?石室中學(xué)2024屆高二下學(xué)期期中半期考試物理試題
一、單選題（共32分，每小題4分）
1. 下列說(shuō)法正確的是（　　）
A. 泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，玻璃中的氣泡看起來(lái)特別明亮是光的折射現(xiàn)象
B. 在電磁波接收過(guò)程中，使聲音信號(hào)或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)的過(guò)程叫調(diào)制
C. 一簡(jiǎn)諧橫波以速度沿軸正方向傳播，時(shí)傳播到坐標(biāo)原點(diǎn)，此質(zhì)點(diǎn)正從平衡位置以速度向下振動(dòng)，已知質(zhì)點(diǎn)的振幅為，振動(dòng)角頻率為，則x軸上橫坐標(biāo)為處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為
D. 在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則干涉條紋間距變窄
【答案】C
【解析】
【詳解】A．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象的證明，玻璃中的氣泡看起來(lái)特別明亮是光發(fā)生了全反射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；
B．在電磁波接收過(guò)程中，使聲音信號(hào)或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)的過(guò)程叫解調(diào)， 故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)得

則波從原點(diǎn)傳到處所用的時(shí)間為

時(shí)，原點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，則其振動(dòng)方程為

x軸上橫坐標(biāo)為處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)比原點(diǎn)滯后，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知其振動(dòng)方程為

故C正確；
D．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為紅光，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，根據(jù)相鄰條紋間距公式

可知干涉條紋間距變寬，故D錯(cuò)誤。
故選C。
2. 雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，光源發(fā)出的白光通過(guò)透鏡后把單縫照亮，單縫相當(dāng)于一個(gè)線光源，又把雙縫照亮，通過(guò)雙縫的兩束光產(chǎn)生干涉，在屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋，為了測(cè)量單色光的波長(zhǎng)，可在單縫前加上濾光片，在屏上將出現(xiàn)單色光的干涉條紋，用測(cè)量頭測(cè)得第4條與第11條亮條紋中心之間的距離D為，雙縫的間距用d表示，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 相鄰亮條紋中心之間的距離為
B. 若用激光做光源，則可以直接用激光束照射雙縫，即可獲得干涉條紋
C. 為增大相鄰亮條紋的間距，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以讓雙縫間的距離大些，讓雙縫與屏之間的距離小些
D. 若實(shí)驗(yàn)中所用的單色光的頻率為，則雙縫到屏之間的距離為
【答案】B
【解析】
【詳解】A．測(cè)得第4條與第11條亮條紋中心之間的距離為，則相鄰亮條紋中心之間的距離為

故A錯(cuò)誤；
B．因?yàn)榧す獾膯紊院谩⑾喔尚愿?，若用激光做光源，則可以直接用激光束照射雙縫，即可獲得干涉條紋，故B正確；
C．根據(jù)條紋間距的計(jì)算公式有

為增大相鄰亮條紋的間距，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以讓雙縫間的距離小些，讓雙縫與屏之間的距離大些，故C錯(cuò)誤；
D．由
，，
可得雙縫到屏之間的距離為

故D錯(cuò)誤。
故選B。
3. 為了探究自感現(xiàn)象，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡，L為帶鐵芯的線圈，其電阻與小燈泡的電阻相等，、為理想二極管（反向電阻極大，正向電阻為0），R為定值電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)為E?，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S，B燈立刻變亮，由于二極管的單向?qū)щ娦裕珹燈始終不亮，待電路穩(wěn)定后，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，燈泡A仍然不亮
B. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，燈泡B逐漸熄滅
C. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，燈泡A閃亮一下后逐漸熄滅
D. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，線圈L兩端的電壓等于E
【答案】C
【解析】
【詳解】AC．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，流過(guò)燈泡A的電流方向反向，二極管導(dǎo)通，所以A燈會(huì)閃亮一下在漸漸熄滅，故A錯(cuò)誤,C正確；
B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，流過(guò)燈泡B的電流立刻反向，由于二極管的單向?qū)ㄐ裕珺燈立即熄滅，故B錯(cuò)誤；
D．穩(wěn)定時(shí)，線圈L兩端的電壓小于電源電動(dòng)勢(shì)E，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，線圈L兩端的電壓小于E，故D錯(cuò)誤。
故選C。
4. 一列簡(jiǎn)諧橫波在某介質(zhì)中沿直線由a點(diǎn)向b點(diǎn)傳播，a、b兩點(diǎn)的平衡位置相距2.5 m，下圖中實(shí)線表示a點(diǎn)的振動(dòng)圖像，虛線表示b點(diǎn)的振動(dòng)圖像，下列說(shuō)法不正確的是（　?。?br />
A. 質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方程為
B. 此波的傳播速度可能為1.2 m/s
C. 此波的傳播速度可能為6 m/s
D. 在0.1~0.15s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)b向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，做加速度逐漸變大的減速運(yùn)動(dòng)
【答案】B
【解析】
【分析】
【詳解】A．由圖知，該波的周期為

