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四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷
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这是一份四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷，共7页。试卷主要包含了单项选择题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题 (每题 4分,共 28分)
1.下列关于光和电磁波，说法正确的是 ( )
A.只有当光的波长大于或接近小孔直径或障碍物直径时才能发生衍射现象
B.只有当变化的磁场中有闭合线圈时，才会产生电场
C.可见光有偏振现象，所以光是横波，其他电磁波由于频率不同，也可能为纵波
D.海市蜃楼的形成过程中，既有光的折射也有光的全反射
2.下列关于分子动理论，说法正确的是 ( )
A.用显微镜就可以直接观察到分子的布朗运动
B.某气体的温度升高，则其每一个分子的速率都变大
C.水凝结成冰的过程可以说明分子间有间隙
D.扩散现象是由于分子间斥力的作用
3.如图所示，开口向下并插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内水银柱高于水银槽液面h。若将玻璃管向右旋转一定的角度(管下端未离开槽内水银面)，环境温度保持不变，则稳定后，空气柱H和水银柱距水银槽液面的高度h的变化情况为( )
A. H和h都增大 B. H和h都减小
C. H减小, h增大 D. H增大, h减小
4.如图所示，半径为r的闭合环形线圈，在t时间内，内部磁场从B₁减小到0；外部磁场从0增加到B₂，(B₁、B₂均大于0，垂直于纸面向内为正方向)，则该过程线圈产生的平均感应电动势为( )
A.B1πr2t B.B2πr2t C.B1+B2πr2t D.B1+B2πr22t
5.类比是研究问题的常用方法，在情景1中：物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力f=kv(k为常量)的作用。其速率 v随时间t的变化规律可用方程 G−kv=mΔvΔt描述，其中m为物体质量，G为其重力。在情境2中：如图所示，电源电动势为E，线圈自感系数为L，电路中稳定后的总电阻为R。闭合开关S，发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。从接通开关到电路稳定，关于该过程下列说法正确是( )
A.该变化规律是由于自感线圈中会产生阻止原电流变化的感应电流
B.其电流I随时间t的变化规律可用方程 E−LI=RΔIΔt描述
C.电路中的电流变化率逐渐减小
D.电源提供的电能全部转化为了焦耳热
6.一同学利用DIS数字模拟传感器研究 LC振荡电路，分别测量了回路中的电流i、电容器的电荷量 q、自感线圈中的磁感应强度B随时间t变化的图像，如图所示，下列说法正确的是( )
A. 图像1 一定是 B-t 图像
B. 图像2 可能是 i-t 图像
C.在该电路发生的阻尼振荡中，最终能量全部以电磁波的形式损耗了
D.0~t₀时，电路中一定是电场能转化为磁场能
7.如图所示，两足够长光滑金属导轨平行固定在同一绝缘水平面内，垂直于导轨的虚线CD右侧区域有竖直向上的匀强磁场B。两长度略大于导轨宽度的相同金属杆a、b垂直导轨静止放置在导轨上，杆a在CD左侧，杆b在CD 右侧足够远处。现给杆a一水平向右的初速度 v₀，两杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，两杆没有发生碰撞，不计导轨电阻，下列说法正确的是( )
A.杆a最后将停在导轨上
B.若在杆a进入磁场前将杆b固定，整个过程中杆a的位移是不将杆b固定时的2倍
C.若在杆a进入磁场前将杆b固定，整个过程中通过杆b的电荷量是不将杆b固定时的2倍
D.若在杆a 进入磁场前将杆b固定，整个过程中杆a 中产生的焦耳热是不将杆b固定时的4倍
2024-5 高二物中 第1页 共3页二、多选题(每题 5分,未选全得 3 分,共15 分)
8.某种电吹风机的电路图如图所示，a、b、c、d为四个固定触点。绕O 点逆时针转动的扇形金属触片 P，可只接触一个触点，也可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n₁和n₂分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如下表所示。下列说法中正确的是( )
