高二(下)期中物理试卷(含解析)

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高二（下）期中物理试卷
一、选择题：（48分）本题共12小题，每小题4分，1-8为单选题，9-12为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1．（4分）如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域。从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区为止的过程中，线框内感应电流的情况（以逆时针方向为电流的正方向）是图中的（　　）

A． B．
C． D．
2．（4分）如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（　　）

A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左
C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右
3．（4分）如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用0.2s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1，第二次用2s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面电量为q2，则（　　）

A．W1＜W2，q1＜q2 B．W1＞W2，q1＝q2
C．W1＜W2，q1＝q2 D．W1＞W2，q1＞q2
4．（4分）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是（　　）

A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为3：2
C．交流电a的瞬时值为u＝10sin5πtV D．交流电b的最大值为
5．（4分）如图所示是一列简谐横波在t＝0时刻的波形图。质点c在t＝3s时第1次到达波峰，此时质点e恰好在平衡位置且向下运动，则下列说法正确的是（　　）

A．这列波的波速为2m/s，频率为0.25Hz B．这列波向右传播
C．t＝0.4s时b质点恰好回到平衡位置 D．t＝3s时质点d向上运动
6．（4分）如图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动的质点P的振动图象，则下列判断正确的是（　　）

A．该波的传播速率为4 cm/s
B．该波的传播方向沿x轴正方向
C．经过0.5 s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2 m
D．该波在传播过程中若遇到3 m的障碍物，能发生明显衍射现象
7．（4分）a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图所示，则以下叙述正确的是（　　）
A．a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角
B．通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的宽
C．在该介质中a光的传播速度小于b光的传播速度
D．在该介质中a光的波长小于b光的波长
8．（4分）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为（　　）

A． B． C． D．
9．（4分）如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝﹣0.2m和x＝1.2m处，两列波的速度均为V＝0.4m/s，两列波的振幅均为A＝2cm．图示为t＝0时刻两列波的图象（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x＝0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是（　　）

A．t＝1s时刻，质点M的位移为﹣4cm B．t＝1s时刻，质点M的位移为4cm
C．t＝0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点 D．质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向
10．（4分）在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图（a）所示，一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间△t第一次出现如图（b）所示的波形，则该波的（　　）

A．周期为△t，波长为8L B．周期为△t，波长为8L
C．周期为△t，波速为 D．周期为2△t，波速为
11．（4分）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（　　）

A．感应电流方向发生变化 B．CD段直线始终不受安培力
C．感应电动势最大值E＝Bav D．感应电动势平均值
12．（4分）如图所示，ABC是一个全反射棱镜的主截面，它是等腰直角三角形，一束白光垂直入射到AC面上，在AB面上发生全反射。若保持光的入射点不变，改变光线入射方向（不考虑自BC面反射的光线）（　　）

A．使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转时，可能有光射出AB面
B．使入射光线按图中所示的逆时针方向逐渐偏转时，可能有光射出AB面
C．使入射光线从图示位置逐渐偏转时，如有色光射出AB面，则红光先射出
D．使入射光线从图示位置逐渐偏转时，如有色光射出AB面，则紫光先射出
二．实验题（15分）（13题8分，14题7分）
13．（8分）某同学在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，设计了如图所示的装置．线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻R′、变阻器R和开关连接到干电池上，线圈B的两端接到另一个电流表乙上，两个电流表相同，零刻度居中．闭合开关后，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针的不同的位置如图所示．
（1）当滑片P较快地向左滑动时，甲表指针的偏转方向是　 　乙表指针的偏转方向是　 　（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）
（2）断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，乙表的偏转情况是　 　（填“向左偏”、“向右偏”或“不偏转”）
（3）从上述实验可以初步得出结论：　 　．

14．（7分）某同学在测一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上画一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2，在另一侧按正确方法再插两枚大头针P3和P4，移去大头针和圆形玻璃后，得图如下：
（1）从P3和P4一侧观察时，P1、P2、P3、P4应满足的关系为　 　；
（2）完成光路图，并标明入射光线、玻璃内传播的光线、出射光线；
（3）用α和β表示出光线从玻璃射入空气时的入射角和折射角，并用它们表示出玻璃的折射率为　 　．

三．计算题（37分）
15．（12分）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t＝0.06s时刻的波形图。已知在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动。

（1）判断该波的传播方向和振幅；
（2）求该波的最小频率；
（3）若3T＜t＜4T，求该波的波速。





16．（11分）如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，∠A＝30°，∠C＝90°．三棱镜材料的折射率是n＝．一束与BC面成θ＝30°角的光线射向BC面．
①试通过计算说明在AC面下方能否观察到折射光线？
②作出三棱镜内完整的光路图，指出最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角．