振幅

當(dāng)時(shí)

解得

則質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方程為

故A正確；
BC．當(dāng)時(shí)

而對(duì)質(zhì)點(diǎn)b，當(dāng)t＝0.05s時(shí)

結(jié)合波的周期性可知：波從a傳到b的時(shí)間為

則波速為

由于n是整數(shù)，所以v不可能為1.2 m/s；當(dāng)n＝2時(shí)

故C正確，B錯(cuò)誤；
D．在0.1~0.15s內(nèi)，根據(jù)圖像的斜率等于速度，可知，質(zhì)點(diǎn)b的速度為負(fù)，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)b正向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，位移增大，加速度增大，做加速度逐漸變大的減速運(yùn)動(dòng)，故D正確。
本題選不正確項(xiàng)，故選B。
5. 如圖甲所示，線圈abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知線圈面積為S，線圈的匝數(shù)為N，線圈的總電阻為r，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，外電路負(fù)載電阻阻值為R，線圈以角速度ω繞ab邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電表是理想電表，則（　　）

A. 圖甲中電壓表的示數(shù)為
B. 圖甲從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中通過(guò)R的電荷量為
C. 圖甲中圖示位置感應(yīng)電流為零
D. 若只有ab邊右側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖乙所示，電壓表的示數(shù)為
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．圖甲中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為

則圖甲中電壓表的示數(shù)為

故A錯(cuò)誤；
B．圖甲從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中通過(guò)R的電荷量為

故B正確；
C．圖甲中圖示位置線圈的磁通量最大，磁通量變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流為零，故C正確；
D．若只有ab邊右側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)電動(dòng)勢(shì)有效值為，則有

解得

則電壓表的示數(shù)為

故D錯(cuò)誤。
故選BC。
6. 如圖所示，一理想自耦變壓器線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形閉合鐵芯上，從AB端輸入正弦交流電壓，L1和L2為相同的燈泡，電阻R=110Ω且恒定不變，定值電阻的阻值R0為燈泡阻值的。當(dāng)滑片P處于如圖所示位置時(shí)，AB端與PB端匝數(shù)比為3∶1；S1、S2閉合時(shí)，兩燈泡均正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 燈泡正常發(fā)光的電流為1A
B. 燈泡正常發(fā)光的電功率為55W
C. S1、S2均閉合時(shí)，將P沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，L1一定變亮
D. 斷開(kāi)S1，閉合S2，將P沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，定值電阻消耗的電功率一定變大
【答案】C
【解析】
【詳解】A．S1、S2閉合時(shí)，副線圈電路的阻值

則AB的等效電阻

那么此時(shí)流過(guò)燈泡的電流

A錯(cuò)誤；
B．燈泡正常發(fā)光的功率為
=27.5W
B錯(cuò)誤；
C．P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，n2增多，則變小，RAB變小，則流過(guò)燈泡的電流變大，燈泡L1一定變亮，C正確；
D．?dāng)嚅_(kāi)S1，閉合S2，則有

P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，n2增多，則變小，RAB由可減小到，討論R0的功率變化時(shí)，可將燈泡L1的電阻R看做電源的“等效內(nèi)阻”，當(dāng)RAB=R時(shí)，R0的電功率最大，D錯(cuò)誤。
故選C。
7. 如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，存在兩個(gè)大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與斜面垂直，兩磁場(chǎng)的寬度MJ和JG均為L(zhǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框，由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過(guò)GH進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框恰好以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)ab邊下滑到JP與MN的中間位置時(shí)，線框又恰好以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A. v0=v
B. 線框離開(kāi)MN的過(guò)程中電流方向?yàn)閍dcba
C. 當(dāng)ab邊剛越過(guò)JP時(shí)，線框加速度的大小為3gsinθ
D. 從ab邊剛越過(guò)GH到ab邊剛越過(guò)MN過(guò)程中，線框產(chǎn)生的熱量為
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A．線框以速度v0勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)只有一條邊處于磁場(chǎng)中切割磁感線，由其受力及平衡條件有

