃砖,C错误;
D.如图所示
根据折射定律
因为
所以
不论光以什么角度从射入,入射角都小于临界角,都不会发生全反射,所以光经一次折射后达到界面都能射出,D正确;
E.如下图所示
如果误将玻璃砖的边画到(与平行),角偏大,根据
折射率的测量值将偏小,E正确。
故选BDE。
12. 某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率,具体步骤如下:
①平铺白纸,用铅笔画两条互相垂直的直线和,交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴,并使其圆心位于O点,画出玻璃砖的半圆弧轮廓线,如图(a)所示。
②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖,记录折射光线与半圆弧的交点M。
③拿走玻璃砖,标记CO光线与半圆弧的交点P。
④分别过M、P作BB'的垂线、,、是垂足,并用米尺分别测量、的长度x和y。
⑤改变入射角,重复步骤②③④,得到多组x和y的数据。根据这些数据作出图像,如图(b)所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是_____(单选,填标号)。
A. 入射角越小,误差越小
B. 激光的平行度好,比用插针法测量更有利于减小误差
C. 选择圆心O点作为入射点,是因为此处的折射现象最明显
(2)根据图像,可得玻璃砖的折射率为_____(保留三位有效数字)。
(3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径,则折射率的测量结果_____(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)B (2)1.57
(3)不变
【解析】
【小问1详解】
A.入射角适当即可,不能太小,入射角太小,导致折射角太小,测量的误差会变大,故A错误;
B.激光的平行度好,比用插针法测量更有利于减小误差,故B正确;
C.相同的材料在各点的折射效果都一样,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
设半圆柱体玻璃砖的半径为,根据几何关系可得入射角的正弦值为
折射角的正弦值为
折射率
可知图像斜率大小等于折射率,即
【小问3详解】
根据(2)中数据处理方法可知若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径,则折射率的测量结果不变。
四、解答题(共44分)
13. 水平冰面上有一固定的竖直挡板,一名滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0kg的静止物块以大小为5.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板发生弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0m/s的速度与挡板发生弹性碰撞。
(1)求运动员第二次把物块推向挡板时,给物块的冲量大小I;
(2)若运动员最多可以推8次物块,求运动员质量的取值范围。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据动量定理可得
【小问2详解】
设运动员的质量为,第一次推物块后,运动员速度大小为,第二次推物块后,运动员速度大小为第一次推物块后,由动量守恒定律知
第二次推物块后由动量守恒定律知
第次推物块后,由动量守恒定律知
整理得
由题意知
,且,则
,且,则
即运动员质量
14. 如图甲所示,轻质细线吊着一质量、边长、匝数的正方形线框,线框总电阻。线圈最下方的导线有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场分布在边长为正方形内,磁场一半处于线框内,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,重力加速度。求:
(1)时刻穿过线圈的磁通量;
(2)时间内线圈产生的电流大小;
(3)时轻质细线的拉力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
时刻穿过线圈的磁通量
得:
【小问2详解】
时间内线圈产生的感应电动势大小
由图乙得:
时间内线圈产生的感应电流大小
得:
【小问3详解】
时,由图乙得此时磁感应强度大小
由平衡条件:
得:
15. 如图甲所示,两足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内,处于磁感应强度为,方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,左端连接一定值电阻R和理想交流电流表A,质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒垂直导轨放置,与导轨始终接触良好。对金属棒施加一个平行于导轨的拉力,使得金属棒运动的速度v随时间t按如图乙所示的正弦规律变化。其中,T已知,不计导轨的电阻。求:
