四川省眉山市仁寿第一中学校(北校区)2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题(含解析)

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四川省眉山市仁寿第一中学校(北校区)2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题(含解析)

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2024-2025学年高二下学期半期考试
物理试卷
第Ⅰ卷(选择题,共 46 分)
注意事项:
1.答第 I 卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上.
2.每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其
他答案,不能答在试题卷上.
一、单选题 (本大题7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.图中为服务员端着一碗汤步行的情境,汤随着人的步行发生受迫振动,下列关于该过程说法正确的是( )
A.服务员步频越大,汤晃动频率越大 B.服务员步幅越大,汤晃动频率越大
C.服务员步频越大,汤晃动幅度越大D.服务员步幅越大,汤晃动幅度越大
2.如图所示是同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像,下列说法正确的是(   )
A.甲、乙两单摆的摆长之比为
B.乙单摆的振动方程
C.甲单摆的机械能小于乙单摆的机械能
D.内,甲摆球的重力势能增大,乙摆球的重力势能减小
3.如图甲所示为一弹簧振子的振动图像,规定向右为正方向,试根据图像判断下列说法正确的是( )
A.时振子正向左运动,加速度最大
B.内振子的速度大小逐渐减小为
C.时振子回复力最大,方向向右
D.振子在前4s内的位移等于12cm
4.水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧,舞者的手的规律振动会传导至袖子上,给人一种“行云流水”的美感。如图(a)所示,一列简谐横波沿轴方向传播,实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图,且,、分别是平衡位置为和的两质点。图(b)为质点的振动图像,下列说法正确的是(  )
A.时刻的振动方向沿轴正方向
B.时刻的加速度最小
C.
D.到内,、运动的路程相等
5.关于机械波,下列说法正确的是(  )
A.机械波传播时,介质中质点随波迁移 B.测绘科技人员利用声呐绘制海底地形图,应用了波的反射原理
C.两列波的波峰和波峰在某时刻相遇,该点振动始终加强
D.一渔船向鱼群发出超声波,被鱼群反射回来的超声波的频率变低,说明鱼群正向渔船靠近
6.用一束激光斜射入液面,入射光线、反射光线和折射光线如图所示,通过测量发现入射光线与液面成,反射光线与折射光线相互垂直,则该液体的折射率为(  )
A. B. C. D.
7.如图所示,铁芯左边悬挂一个轻质金属环,铁芯上有两个线圈和,线圈和电源、开关、热敏电阻相连,线圈与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,保持开关闭合,下列说法正确的是(  )
A.当温度升高时,金属环向左摆动
B.当温度不变时,电流表示数不为0
C.当电流从经电流表到时,可知温度降低
D.当电流表示数增大时,可知温度升高
二、多选题(本题共3小题,共计18分,每题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得 0 分)
8.图甲是沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形图,是位于轴上的两个质点,间距为时刻该波刚好传播到点,(为周期)时的波形图如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该波的周期为2s
B.该波的波速为
C.处质点的振动方程为
D.从时开始,该波传至处所用的时间为5s
9.如图甲所示,鱼洗是我国珍贵的古代文物,具有很高的科学价值、历史价值和艺术价值。有节奏地摩擦鱼洗双耳,振动产生的两列波相向传播,在水面上叠加,可以看到盆内水波荡漾,甚至喷出水柱。图乙鱼洗双耳对应的波源位置,分别为,,振动频率为5Hz,发出两列沿x轴方向的水波相向传播,某时刻波形图如图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.盆内水花四溅的原因是水波的衍射现象
B.两列波经过t0.4s相遇
C.两波源起振方向相同
D.x=16cm处的点可能喷出水柱
10.在研究绳波的产生和传播时,取一条较长的软绳,用手握住一端拉平后上下抖动,绳上形成简谐波。在一次演示时,位于坐标原点处的波源A完成两次振幅相同、频率不同的全振动后停止振动。如图为t=0时的波形,此时质点Q位于平衡位置处,波恰好传到处的质点P。当时,质点P第一次出现在波谷位置。则从到时间内(  )
A.质点P的路程为25cm B.质点Q的路程为10cm
C.质点P的路程为30cm D.质点Q的路程为15cm
第Ⅱ卷(非选择题,共 54 分)
三、实验题(本题共 2 小题,每空2分,共 14 分)
11.(每空2分,共6 分)一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,制成单摆装置.在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做简谐运动,由传感器测出的拉力F随时间t的变化关系如图所示.(重力加速度g取,取)
(1)小球振动的周期为 s;
(2)单摆的摆长为 m;
(3)小球动能变化的周期为 s.
12.(每空2分,共8 分)车城中学某物理课外活动小组准备测量太和古镇处的重力加速度,其中一小组同学将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下半部分露于筒外),如图甲所示,将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁.本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离,并通过改变而测出对应的摆动周期,再以为纵轴、为横轴作出函数关系图像,那么就可以通过此图像得出小筒的深度和当地的重力加速度。
(1)实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图所示,该摆球的直径 mm。
(2)测量单摆的周期时,某同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时,同时数0,当摆球第二次通过最低点时数1,依此法往下数,当他数到60时,按下停表停止计时,读出这段时间,则该单摆的周期为 。
A. B. C. D.
(3)如果实验中所得到的关系图线如图乙中的 所示(选填,,),当地的重力加速度 (取,结果取小数点后两位)
四、计算题(共40分)。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(12分)某透明介质的剖面如图所示,单色光从M点垂直MN边入射,在OP边恰好发生全反射,该入射光线在OP边上的入射点为OP的中点,该入射光线与OP边的夹角,,,,不考虑多次反射,光在真空中传播的速度大小为c。求:
(1)单色光对该透明介质的折射率;
(2)单色光在该透明介质中传播的时间。
14.(15分)如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,P是平衡位置为处的质点,Q是平衡位置为处的质点,M是平衡位置为处的质点,图乙为质点Q的振动图像。
(1)求到,该波沿x轴传播的距离x1;
(2)若从开始计时,求质点P第一次回到平衡位置与质点M第一次回到平衡位置的时间差;
(3)若从开始计时,当质点M通过的路程为时,求质点P通过的路程S。
15.(15分)如图所示,有一对足够长的倾斜粗糙导轨,倾角,间距,动摩擦因数,导轨电阻不计。整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度。导轨上端接一阻值的定值电阻,有一质量,,长度也是L的金属棒放在导轨上,从静止释放,与导轨接触良好,。
(1)当金属棒的速度为0.55m/s时,求定值电阻R两端的电压U;
(2)求金属棒能达到的最大速度
(3)已知棒下降高度的过程中早已达到最大速度,求此过程中电阻R上产生的热量。
试卷第1页,共3页
2024-2025学年高二下学期半期考试
物理答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B C A B D A AC CD AB
1.A
【详解】AB.汤做受迫振动,其频率只由驱动力的频率决定,故汤晃动的频率与服务员步频相同,故服务员步频越大,汤晃动频率越大,故A正确,B错误;
CD.受迫振动的物体的振幅由驱动力的频率与物体的固有频率关系决定,两者越接近,物体的振幅越大,而题中汤的固有频率未知,故CD错误。
故选A。
2.B
【详解】A.由振动图像可知,甲、乙单摆的周期,
根据单摆周期公式
可知
故A错误;
B.对乙单摆有,