解得

當(dāng)線框以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有兩條邊處于磁場(chǎng)中切割與受力，同理有

解得

所以

故A錯(cuò)誤；
B．線框離開(kāi)MN的過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量垂直斜面向下減小，由楞次定律可知電流方向?yàn)閍dcba ，故B正確；
C．當(dāng)ab邊剛越過(guò)JP時(shí)速度仍為v0，未來(lái)得及變化，但該時(shí)刻線框有兩條邊在切割磁感線，感應(yīng)電流加倍，安培力應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，故此時(shí)線框所受合力大小為

所以

故C正確；
D．由能量守恒知此過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量Q等于線框減少的機(jī)械能，即

故D正確。
故選BCD。
8. 一根長(zhǎng)20m的軟繩拉直后放置在光滑水平地板上，以繩中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以繩上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置為x軸建立圖示坐標(biāo)系。兩人在繩端P、Q沿y軸方向不斷有節(jié)奏地抖動(dòng)，形成兩列振幅分別為10cm、20cm的相向傳播的機(jī)械波。已知P的波速為2m/s，t=0時(shí)刻的波形如圖所示。下列判斷正確的有（　　）

A. 兩波源的起振方向相反
B. 兩列波的頻率均為2Hz，疊加區(qū)域有穩(wěn)定干涉圖樣
C. t=6s時(shí)，兩波源間（不含波源）有5個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移為－10cm
D. 疊加穩(wěn)定時(shí)兩波源間（不含波源）有10個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅為30cm
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．P起振方向沿y軸負(fù)方向，而Q起振方向沿y軸正方向，因此起振方向相反，A正確；
B．由于波長(zhǎng)

波速由介質(zhì)決定的，因此兩列波的速度相等，根據(jù)

可知
，
因此兩列波的頻率均為0.5Hz，疊加區(qū)域有穩(wěn)定干涉圖樣，B錯(cuò)誤；
C．t=6s時(shí)，兩列波都向前傳播了12m，波形如圖所示

當(dāng)兩列波疊加時(shí)，合振動(dòng)等于兩個(gè)振動(dòng)的矢量和，由圖象可知，在x=-7m，x=-1m，x=3m處位移都是-10cm，且在6~8m間還有兩個(gè)點(diǎn)位移是-10cm，因此有5個(gè)點(diǎn)位移為-10cm，C正確；
D．振動(dòng)穩(wěn)定后，某時(shí)刻振動(dòng)圖象圖所示

從圖中可知，在疊加穩(wěn)定時(shí)兩波源間（不含波源）有9個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅為30cm，D錯(cuò)誤。
故選AC。
二、多選題（共20分，每小題4分）
9. 霓是大氣中有時(shí)和虹一起出現(xiàn)的一種光的現(xiàn)象，也叫“副虹”。它的形成原理與彩虹大致相同，太陽(yáng)光在水珠中的反射比彩虹多了一次，是經(jīng)過(guò)水珠的兩次折射和兩次反射形成的，其成因的簡(jiǎn)化示意圖如圖所示，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則a、b兩光相比較（　　）