A.若该变压器不是理想变压器，为了减小铁芯中的涡流，虚线框中顶部铁芯条的硅钢片应平行于 abcd平面
B.理想变压器原、副线圈的匝数比 n₁:n₂=11:3
C. 小风扇的内阻为8Ω
D.电吹风机吹热风时电热丝上的电流为2A
9.为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，天亮灯熄、天暗灯亮，如图甲所示，L₁、L₃为指示灯，L₂为照明灯，电源提供的电压U恒定.光控开关可采用光敏电阻和电磁铁来控制，如图乙所示，当线圈中的电流大于I₀时，继电器的衔铁将被吸合.光敏电阻R 是阻值随光照强度增大而减小的元件，下列说法正确的是( )
A. 照明灯 L₂灯亮时, L₁会变暗
B. 照明灯 L₂灯亮时, L₃会变暗
C. AB应该接入光控开关的CE端
D.为了让天色更暗时，路灯才被点亮，变阻器R'的阻值应适当调小
10.如图甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，与水平面成( θ=30°,，导轨两端均连接电阻，阻值 R₁=R₂=2Ω,导轨间距L=0.6m。在矩形区域 M₁M₂P₂P₁内分布有垂直斜面向上的磁场，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。t=0时刻，在右侧导轨斜面上与 M₁P₁距离 s=0.1m处，有一根阻值r=2Ω，m=0.024kg 的金属棒ab在导轨上由静止释放，恰好匀速通过整个磁场区域.已知从静止释放到恰好通过磁场区域的过程中，流过. R₂的电流大小始终不变，重力加速度g取10m/s²，导轨电阻不计。下列说法正确的是 ( )
A. ab在磁场中运动的速度 v=1m/s B. 流过 R₂的电流方向在 t=0.2s时发生了改变
C. 磁场上下边界 M₁P₁、M₂P₂的距离d=0.2m D.磁感应强度的最大值 B₀=2T
三、实验题(本题共2 小题,共 16 分)
11.(8分)如图所示，在“插针法测玻璃的折射率”实验中：
(1)关于该实验，下列说法中正确的是 ；
A.该实验必须有量角器才能完成
B.为减少测量误差，P₁、P₂的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C.为了减小作图误差，P₃和P₄的距离应适当取大些
D.若 P₁、P₂的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在 bb'面发生全反射
(2)在该实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是 。(结果保留三位有效数字)
冷风时输入功率
60W
热风时输入功率
500W
小风扇额定电压
60V
正常工作时小风扇输出功率
50W
交流电的输入电压
220 V
2024-5 高二物中 第2页 共3页
(3)在该实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，在做好边界线后，用插针法找出射光线时，不小心把玻璃砖碰歪了，其所做入射光线和出射光线如图甲所示；乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确。则甲同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”)：乙同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
12.(8 分)一同学用以下装置探究光的干涉现象：
(1)如图1所示，对双缝实验装置进行调节并观察实验现象：
①图2中甲、乙图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是 。(选填“甲”或者“乙”)
②在实验中，仅将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变 。(选填“宽”或者“窄”)
(2)如图3所示，为观察白光薄膜干涉的演示实验，竖直放置的铁丝圈上覆有一层肥皂薄膜，观察者可以观测到肥皂膜上有明暗相间的彩色条纹。
①为了更好地观察干涉条纹，光源应该在 。
A.观察者同侧 B.观察者的对面侧
②下列对实验结论的说法正确的是 。
A.若缓慢旋转铁丝圈，观察者看到的条纹将跟着旋转
B.若将铁丝圈水平放置，肥皂膜上的条纹图样不会变化
C.若发现条纹是等间距的，说明肥皂膜是等厚的
D.若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的
四、计算题 (共 41 分)