由图可知,时刻,乙单摆的位移为0,且向负方向运动,故乙单摆的振动方程为
故B正确;
C.单摆的机械能与摆球的质量、振幅等因素有关,仅从振动图像无法判断两单摆小球的质量关系,所以不能比较机械能的大小,故C错误;
D.内,甲、乙摆球均从平衡位置向最高点运动,故甲、乙摆球的重力势能均增大,故D错误。
故选B。
3.B
【详解】A.时振子在平衡位置,正向左运动,速度最大,加速度为零,A错误;
B.时振子负的最大位移处,回复力最大,方向向右,B正确;
C.内振子由正向最大位移处向平衡位置运动,速度逐渐增大,C错误;
D.振子在前4s内刚好是一个完整的振动周期,位移为零,D错误。
故选B。
4.A
【详解】A.由振动图像可知,质点Q在时刻正在沿y轴负方向运动,由此可得,简谐波沿x轴负方向传播,因此在时刻的振动方向沿轴正方向,故A正确;
B.时刻质点处于波峰,此时Q的加速度最大,故B错误;
C.由题图可知波长,周期。可得
故C错误;
D.到内,运动的路程
当,在第一个时间内,沿轴正方向运动到波峰,又沿轴负方向回到原位置,路程
则到内的路程
可知、运动的路程不相等,故D错误。
故选A。
5.B
【详解】A.机械波传播时,介质中的质点只是在各自的平衡位置附近做振动,并不会随波迁移,故 A 错误;
B.声呐发出声波,声波遇到海底反射回来,测绘科技人员根据反射波的时间等信息来绘制地形图,应用了波的反射原理,故B正确;
C.两列波的波峰和波峰在某时刻相遇,若两列波频率相同、相位差恒定,则该点振动始终加强;若不满足这些条件,不一定始终加强,故C错误;
D.根据多普勒效应,渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,反射回来的超声波频率应变高;现在频率变低,说明鱼群正远离渔船,故D错误。
故选B。
6.A
【详解】根据题意可知,入射角,折射角,所以该介质的折射率为
故选A。
7.A
【详解】A.保持开关闭合,当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,电流增大,由右手螺旋定则可得电流产生的磁场方向向右穿过螺旋管,如图所示
穿过小金属环的磁通量向右增大,由楞次定律可得穿过小金属环的感应电流I3的方向,从而使得小金属环在原磁场中受安培力而阻碍磁通量的增大,故小金属环有缩小的趋势和向左摆动,故A正确;
B.当温度不变时,电流不变,穿过螺旋管的磁通量不变,无感应电流产生,电流表示数为0,故B错误;
C.当电流从经电流表到时,可知感应电流产生的磁场水平向左,与原磁场方向相反,根据楞次定律知原磁场的磁通量增大,故电流增大,的阻值减小,说明温度升高,故C错误;
D.当电流表示数增大,根据法拉第电磁感应定律知,是穿过线圈的磁通量的变化率增大,故电流的变化率变大,故的阻值变化的快,温度变化的快,故D错误。
故选A。
8.ACD
【详解】AC.设处质点振动方程为
当时,处质点由图甲知cm,质点沿y轴负方向运动,有
解得
时,由图乙知处质点,
解得
则质点的振动方程为
故A正确,C正确;
B.由图可知,该波波长为
λ=6m
则波速大小
故B正确;
D.由图乙知时波传播到处,从时开始,该波传至处所用的时间为
故D正确。
故选ACD。
9.CD
【详解】A.两列波在盆内互相叠加时水花四溅,为干涉现象,不是衍射现象,故A错误;
B.波的传播速度
两列波相遇需要的时间为
故B错误;
C.根据同侧法可知两列波的起振方向都向下,所以起振方向相同,故C正确;
D.两列波的波源到x16cm处的质点的波程差为0,所以x16cm处的点是振动加强点,振幅最大,可能喷出水柱,故D正确。
故选CD。
10.AC
【详解】AB.由图可知两次振动的振幅相等,均为
前后两次全振动产生的波长之比为
由于波在同种均匀介质中传播,波速相同,由
可知两次全振动的频率之比为
周期之比为
时波恰好传到质点P,当时,质点P第一次出现在波谷位置,则有,
质点P在内路程为4A,在内路程为A,所以从到时间内质点P的路程为
故A正确,B错误;
CD.从到时间内质点Q的振动时间为
路程为
故C正确,D错误。
故选AC。
11.(1)2
(2)1
(3)1
【详解】(1)因为一个周期内小球两次经过平衡位置,经过平衡位置时拉力最大,可知小球振动的周期为。
(2)根据
解得摆长为
(3)小球从某点开始,经过半个周期运动到关于平衡位置对称的点,在这两点时小球速度大小相等,方向相反,因为动能没有方向,所以动能的变化周期等于小球做简谐运动的半个周期,为。
12. 12.0 C a 9.86
【详解】(1)[1]游标卡尺读数为
(2)[2]从“0”数到“60”时有经历了30个周期,该单摆的周期为。故选C。
(3)[3][4]摆线在筒内部分的长度为h,由
可得
可知其关系图线应为a,再将
代入
可得