A. b光的頻率更低
B. 在同一介質(zhì)中，a光的傳播速度更快
C. 分別照射同一狹縫，a光通過(guò)狹縫時(shí)的衍射現(xiàn)象更明顯
D. 從水中射入空氣時(shí)，b光發(fā)生全反射的臨界角更大
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．由題圖可知，在第一次折射時(shí)，a、b兩光的入射角相同，b光的折射角明顯大于a光的折射角，由折射率公式，可知b光折射率小，頻率也小，A正確；
B．在相同介質(zhì)中傳播時(shí)，由可知，由于b光折射率小于a光折射率，所以在同一介質(zhì)中，a光的傳播速度更慢，B錯(cuò)誤；
C．分別照射同一狹縫，由產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象條件可知，a、b光相比，波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射現(xiàn)象越明顯，因?yàn)閎光的頻率小，波長(zhǎng)大，所以b光的衍射現(xiàn)象更明顯，C錯(cuò)誤；
D．從水中射入空氣，滿足從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)的條件，會(huì)產(chǎn)生全反射，由臨界角公式可知，由于b光折射率小于a光折射率，可知b光臨界角更大，D正確。
故選AD。
10. 如圖甲，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中通有變化電流i（取圖甲中標(biāo)注的電流方向?yàn)檎娏麟S時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力N，則（　?。?br />
A. 時(shí)刻N(yùn)＞G，P有收縮的趨勢(shì)
B. 時(shí)刻N(yùn)=G，P沒(méi)有收縮的趨勢(shì)，也沒(méi)有擴(kuò)張趨勢(shì)
C. 時(shí)刻N(yùn)=G，此時(shí)P中有感應(yīng)電流
D. 時(shí)刻N(yùn)＜G，此時(shí)穿過(guò)P的磁通量最大
【答案】BC
【解析】
【詳解】AC． 時(shí)刻螺線管中的電流為零，但有變化率，所以P中有電流，但兩者之間沒(méi)有相互作用力，所以N=G，故A錯(cuò)誤，C正確；
B．時(shí)刻螺旋管中的電流是恒定的，所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故兩者之間沒(méi)有相互作用力，N=G，P沒(méi)有收縮的趨勢(shì)，也沒(méi)有擴(kuò)張趨勢(shì)，故B正確；
D．時(shí)刻螺旋管中的電流是恒定的，所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故兩者之間沒(méi)有相互作用力，N=G，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
【點(diǎn)睛】當(dāng)螺線管中通入變化的電流時(shí)形成變化的磁場(chǎng)，這時(shí)線圈P中的磁通量發(fā)生變化，由其磁通量的變化根據(jù)楞次定律可以判斷P中產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小方向以及P線圈收縮和擴(kuò)展趨勢(shì)。
11. 如圖所示，Ox軸上有P、M、N三點(diǎn)，已知OP=10m，PM=MN=8m，t=0時(shí)刻起O處波源從平衡位置開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，形成沿x軸正方向傳播簡(jiǎn)諧波。已知第2s內(nèi)P處質(zhì)點(diǎn)比M處質(zhì)點(diǎn)恰好多2次全振動(dòng)，M處質(zhì)點(diǎn)比N處質(zhì)點(diǎn)恰好多4次全振動(dòng)，并且第2s末波已傳過(guò)N處質(zhì)點(diǎn)。則（　　）

A. 該波的波長(zhǎng)為2m
B. 該波的波速為14m/s
C. 第2s末M處質(zhì)點(diǎn)在平衡位置
D. 若波源的起振方向向上，第3s末時(shí)N處質(zhì)點(diǎn)位于波峰
【答案】ABC
【解析】
【詳解】AB．因?yàn)榈?s末波已傳過(guò)N處質(zhì)點(diǎn)，所以

所以第1s末，P點(diǎn)已經(jīng)開(kāi)始振動(dòng)；又因?yàn)榈?s內(nèi)，P比M多振兩次全振動(dòng)，所以第1s末，M一定還未起振（如果第1s末M已經(jīng)起振，由于是同一波源，P、M振動(dòng)周期相同，在第2s內(nèi)振動(dòng)次數(shù)相同）

設(shè)第1s末波傳到位置距M點(diǎn)為x，從P點(diǎn)起，第2s內(nèi)P比M多2個(gè)全振動(dòng)

第2s內(nèi)P比N多6個(gè)全振動(dòng)

得



故AB正確；
CD．周期

O點(diǎn)傳到M點(diǎn)用時(shí)

M點(diǎn)起振后振動(dòng)時(shí)間為

為第2s末，應(yīng)在平衡位置，同理，第3s末，N也在平衡位置，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選ABC。
12. 如圖1所示，O點(diǎn)是一半徑為R的勻質(zhì)玻璃半球體的球心，平面水平放置，有一束光線從距離O點(diǎn)為的P點(diǎn)入射至玻璃半球內(nèi)，光線與豎直方向的夾角為θ，當(dāng)θ=0°時(shí)光線恰好在球面發(fā)生全反射，若只考慮第一次射到各表面的光線，則（　?。?br />
A. 玻璃的折射率為
B. 若要使光線從球形表面出射后恰好與入射光平行，則θ=30°
C. 改變夾角θ，光線在半球中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間為
D. 如圖2所示，若半球球面區(qū)域均有光線豎直向下入射，則平面有光出射的面積為
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．當(dāng)θ=0°時(shí)光線恰好在球面發(fā)生全反射，即在球面處入射角恰好等于全反射臨界角C，光路圖如圖1所示

