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天津市益中学校2024-2025学年高二下学期期中物理试卷
一、单选题
1．如图所示，光束沿方向从某种介质射向空气，折射光线沿方向。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．随着入射角增加，光线的强度逐渐增强
2．如图所示，把茶杯压在一张白纸上，第一次用水平力迅速将白纸从茶杯下抽出；第二次以较慢的速度将白纸从茶杯下抽出，下列说法中正确的是（　　）
A．第二次拉动白纸过程中，纸对茶杯的作用力小
B．第一次拉动白纸过程中，纸对茶杯的作用力小
C．第二次拉出白纸过程中，茶杯增加的动量大一些
D．第一次拉出白纸过程中，茶杯增加的动量大一些
3．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ=60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与射光平行。已知真空中的光速为c，则（　　）
A．当入射角θ=60°时，光在玻璃中的传播时间为
B．当入射角θ=60°时，光在玻璃中的传播时间为
C．OP之间的距离为R
D．OP之间的距离为R
4．图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．时，弹簧弹力为0
B．时，手机位于平衡位置上方
C．从至，手机的动能增大
D．a随t变化的关系式为
5．如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则（　　）
A．回路中有周期性变化的感应电流
B．回路中感应电流方向不变，为
C．回路中感应电流大小不变，为
D．铜片的电势高于铜片的电势
二、多选题
6．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。在此过程中（　　）
A．导体棒做匀减速直线运动
B．导体棒中感应电流的方向为b→a
C．电阻R消耗的总电能为
D．导体棒克服安培力做的总功小于
7．取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后连续周期性地向上、向下抖动，可以看到在绳上产生一列波，a、b、c为绳上的质点，某时刻波刚好传播到质点c，绳上形成的波形如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．手开始抖动时运动方向向下
B．质点a比质点b先回到平衡位置
C．该时刻质点a的速度比质点b的速度大
D．图中为波源开始振动后1.5个周期时的波形
8．如图甲所示，是一位同学在平静的湖面上做水波干涉实验的情景，图乙是某时刻水波的示意图。实线表示波峰，虚线表示波谷。M、P、Q、N、S的位置如图所示，其中M、P、Q三点始终在同一条直线上。若波源的振动周期是0.2s，则下列说法正确的是（　　）
A．在两列波传播的过程中，P处质点的振动始终加强的
B．在两列波传播的过程中，N处质点的振动始终减弱的
C．此刻开始计时，S处质点经过0.1s会随水波传播到N处
D．此刻开始计时，0.9s时M处质点的高度会和远处平静的湖面一致
9．质量为的金属小球，以的速度水平抛出，抛出后经过落地，不计阻力，g取。则以下说法正确的是（　　）
A．小球刚落地时，动量的大小
B．小球刚落地时，动量的大小
C．小球从抛出到刚落地的动量变化量的大小为
D．小球从抛出到刚落地的动量变化量的大小为
10．如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终刚好完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（ ）
A．线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向
B．线框进入磁场和穿出磁场的过程中产生的热量之比为3∶1
C．线框进入磁场和穿出磁场的过程中产生的热量相等
D．线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等
三、实验题
11．如图甲所示为“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图，a是入射小球，b是被碰小球，a和b是质量分别为m1和m2，直径分别为d1和d2，轨道末端在水平地面上的投影为O点。实验中，先将小球a从斜槽上某一固定位置由静止释放，a从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出a的平均落点位置P，再把小球b放在斜槽末端，让小球a仍从斜槽上同一位置由静止释放，与小球b碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出碰后小球a，b的平均落点位置M、N，如图乙所示。
（1）实验中需要注意的事项，下列说法正确的是 。