13.(10分)如图所示, 直角三角形ABC为一玻璃棱镜的截面, ∠B=60°,斜边AB=L。玻璃镜的折射率为 n=3。一条光线从AC边的中点 M射入经过棱镜，恰好垂直于 BC面射出。已知光速为c，求：
(1)(3分)该光能否在AB面发生全反射
(2)(3分)入射角的大小
(3)(4分)光穿过玻璃棱镜的时间
14、 (13分)如图甲，水平面上ab、cd两个导轨平行，电阻忽略不计，动摩擦因数为 μ=处连接一电阻R=1Ω，质量为 m=1kg的导体杆ef静止，其电阻也为R.以ef位置为坐标原点，水平向右为x轴，导轨平面存在如图乙所示，随x轴以正弦分布的磁场B，其峰值为 B₀=1T,y轴方向的磁场与该位置x轴的磁场相同，已知 L=1m.现用外力 F 拉动 ef杆以速度 v₀=2m/s匀速运动 (忽略最开始的启动过程)，求：
(1) (4分)电流I随时间变化的表达式；
(2) (5分) 杆ef运动2L时, 外力做的功W;
(3) (4分) 杆 ef运动L时, 流过R的电荷量q;
15. (18分)如图a，一倾角为θ的绝缘光滑斜面固定在水平地面上，其顶端与两根相距为L 的水平光滑平行金属导轨相连；导轨处于一竖直向下的匀强磁场中，其末端装有挡板 M、N，两根平行金属棒G、H垂直导轨放置，G 的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块A 相连；初始时刻绳子处于拉紧状态并与G垂直，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧与水平面平行。从 t=0s开始，H在水平向右拉力作用下向右运动；t=2s时，H与挡板M、N相碰后立即被锁定。G在 t=1s后的速度——时间图线如图b所示，其中1~2s段为直线。已知：磁感应强度大小. B=1T,L=0.2m,G、H和A的质量均为0.2kg，G、H的电阻均为0.1Ω；导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计；H与挡板碰撞时间极短；整个运动过程A未与滑轮相碰，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好；sinθ=0.25, csθ=0.97, 重力加速度大小取 10m/s²。求:
(1)(4分) 在1~2s时间段内, 通过G的电流大小;
(2)(6分) t=1.5s时, 棒H上拉力的瞬时功率;
(3)(8分) 在2~3s时间段内, 棒G滑行的距离。
2024-5 高二物中 第3页 共3页
树德中学高2022级高二下学期期中测试物理试题参考答案
1-5DCBAC 6-7DC 8BD9BD10AC
11. (每空2分) (1) C (2) 1.50 (3) 偏大 ; 相等
12. (每空2分)(1) ①. 甲 ②. 宽 (2) ①. A ②. D
13.【答案】(1) 能 (2) i=60° 3t=9L8c
【详解】如图所示，做出光路图
(1)由几何关系和光的反射定律,可得,∠a=60°,则 sina=32
再由全反射公式 1sinC=n,可得 sinC=33即 a>C，故能发生全反射.
(2) 由几何关系, 可得∠r=30°,
再由折射定律公式 sinisinr=n, 可得 sini=32, 故 i=60°
(3)由几何关系，可得光程 s=MD+DE=3L4+3L8=33L8,
由光速与折射率的关系： v=cn,
再由 t=sν=snc,
可得 t=9L8cn.
14. 【答案】(1)I=sin (2πt) A (2) WF=3 J 2q=1πC
【详解】(1)由图乙可得，杆ef匀速切割磁场时，在不同位置B的变化周期 T=2Lν0=1s,角速度 ω=2πT=2πrad/s,
切割所产生感应电动势的峰值. Eₘ=B₀v₀L=2V,
则其电流峰值 Im=B0ν0L2R=IA,
故其电流随时间变化的表达式为I=sin (2πt) A
(2)由于回路中产生正弦交流电，其有效值为 I=lm2,
在杆ef运动2L距离内，即0~T时间内： 对杆动能定理： WF−W差−μmg2L=0,由功能关系， W差=Q
由焦耳热定义式： Q=1m22⋅2R⋅T=lJ
代入数据得 WF=3J
(3)将其类比为正弦交流电，在杆ef运动L距离内，即研究 θ∼T2时间内： Φ=2Φm=2Emω,再由 q=Φ2R,
代入数据得 q=1πC
15. 【答案】(1)I=6.5A (2) P=16.15W (3)x=2.53m
【详解】(1)设回路中的感应电流大小为I，由图像可得杆G和A一起做匀加速运动，对杆G 和A整体分析，由牛顿第二定律可得： BIL−mGgsinθ=mG+mAa,
由图可得： a=2m/s²,
带入数据可得: I=6.5A
(2)设1~2 s 内某时刻棒 H的速度为 vH,