17．（14分）如图所示，平行光滑长导轨处于同一水平面内，相距为l，电阻不计，左端与阻值为R的电阻相连．金属杆质量为m，电阻为r，垂直于两导轨放置，整个装置放在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中．现对杆施加一水平向右的恒定拉力F，使它由静止开始运动．求：
（1）当杆的速度为v时，杆的加速度a；
（2）杆稳定时的速度vm；
（3）若杆从静止到达稳定的过程中，杆运动的距离为s，则此过程回路中产生的热量Q为多少？

高二（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：（48分）本题共12小题，每小题4分，1-8为单选题，9-12为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1．【分析】分三个阶段分析感应电流的变化情况，根据感应电流产生的条件判断线框中是否由感应电流产生，根据E＝BLv及欧姆定律判断感应电流的大小。
【解答】解：感应电流I＝＝，线框进入磁场时，导体棒切割磁感线的有效长度L减小，感应电流I逐渐减小；
当线框完全进入磁场时，穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，I＝0，
线框离开磁场时，导体棒切割磁感线的有效长度L减小，感应电流I逐渐减小；
由右手定则可知，线框进入磁场过程，电流沿逆时针方向，为正值，离开磁场过程，电流沿顺时针方向，为负值；故A正确，BCD错误；
故选：A。
2．【分析】由磁铁的运动可知线圈中磁通量的变化，由楞次定律可判断线圈的支持力及运动趋势．
【解答】解：当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述：“来拒去留：可知，线圈有向下和向右的趋势；故线圈受到的支持力增大；同时运动趋势向右；
故选：D。
3．【分析】由E＝BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，由安培力公式求出安培力，线框匀速运动，由平衡条件得，拉力等于安培力，求出拉力后，由功的计算公式求出拉力的功；根据感应电荷量公式q＝比较电量的大小．
【解答】解：设线框的长为L1，宽为L2，速度为v。
线框所受的安培力大小为：FB＝BIL2，
又I＝，E＝BL2v，
安培力：FB＝。
线框匀速运动，处于平衡状态，
由平衡条件得：拉力F＝FB＝，
拉出线框的过程中，拉力的功：
W＝FL1＝L1＝＝
克服安培力做功与所用时间成反比，t1＜t2，
所以：W1＞W2；
感应电荷量q＝I△t＝△t＝q△t＝＝，
在两种情况下，B、S、R都相等，因此通过导线截面的电量相等，即有q1＝q2；故B正确。
故选：B。
4．【分析】根据图象可以知道交流电的最大值和交流电的周期，根据交流电周期之间的关系可以求得线圈的转速之间的关系和交流电的瞬时值表达式．
【解答】解：A、由图可知，t＝0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，所以A错误；
B、由图象可知TA：TB＝2：3，故nA：nB＝3：2，所以B正确，
C、由图象可知，交流电a的最大值为10V，角速度为ω＝＝＝5π，所以交流电a的瞬时值为u＝10sin5πtV，所以C正确；
D、交流电最大值Um＝NBSω，故Uma：Umb＝3：2，故，D正确。
本题选错误的，故选A。
5．【分析】由质点c在t＝3s时第1次到达波峰，此时质点e恰好在平衡位置且向下运动可判断出t＝0时刻质点c的振动方向，就能确定波的传播方向。根据波速公式求出波速大小；根据波形的平移可求出b质点回到平衡位置的最短时间。
【解答】解：AB、由质点c在t＝3s时第1次到达波峰，此时质点e恰好在平衡位置且向下运动，可判断得到t＝0时刻质点c的振动方向向下，波的传播方向沿x轴负方向。
由t＝T得T＝t＝4s，频率f＝＝＝0.25Hz
v＝＝m/s＝1m/s，故AB错误；
C、据波形的平移法，当c点状态传到b点时，为b点回到平衡位置的最短时间，b到c平衡位置距离x＝0.4m
则 t＝＝＝0.4s；
即b质点回到平衡位置的最短时间为0.4s；故C正确；
D、3s时e在平衡位置向下振动，波向左传播，根据带动法可知，d点正在向下运动，故D错误。
故选：C。
6．【分析】由波动图象可读出波长，由振动图象读出周期，求出波速．在乙图上读出t＝0时刻P质点的振动方向，在甲图上判断出波的传播方向．波在同一介质中匀速传播，由s＝vt可以求出经过0.5s时间波沿波的传播方向向前传播的距离，而质点并不向前传播．根据波长与障碍物尺寸的关系分析能否发生明显的衍射现象．
【解答】解：
A、甲图是波动图象，由甲读出该波的波长为λ＝4m。乙图是振动图象，由乙图读出周期为T＝1s，则波速为v＝＝4m/s。故A错误。
B、在乙图上读出t＝0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上，根据波形的平移法判断得知该波的传播方向沿x轴负方向。故B错误。
C、质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不随波的传播方向向前传播。故C错误。
D、由于该波的波长为4m，所以该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象。故D正确。
故选：D。
7．【分析】根据折射定律可知两种光的折射率大小，由临界角公式sinC＝，分析临界角的大小。根据光的干涉研究结果：波长间距与波长成正比，分析干涉条纹间距的关系。由v＝判断光在该介质中速度关系。
【解答】解：A、根据折射定律可知折射率nb＞na，由临界角公式sinC＝，Ca＞Cb，故A错误。
BD、折射率nb＞na，fb＞fa，由λ＝知：λa＞λb，则通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的宽。故B正确。
C、由v＝判断可知，nb＞na，该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度。故C错误。
