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 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） “蜻蜓点水”的字面意思是蜻蜓轻轻触碰水面，蜻蜓“点水”会在水面上形成水波。 1. 蜻蜓连续“点水”于平静水面处，形成的水波近似看作简谐横波。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轴上。质点M的振动图像如图（b）所示。 （1）若水波的传播速度为，则质点M、N在轴方向上的距离为______； （2）质点N振动的位移随时间变化的关系是______。 2. 蜻蜓在水面上“点水”飞行。若蜻蜓沿轴正向飞行，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（　　） A. B. C. D. 3. （多选）平静水面上的处一蜻蜓点水形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），、、三点与的振动平衡位置在同一条直线上。图示时刻，在波谷与平衡位置的高度差为，、在不同的波峰上。已知波速为，、在水平方向的距离为。下列说法正确的是（　　） A. A点振动频率为 B. 到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 C. 从图示时刻起，经过时间，、之间的距离增大 D. 从图示时刻开始计时，点的振动方程是 4. 生活中常见“蜻蜓点水”的现象，某同学观察到平静的湖水面上蜻蜓点水后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（　　） A. 1.2m B. 1.4m C. 1.8m D. 2m 二、光学现象和光学技术（14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。 5. 观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，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．“横波”或D．“纵波”）。 6. 某些特殊的人工材料，入射角与折射角依然满足，但是折射线与入射线位于法线的同一侧，因此其折射率为负值（），称为负折射率材料。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，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（　　） A. B. C. D. 7. （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 D. 光纤材料的折射率可能为1.2 8. （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。考虑各种因素对光脉冲变宽的影响，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，越小 B. 长度相同的情况下，纤芯的直径越小，越小 C. 长度相同的情况下，纤芯的折射率越大，越小 D. 传播时间与纤芯的直径无关 9. 光目前光纤信号传输主要采用以下种波长的激光：、、，均大于红光波长（）。试写出两种使用激光而不使用可见光来传输信号的理由______、______。 10. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，如图所示，光具座放置的光学元件有光源、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”）。 11. （多选）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，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和。为直线与的交点。在直线上竖直插上、两枚大头针，然后在下方合适位置插上大头针，使挡住、的像，插上大头针，使挡住和、的像。过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接、。测量图甲中角和角的大小，可以计算出玻璃的折射率。下列操作中对折射率的测量一定没有影响的是______。 A. 确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖向下平移了一小段，然后确定界面 B. 正确确定玻璃砖的界面和的边界线后，不小心将玻璃砖向上平移了一小段 C. 实验操作正确，但玻璃砖的界面和不平行 D. 确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖转动了一个小角度，然后确定界面 12. 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某衍射条纹，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 13. （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 14. 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（a）是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在图l（b）上的火焰像上可看到的条纹图样是______。 15. 利用上题原理可检查工件表面的平整度。如图2（a）所示，现使透明标准板M和待检工件间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图2（b）所示的条纹，条纹的弯曲处和对应于和处。从弯曲的条纹可知同一亮条纹上、点对应的薄膜厚度______（选填A．“相同”或B．“不同”），故判断处缺陷为______（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。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，水平方向产生辐向磁场。密闭浮桶的内置线圈与桶相对静止，可相对于磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。浮桶在仅受浮力和重力作用下的振动为简谐运动，浮桶下部始终浸没在海水中，且上部始终没有进入海水中，其外侧圆周的横截面积（如图乙中阴影部分所示）为S，海水密度为ρ，重力加速度为g，忽略海水对浮桶的阻力。 16. 浮桶做简谐运动的回复力满足F回=-kx，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. ρgS B. ρgS2 C. D. ρg 17. 若某次自由振动中的振幅为0.5m，周期为5s，且t=0时，浮桶位于振动的最高点，以向上为正方向。 （1）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）。 18. 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。内置线圈的匝数N=200，固定磁体在线圈所处位置产生的辐向磁场的磁感应强度大小为B=0.20T，线圈直径D=0.40m，总电阻r=1.0Ω，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连。取重力加速度g=10m/s2，且π2=10。 （1）已知浮筒作简谐运动的固有周期公式为，其中m为振子质量，在国际单位制中k的数值为2×103。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）若振动的速度随时间变化关系可表示为，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果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量m=0.2kg，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻R=2Ω，磁场宽度D=0.4m，磁感应强度B=1.2T，不计摩擦。 19. 若v0=5m/s，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. 20. 若cd边刚离开磁场边界MN时，小车速度恰好为零。 （1）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abcda （2）定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像；___________ （3）（计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q；___________ （4）（论证）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点。___________ 21. 该小组利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈a中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈b内的磁感应强度B，用电压传感器测量线圈b内的感应电动势E。某次实验中得到的B-t、E-t图像如图（b）所示。 （1）观察图（b）图像，可得：在线圈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。 （2）为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，作出（ ） A．E-ΔB图像 B．E-ΔΦ图像 C．E-图像 D．E-图像 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 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） 【1~4题答案】 【答案】1. ①. ②. 2. A 3. AD 4. BC 二、光学现象和光学技术（14分） 【5~15题答案】 【答案】5. ①. B ②. C 6. C 7. BC 8. AD 9. ①. 色散 ②. 衰减 10. ①. A ②. F 11. BC 12. B 13. AC 14. ①. 干涉 ②. 明暗相间的干涉条纹 15. ①. A ②. D ③. E 三、海浪发电（18分） 【16~18题答案】 【答案】16. A 17. ①. 0.5sin（） ②. 18. ①. 450kg ②. 288J 四、电磁阻拦（23分） 【19~21题答案】 【答案】19. ①. 0.3 ②. 0.18 20. ①. D ②. ③. 0.012C ④. 由安培力公式可得 可知进磁场过程中的平均速度较大，则有平均安培力较大，进磁场和出磁场过程的位移相等，由W=Fs可知，进磁场过程中线框克服安培力做功较多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量。 21. ①. 磁感应强度B随时间均匀变化 ②. 磁感应强度B的变化率 ③. C 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $