精品解析：辽宁省县域重点高中2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

绝密★启用前 2024—2025学年度辽宁省县域重点高中高二下学期期中考试 物理 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 弹簧振子的简谐运动是一种简单、协调、自洽的运动，拥有完美的对称性，若弹簧振子简谐运动的振幅为A、振动频率，振子的速度，从振子经过平衡位置时开始计时，该弹簧振子的（ ） A. 速度的大小关于平衡位置不具有对称性 B. 加速度与位移成正比，方向相同 C. 速度随位移变化的关系为 D. 回复力与时间成正比 2. 甲和乙同学在公园的水塘看到一白色垃圾漂浮在水面上，于是他们在水面上用相同的木棍在离白色垃圾相同距离的不同位置同时同方向开始上下振动，激起两列水波（视为简谐横波）。观察估测出水波相邻波峰之间的距离为0.8m，白色垃圾在水中上下振动时，从第1次到达最高点到第5次到达最高点所用的时间为8s。下列说法正确的是（ ） A. 木棍上下振动的频率为0.5Hz B. 该水波的波速约为0.8m/s C. 白色垃圾在水中上下振动的振幅等于甲同学木棍振动的振幅 D. 经过足够长的时间，白色垃圾可以被水波推向岸边 3. 人们听音乐时外界噪声容易传入人耳中，我们把环境噪声理想化为如图甲所示。已知声波传播速度为v，噪声的频率为f。如图乙所示戴上降噪耳塞后可有效降低外界噪声的影响，则下列说法正确的是（　　） A. 图甲中A、F之间的距离为一个波长 B. 环境噪声的波长为 C. 图乙中利用了声波的衍射 D. 图乙中若环境噪声的频率增加，则降噪声波的频率可以保持不变 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，P、Q、M是介质中的三个质点，t=0时刻刚好传到M点，下列说法正确的是（ ） A. 质点P和质点Q的振动步调完全相反 B. 图示时刻质点M沿y轴负方向振动 C. 质点P在t时刻第一次回到图示位置，则这列波的频率为 D. 质点P在t时刻第一次回到图示位置，则横波的传播速度为 5. 如图所示为一理想调压器，其匝数为n的线圈M、N两端与一电压有效值不变的交流电源相连，定值电阻R的两端分别与线圈M端和滑片连接。t=0时滑片从线圈的M端开始匀速上滑，则定值电阻R的功率P与时间t或的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 若沿赤道架设一高压直流输电导线，可简化为如图所示，一根导线两端点分别固定在同一水平线上的M、N两点，实线和虚线分别为冬天和夏天输电导线的形状。设直流输电导线处的地磁场沿水平方向，且垂直于导线所在的竖直面。若M、N两点间电压不变，则 A. 夏天和冬天导线所受安培力相同 B. 夏天导线受到的安培力较大 C. 夏天导线受到的安培力较小 D. 冬天导线受安培力方向沿水平方向 7. 边长为2L的正方形ABCD区域内无磁场分布，在此区域外存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。以正方形ABCD的几何中心O为原点建立直角坐标系如图所示。质量为m、电荷量为+q的粒子从坐标为（0，2L）的P点射入磁场，要使该粒子从正方形边界上坐标为的Q点进入无磁场区域，忽略粒子的重力，则粒子从P点射入磁场的最小速度值为（ ） A. B. C. D. 8. 关于下列四幅图像的描述，正确的是（ ） A. 图甲为金属丝向左运动并周期性触动水面形成的水波，由图片可知左侧水波的波速更快 B. 图乙为两个完全相同的振源形成水波的干涉照片，振动加强区和减弱区是稳定的 C. 图丙中的摆球均静止，使摆球1偏离平衡位置后释放，稳定时摆球7的振幅最大 D. 图丁是“泊松亮斑”，最早是由泊松通过实验观察到的 9. 图甲是利用薄膜干涉检测平面是否平整的装置，图乙为某次检查时从上往下观察到的干涉条纹，下列说法正确的是（ ） A. 干涉条纹是劈形空气薄膜的上下表面反射光形成的 B. 干涉条纹是样板上表面和劈形空气薄膜的下表面反射光形成的 C. 图乙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的 D. 图乙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起的 10. 珠宝鉴定师经常会用到宝石折光仪（图甲）来测量宝石折射率。