天津市第二十五中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷

天津市第二十五中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷 一、单选题（每题3分，共24分） 1．下列说法正确的是（　　） A．简谐振动的周期与振幅有关，振幅越大周期越长 B．物体做受迫振动时，受迫振动的频率等于物体的固有频率 C．机械波的衍射能力与波长有关，波长越长衍射能力越强 D．机械波在传播过程中，介质中的质点随波迁移 2．某同学在学习光学时，发现各种光学现象已经在各个科技领域有所应用。但他对光现象的理解正确的是（　　） A．全息影像是利用了激光的衍射现象 B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，为了防止反光往往在镜头前加增透膜 C．光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理 D．利用激光传播速度大的特性，可以较准确的测量地球到月球的距离 3．不同电磁波由于具有不同的频率，因此具有不同的特性。a、b两种单色光在电磁波谱中的位置如图甲所示，由a、b两种单色光组成的一束光由空气射向水面并发生折射的光路图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．折射光线Ⅱ是单色光b B．逐渐增大入射角，单色光b首先发生全反射 C．两种单色光由空气进入水中后，频率都变小 D．在水中，单色光a的速度比单色光b的速度大 4．在我国，近年垂钓运动正成为休闲和体育结合的新时尚。鱼漂是垂钓时反映鱼儿咬钩讯息的工具。如图甲所示，当鱼漂静止时，P点恰好在水面处。将鱼漂缓慢向下压，松手后，鱼漂在竖直方向上做简谐运动。其振动图像如图乙所示，取竖直向上为位移的正方向。则（　　） A．在t=0.3s时刻，鱼漂的速度方向竖直向下 B．在t=0.3s时刻，鱼漂的加速度方向竖直向下 C．该鱼漂的振动频率为2.5Hz D．该鱼漂在振动的过程中，存在速度和加速度均减小的时间段 5．电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。制动时车轮转动带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生交变电流。若时磁场方向恰与线圈平面垂直，磁极位置如图甲所示，磁极匀速转动，线圈中的电动势随时间变化的关系如图乙所示。将两磁极间的磁场近似视为匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A．时线圈中磁通量为0，磁通量变化率最大 B．时线圈中电流方向由P指向Q C．过程，线圈中的平均感应电动势大小为 D．线圈中的电动势瞬时值表达式为 6．一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则下列说法不正确的是（    ） A．此单摆的固有周期约为2s B．此单摆的摆长约为1m C．若摆长增大，单摆的固有频率减小 D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 7．一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度可能是（ ） A．2m/s B．3m/s C．4m./s D．5m/s 8．波源质点在坐标原点O沿y方向上下振动，已知t=0时刻波恰好传到x=20cm的质点处，波形如图，波沿x轴正方向传播，波速为2m/s，由此可知（　　） A．波源开始振动时方向沿y轴正方向 B．若波源向x轴正方向运动，接受器P接收到波的频率可能为9Hz C．若该波传播中遇到宽约10m的障碍物能发生明显的衍射现象 D．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为10Hz 二、多选题（每题4分，共20分） 9．生活中处处有学问，很多生活现象都可以用物理知识来解释。如图所示，在平静水面的O点正下方，离O点h处有一点光源D，发现水面上有光线射出的区域为一以O点为圆心、半径为R的圆，下列说法正确的是（　　） A．水的折射率为 B．水的折射率为 C．如果点光源的深度h变大，则有光线射出区域的半径变大 D．如果点光源的深度h变大，则有光线射出区域的半径变小 10．关于以下四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲是一束单色光进入水珠后传播的示意图，其中a光束在水珠中传播的速度一定小于b光束在水珠中传播的速度 B．图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角r从增大到（不包括）过程中，始终有光线从面射出 C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离L，相邻两条亮条纹间的距离将减小 D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波 11．