根据法拉第电磁感应定律可得，闭合回路中的感应电动势， E=BLvH−v
根据闭合电路欧姆定律可得 E=IRH+RG
联立并代入数据解得vH=v+6.5m/s
由于G 做匀加速运动，说明所受合外力不变，即回路中电流I不变，感应电动势 E不变，
则两棒速度差为vH-v=6.5m/s 保持不变，两棒的加速度相同且均为( a=2m/s²,
设棒 H上的拉力大小为F，对棒H，由牛顿第二定律可得 F−BIL=mHa
联立并代入数据解得F=1.7N
由v-t图像可得, t=1.5s时, 棒 G的速度为 v=4+22m/s=3m/s
此刻棒 H的速度为 vH=v+6.5m/s=9.5m/s
棒 H上拉力的瞬时功率 P=FvH=16.15 W。
(3)棒H停止运动后，闭合回路的感应电动势由棒G切割磁感线产生，根据法拉第电磁感应定律可得，闭合回路中的感应电动势E'=BLv
根据闭合电路欧姆定律可得，流经棒G 的电流大小 I'=E'RH+RG
此时G杆所受安培力为F=BI'L，
假设不考虑绳的作用，
对 G牛顿第二定律: BI'L=mGaG, 可得 aG=4m/s2
对A牛顿第二定律： mAgsinθ=mAaA,可得 aA=2.5m/s2,故无绳时, aG>aA,
因为绳只能提供拉力，可知棒H停止后一段时间内绳子松弛，物块A做加速度大小为 2.5m/s²的匀减速直线运动；对于棒 G，做初始加速度为4m/s²，且加速度逐渐减小的减速运动，
由t=3s时, A的速度为 v2−aAΔt=1.5m/s>1.47m/s,所以2~3s时间内物块A速度始终大于棒G的速度，可得2~3s时间内绳子始终松弛。
故对棒 G, 根据动量定理有-BIL△t=mGΔv,由图像法微元求和可得 BLq=mGv2−v3
由法拉第电磁感应定律得 q=IΔt=ER总Δt=nΔΦR总ΔtΔt=nΔΦR总=nBSR总=nBLxRℬ,
且 n=I,R总=RG+RH
联立代入数据解得x=2.53
2024-5 高二物中 第4页 共 3页
一、单项选择题 (每题 4分,共 28分)
1.下列关于光和电磁波，说法正确的是 ( )
A.只有当光的波长大于或接近小孔直径或障碍物直径时才能发生衍射现象
B.只有当变化的磁场中有闭合线圈时，才会产生电场
C.可见光有偏振现象，所以光是横波，其他电磁波由于频率不同，也可能为纵波
D.海市蜃楼的形成过程中，既有光的折射也有光的全反射
2.下列关于分子动理论，说法正确的是 ( )
A.用显微镜就可以直接观察到分子的布朗运动
B.某气体的温度升高，则其每一个分子的速率都变大
C.水凝结成冰的过程可以说明分子间有间隙
D.扩散现象是由于分子间斥力的作用
3.如图所示，开口向下并插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内水银柱高于水银槽液面h。若将玻璃管向右旋转一定的角度(管下端未离开槽内水银面)，环境温度保持不变，则稳定后，空气柱H和水银柱距水银槽液面的高度h的变化情况为( )
A. H和h都增大 B. H和h都减小
C. H减小, h增大 D. H增大, h减小
4.如图所示，半径为r的闭合环形线圈，在t时间内，内部磁场从B₁减小到0；外部磁场从0增加到B₂，(B₁、B₂均大于0，垂直于纸面向内为正方向)，则该过程线圈产生的平均感应电动势为( )
A.B1πr2t B.B2πr2t C.B1+B2πr2t D.B1+B2πr22t
5.类比是研究问题的常用方法，在情景1中：物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力f=kv(k为常量)的作用。其速率 v随时间t的变化规律可用方程 G−kv=mΔvΔt描述，其中m为物体质量，G为其重力。在情境2中：如图所示，电源电动势为E，线圈自感系数为L，电路中稳定后的总电阻为R。闭合开关S，发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。从接通开关到电路稳定，关于该过程下列说法正确是( )
A.该变化规律是由于自感线圈中会产生阻止原电流变化的感应电流
B.其电流I随时间t的变化规律可用方程 E−LI=RΔIΔt描述
C.电路中的电流变化率逐渐减小
D.电源提供的电能全部转化为了焦耳热
6.一同学利用DIS数字模拟传感器研究 LC振荡电路，分别测量了回路中的电流i、电容器的电荷量 q、自感线圈中的磁感应强度B随时间t变化的图像，如图所示，下列说法正确的是( )
A. 图像1 一定是 B-t 图像
B. 图像2 可能是 i-t 图像
C.在该电路发生的阻尼振荡中，最终能量全部以电磁波的形式损耗了
D.0~t₀时，电路中一定是电场能转化为磁场能