折光仪的基本原理图如图乙所示，将待测宝石放到半球形棱镜上。标准光源发出黄光，射向半球形棱镜，通过棱镜射向被测宝石的光，入射角小于全反射临界角的光线会折射进宝石，目镜上见不到这些光，表现为一个暗域；入射角大于临界角的光线全反射回棱镜，在目镜上表现出一个亮域；明暗域的分界线相当于该临界角的位置。目镜下安装有一个标尺，刻有与此临界角相对应的折射率值，明暗域分界线指示的数值即被测物质的折射率。下列说法正确的是（ ） A. 半球形棱镜对黄光的折射率大于宝石对黄光的折射率 B. 若射向半球形棱镜光与半球形底部的夹角为45°时恰好发生全反射，则半球形棱镜的折射率为 C. 换用红光光源，其明暗域分界线在标尺上的位置会在原黄光明暗域分界线位置的上方 D. 换用白光光源，测量宝石折射率的准确度会更高 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 利用“插针法”测量玻璃砖的折射率，正确操作后得出如图甲所示的光路。 （1）某同学测量光路与两面平行的玻璃砖平面的夹角如图甲所示。玻璃砖的折射率为________（和表示）。 （2）固定大头针，他们多次改变大头针、、的位置，多次测出入射角i和折射角r，作出的图像，已知图像的斜率为k，则玻璃砖的折射率n=________（用k表示）。 （3）另一同学将光线与玻璃砖上表面与表面的交点分别设为O点和P点，过P点做玻璃砖表面的垂线PQ，再将入射光线延长与PQ交于点M，如图乙所示。测得，，则该玻璃砖的折射率n=________（用和表示）。 12. 如图甲所示，某同学使用双线摆测定当地重力加速度。两细线均位于纸面内，系于球面上同一点。测得两悬点之间距离为s，两根细线的长度均为L，摆球的直径为D。 （1）用游标卡尺测量摆球直径D。当测量爪并拢时，游标尺的零刻线和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图乙所示，则摆球的直径D=________cm。 （2）实验中测量双线摆完成n次全振动的时间为t。要减小测量误差，应该从________（填“释放摆球的同时”“摆球经过最低点时”或“摆球经过任意位置”）开始计时。 （3）测得当地重力加速度的表达式为g=________（用题中所给物理量的字母表示）。 （4）多次改变双线摆的摆长l并测出对应的摆动周期T。以为纵轴、为横轴作出函数关系图像，如图丙所示，测得的重力加速度大小为________（取，结果保留2位有效数字）。 13. 在一盛满水的水池旁边固定一支架，支架上在接触水面的O处固定一轻弹簧，轻弹簧下端安装一点光源，点光源静止在P处时与水面的距离。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图（b）所示，振幅为，周期为2s，水面上光斑边缘最左侧的位置记为Q，当点光源距离水面最近时Q在a点，点光源距离水面最远时Q在e点。已知图（a）中ac=ce，bc=cd，水的折射率为，求： （1）光斑的振幅； （2）有光射出水面的最大面积与最小面积之差。 14. 某个水塘的A、B两部分深度不同，其剖面图可理想化为如图所示。图中O点处于两部分水面分界线上，且装有振动装置；M和N分别是处在A、B两区域水面上放有小木块的两点。以O为坐标原点，ON方向为x轴正方向，垂直ON竖直向上为y轴正方向建立坐标系，则M点坐标为，N点坐标为。已知波速跟水深的关系为（式中h为水的深度，重力加速度g取）。t=0时刻，O点的振动装置从平衡位置开始向上振动，t=0.05s时第一次振动到y=6cm处速度为零。已知A、B区域水波的振幅均为6cm，B部分水深。 （1）以向上为正方向，写出O点简谐运动的函数关系式； （2）若t=1.35s时，M点恰好第一次振动到波谷，求A部分水深； （3）求波源产生的水波到达N点所用的时间与N点第2次振动到波峰的时刻。 15. 物理科研小组设计了应用于垂直起降具有电磁缓冲功能的模型，结构示意如图，模型外侧安装有高强度绝缘材料制成的缓冲槽、槽中有垂直于线圈平面向里的匀强磁场。匝数为匝、总电阻、ab边长为的闭合矩形线圈abcd固定在主体下部。模型以速度着地时缓冲槽立即停止运动并保持静止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从而实现缓冲，缓冲槽着地瞬间线圈中电流大小为100A。已知主体与线圈总质量为，重力加速度g取，不计摩擦和空气阻力。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B，并判断出缓冲时线圈中电流方向； （2）求线圈中的发热功率时主体减速下落的加速度大小a； （3）若从模型以速度着地到主体下落速度降低至的过程中通过线圈导线横截面的电荷量为，此时主体和缓冲槽未相碰，求该过程中线圈产生的热量Q； （4）若主体从速度减小到所用时间为，求该过程主体下落的高度H。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 绝密★启用前 2024—2025学年度辽宁省县域重点高中高二下学期期中考试 物理 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 弹簧振子的简谐运动是一种简单、协调、自洽的运动，拥有完美的对称性，若弹簧振子简谐运动的振幅为A、振动频率，振子的速度，从振子经过平衡位置时开始计时，该弹簧振子的（ ） A. 速度的大小关于平衡位置不具有对称性 B. 加速度与位移成正比，方向相同 C. 速度随位移变化的关系为 D. 回复力与时间成正比 【答案】C 【解析】 【详解】A．弹簧振子做简谐运动的位移关于平衡位置具有对称性，速度的大小关于平衡位置具有对称性，故A错误； B．弹簧振子的加速度与位移成正比，方向相反，故B错误； C．弹簧振子的位移与时间的关系为 弹簧振子的速度 两式消去t，解得 故C正确； D．弹簧振子做简谐运动的回复力与位移成正比，方向相反，故D错误。 故选C。 2. 甲和乙同学在公园的水塘看到一白色垃圾漂浮在水面上，于是他们在水面上用相同的木棍在离白色垃圾相同距离的不同位置同时同方向开始上下振动，激起两列水波（视为简谐横波）。观察估测出水波相邻波峰之间的距离为0.8m，白色垃圾在水中上下振动时，从第1次到达最高点到第5次到达最高点所用的时间为8s。下列说法正确的是（ ） A. 木棍上下振动的频率为0.5Hz B. 该水波的波速约为0.8m/s C. 白色垃圾在水中上下振动的振幅等于甲同学木棍振动的振幅 D. 经过足够长的时间，白色垃圾可以被水波推向岸边 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题意可知4T=8s 频率 木棍上下振动的频率等于水波的频率，故A正确； B．水波相邻波峰之间的距离为0.8m，则波长λ=0.8m，该水波的波速为v=λf=0.8×0.5m/s=0.4m/s 故B错误； C．由于两波源的振动情况完全相同，且与白色垃圾距离相同，则白色垃圾处在两列波干涉的增强处，白色垃圾在水中上下振动的振幅等于甲、乙两同学木棍振动的振幅之和，故C错误； D．由于木棍上下振动，质点只在平衡位置附近振动不会随波迁移，所以白色垃圾不可以被水波推向岸边，故D错误。 故选A。 3. 人们听音乐时外界噪声容易传入人耳中，我们把环境噪声理想化为如图甲所示。已知声波的传播速度为v，噪声的频率为f。如图乙所示戴上降噪耳塞后可有效降低外界噪声的影响，则下列说法正确的是（　　） A. 图甲中A、F之间距离为一个波长 B. 环境噪声的波长为 C. 图乙中利用了声波衍射 D. 图乙中若环境噪声的频率增加，则降噪声波的频率可以保持不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．声波是纵波，图甲中A、E、F是纵波的密部，所以图甲中A、F之间的距离为两个波长，故A错误； B．由v=λf可知，环境噪声的波长为，故B正确； C．降低外界噪声的影响利用了声波的干涉，故C错误； D．图乙中若环境噪声的频率增加，则降噪声波的频率也需要增加，故D错误。 故选B。 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，P、Q、M是介质中的三个质点，t=0时刻刚好传到M点，下列说法正确的是（ ） A. 质点P和质点Q的振动步调完全相反 B. 图示时刻质点M沿y轴负方向振动 C. 质点P在t时刻第一次回到图示位置，则这列波的频率为 D. 质点P在t时刻第一次回到图示位置，则横波的传播速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，横波的波长为，质点P和质点Q的横坐标之差不是半波长的奇数倍，质点P和质点Q的振动步调不是完全相反，故A错误； B．该横波沿x轴正方向传播，根据同侧法，图示时刻质点M沿y轴正方向振动，故B错误； C．