1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角变大 B．根据图乙可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关 C．图丙中，若电子的电荷量用e表示，、、普朗克常量h已知，则该金属的截止频率为 D．图丁中，由光电子最大初动能与入射光频率的关系图像可知该金属的逸出功为E或 12．2023年2月5日佛山和2月11日河源发生地震，为了了解地震，减少地震带来的危害，研究地震波的发生、传播等规律特别重要。某地震监测站监测到一列沿x轴传播的地震波，时刻x轴上区间内的波形如图甲所示。处质点的振动图像如图乙所示，时该质点第一次处于波峰。下列说法正确的是（    ） A．该地震波的周期为 B．该地震波沿x轴正方向传播 C．该地震波沿x轴传播的速度为 D．时，处的质点处于波峰 13．2022年北京冬奥会深刻体现了“绿色环保”的理念。我国张北地区有丰富的风力资源，张北可再生能源示范项目将风能转化为清洁电力，并入冀北电网，再输向北京、延庆、张家口三个赛区。现有一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向北京赛区某场馆1000个额定电压为、额定功率为的LED灯供电。当发电机输出如图乙所示的电压时，赛区的LED灯全部可以正常工作。已知输电导线损失的功率为赛区获得总功率的，输电导线的等效电阻为。则下列说法正确的是（　　） A．风力发电机的转速为 B．风力发电机内输出的电能为 C．升压变压器原、副线圈匝数比为 D．若关掉部分LED灯，将变大 三、实验题（每空2分，共14分） 14．某兴趣学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图所示。 （1）在用该装置观察双缝干涉条纹时，观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹变得清晰。那么，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向 （填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 （2）在某次测量中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹记为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示，此示数为2.320mm。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则此示数为 mm。 （3）进一步用计算式 可求出该单色光的波长（已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，相邻亮纹的间距为表示）。 （4）本次测量单色光的波长为 m（已知，，结果保留两位有效数字） 15．在“用插针法测定玻璃砖折射率”的实验中： (1)某同学画出的光路图如图甲所示，下列说法中正确的是______。 A．为减小测量误差，大头针、的连线与法线的夹角应尽量小些 B．若大头针、的连线与法线夹角较大，有可能在面发生全反射 C．插上大头针，应使挡住、的像和 D．为了减小作图误差，大头针和的距离应适当取大些 (2)根据图甲可知，该玻璃砖的折射率 （用图中角度表示）。 (3)若该同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，②中用的是梯形玻璃砖。其它操作均正确，且均以、为界面画光路图。则①中测得的折射率与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；②中测得的折射率与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、解答题 16．（12分）如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一个质量的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨道到达B点，最后落到斜面上C点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为4mg（忽略空气阻力，重力加速度g取）。求： （1）小球释放点与A点的高度差h； （2）小球从B点运动到C点所用的时间t； （3）小球平抛过程中重力的最大功率P。    17．（14分）如图甲所示，两根间距为、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨底端接入一阻值为的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上。在导轨上垂直于导轨放置一质量为、电阻为的金属杆，开始时使金属杆保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上的恒力，金属杆由静止开始运动，图乙为运动过程的图像，重力加速度。