精品解析：天津市滨海新区塘沽第一中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷

塘沽一中2024—2025学年度第二学期 高二年级期中考试物理学科试题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间60分钟，试卷共6页。卷Ⅰ答案用2B铅笔填涂在答题纸上对应区域，卷Ⅱ答案用黑色字迹的笔答在答题纸规定区域内 第Ⅰ卷（共48分） 一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能随分子间距离r变化的图像，取r趋近于无穷大时为零。通过功能关系可以从分子势能的图像中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是（　　） A. 假设将两个分子从处释放，它们将相互远离 B. 假设将两个分子从处释放，它们将相互靠近 C. 假设将两个分子从处释放，它们的加速度先增大后减小 D. 假设将两个分子从处释放，当时它们的速度最大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．由图可知，两个分子在处的分子势能最小，则分子之间的距离为平衡距离，分子之间的作用力恰好为0，所以假设将两个分子从处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近，A错误，B错误； CD．由于，可知分子在处的分子之间的作用力表现为斥力，分子之间的距离将增大，分子力做正功，分子的速度增大，分子力减小，加速度减小；当分子之间的距离大于时，分子之间的作用力表现为引力，随距离的增大，分子力做负功，分子的速度减小，分子力先增大后减小故加速度先增大后减小，所以当时它们的速度最大，加速度最小为零，C错误，D正确。 故选D。 2. 用a，b两种单色光分别照射处于基态的一群氢原子，用a照射时，氢原子辐射出6种不同频率的光子，用b照射时，氢原子辐射出3种不同频率的光子，则a、b两种单色光的特性下列说法正确的是（　　） A. 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 B. a，b两种单色光分别照射同一光电管，且都产生了光电效应，则b光的遏止电压大 C. a，b两种单色光相遇能产生干涉现象 D. a，b两种单色光都能产生多普勒和偏振现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，用a光照射氢原子时可使氢原子跃迁到更高能级，说明a光的频率比b光的频率大，同一介质对a光的折射率大于对b光的折射率，以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面的光路图如图所示 由图可知，a光的侧移量大，故A错误； B．因， 得 因a光的频率比b光的频率大，所以a光的遏止电压大,故B错误； C．a，b两种单色光的频率不同，相遇时不能产生干涉现象，故C错误； D．a，b两种单色光都是横波，都能产生多普勒和偏振现象，故D正确。 故选D。 3. 2025年1月20日，我国“人造太阳”核聚变实验装置（EAST）首次完成1亿摄氏度一千秒“高质量燃烧”，创造了新的世界纪录。下列方程属于核聚变反应的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．核反应方程属于原子核的人工转变，故A错误； B．核聚变是指两个或多个轻核合并成一个较重的核的过程，释放出大量能量。氘和氚发生反应生成氦和中子，符合核聚变的定义，故B正确； C．核反应方程属于α衰变，故C错误； D．核反应方程属于重核的裂变，故D错误； 故选B。 4. 如图所示，在绘制单摆做简谐运动的图像时，甲、乙两同学用不同摆长的沙摆和同样长的纸带，分别作出如图甲和图乙所示实验结果。已知实验中图甲、图乙纸带运动的平均速度大小相等，则甲、乙同学所用沙摆的摆长L甲：L乙为（　　） A. 9：16 B. 16：9 C. 3：4 D. 4：3 【答案】A 【解析】 【详解】ABCD．由图有，则有； 再由周期公式有，故选A。 5. 近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（　　） A. nkS，顺时针 B. kS，顺时针 C. nkS，逆时针 D. kS，逆时针 【答案】C 【解析】 【详解】根据楞次定律可知线圈中的感应电流为逆时针，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为 故选C。 二、不定项选择题（每小题3分，共18分。每小题给出的4个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 关于下列四个场景的说法中，正确的是（　　） A. 图甲中是光的全反射现象 B. 图乙中是光的薄膜干涉现象 C. 图丙中是光的衍射现象 D. 图丁中是应用光的偏振现象 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图甲中是光的衍射现象，故A错误； B．图乙中是光的薄膜干涉现象，故B正确； C．图丙中是光的色散现象，故C错误； D．图丁中是应用光的偏振现象，故D正确。 故选BD。 7. 热敏电阻器分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC），在自动控制领域起着越来越重要的作用。为了研究热敏电阻的特性，某实验小组将一只热敏电阻接入如图甲所示的电路中。已知变压器原，副线圈匝数比为，R为正温度系数热敏电阻（温度越高时电阻值越大），和是两个完全相同的灯泡。用示波器接在电压表两端可以观察到如图乙所示波形的交变电压。若变压器和电表都是理想仪器，下列说法正确的是（　　） A. 