根據(jù)幾何關(guān)系可得

根據(jù)全反射臨界角C滿足的條件可得

解得

A正確；
B．若要使光線從球形表面出射后恰好與入射光平行，那么出射光線與入射光線，以及法線必在同一平面內(nèi)，且入射點(diǎn)與出射點(diǎn)的法線平行，入射光線必須在豎直平面內(nèi)，光路圖如圖2所示，出射點(diǎn)必在O點(diǎn)的正上方。

根據(jù)幾何關(guān)系可得

解得

根據(jù)折射定律

解得

B錯(cuò)誤；
C．要使光線在半球中傳播的時(shí)間最長(zhǎng)，因只考慮第一次射到各表面的光線，當(dāng)θ等于90°時(shí)，光線在半球中傳播路程最長(zhǎng)，光路圖如圖3所示，其中路程s滿足要求。

因入射角為90°，故折射角等于C，由余弦定理得

解得

光在介質(zhì)中傳播速度為

最長(zhǎng)時(shí)間為

C錯(cuò)誤；
D．能從平面出射的臨界光路圖如圖4所示，光線在平面的B點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，以O(shè)B的長(zhǎng)L為半徑的圓形區(qū)域有光出射。

設(shè)臨界光線在A點(diǎn)入射角為α，折射角為γ，在B點(diǎn)出射時(shí)入射角等于全反射臨界角C。由折射定律得

由幾何關(guān)系得

又

解得

可得

由正弦定理得

解得

則平面有光出射的面積為

解得

D正確。
故選AD。
13. 如圖1所示，兩個(gè)半徑為的光滑半圓弧平行金屬導(dǎo)軌AB、CD固定在水平地面上，AB、CD間距離為L(zhǎng)=0.5m，電阻不計(jì)，AC間接有一個(gè)電阻，軌道所處空間內(nèi)存在著豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1=1T。一個(gè)質(zhì)量為，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.5m，電阻的金屬棒在外力作用下由半圓弧軌道最低點(diǎn)以速率v0=2m/s勻速運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，此時(shí)撤去外力，金屬棒在半圓弧軌道最高點(diǎn)水平飛出，下落一段時(shí)間后恰好沿平行軌道方向滑上光滑平行金屬導(dǎo)軌EF、GH，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m，然后沿導(dǎo)軌下滑，下滑s=0.8125m時(shí)到達(dá)虛線邊界ab，虛線abcd區(qū)域內(nèi)存在隨時(shí)間均勻變化的磁場(chǎng)，方向垂直軌道平面向上，大小變化如圖3所示（金屬棒剛滑上導(dǎo)軌EF、GH開(kāi)始計(jì)時(shí)），F(xiàn)H間接有一個(gè)定值電阻，EF、GH所在平面與水平面夾角為37°，ac長(zhǎng)也為L(zhǎng)=0.5m，g=10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A. 金屬棒在半圓弧軌道運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱為
B. 金屬棒從落到EF、GH軌道上到運(yùn)動(dòng)到虛線邊界ab的過(guò)程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱為0.5J
C. 金屬棒在通過(guò)虛線abcd區(qū)域的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體棒橫截面的電量為0.1C
D. 金屬棒穿過(guò)虛線磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間為0.125s
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．金屬棒在半圓弧上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

由此可知，回路中為正弦交流電，半個(gè)周期金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為

故A正確；
B．金屬棒落到傾斜導(dǎo)軌時(shí)，速度為

之后在導(dǎo)軌上勻加速下滑，加速度為


所以滑到ab時(shí)的速度為

所用時(shí)間為

虛線abcd區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

金屬棒從落到EF、GH軌道上到運(yùn)動(dòng)到虛線邊界ab的過(guò)程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱為

故B錯(cuò)誤；
CD．金屬棒進(jìn)入虛線區(qū)域瞬間，有

故導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)虛線區(qū)域時(shí)的時(shí)間為

所以通過(guò)導(dǎo)體棒橫截面的電量為

故C錯(cuò)誤，D正確。
故選AD。
第II卷（非選擇題）（58分）
三、實(shí)驗(yàn)題（共24分）
14. 如圖甲所示，某同學(xué)在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面和。O為直線AO與aa′的交點(diǎn)。在直線OA上豎直地插上、兩枚大頭針。