A．需要测出小球抛出点距地面的高度H
B．需要测出小球做平抛运动的射程
C．为完成此实验，天平和刻度尺是必需的测量工具
D．斜槽轨道末端应该保持水平
E．斜槽应尽量光滑
（2）实验中重复多次让入射小球从斜槽上的同一位置释放，其中“同一位置释放”的目的是 。
（3）实验中对小球的要求是：质量m1 （选填“ > ”“ = ”或“ < ”）m2，直径d1 d2。（选填“ > ”“ = ”或“ < ”）
（4）在图乙中，用毫米刻度尺测得O点与M，P，N三点的水平方向的距离分别为x1、x2、x3，若关系式 成立，则说明该实验碰撞前后动量守恒。
（5）若两球间的碰撞是弹性碰撞，下列等式正确的是 。
A． B．C． D．
12．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。
请回答下列问题：
(1)该单摆的周期为
(2)为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、T2为纵坐标作出T2—L图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的T2—L图像是图乙中的 （选填①、②、③），由图像可得当地重力加速度g= ；由此得到的g值会 （选填“偏小”“不变”“偏大”）
四、解答题
13．如图所示，甲图为某波源的振动图像，乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波动图的O点表示波源。Q是平衡位置为0.5m处的质点。求：
（1）这列波的波速多大？
（2）若波向右传播，从该时刻计时经多长时间Q第一次达到波谷。
（3）若波向右传播，当Q第一次达到波谷时P点已经通过了多少路程。
14．如图所示，质量的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，在O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B，B距O点的距离等于绳长L，绳长。现将A拉至某一高度，由静止释放，A以4m/s的速度在水平方向和B发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。求：
（1）A释放时距桌面的高度H；
（2）碰撞前瞬间绳子的拉力大小F；
（3）碰撞过程中系统损失的机械能。
15．如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，其宽度，导轨M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为、长度为1m的金属杆ab静置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现用一垂直杆水平向右的恒力拉金属杆ab，使它由静止开始运动，运动中金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直，其通过电阻R上的电荷量q与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，已知ab与导轨间的动摩擦因数，取（忽略ab杆运动过程中对原磁场的影响），求：
（1）磁感应强度B的大小和金属杆的最大速度；
（2）金属杆ab从开始运动的1.8s内所通过的位移；
（3）从开始运动的1.8s内电阻R产生热量。
参考答案
1．C【详解】A．此介质的折射率为故A错误；
B．光从介质进入空气，频率不变，故B错误；
C．光从介质进入空气，频率不变，波速增大，根据可知，波长增大，故C正确；
D．随着入射角增加，光线的强度逐渐减弱，最后会消失，故D错误。故选C。
2．C【详解】AB．两次拉动中，茶杯和纸之间均发生相对滑动，因此受到的均为滑动摩擦力，因压力不变，则由可知，两次拉动时纸给茶杯的摩擦力相同，AB错误；
CD．第二次慢拉动白纸过程中，摩擦力作用时间长，则产生的冲量较大，根据动量定理可知，茶杯增加的动量大一些。C正确，D错误。故选C。
3．B【详解】光路如图所示
当入射角θ=60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与射光平行，所以出射点在O点正上方。设OP之间的距离为d，则垂直入射时有
当入射角θ=60°时，有
联立解得
当入射角θ=60°时，光在玻璃中的传播时间为
解得故选B。
4．D【详解】A．由题图乙知，时，手机加速度为0，由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为
A错误；
B．由题图乙知，时，手机的加速度为正，则手机位于平衡位置下方，B错误；
C．由题图乙知，从至，手机的加速度增大，手机从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，动能减小，C错误；
D．由题图乙知则角频率
则a随t变化的关系式为D正确。故选D。