(1)电流表A的示数I;
(2)在的过程中,拉力所做的功W;
(3)在的过程中,通过定值电阻的电荷量q。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
金属棒产生电动势的有效值为
回路中的电流
解得电流表的示数
【小问2详解】
在时间内,产生的焦耳热为
根据功能关系有
解得
【小问3详解】
由于感应电动势为
该方式下产生的交变电流与单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的方式是相似的,则在单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的模型中,的过程中流过线圈的电量为
又有
联立解得
16. 光滑四分之一圆弧导轨最低点切线水平,与光滑水平地面上停靠的一小车上表面等高,小车质量,高,如图所示。现从圆弧导轨顶端将一质量为的滑块由静止释放,当小车的右端运动到点时,滑块正好从小车右端水平飞出,落在地面上的点。滑块落地后小车右端也到达点。已知相距取,求:
(1)滑块离开小车时的速度大小;
(2)圆弧导轨的半径;
(3)滑块滑过小车的过程中产生的内能。
【答案】(1)2m/s;(2)0.8m;(3)5J
【解析】
【详解】(1)滑块平抛过程中,由平抛运动规律
解得
(2)对小车,滑块飞出后小车做匀速直线运动
由水平方向上动量守恒
滑块在圆弧轨道上运动由机械能守恒得
解得
(3)由能量守恒滑块滑过小车表面产生的内能
解得
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2025年5月高二下学期物理期中考试试题
一、单选题(每题4分,共24分)
1. 如图所示为一个质量分布均匀有机玻璃圆柱的横截面,为圆上两点,一束单色光沿方向射入,然后从点射出,已知,,该有机玻璃圆柱的半径为1m,真空中光速m/s,,。下列说法正确的是( )
A. 光在该有机玻璃中的传播速度为m/s
B. 光在该有机玻璃中的折射率为1.8
C. 光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为
D. 光在该有机玻璃圆柱中沿路径传播时间约为s
2. 某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理,在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路,如图甲所示。当未消磁的书籍标签(内含金属材料)靠近时,线圈的自感系数增大,导致振荡频率变化,从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时刻,电容器的电场能为零 B. 时刻,线圈的自感电动势最大
C. 时间内,线圈中电流逐渐减小 D. 时间内,未消磁的书籍标签正在远离线圈
3. 有些同学自制力不强,放假在家喜欢长时间躺在床上玩手机,不但浪费了时间,还有可能砸伤自己。假设手机质量150g,因为长时间举在距离面部20cm处导致肌肉发酸,使手机无初速度滑落,砸到鼻子时手机没有反弹,鼻子受到冲击的时间约0.1s,重力加速度取,下列分析正确的是( )
A. 手机对鼻子的冲量大小约为0.15N·s
B. 手机对鼻子的冲量大小约为0.3N·s
C. 手机对鼻子的平均冲击力约为3N
D. 手机对鼻子的平均冲击力约为4.5N
4. 如图1所示为原子核的比结合能与质量数的关系曲线,如图2所示为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线。下列说法正确的是( )
A. 根据图1可知,核的结合能约为7MeV
B. 根据图1可知,比更稳定
C. 根据图2可知,核D裂变成核E和F的过程中,生成的新核E、F的比结合能减小
D. 根据图2可知,若A、B能结合成C,则结合过程中一定要吸收能量
5. 光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点,我国的光纤通信起步较早,现已成为技术先进的几个国家之一。如图甲是光纤的示意图,图乙是光纤简化示意图(内芯简化为长直玻璃丝,外套简化为真空)。一束激光由光导纤维左端的点O以的入射角射入一直线光导纤维内,恰好在光导纤维的侧面A点(侧面与过O的法线平行)发生全反射,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 光纤内芯的折射率比外套的小
B. 光纤材料的折射率
C. 若增大在O点的入射角α,折射光线到侧面后也能发生全反射
D.