（1）該同學(xué)接下來(lái)要完成的必要步驟有（ ）；
A．插上大頭針，使僅擋住像
B．插上大頭針，使擋住的像和的像
C．插上大頭針，使擋住和、的像
D．插上大頭針，使P4僅擋住
（2）過(guò)、作直線交bb′于O′，過(guò)O′作垂直于bb′的直線NN′，連接OO′。測(cè)量圖甲中角和β的大小，則玻璃磚的折射率n=______；
（3）在用兩面平行的玻璃磚測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是（ ）；
A．為了減小作圖誤差，和的距離應(yīng)適當(dāng)取大些
B．如果光在界面aa′的入射角大于臨界角，光將不會(huì)進(jìn)入玻璃磚
C．不論光以什么角度從aa′射入，經(jīng)一次折射后到達(dá)界面bb′都能射出
（4）另一位同學(xué)在“測(cè)量玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，為了防止筆尖碰到玻璃磚面而損傷玻璃磚，該同學(xué)畫出的玻璃磚界面aa′、bb′如圖乙所示。若其他操作正確，請(qǐng)通過(guò)作圖和必要的文字，說(shuō)明玻璃磚折射率的測(cè)量值比真實(shí)值偏大、偏小還是不變？（ ）

【答案】 ①. BC##CB ②. ③. AC##CA ④. 見(jiàn)解析
【解析】
【詳解】（1）[1]大頭針P1、P2、P3、P4理論上都應(yīng)在同一光路上，所以該同學(xué)接下來(lái)要完成的必要步驟有插上大頭針，使擋住的像和的像，接著插上大頭針，使擋住和、的像。
故選BC。
（2）[2]根據(jù)折射定律可得

（3）[3]A．為了減小作圖誤差，和的距離應(yīng)適當(dāng)取大些，故A正確；
B．全反射必須是光由光密介質(zhì)射向與光疏介質(zhì)的交界面時(shí)才能發(fā)生，所以即使光在界面aa′的入射角大于臨界角，光也不會(huì)發(fā)生全反射，而一定會(huì)折射進(jìn)入玻璃磚，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)光路的可逆性可知光在aa′的入射角為β，根據(jù)折射定律有

不論光以什么角度從aa′射入，經(jīng)一次折射后到達(dá)界面bb′時(shí)的入射角都會(huì)小于全反射臨界角，所以都能射出，故C正確。
故選AC。
（4）[4]如圖所示，紅色光線為實(shí)際的光路圖，綠色光線為實(shí)驗(yàn)中作出的折射光線，可知作出的折射光線相比實(shí)際折射光線沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)角度，所以入射角α的測(cè)量值大于真實(shí)值，而由于玻璃磚下表面與bb′平行，所以折射角β的測(cè)量值等于真實(shí)值，因此玻璃磚折射率的測(cè)量值比真實(shí)值偏小。

15. 某同學(xué)要測(cè)定電池組兩節(jié)干電池組成的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的原理圖并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其中定值電阻，毫安表量程為50mA，內(nèi)阻。

（1）將電阻箱的值調(diào)至，圖甲中虛線框內(nèi)電路視為電流表，其量程為_(kāi)_____ mA。
（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①將滑動(dòng)變阻器R的滑片移到______選填“A”或“B”端，閉合開(kāi)關(guān)S；
②改變滑片位置，記下電壓表的示數(shù)U和毫安表的示數(shù)I，多次實(shí)驗(yàn)后將所測(cè)數(shù)據(jù)描繪在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上，作出U-I圖線；
（3）根據(jù)圖線求得電池組的電動(dòng)勢(shì)______V，內(nèi)阻______。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
【答案】 ①. 300 ②. A ③. 3.1 ④. 0.96Ω
【解析】
【詳解】（1）[1]電阻箱的取值是0.8Ω，則毫安表和變阻箱的并聯(lián)電阻阻值為

則電流表的量程為

（2）[2]為了實(shí)驗(yàn)儀器的安全，將滑動(dòng)變阻器R的滑片移到電阻最大端即A端，再閉合開(kāi)關(guān)S。
（3）[3][4]由閉合電路歐姆定律得

即

故圖像縱軸截距即為電源電動(dòng)勢(shì)E，由U-I圖可知E=3.1V；
圖像的斜率大小即為，由U-I圖可得圖像斜率大小為

解得

四、解答題（共44分）
16. 圖甲為一列在均勻介質(zhì)中傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，圖乙為平衡位置在x=3.0m處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。
(1)求該列橫波的波速大小v；
(2)說(shuō)明該列橫波的傳播方向并在圖丙中作出t=1s時(shí)的波形圖（至少畫一個(gè)波長(zhǎng)）；
(3)寫出質(zhì)點(diǎn)P的振幅以及從0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)方程。