质点P在t时刻第一次回到图示位置，波的周期满足T=2t，则这列波的频率为，故C正确； D．质点P在t时刻第一次回到图示位置，则横波的传播速度为，故D错误。 故选C。 5. 如图所示为一理想调压器，其匝数为n的线圈M、N两端与一电压有效值不变的交流电源相连，定值电阻R的两端分别与线圈M端和滑片连接。t=0时滑片从线圈的M端开始匀速上滑，则定值电阻R的功率P与时间t或的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设滑片与M之间的线圈匝数为，交流电源电压有效值为，电阻两端的电压有效值为，根据理想变压器变压公式有，滑片从线圈的M端开始匀速上滑，随时间t均匀增大，由于不变，所以随时间t均匀增大，根据欧姆定律有，可知通过定值电阻R的电流随时间t均匀增大，定值电阻R的电功率，由于随时间t均匀增大，所以与应是成正比关系，即P与应是成正比关系，故选D。 6. 若沿赤道架设一高压直流输电导线，可简化为如图所示，一根导线两端点分别固定在同一水平线上的M、N两点，实线和虚线分别为冬天和夏天输电导线的形状。设直流输电导线处的地磁场沿水平方向，且垂直于导线所在的竖直面。若M、N两点间电压不变，则 A. 夏天和冬天导线所受安培力相同 B. 夏天导线受到的安培力较大 C. 夏天导线受到的安培力较小 D. 冬天导线受安培力方向沿水平方向 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．夏天气温高，由于热胀冷缩，M、N两点之间导线拉长，横截面积减小，根据电阻定律可知，电阻增大，由于M、N两点之间电压不变，根据欧姆定律可知，夏天流过MN之间导线的电流减小，由于导线受到安培力的有效长度为MN两点间的距离，则夏天与冬天MN之间导线受到安培力的有效长度相同，夏天电流小，所以夏天导线受到的安培力小，故AB错误C正确； D．由左手定则可知，导线受安培力方向垂直通电导线的有效长度与磁感线所在的平面，即导线受安培力方向沿竖直方向，故D错误。 故选C。 7. 边长为2L的正方形ABCD区域内无磁场分布，在此区域外存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。以正方形ABCD的几何中心O为原点建立直角坐标系如图所示。质量为m、电荷量为+q的粒子从坐标为（0，2L）的P点射入磁场，要使该粒子从正方形边界上坐标为的Q点进入无磁场区域，忽略粒子的重力，则粒子从P点射入磁场的最小速度值为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，粒子从P点射入磁场经过Q点进入无磁场区域，当PQ为直径时入射速度最小，如图所示， 由平面几何知识可得 解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动有 解得 故选B。 8. 关于下列四幅图像的描述，正确的是（ ） A. 图甲为金属丝向左运动并周期性触动水面形成的水波，由图片可知左侧水波的波速更快 B. 图乙为两个完全相同的振源形成水波的干涉照片，振动加强区和减弱区是稳定的 C. 图丙中的摆球均静止，使摆球1偏离平衡位置后释放，稳定时摆球7的振幅最大 D. 图丁是“泊松亮斑”，最早是由泊松通过实验观察到的 【答案】BC 【解析】 【详解】A．机械波的传播速度取决于介质，所以两侧水波传播速度一样大，故A错误； B．两个完全相同振源形成水波的干涉照片，振动加强区和减弱区是稳定的，故B正确； C．使摆球1偏离平衡位置后释放，在振动稳定后，与其摆长最接近的摆球7将获得最大振幅，故C正确； D．图丁的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，但泊松认为这是非常荒谬的，后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心确有这个亮斑，故D错误。 故选BC 9. 图甲是利用薄膜干涉检测平面是否平整的装置，图乙为某次检查时从上往下观察到的干涉条纹，下列说法正确的是（ ） A. 干涉条纹是劈形空气薄膜的上下表面反射光形成的 B. 干涉条纹是样板上表面和劈形空气薄膜的下表面反射光形成的 C. 图乙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的 D. 图乙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．