原线圈输入的交流电压u的频率为 B. 原线圈输入电压有效值为 C. 当用红外灯管照射R时，电流表的示数变小 D. 若的灯丝烧断后，电压表的示数会变小 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．由题图乙可知交流电压周期T=0.02s，所以频率为 所以原线圈输入的交流电压的频率也为50Hz，故A正确； B．图乙所示电压的最大值是，所以有效值是U=220V，变压器原、副线圈匝数比为1︰20，所以原线圈两端电压有效值是11V，故B错误； C．用红外线灯管照射R，R阻值随温度升高而变大，根据 知副线圈电流减小，副线圈输出功率减小，根据能量守恒定律，可知原线圈输入功率也减小，原线圈电流减小，所以电流表的示数减小，故C正确； D．当L1的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输出电压也不变，故电压表读数不变，故D错误。 故选AC。 8. 一列简谐横波，某时刻的波形如下图甲所示，从该时刻开始计时，波上B质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负向传播 B. A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同 C. 经过0.3s，B质点通过的位移大小为30m D. 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为2.5Hz 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙可知B质点在时刻向下振动，根据同侧法可知，该波沿x轴负向传播，故A正确； B．由图甲可知，A、B两点相距半个波长，则A、B两点的振动情况完全相反，所以不可能在某个时刻A、B两点的速度和位移均相同，故B错误； C．由图乙可知，B质点在时刻处于平衡位置，在时刻处于平衡位置，则经过0.3s，B质点通过的位移大小为0，故C错误； D．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则两列波的频率相等，由图乙可知周期为，则所遇到的波的频率为 故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（共52分） 三、实验题（每空2分，共10分） 9. 在利用插针法测定玻璃砖的折射率实验中甲同学画界面时，不小心将界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大了一些，如图甲所示，乙同学画界面时，不小心将界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度小了一些，如图乙所示，则甲同学测出的折射率________乙同学测出的折射率（填“大于”或“小于”或“相等”） 【答案】小于 【解析】 【详解】 根据图看出甲同学将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些，则测得的折射角将变大，算得的折射率将偏小；同理可知乙同学画界面时将界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度小了一些，则测得的折射角将变小，算得的折射率将偏大，故甲同学测出的折射率小于乙同学测出的折射率。 10. 某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以__________（选填选项前的字母）。 A. 将单缝向双缝靠近 B. 将红色滤光片换成绿色滤光片 C. 使用间距更小的双缝 （2）若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的__________。 A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 （3）某次测量时，选用的双缝的间距为mm，测得屏与双缝间的距离为，叉丝中心线对准第1条亮纹中心时读数为21.75mm，旋转测量头旋钮，叉丝中心线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则读数为__________mm。所测单色光的波长为______________（结果保留2位有效数字） 【答案】（1）B （2）B （3） ①. 29.30 ②. 6.3×10-7 【解析】 【小问1详解】 A．将单缝向双缝靠近，对从目镜中观察到的条纹个数无关，A错误； B．由双缝干涉条纹间距公式可知，将红色滤光片换成绿色滤光片，光的频率变大，波长变小，干涉条纹间距变小，则从目镜中观察到的条纹个数增多，B正确； C．使用间距更小的双缝，由干涉条纹间距公式可知，干涉条纹间距变大，观察到的条纹个数减少，C错误。 故选B。 【小问2详解】 在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，由图b的条纹间距可知，相邻条纹间距变为原来的2倍，根据，则双缝间的距离变为原来图a的。 故选B。 【小问3详解】 [1]由图3可知，第4条亮纹中心读数为 [2]条纹间距 由双缝干涉条纹间距公式可得 四、解答题：（解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤，数字运算必须明确写出数字和单位） 11. 如图所示，质量的篮球从离地高度处由静止释放，与地面发生第一次碰撞后反弹，达到最高点时离地高度，篮球与地面发生作用的时间。篮球反弹至最高点后，运动员通过竖直向下拍击篮球对其做功，使篮球与地面发生第二次碰撞，碰后恰能反弹至离地高度处。若篮球两次与地面碰撞损失的机械能相同，重力加速度，不计空气阻力。