6. 如图所示为一列横波在某一时刻图像和x=6m处的质点从该时刻开始计时的振动图像,由图可知正确的是( )
A. 这列波沿x轴正方向传播
B. 波速为1m/s
C. x=2m和x=6m处的质点振动方向总是相反的
D. x=1m处的质点在t=0时,竖直坐标为2.5cm
二、多选题(每题5分,共20分)
7. 关于下图光学现象的说法正确的是( )
A. 图甲:光导纤维中内芯折射率小于外套的折射率
B. 图乙:再叠加一张纸片,劈尖干涉的条纹间距变大
C. 图丙:太阳的反射光和折射光都是偏振光
D. 图丁:用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹,缝隙越宽,观察到的中央衍射条纹越窄
8. 列车进站时如图所示,其刹车原理可简化如下:在车身下方固定一水平矩形线框,利用线框进入磁场时所受的安培力,辅助列车刹车。已知列车的质量为m,车身长为s,线框的ab和cd长度均为L(L小于匀强磁场的宽度),线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长,磁感应强度的大小为B,方向竖直向上。车头进入磁场瞬间的速度为v0,列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。车尾进入磁场瞬间,列车恰好停止。下列说法正确的是( )
A. 列车进站过程中电流方向为abcd
B. 列车ab边进入磁场瞬间,加速度大小
C. 列车从进站到停下来的过程中,线框产生的热量为
D. 从车头进入磁场到停止所用的时间为
9. 质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是,B球的动量是,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
10. 某款发电机示意图如图所示,矩形线框置于水平向右的磁感应强度为B的匀强磁场中,中心轴与磁场垂直,E、F端分别接在相互绝缘的两个半圆环上,让半圆环和线框一起以角速度顺时针匀速转动,两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D接触,初始时刻线框平面与磁场平行,矩形线框面积为S电阻为r,电刷C、D之间接有一阻值为R的电阻,其余部分电阻不计,则( )
A. 初始时刻磁通量变化率最大
B. 流过电阻R的电流变化周期为
C. 线圈从图示位置转动一周的过程中通过电阻R的电荷量为0
D. 线圈从图示位置转动一周的过程中电阻R产生的热量为
三、实验题(共12分)
11. 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aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(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
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O',连接 OO',过O作垂直于aa'的直线NN',测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率 n=___________。
(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,P3和P4的距离应适当取大些
C. 如果在界面aa'光的入射角大于临界角,光将不会进入玻璃砖
D. 不论光以什么角度从aa'射入,经一次折射后达到界面bb'都能射出
E. 如图所示如果误将玻璃砖的边bb'画到cc'(cc'与bb'平行), 折射率的测量值将偏小
12. 某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率,具体步骤如下:
①平铺白纸,用铅笔画两条互相垂直的直线和,交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴,并使其圆心位于O点,画出玻璃砖的半圆弧轮廓线,如图(a)所示。
②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖,记录折射光线与半圆弧的交点M。
③拿走玻璃砖,标记CO光线与半圆弧的交点P。
④分别过M、P作BB'的垂线、,、是垂足,并用米尺分别测量、的长度x和y。
⑤改变入射角,重复步骤②③④,得到多组x和y的数据。根据这些数据作出图像,如图(b)所示。
(1)关于该实验,下列说法正确是_____(单选,填标号)。
A. 入射角越小,误差越小
B. 激光的平行度好,比用插针法测量更有利于减小误差
C. 选择圆心O点作为入射点,是因为此处的折射现象最明显
(2)根据图像,可得玻璃砖的折射率为_____(保留三位有效数字)。
(3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径,则折射率的测量结果_____(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、解答题(共44分)
13. 水平冰面上有一固定的竖直挡板,一名滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0kg的静止物块以大小为5.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板发生弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0m/s的速度与挡板发生弹性碰撞。
(1)求运动员第二次把物块推向挡板时,给物块的冲量大小I;
(2)若运动员最多可以推8次物块,求运动员质量的取值范围。
14. 如图甲所示,轻质细线吊着一质量、边长、匝数的正方形线框,线框总电阻。线圈最下方的导线有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场分布在边长为正方形内,磁场一半处于线框内,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,重力加速度。求:
(1)时刻穿过线圈的磁通量;
(2)时间内线圈产生电流大小;
(3)时轻质细线的拉力大小。
15. 如图甲所示,两足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内,处于磁感应强度为,方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,左端连接一定值电阻R和理想交流电流表A,质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒垂直导轨放置,与导轨始终接触良好。对金属棒施加一个平行于导轨的拉力,使得金属棒运动的速度v随时间t按如图乙所示的正弦规律变化。其中,T已知,不计导轨的电阻。求:
(1)电流表A的示数I;
(2)在的过程中,拉力所做的功W;
(3)在的过程中,通过定值电阻的电荷量q。
16. 光滑四分之一圆弧导轨最低点切线水平,与光滑水平地面上停靠的一小车上表面等高,小车质量,高,如图所示。现从圆弧导轨顶端将一质量为的滑块由静止释放,当小车的右端运动到点时,滑块正好从小车右端水平飞出,落在地面上的点。滑块落地后小车右端也到达点。已知相距取,求:
(1)滑块离开小车时的速度大小;
(2)圆弧导轨的半径;
(3)滑块滑过小车的过程中产生的内能。
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