【答案】(1)1m/s；(2)向右傳播，；(3)8cm，
【解析】
【詳解】(1)由題圖可得，T=4s，則

(2)t=0時(shí)，P點(diǎn)向上振動(dòng)，則橫波向右傳播。
由于，t=1s時(shí)的波形圖相當(dāng)于把甲圖向右平移1m，如圖所示

(3)質(zhì)點(diǎn)P的振幅A=8cm。
角速度為

則從0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)方程為

17. 龍巖某個(gè)小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為P1=100KW，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1=250V。通過(guò)升壓變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線的雙線總電阻為R=2Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4=220V。要求輸電效率達(dá)到95%。為此需要設(shè)計(jì)兩個(gè)變壓器的匝數(shù)比。請(qǐng)你計(jì)算：
（1）輸電線上通過(guò)的電流是多少？
（2）從升壓變壓器的輸出端到降壓變壓器的輸入端，輸電線損失的電壓為多少？
（3）升壓變壓器和降壓變壓器的匝數(shù)比各應(yīng)等于多少？

【答案】（1）50A；（2）100V；（3）1：8，95：11
【解析】
【詳解】（1）損失功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%。則
P損＝5%P總＝5%×100000W＝5000W
設(shè)輸電線上的電流為I，則
P損＝I2R＝I2×2
解得
I=50A
（2）輸電過(guò)程損失的電壓=IR代入數(shù)據(jù)解得
=100V
（3）設(shè)升壓變壓器輸入功率為P1，輸出功率為P2。輸出電壓為U2，則
P1=P2=IU2＝100000W
解得
U2=2000V
根據(jù)＝解得

降壓變壓器的輸入電壓為U3，則

根據(jù)解得

18. 如圖所示，ABDO為某玻璃材料的截面，ABO部分為直角三角形棱鏡，，OBD部分是半徑為R的四分之一圓柱狀玻璃，O點(diǎn)為圓心。一束單色光從P點(diǎn)與AB成30°角斜射入玻璃材料，剛好垂直O(jiān)A邊射出，射出點(diǎn)離O點(diǎn)。現(xiàn)將光束繞P點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蛟诩埫鎯?nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)至水平方向，觀察到BD面上有光線從Q點(diǎn)射出，Q點(diǎn)未畫出。
（1）求玻璃材料的折射率n；
（2）求光束從Q點(diǎn)射出的方向與OQ連線夾角的正弦值。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【詳解】（1）如圖所示

光線從AB界面的P點(diǎn)進(jìn)入玻璃棱鏡，根據(jù)幾何關(guān)系，可得入射角

由于法線OP與AB垂直，所以折射角

根據(jù)

得折射率

（2）如圖所示

當(dāng)光線轉(zhuǎn)至水平方向入射，入射角大小仍為，由折射定律同理可知，折射角
折射光線交OD邊于F點(diǎn)，由題已知，PC?AO，得在OD邊界上的入射角為
由于發(fā)生全反射的臨界角為C，比較

即

可知OD界面發(fā)生全反射，已知，由幾何關(guān)系得

在三角形OFQ中，由正弦定理

再由折射定律

得

19. 如圖所示，等間距的兩光滑金屬導(dǎo)軌由足夠長(zhǎng)的水平直軌和傾斜直軌在處平滑連接組成。與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌間距為，水平直軌在同一水平面內(nèi)，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。水平直軌左側(cè)有直流電源、電容為的電容器和定值電阻，長(zhǎng)度為、質(zhì)量為、電阻為的金屬棒靜置在水平直軌上，金屬棒距電阻足夠遠(yuǎn)，質(zhì)量為的絕緣棒被控制靜置于傾斜直軌上，絕緣棒距水平軌道高度為，不計(jì)金屬導(dǎo)軌電阻。開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)接“1”，使電容器完全充電，然后接“2”，金屬棒從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)至穩(wěn)定速度后，當(dāng)金屬棒到的距離為時(shí)，立即與“2”斷開(kāi)、同時(shí)閉合，金屬棒運(yùn)動(dòng)至處時(shí)，恰好與從傾斜直軌上由靜止開(kāi)始自由下滑的絕緣棒在處發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短可不計(jì)，隨后絕緣棒能在傾斜直軌上到達(dá)的最大高度為。已知以后絕緣棒與金屬棒每次再發(fā)生碰撞時(shí)金屬棒均已停止運(yùn)動(dòng)，所有碰撞均為彈性碰撞，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，M、N始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩棒粗細(xì)不計(jì)，重力加速度為。求：
（1）發(fā)生第1次碰撞后瞬時(shí)，絕緣棒與金屬棒各自速度大小；
（2）直流電源電動(dòng)勢(shì)；
（3）發(fā)生第1次碰撞后到最終兩棒都停止運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，金屬棒的位移大小。