D、折射率nb＞na，波长λa＞λb，故D错误。
故选：B。
8．【分析】由于光是从玻璃射向空气，所以折射定律公式中，折射率应该是折射角的正弦与入射角的正弦相比，若是光是从玻璃射向空气则折射率应该是入射角的正弦与折射角的正弦相比．光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角；当恰好发生全反射时的入射角叫临界角．
【解答】解：三棱镜的截面为等腰直角ABC，光线沿平行于BC边的方向射到AB边，则第一次折射时的入射角等于45°，
射到AC边上，并刚好能发生全反射。则有sinC＝。
由折射定律可得：n＝＝
所以由上两式可得：n＝
故选：D。
9．【分析】由图读出波长，从而算出波的周期．根据所给的时间与周期的关系，分析质点M的位置，确定其位移．
由波的传播方向来确定质点的振动方向．
两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，则振动情况相同时振动加强；振动情况相反时振动减弱．
【解答】解：AB、由图知波长λ＝0.4m，由v＝得，波的周期为T＝＝1s，两质点传到M的时间为T，当t＝1s时刻，两波的波谷恰好传到质点M，所以位移为﹣4cm。故A正确，B错误；
C、质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动，所以质点P、Q都不会运动到M点，故C错误；
D、由波的传播方向根据波形平移法可判断出质点的振动方向：两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点P、Q均沿y轴负方向运动，故D正确；
故选：AD。
10．【分析】由图确定波长，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，则介质中所有质点起振方向均向下。图b中质点9此刻振动方向向上，说明波不是才传到质点9，而是传到9后又经过了半个周期，则时间△t与周期的关系为△t＝1.5T，求出周期，再由波速公式求解波速。
【解答】解：横波沿该直线向右传播，图示时刻质点9的振动方向向上。由题波源1的起振动方向向下，则第一次出现如图（b）所示的波形，振动传到质点9后，又传播了半个周期，则时间△t与周期的关系为△t＝1.5T，可得周期为，由图（b）可得波长为λ＝8L，故可得波速为，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
11．【分析】根据楞次定律判断出感应电流的方向，根据左手定则判断CD段所受的安培力．当切割的有效长度最大时，感应电动势最大，通过法拉第电磁感应定律求出感应电动势的平均值．
【解答】解：A、根据楞次定律，知半圆形闭合回路在进入磁场的过程中，感应电流的方向为逆时针方向，方向不变。故A错误。
B、根据左手定则，CD段所受的安培力方向竖直向下。故B错误。
C、切割的有效长度的最大值为a，则感应电动势的最大值E＝Bav．故C正确。
D、根据法拉第电磁感应定律得，．故D正确。
故选：CD。
12．【分析】垂直射入AC面的白光在AB面已发生全反射，若入射光逆时针旋转，则光在AB面上仍会发生全反射，不会射出，顺时针转动时，红光的入射角最先小于临界角，不发生全反射。
【解答】解：AC、顺时针转动时，入射角逐渐小于45°，先达到哪种光的临界角，哪种光线射出来，而红光比紫光折射率小，所以红光最先达到临界角，则红光先射出，故A正确，C正确；
BD、根据题意可知：当入射角等于45°时会发生全反射，若入射光逆时针旋转，入射角大于45°，所以肯定会发生全反射，不会有光从AB边射出。故BD错误。
故选：AC。
二．实验题（15分）（13题8分，14题7分）
13．【分析】（1、2）根据电路中电流的变化，判断甲 电流表指针偏转方向．根据楞次定律判断感应电流的方向，结合题中条件，判断乙电流表指针偏转方向．
（3）根据实验现象总结得出结论．
【解答】解：（1）当滑片P较快地向左滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，可知甲表指针向右偏转．
根据楞次定律判断可知，线圈B中产生的感应电流方向沿顺时针（从上往下看），从“﹣”接线住流入乙表，乙表向左偏转．
（2）断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，根据楞次定律判断可知，线圈B中产生的感应电流方向沿顺时针（从上往下看），从“﹣”接线住流入乙表，乙表向左偏转．
（3）由上知，当流过A线圈的电流变化时，A产生的磁场强弱发生变化，穿过线圈B的磁通量变化，从而在乙线圈产生感应电流，而且当磁场增强时，线圈乙中产生的磁场方向与原磁场相反，可得出的结论是：穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电流，感应电流的磁场总要阻得引起感应电流的磁通量变化．
故答案为：（1）向右偏，向左偏；（2）向左偏；（3）穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电流，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量化．
14．【分析】（1）从P3和P4一侧观察时，大头针P3、P4和P1、P2的像必须在一直线上，表明P3和P4在P1、P2的出射光线上．
（2）连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线．
（3）应用折射率的定义式n＝求出玻璃的折射率．
【解答】解：（1）从P3和P4一侧观察时，P1、P2、P3、P4应满足的关系为：大头针P3、P4和P1、P2的像恰在一直线上；
（2）连接P1、P2作为入射光线，延长至玻璃界面为入射点M；连接P3、P4作为出射光线，反向延长至玻璃界面为出射点N；连接M、N即为玻璃内传播的光线．
（3）连接O、N所作的直线是过出射点N点的界面法线，则入射角α和折射角β如图所示．
则折射率：n＝；
故答案为：
（1）大头针P3、P4和P1、P2的像恰在一直线上；
（2）完成光路图如图所示．
（3）．