7.如图所示，两足够长光滑金属导轨平行固定在同一绝缘水平面内，垂直于导轨的虚线CD右侧区域有竖直向上的匀强磁场B。两长度略大于导轨宽度的相同金属杆a、b垂直导轨静止放置在导轨上，杆a在CD左侧，杆b在CD 右侧足够远处。现给杆a一水平向右的初速度 v₀，两杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，两杆没有发生碰撞，不计导轨电阻，下列说法正确的是( )
A.杆a最后将停在导轨上
B.若在杆a进入磁场前将杆b固定，整个过程中杆a的位移是不将杆b固定时的2倍
C.若在杆a进入磁场前将杆b固定，整个过程中通过杆b的电荷量是不将杆b固定时的2倍
D.若在杆a 进入磁场前将杆b固定，整个过程中杆a 中产生的焦耳热是不将杆b固定时的4倍
2024-5 高二物中 第1页 共3页二、多选题(每题 5分,未选全得 3 分,共15 分)
8.某种电吹风机的电路图如图所示，a、b、c、d为四个固定触点。绕O 点逆时针转动的扇形金属触片 P，可只接触一个触点，也可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n₁和n₂分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如下表所示。下列说法中正确的是( )
A.若该变压器不是理想变压器，为了减小铁芯中的涡流，虚线框中顶部铁芯条的硅钢片应平行于 abcd平面
B.理想变压器原、副线圈的匝数比 n₁:n₂=11:3
C. 小风扇的内阻为8Ω
D.电吹风机吹热风时电热丝上的电流为2A
9.为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，天亮灯熄、天暗灯亮，如图甲所示，L₁、L₃为指示灯，L₂为照明灯，电源提供的电压U恒定.光控开关可采用光敏电阻和电磁铁来控制，如图乙所示，当线圈中的电流大于I₀时，继电器的衔铁将被吸合.光敏电阻R 是阻值随光照强度增大而减小的元件，下列说法正确的是( )
A. 照明灯 L₂灯亮时, L₁会变暗
B. 照明灯 L₂灯亮时, L₃会变暗
C. AB应该接入光控开关的CE端
D.为了让天色更暗时，路灯才被点亮，变阻器R'的阻值应适当调小
10.如图甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，与水平面成( θ=30°,，导轨两端均连接电阻，阻值 R₁=R₂=2Ω,导轨间距L=0.6m。在矩形区域 M₁M₂P₂P₁内分布有垂直斜面向上的磁场，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。t=0时刻，在右侧导轨斜面上与 M₁P₁距离 s=0.1m处，有一根阻值r=2Ω，m=0.024kg 的金属棒ab在导轨上由静止释放，恰好匀速通过整个磁场区域.已知从静止释放到恰好通过磁场区域的过程中，流过. R₂的电流大小始终不变，重力加速度g取10m/s²，导轨电阻不计。下列说法正确的是 ( )
A. ab在磁场中运动的速度 v=1m/s B. 流过 R₂的电流方向在 t=0.2s时发生了改变
C. 磁场上下边界 M₁P₁、M₂P₂的距离d=0.2m D.磁感应强度的最大值 B₀=2T
三、实验题(本题共2 小题,共 16 分)
11.(8分)如图所示，在“插针法测玻璃的折射率”实验中：
(1)关于该实验，下列说法中正确的是 ；
A.该实验必须有量角器才能完成
B.为减少测量误差，P₁、P₂的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C.为了减小作图误差，P₃和P₄的距离应适当取大些
D.若 P₁、P₂的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在 bb'面发生全反射
(2)在该实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是 。(结果保留三位有效数字)
冷风时输入功率
60W
热风时输入功率
500W
小风扇额定电压
60V
正常工作时小风扇输出功率
50W
交流电的输入电压
220 V
2024-5 高二物中 第2页 共3页
(3)在该实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，在做好边界线后，用插针法找出射光线时，不小心把玻璃砖碰歪了，其所做入射光线和出射光线如图甲所示；乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确。则甲同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”)：乙同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