干涉条纹是劈形空气薄膜的上下表面反射光形成的，故A正确，B错误； CD．薄膜干涉是等厚干涉，同一条纹处空气厚度相同，弯曲条纹向右，说明此处的空气厚度与该处左侧平整部分的空气膜厚度相同，所以此处凹陷，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 珠宝鉴定师经常会用到宝石折光仪（图甲）来测量宝石的折射率。折光仪的基本原理图如图乙所示，将待测宝石放到半球形棱镜上。标准光源发出黄光，射向半球形棱镜，通过棱镜射向被测宝石的光，入射角小于全反射临界角的光线会折射进宝石，目镜上见不到这些光，表现为一个暗域；入射角大于临界角的光线全反射回棱镜，在目镜上表现出一个亮域；明暗域的分界线相当于该临界角的位置。目镜下安装有一个标尺，刻有与此临界角相对应的折射率值，明暗域分界线指示的数值即被测物质的折射率。下列说法正确的是（ ） A. 半球形棱镜对黄光的折射率大于宝石对黄光的折射率 B. 若射向半球形棱镜的光与半球形底部的夹角为45°时恰好发生全反射，则半球形棱镜的折射率为 C. 换用红光光源，其明暗域分界线在标尺上的位置会在原黄光明暗域分界线位置的上方 D. 换用白光光源，测量宝石折射率的准确度会更高 【答案】AC 【解析】 【详解】A．发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，光从半球形棱镜射向被测宝石的光，要发生全反射，需要满足棱镜对黄光的折射率大于宝石对黄光的折射率，A项正确； B．若射向半球形棱镜的光与半球形底部的夹角为45°时恰好发生全反射，则 半球形棱镜相对于宝石的折射率为，由于宝石的折射率一定大于1，所以半球形棱镜的折射率大于，B项错误； C．针对同一种介质，红光折射率小于黄光折射率，由临界角公式可知，红光全反射临界角更大，其明暗域分界线在标尺上的位置会在原黄光明暗域分界线位置的上方，C项正确； D．换用白光光源，由于白光色散明显，会导致明暗域分界线模糊，宝石折射率的测量不准确，D项错误。 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 利用“插针法”测量玻璃砖的折射率，正确操作后得出如图甲所示的光路。 （1）某同学测量光路与两面平行的玻璃砖平面的夹角如图甲所示。玻璃砖的折射率为________（和表示）。 （2）固定大头针，他们多次改变大头针、、的位置，多次测出入射角i和折射角r，作出的图像，已知图像的斜率为k，则玻璃砖的折射率n=________（用k表示）。 （3）另一同学将光线与玻璃砖上表面与表面的交点分别设为O点和P点，过P点做玻璃砖表面的垂线PQ，再将入射光线延长与PQ交于点M，如图乙所示。测得，，则该玻璃砖的折射率n=________（用和表示）。 【答案】（1） （2）k （3） 【解析】 【小问1详解】 入射角为，折射角为，根据折射定律可知 【小问2详解】 由折射定律 可得 图线的斜率k=n 玻璃砖的折射率n=k 【小问3详解】 根据几何关系可知，， 根据折射定律可得 12. 如图甲所示，某同学使用双线摆测定当地的重力加速度。两细线均位于纸面内，系于球面上同一点。测得两悬点之间距离为s，两根细线的长度均为L，摆球的直径为D。 （1）用游标卡尺测量摆球直径D。当测量爪并拢时，游标尺的零刻线和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图乙所示，则摆球的直径D=________cm。 （2）实验中测量双线摆完成n次全振动的时间为t。要减小测量误差，应该从________（填“释放摆球的同时”“摆球经过最低点时”或“摆球经过任意位置”）开始计时。 （3）测得当地重力加速度的表达式为g=________（用题中所给物理量的字母表示）。 （4）多次改变双线摆的摆长l并测出对应的摆动周期T。以为纵轴、为横轴作出函数关系图像，如图丙所示，测得的重力加速度大小为________（取，结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）0.650 （2）摆球经过最低点时 （3） （4）9.7（9.5~9.9） 【解析】 【小问1详解】 根据游标卡尺读数规则，摆球的直径D=6mm+0.05mm×10=6.50mm=0.650cm。 【小问2详解】 实验中测量双线摆完成n次全振动的时间为t，为了减小测量误差，应从摆球经过最低点时开始计时。 