代入
可求得
13.(1)
(2)
【详解】(1)由几何关系可知,单色光在OP边恰好发生全反射,入射角

解得
(2)由几何关系可知,光在介质中传播的距离
光在介质中的传播速度大小
单色光在该透明介质中传播的时间
解得
14.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图甲可知,波长,由图乙可知周期。则波速
则在到,该波在水平方向传播距离为
(2)由于M点处于最大位移处,则M点到平衡位置的最短时间为
由Q的振动图像可知该简谐波向左传播,质点P以最短时间振动到平衡位置与质点Q的振动形式传播到P点的时间相等。
则有
(3)由于质点M处于最大位移处,且M点经过的路程恰好为振幅的整数倍。则M点振动的次数为(次)
开始计时后P点的振动时间与M点的振动时间相同,P点振动时间为
一个周期内质点振动路程为。
由于质点P平衡位置为,根据波的图形为正弦函数图,在时,P的位移
并向最大位移处振动,根据振动图像为正弦函数图像可知,后质点P到最大位移处,再经过,再次回到处,故共振动路程
可知
15.(1)0.5V
(2)0.88m/s
(3)22J
【详解】(1)当金属棒的速度为0.55m/s时,导体棒切割磁感线产生感应电动势大小
根据闭合电路欧姆定律可得定值电阻R两端的电压
(2)当导体棒匀速时,此时速度达最大,根据平衡条件有,,,
联立,代入相关已知数据求得
(3)由题意,根据能量守恒定律有

联立,代入数据求得
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