三．计算题（37分）
15．【分析】（1）已知在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动，根据波形平移法得到该波的传播方向；
（2）由两个时刻的波形可知时间与周期的关系，求出周期的通项，即可求得频率的通项，从而求出频率的最小值。
（3）根据上题的结论，求解频率的特殊值，读出波长，求出波速。
【解答】解：（1）已知在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动，波形向右平移，所以该波沿x轴正方向传播，振幅为5cm；
（2）由图得：△t＝（n+）T，得：T＝＝s（n＝0，1，2，…）
解得：频率的通项为f＝＝Hz，
当n＝0，f＝12.5Hz为最小频率。
（3）当3T＜t＜4T时，上题中：n＝3
则波速为：v＝λf＝1.2×＝75m/s
答：（1）波沿x轴正方向传播，振幅为5cm；
（2）该波的最小频率是12.5Hz；
（3）若3T＜t＜4T，该波的波速是75m/s。
16．【分析】由折射定律先求出在BC面上的折射角的大小，可求出在AC边上的入射角的大小，结合临界角的大小可判断光能否通过AC边．
【解答】解：①由折射定律在BC面上有：

解得：γ＝30°
由临界角的公式得：
所以全反射的临界角C＜60°
光线在AC面上的入射角为60°＞C，故光线在AC界面发生全反射，在AC面下方不能观察到折射光线
②由几何关系可知在AB边上的入射角为30°，则射出棱镜时的折射角为60°，光路如图所示，最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角为120°．
答：①在AC面下方不能观察到折射光线
②光路如图所示，最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角为120°

17．【分析】（1）杆由水平向右的拉力F和水平向左的安培力的合力产生加速度．由感应电动势、欧姆定律和安培力公式推导安培力与速度的关系式，再根据牛顿第二定律求解加速度．
（2）杆先加速度减小的变加速运动，后做匀速直线运动，达到稳定状态．即加速度等于零时，速度稳定，由（1）问求出a＝0时的速度．
（3）杆从静止到达稳定的过程中，外力做功提供的能量转化为金属杆的动能和回路的内能，根据能量守恒定律求出热量．
【解答】解：（1）当杆的速度为v时，产生的感应电动势为：E＝Blv
感应电流为：I＝
杆所受的安培力为：F安＝BIl＝
根据牛顿第二定律得：F﹣F安＝ma
解得：a＝﹣
（2）当a＝0时，杆做匀速运动，速度达最大，为：vm＝．
（3）根据能量守恒定律得：Fs＝+Q
可得：Q＝Fs﹣
答：（1）当杆的速度为ν时，杆的加速度为﹣．
（2）杆稳定时的速度是．
（3）此过程中回路产生的热量是Fs﹣．