求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）金属杆向上运动前2s内通过电阻R的电荷量q； （3）前4s内电阻R产生的热量Q。 18．（16分）如图所示，平面直角坐标系内，第Ⅱ象限内有沿x轴正方向的匀强电场，第Ⅰ象限和第Ⅳ象限内有垂直纸面，方向相反、强度不同的匀强磁场。质量为m，电量为q的带正电粒子从点沿y轴负方向以速度v射入电场中，从点进入第Ⅰ象限的磁场中，一段时间后开始做垂直穿越x轴的往复运动。不计粒子的重力。 （1）求电场强度E大小； （2）求第Ⅰ象限内磁场的磁感应强度B1的大小； （3）当粒子第3次到达x轴时，粒子在两磁场中的运动时间相等，求粒子第1次和第3次穿越x轴位置之间的距离。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．C【详解】A．简谐振动的周期与振幅的大小无关，A错误； B．物体做受迫振动时，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，B错误； C．当障碍物的尺寸与波长差不多或者比波长小得多的情况下，能发生明显的衍射现象，波长越长，越容易发生衍射现象，即衍射能力越强，C正确； D．机械波在传播过程中，介质中的质点只会在平衡位置附近振动，不会随波迁移，D错误。故选C。 2．C【详解】A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性，故A错误； B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，玻璃有反光，所以往往在镜头前加一个偏振片以削弱反射光的干扰，从而使照片清晰，故B错误； C．光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理，故C正确； D．激光方向集中，也就是平行度好，所以可比较精确测量月球到地球的距离，故D错误。故选C。 3．D【详解】A．由甲图可知，a光的频率小于b光的频率，故a光的折射率小于b光的折射率；由图乙可知，两束光从空气向射入水中，入射角相同，折射光线Ⅱ的折射角大于折射光线I的折射角，根据 可知折射光线Ⅱ的折射率小于折射光线I的折射率，故折射光线Ⅱ是单色光a，故A错误； B．两束光都是从空气向射入水中，即从光疏介质到光密介质，不会发生全反射，故B错误； C．两种单色光由空气进入水中后，频率都不变，波长发生变化，故C错误； D．由A项可知，a光的折射率小于b光的折射率，根据 可知在水中，单色光a的速度比单色光b的速度大，故D正确。故选D。 4．B【详解】AB．由图乙可知，t=0.3s时刻，鱼漂的位移沿y轴正方向，此时运动方向向上，则鱼漂的加速度沿y轴负方向，故A错误，B正确； C．由图乙可知鱼漂振动的周期为0.8s，则其频率故C错误； D．根据加速度与位移关系为可知，位移减小时，加速度a在减小，而此时都是在平衡位置两侧向平衡位置靠近，而平衡位置速度最大，所以速度在增大，不可能出现加速度减小速度也在减小的情况，故D错误。 故选B。 5．C【详解】A．时线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，选项A错误； B．根据右手定则，时线圈中电流方向由Q指向P，选项B错误； C．过程，线圈中的平均感应电动势大小为选项C正确； D．线圈中的电动势瞬时值表达式为选项D错误。故选C。 6．D【详解】A．单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为，周期为2s，故A正确； B．由图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2s。由公式可得故B正确； C．若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，故C正确； D．若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故D错误。本题选不正确的，故选D。 7．B【详解】由图该波的周期T大于，波传播的距离小于波长，则据题意，由两个时刻的波形得到：，或，解得，，由波速公式，得，。故ACD错误，B正确。故选B. 点睛：由图象读出波长．根据两个时刻的波形，结合条件，求出波长的可能值，并求出波速可能值． 8．D【详解】A．由于波源质点的起振方向与波前质点的起振方向一致，从波形图可知x=20cm的质点此刻的振动方向向下，故波源质点的起振方向沿y轴负方向，A错误； B．由波形图可知波长，该列波的频率 若波源向x轴正方向运动，接受器P接收到波的频率会变大，应大于10Hz，B错误； C．发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，宽约10m的障碍比波长0.2m大很多，故不能发生明显的衍射现象，C错误； D．两列波相遇并发生稳定干涉现象的条件是两列波的频率一致，故另一列波的频率应为10Hz，D正确。故选D。 9．BC【详解】AB．根据全反射临界角公式 由图中几何关系可得联立可得水的折射率为故A错误，B正确； CD．如果点光源的深度h变大，由于折射率不变，发生全反射的临界角不变，根据 可知有光线射出区域的半径变大，故C正确，D错误。