12.(8 分)一同学用以下装置探究光的干涉现象：
(1)如图1所示，对双缝实验装置进行调节并观察实验现象：
①图2中甲、乙图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是 。(选填“甲”或者“乙”)
②在实验中，仅将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变 。(选填“宽”或者“窄”)
(2)如图3所示，为观察白光薄膜干涉的演示实验，竖直放置的铁丝圈上覆有一层肥皂薄膜，观察者可以观测到肥皂膜上有明暗相间的彩色条纹。
①为了更好地观察干涉条纹，光源应该在 。
A.观察者同侧 B.观察者的对面侧
②下列对实验结论的说法正确的是 。
A.若缓慢旋转铁丝圈，观察者看到的条纹将跟着旋转
B.若将铁丝圈水平放置，肥皂膜上的条纹图样不会变化
C.若发现条纹是等间距的，说明肥皂膜是等厚的
D.若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的
四、计算题 (共 41 分)
13.(10分)如图所示, 直角三角形ABC为一玻璃棱镜的截面, ∠B=60°,斜边AB=L。玻璃镜的折射率为 n=3。一条光线从AC边的中点 M射入经过棱镜，恰好垂直于 BC面射出。已知光速为c，求：
(1)(3分)该光能否在AB面发生全反射
(2)(3分)入射角的大小
(3)(4分)光穿过玻璃棱镜的时间
14、 (13分)如图甲，水平面上ab、cd两个导轨平行，电阻忽略不计，动摩擦因数为 μ=处连接一电阻R=1Ω，质量为 m=1kg的导体杆ef静止，其电阻也为R.以ef位置为坐标原点，水平向右为x轴，导轨平面存在如图乙所示，随x轴以正弦分布的磁场B，其峰值为 B₀=1T,y轴方向的磁场与该位置x轴的磁场相同，已知 L=1m.现用外力 F 拉动 ef杆以速度 v₀=2m/s匀速运动 (忽略最开始的启动过程)，求：
(1) (4分)电流I随时间变化的表达式；
(2) (5分) 杆ef运动2L时, 外力做的功W;
(3) (4分) 杆 ef运动L时, 流过R的电荷量q;
15. (18分)如图a，一倾角为θ的绝缘光滑斜面固定在水平地面上，其顶端与两根相距为L 的水平光滑平行金属导轨相连；导轨处于一竖直向下的匀强磁场中，其末端装有挡板 M、N，两根平行金属棒G、H垂直导轨放置，G 的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块A 相连；初始时刻绳子处于拉紧状态并与G垂直，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧与水平面平行。从 t=0s开始，H在水平向右拉力作用下向右运动；t=2s时，H与挡板M、N相碰后立即被锁定。G在 t=1s后的速度——时间图线如图b所示，其中1~2s段为直线。已知：磁感应强度大小. B=1T,L=0.2m,G、H和A的质量均为0.2kg，G、H的电阻均为0.1Ω；导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计；H与挡板碰撞时间极短；整个运动过程A未与滑轮相碰，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好；sinθ=0.25, csθ=0.97, 重力加速度大小取 10m/s²。求:
(1)(4分) 在1~2s时间段内, 通过G的电流大小;
(2)(6分) t=1.5s时, 棒H上拉力的瞬时功率;
(3)(8分) 在2~3s时间段内, 棒G滑行的距离。
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树德中学高2022级高二下学期期中测试物理试题参考答案
1-5DCBAC 6-7DC 8BD9BD10AC
11. (每空2分) (1) C (2) 1.50 (3) 偏大 ; 相等
12. (每空2分)(1) ①. 甲 ②. 宽 (2) ①. A ②. D
13.【答案】(1) 能 (2) i=60° 3t=9L8c
【详解】如图所示，做出光路图
(1)由几何关系和光的反射定律,可得,∠a=60°,则 sina=32
再由全反射公式 1sinC=n,可得 sinC=33
(2) 由几何关系, 可得∠r=30°,
再由折射定律公式 sinisinr=n, 可得 sini=32, 故 i=60°
(3)由几何关系，可得光程 s=MD+DE=3L4+3L8=33L8,
由光速与折射率的关系： v=cn,
再由 t=sν=snc,
可得 t=9L8cn.