【小问3详解】 双线摆的摆长 由单摆周期公式 整理得 【小问4详解】 根据单摆周期公式 解得 由图像可得 解得 13. 在一盛满水的水池旁边固定一支架，支架上在接触水面的O处固定一轻弹簧，轻弹簧下端安装一点光源，点光源静止在P处时与水面的距离。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图（b）所示，振幅为，周期为2s，水面上光斑边缘最左侧的位置记为Q，当点光源距离水面最近时Q在a点，点光源距离水面最远时Q在e点。已知图（a）中ac=ce，bc=cd，水的折射率为，求： （1）光斑的振幅； （2）有光射出水面的最大面积与最小面积之差。 【答案】（1）0.3m （2） 【解析】 【小问1详解】 设光从水中射出空气发生全反射的临界角为C 根据全反射临界角公式 由三角函数知识可得 根据几何关系可得光斑的振幅满足 解得光斑的振幅 【小问2详解】 当点光源P简谐运动到最高点时，点光源到水面的距离为 面积最小时有光射出水面的最小半径 最小面积为 当点光源P简谐运动到最低点时，点光源到水面的距离为，有光射出水面的面积最大 面积最大时有光射出水面的最大半径 最大面积为 有光射出水面的最大面积与最小面积之差 14. 某个水塘的A、B两部分深度不同，其剖面图可理想化为如图所示。图中O点处于两部分水面分界线上，且装有振动装置；M和N分别是处在A、B两区域水面上放有小木块的两点。以O为坐标原点，ON方向为x轴正方向，垂直ON竖直向上为y轴正方向建立坐标系，则M点坐标为，N点坐标为。已知波速跟水深的关系为（式中h为水的深度，重力加速度g取）。t=0时刻，O点的振动装置从平衡位置开始向上振动，t=0.05s时第一次振动到y=6cm处速度为零。已知A、B区域水波的振幅均为6cm，B部分水深。 （1）以向上为正方向，写出O点简谐运动的函数关系式； （2）若t=1.35s时，M点恰好第一次振动到波谷，求A部分的水深； （3）求波源产生的水波到达N点所用的时间与N点第2次振动到波峰的时刻。 【答案】（1） （2）0.9m （3）2s，2.25s 【解析】 小问1详解】 根据题意可知，t=0时刻，O点的振动装置从平衡位置向上振动，t=0.05s时第一次振动到最高点，可得 则T=0.2s，， 振幅A=6cm O点波源简谐运动的函数关系式为 【小问2详解】 t=1.35s时，M点恰好第一次振动到波谷，则有 解得 由 解得 【小问3详解】 已知B部分水深，水波在B部分的传播速度 水波传播到N点所用的时间 坐标为的N点第2次振动到波峰的时刻 15. 物理科研小组设计了应用于垂直起降具有电磁缓冲功能的模型，结构示意如图，模型外侧安装有高强度绝缘材料制成的缓冲槽、槽中有垂直于线圈平面向里的匀强磁场。匝数为匝、总电阻、ab边长为的闭合矩形线圈abcd固定在主体下部。模型以速度着地时缓冲槽立即停止运动并保持静止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从而实现缓冲，缓冲槽着地瞬间线圈中电流大小为100A。已知主体与线圈总质量为，重力加速度g取，不计摩擦和空气阻力。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B，并判断出缓冲时线圈中电流方向； （2）求线圈中的发热功率时主体减速下落的加速度大小a； （3）若从模型以速度着地到主体下落速度降低至的过程中通过线圈导线横截面的电荷量为，此时主体和缓冲槽未相碰，求该过程中线圈产生的热量Q； （4）若主体从速度减小到所用时间为，求该过程主体下落的高度H。 【答案】（1）5T；a指向b （2） （3）4750J （4）1.2m 【解析】 【小问1详解】 缓冲槽着地时，线圈ab边切割磁感线产生感应电动势 线圈中电流的大小为 联立有 解得 由右手定则可以判断出电流方向由a指向b。 【小问2详解】 线圈中的发热功率 解得 线圈所受的安培力 由牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 设此过程中线圈下落高度为h，由法拉第电磁感应定律有 由闭合电路欧姆定律有 又 联立有 解得 对主体下落h的过程，由能量守恒定律有，线圈产生的热量 解得 【小问4详解】 主体下落做变速运动，取微小时间元，由动量定理有 其中， 则有 方程两边求和 注意到，， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$