故选BC。 10．BCD【详解】A．一束单色光进入水珠后传播，b光束的偏折程度较大，b光束的折射率较大，根据 故a光束在水珠中传播的速度大于b光束在水珠中传播的速度，故A错误； B．当入射角r逐渐增大，根据折射定律，折射角也逐渐增大，由于折射角小于入射角，且因光在上表面的折射角等于下表面的入射角，则不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，故肯定有光线从bb'面射出，故B正确； C．根据双缝干涉条纹间距公式 若只减小屏到挡板间距离L，相邻两条亮条纹间的距离将减小，故C正确； D．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确。故选BCD。 11．CD【详解】A．先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应电子从金属板上飞出，锌板负电荷减少，张角变小，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又变大，故A错误； B．黄光越强，光子数越多，产生光电子越多，光电流越大，但光子的能量与光强无关，故B错误； C．根据公式可得可知该金属的截止频率故C正确； D．根据爱因斯坦光电效应方程有当时，有当时，有故D正确。故选CD。 12．BC【详解】A．由题可知，处质点的振动图像如图乙所示，时该质点第一次处于波峰，则有 解得该地震波的周期为故A错误； B．由图乙可知， 处质点在时刻向轴正方向振动，根据波形平移法可知，该地震波沿x轴正方向传播，故B正确； C．由图甲可知波长为，则该地震波沿x轴传播的速度为故C正确； D．由图甲可知，时刻，处的质点位于平衡位置向轴负方向振动，根据 可知时，处的质点处于波谷，故D错误。故选BC。 13．ACD【详解】A．由图乙可知，交流电的频率为 因此风力发电机的转速故A正确； B．1000个额定功率为的LED灯正常工作时，电功率 而输电线上损失的功率 所以风力发电机的功率为，因此风力发电机输出的电能 故B错误； C．输电线路损失的功率，根据 可得，输电线上电流即升压变压器次级电流为 升压变压器原线圈电流 因此升压变压器原、副线圈匝数比选项C正确； D．若关掉部分LED灯，则降压变压器次级功率减小，初级功率减小，导线上的电流减小，导线上功率电压损失减小，降压变压器初级电压变大，则次级电压将变大，选项D正确。故选ACD。 14． 靠近 13.870 【详解】（1）[1] 增加从目镜中观察到的条纹个数即减小条纹间距，由 可知可以减小L，则毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动。 （2）[2] 图乙的示数为 （3）[3]由可得 （4）[4] 相邻亮纹的间距为 所以单色光的波长为 15．(1)CD(2)(3) 偏小 不变 【详解】（1）A．为减小测量误差，入射角应适当大一些，则、的连线与法线的夹角应适当大些，故A错误； B．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故B错误； C．插上大头针，应使挡住、的像和，故C正确； D．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些，故D正确。故选CD。 （2）由折射率公式可知 （3）[1]①中测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角偏大，则由折射定律可知，折射率将偏小； [2]②中测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故②中测得的折射率与真实值相比不变。 16．（1）1.75m；（2）1s；（3）100W 【详解】（1）由题意可知小球到达B处时受到圆弧轨道顶端的弹力大小为 在B点，根据牛顿第二定律有解得 对小球从释放到运动至B点的过程，根据动能定理有解得 （2）小球离开B点后做平抛运动，小球落到C点时，根据平抛运动规律得； 根据几何关系有解得 （3）小球在落在C点前瞬间竖直分速度最大，重力的功率最大，为 17．（1）1T；（2）1.4C；（3）6.2J 【详解】（1）由图可知金属杆从t=2s开始匀速运动，则 其中，解得 （2）以沿导轨斜面向上为正，前2s内对金属杆沿导轨斜面方向由动量定理可得 上式转化为解得 （3）假设前2s内金属杆沿导轨上滑的位移为，通过电阻R的电荷量q可表示为 解得 前4s内金属杆沿导轨上滑的总位移为 由能量守恒可得解得 所以电阻R产生的热量 18．（1）（2）（3） 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，则从P到Q 解得 （2）粒子进入第一象限时，速度方向与y轴负向夹角为θ，则 θ=45° 进入第一象限时的速度 由几何关系可知粒子在第一象限运动的轨道半径 根据 可得 （3）当粒子第3次到达x轴时，粒子在两磁场中的运动时间相等，则 解得 根据 解得 粒子第1次和第3次穿越x轴位置之间的距离 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$