14. 【答案】(1)I=sin (2πt) A (2) WF=3 J 2q=1πC
【详解】(1)由图乙可得，杆ef匀速切割磁场时，在不同位置B的变化周期 T=2Lν0=1s,角速度 ω=2πT=2πrad/s,
切割所产生感应电动势的峰值. Eₘ=B₀v₀L=2V,
则其电流峰值 Im=B0ν0L2R=IA,
故其电流随时间变化的表达式为I=sin (2πt) A
(2)由于回路中产生正弦交流电，其有效值为 I=lm2,
在杆ef运动2L距离内，即0~T时间内： 对杆动能定理： WF−W差−μmg2L=0,由功能关系， W差=Q
由焦耳热定义式： Q=1m22⋅2R⋅T=lJ
代入数据得 WF=3J
(3)将其类比为正弦交流电，在杆ef运动L距离内，即研究 θ∼T2时间内： Φ=2Φm=2Emω,再由 q=Φ2R,
代入数据得 q=1πC
15. 【答案】(1)I=6.5A (2) P=16.15W (3)x=2.53m
【详解】(1)设回路中的感应电流大小为I，由图像可得杆G和A一起做匀加速运动，对杆G 和A整体分析，由牛顿第二定律可得： BIL−mGgsinθ=mG+mAa,
由图可得： a=2m/s²,
带入数据可得: I=6.5A
(2)设1~2 s 内某时刻棒 H的速度为 vH,
根据法拉第电磁感应定律可得，闭合回路中的感应电动势， E=BLvH−v
根据闭合电路欧姆定律可得 E=IRH+RG
联立并代入数据解得vH=v+6.5m/s
由于G 做匀加速运动，说明所受合外力不变，即回路中电流I不变，感应电动势 E不变，
则两棒速度差为vH-v=6.5m/s 保持不变，两棒的加速度相同且均为( a=2m/s²,
设棒 H上的拉力大小为F，对棒H，由牛顿第二定律可得 F−BIL=mHa
联立并代入数据解得F=1.7N
由v-t图像可得, t=1.5s时, 棒 G的速度为 v=4+22m/s=3m/s
此刻棒 H的速度为 vH=v+6.5m/s=9.5m/s
棒 H上拉力的瞬时功率 P=FvH=16.15 W。
(3)棒H停止运动后，闭合回路的感应电动势由棒G切割磁感线产生，根据法拉第电磁感应定律可得，闭合回路中的感应电动势E'=BLv
根据闭合电路欧姆定律可得，流经棒G 的电流大小 I'=E'RH+RG
此时G杆所受安培力为F=BI'L，
假设不考虑绳的作用，
对 G牛顿第二定律: BI'L=mGaG, 可得 aG=4m/s2
对A牛顿第二定律： mAgsinθ=mAaA,可得 aA=2.5m/s2,故无绳时, aG>aA,
因为绳只能提供拉力，可知棒H停止后一段时间内绳子松弛，物块A做加速度大小为 2.5m/s²的匀减速直线运动；对于棒 G，做初始加速度为4m/s²，且加速度逐渐减小的减速运动，
由t=3s时, A的速度为 v2−aAΔt=1.5m/s>1.47m/s,所以2~3s时间内物块A速度始终大于棒G的速度，可得2~3s时间内绳子始终松弛。
故对棒 G, 根据动量定理有-BIL△t=mGΔv,由图像法微元求和可得 BLq=mGv2−v3
由法拉第电磁感应定律得 q=IΔt=ER总Δt=nΔΦR总ΔtΔt=nΔΦR总=nBSR总=nBLxRℬ,
且 n=I,R总=RG+RH
联立代入数据解得x=2.53
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