5．C【详解】ABC．将圆盘看成由无数条幅向分布的导体棒组成的，圆盘在外力作用下这些导体棒转动切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此电流方向为从D向R再到C，即为；根据法拉第电磁感应定律，则有
产生的感应电动势不变，感应电流不变，感应电流大小为故AB错误，C正确；
D．铜盘转动产生恒定的感应电动势，铜盘相当于电源，在电源内部，电流是从低电势流向高电势，故铜片C的电势低于铜片D的电势，故D错误。故选C。
6．BC【详解】A．导体棒受到安培力的大小
可知v逐渐减小，所以安培力不断减小，由牛顿第二定律可知加速度大小不断先减小，故导体棒做加速度减小的减速直线运动，故A错误；
B．由右手定则可知导体棒中感应电流的方向为b→a，故B正确；
C．由能量守恒可得
所以电阻R消耗的总电能为故C正确；
D．由功能关系可知故选BC。
7．AC【详解】A．手是振源，波向右传播，c点向下振动，所以手开始抖动时运动方向向下，A正确；
B．波向右传播，质点a向下振动，质点b向上振动，质点a比质点b后回到平衡位置，B错误；
C．距离平衡位置越近速度越大，该时刻质点a的速度比质点b的速度大，C正确；
D．图中振源到c点的距离为个波长，波源开始振动后个周期时的波形，D错误。故选AC。
8．AB【详解】A．M点是波峰和波峰叠加，Q点是波谷和波谷叠加，则MQ均为振动加强点，且始终振动加强，故P处质点的振动始终加强的，故A正确；
B．N点为波峰与波谷叠加，质点的振动始终减弱的，故B正确；
C．质点不会随着波迁移而迁移，故C错误；
D．M点为振动加强点，经过
此点位于波谷位置，高度低于远处平静的湖面，故D错误。故选AB。
9．BC【详解】AB．落地竖直分速度小球落地合速度大小
则小球刚落地时，动量的大小
故A错误，B正确；
CD．小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，则水平方向动量变化量为0，小球动量的变化量等于竖直方向上的动量变化量，则有故C正确，D错误。故选BC。
10．BD【详解】A．线框进磁场的过程中由楞次定律知电流方向为逆时针方向，故A错误；
BC．设线框初速度，完全进入磁场速度，线框进磁场的过程中
出磁场过程中；联立得
线框进入磁场过程中产生的热量
穿出磁场的过程中产生的热量则故B正确，C错误；
D．线框在进和出的两过程中线框内磁通量变化量相等，根据
线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等，故D正确。故选BD。
11． BCD/BDC/CBD/CDB/DCB/DBC 为了保证小球每次平抛的初速度相同 > = BD/DB
【详解】（1）[1]ABC．此实验用代入验证，时间可以消去，故需要测小球的水平射程和两小球的质量，不需要测下落时间，选项A错误，选项BC正确；
D．为了保证小球从斜槽末端飞出后做平抛运动，斜槽轨道末端应该保持水平，选项D正确；
E．斜槽光滑与否对实验结果不影响，只要入射小球都从同一位置由静止释放即可，选项E错误。故选BCD。
（2）[2]保持入射小球从同一位置释放的目的是为了保证小球每次平抛的初速度相同，以找出对应的平均落点位置。
（3）[3][4]为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求m1 > m2，直径 = 。
（4）[5]碰撞时满足动量守恒有
两边同时乘以下落时间有
（5）[6]弹性碰撞过程动能守恒有整理得
与联立可得故选BD。
12．(1)(2) ① 不变
【详解】（1）摆球经过n次全振动的总时间为，则摆动周期为
（2）[1]由于每次都把小球直径当作半径来计算摆长，则有实际的摆长为
根据单边周期公式有变形得
可知T2—L图像是一条斜率为正值的倾斜的直线，且直线与纵轴截距为负值，则T2—L图像是图乙中的①；
[2]根据上述函数方程与图像有解得
[3]结合上述可知，求解重力加速度时，是根据函数对应的斜率，由于函数的斜率与直径没有关系，可知，由此得到的g值会不变。
13．（1）1 m/s；（2）0.35 s；（3）45cm
【详解】（1）由振动图像可知周期T＝0.2s，由波动图像可知波长λ＝0.2m则由波速公式，可得
（2）乙图时刻到Q第一次到达波谷的时间
（3）当Q第一次达到波谷时P点一共振动了t+=0.45s 可得P点经过的路程为×4A＝45cm
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）A释放到与B碰撞前，根据动能定理得解得
（2）碰前瞬间，对A由牛顿第二定律得解得
（3）A、B碰撞过程中，根据动量守恒定律得解得
则碰撞过程中损失的机械能为
15．（1），；（2）；（3）
【详解】（1）过程电流稳定金属棒速度达到最大值，通过导体棒电流解得
导体棒匀速，对导体棒解得
导体棒匀速时，导体棒电动势欧姆定律解得
（2）0~1.8s过程中解得
（3）0~1.8s过程中由能量守恒得
0~1.8s电阻R产生热量解得

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