【答案】（1）；方向水平向左；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）以水平向左為正方向，設(shè)絕緣棒第1次到達(dá)處時(shí)速度大小為，與金屬棒碰撞后瞬時(shí)速度大小為；金屬棒到達(dá)處時(shí)速度大小為，與絕緣棒碰撞后瞬時(shí)速度為對(duì)絕緣棒有

解得


解得

方向水平向右。由于發(fā)生彈性碰撞，對(duì)絕緣棒和金屬棒系統(tǒng)有
，
聯(lián)立解得
；方向水平向左
（2）電容器完全充電，然后接“2”，金屬棒從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)至穩(wěn)定速度大小為根據(jù)動(dòng)量定理得

即

又

整理得

之后，金屬棒從到距離為處運(yùn)動(dòng)到處的過(guò)程中：根據(jù)動(dòng)量定理得

即

聯(lián)立解得

（3）發(fā)生第1次碰撞后，金屬棒向左位移大小為，根據(jù)動(dòng)量定理得

整理得

解得

由題知，絕緣棒第2次與金屬棒碰撞前瞬時(shí)速度大小為，方向水平向左，與金屬棒碰撞后瞬時(shí)速度為；金屬棒與絕緣棒碰撞后瞬時(shí)速度為，由于發(fā)生彈性碰撞，對(duì)絕緣棒和金屬棒系統(tǒng)有
，
聯(lián)立解得

方向水平向右

發(fā)生第2次碰撞后到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，金屬棒向左位移大小為，根據(jù)動(dòng)量定理得
，
可得

同理可知：金屬棒與絕緣棒第3次碰撞后瞬時(shí)速度為

發(fā)生第3次碰撞后到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，金屬棒向左位移大小

可得

以此類推……金屬棒與絕緣棒第次碰撞后瞬時(shí)速度

發(fā)生第次碰撞后到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，金屬棒向左位移大小

可得

因此，發(fā)生第1次碰撞后到最終兩棒都停止運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，金屬棒的位移大小

當(dāng)取無(wú)窮大時(shí)


相關(guān)試卷

四川省成都市石室中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期半期考試物理試題（Word版附解析）：

這是一份四川省成都市石室中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期半期考試物理試題（Word版附解析），共21頁(yè)。試卷主要包含了考試結(jié)束后將答題卡收回等內(nèi)容，歡迎下載使用。

四川省成都市石室中學(xué)2022-2023學(xué)年高一物理下學(xué)期7月期末試題（Word版附解析）：

這是一份四川省成都市石室中學(xué)2022-2023學(xué)年高一物理下學(xué)期7月期末試題（Word版附解析），共22頁(yè)。試卷主要包含了單項(xiàng)選擇題，多項(xiàng)選擇題，實(shí)驗(yàn)題，計(jì)算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

四川省成都市石室中學(xué)2022-2023學(xué)年高一物理下學(xué)期期中考試試題（Word版附解析）：

這是一份四川省成都市石室中學(xué)2022-2023學(xué)年高一物理下學(xué)期期中考試試題（Word版附解析），共28頁(yè)。試卷主要包含了 考試結(jié)束后將答題卡收回，6 ，則下列說(shuō)法中正確的是，答案 C，答案 D， m1等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

2022-2023學(xué)年四川省成都市石室中學(xué)高二下學(xué)期期中物理試題 （解析版）

2022-2023學(xué)年四川省成都市石室中學(xué)高二下學(xué)期期中物理試題 （解析版）
四川省成都市石室中學(xué)2022-2023學(xué)年高二物理下學(xué)期3月月考試題（Word版附解析）

四川省成都市石室中學(xué)2022-2023學(xué)年高二物理下學(xué)期3月月考試題（Word版附解析）
四川省成都市石室中學(xué)2022-2023學(xué)年高二物理下學(xué)期3月月考試題（Word版附答案）

四川省成都市石室中學(xué)2022-2023學(xué)年高二物理下學(xué)期3月月考試題（Word版附答案）
四川省成都市石室中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期三診模擬試題（Word版附解析）

四川省成都市石室中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期三診模擬試題（Word版附解析）
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
期中專區(qū)
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部