求： （1）篮球第一次与地面碰撞的过程中，损失的机械能； （2）篮球第一次与地面碰撞的过程中，受到地面的平均作用力的大小F； （3）运动员拍击篮球的过程，对篮球做的功W。 【答案】（1）2.1J；（2）48N；（3）4.2J 【解析】 【详解】（1）篮球第一次与地面碰撞的过程损失的机械能 （2）篮球第一次与地面碰撞前的速度大小为，碰撞后离地瞬间速度的大小为 篮球下落过程有 则 篮球上升过程有 则 篮球与地面碰撞过程，以竖直向下为正方向，根据动量定理有 则 （3）运动员拍球的过程中对篮球做功 12. 图（甲）所示为某种可测速的跑步机，其测速原理如图（乙）所示｡该机底面固定着两根间距、长度的平行金属导轨｡两金属导轨间充满磁感应强度为0.5T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两金属导轨通过导线与的定值电阻及理想电流表相连｡跑步机的橡胶带上镀有平行细金属条，橡胶带运动时，磁场中始终只有一根金属条与两金属导轨接通，已知每根金属条的电阻为，橡胶带以2m/s匀速运动，求： （1）金属条产生的电动势； （2）电流表的示数； （3）每根金属条穿过磁场的过程中，所受安培力对其做的功。 【答案】（1）0.8V； （2）0.16A； （3）做0.032J负功 【解析】 【详解】（1）金属条做切割磁感线运动产生的电动势大小为 （2）回路中的电流大小为 电流表的示数为0.16A。 （3）每根金属条穿过磁场的过程中，所受安培力为 由左手定则知，导体棒所受安培力方向向左，安培力做负功 每根金属条穿过磁场的过程中，所受安培力对其做0.032J负功。 13. 将一金属或半导体薄片垂直置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场方向会产生一个电势差，这一现象称为霍尔效应，此电势差称为霍尔电压。某长方体薄片霍尔元件，长为a、宽为b、厚为c，在霍尔元件中有沿x轴方向的电流强度为I，若霍尔元件中导电的载流子是自由电子，带电量为e，薄片处在沿方向磁感应强度为B的匀强磁场中，则在沿z轴方向产生霍尔电压， （1）请判断该霍尔元件图中前、后两个侧面，哪端的电势高，并简要叙述理由； （2）该霍尔元件在具体应用中，有，式中的称为霍尔元件灵敏度，一般要求越大越好，推导的表达式并解释为什么霍尔元件一般都做得很薄； （3）由于金属中载流子密度很大，霍尔效应不明显，因此霍尔元件常用半导体而不是金属。一种半导体材料中同时存在电子与空穴两种载流子（空穴可视为能移动的带正电的粒子），每个载流子所带电量的绝对值均为e，单位体积内电子和空穴的数目之比为ρ，在霍尔电压稳定后，电子和空穴沿z方向定向移动的速率分别为和，求电子和空穴沿z轴方向定向移动的速率和之比。 【答案】（1）根据左手定则，电子向后表面偏转，故前表面电势高；（2）霍尔灵敏度与元件厚度c成反比，c越小，值越大，故霍尔元件一般都做得很薄；（3） 【解析】 【详解】（1）略； （2）电子受到的洛伦兹力与电场力平衡 电场强度 电流的微观表达式 可得 故 由表达式可知，霍尔灵敏度与元件厚度c成反比，c越小，值越大，故霍尔元件一般都做得很薄。 （3）霍尔电压稳定，则一段时间内，到达后表面的电子总电荷量和空穴总电荷量相等，有 又 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 塘沽一中2024—2025学年度第二学期 高二年级期中考试物理学科试题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间60分钟，试卷共6页。卷Ⅰ答案用2B铅笔填涂在答题纸上对应区域，卷Ⅱ答案用黑色字迹的笔答在答题纸规定区域内 第Ⅰ卷（共48分） 一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能随分子间距离r变化的图像，取r趋近于无穷大时为零。通过功能关系可以从分子势能的图像中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是（　　） A. 假设将两个分子从处释放，它们将相互远离 B. 假设将两个分子从处释放，它们将相互靠近 C. 假设将两个分子从处释放，它们的加速度先增大后减小 D. 假设将两个分子从处释放，当时它们的速度最大 2. 用a，b两种单色光分别照射处于基态的一群氢原子，用a照射时，氢原子辐射出6种不同频率的光子，用b照射时，氢原子辐射出3种不同频率的光子，则a、b两种单色光的特性下列说法正确的是（　　） A. 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 B. a，b两种单色光分别照射同一光电管，且都产生了光电效应，则b光的遏止电压大 C. a，b两种单色光相遇能产生干涉现象 D. a，b两种单色光都能产生多普勒和偏振现象 3. 2025年1月20日，我国“人造太阳”核聚变实验装置（EAST）首次完成1亿摄氏度一千秒“高质量燃烧”，创造了新的世界纪录。下列方程属于核聚变反应的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，在绘制单摆做简谐运动的图像时，甲、乙两同学用不同摆长的沙摆和同样长的纸带，分别作出如图甲和图乙所示实验结果。已知实验中图甲、图乙纸带运动的平均速度大小相等，则甲、乙同学所用沙摆的摆长L甲：L乙为（　　） A. 9：16 B. 16：9 C. 3：4 D. 4：3 5. 近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（　　） A. nkS，顺时针 B. kS，顺时针 C. nkS，逆时针 D. kS，逆时针 二、不定项选择题（每小题3分，共18分。每小题给出的4个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 关于下列四个场景的说法中，正确的是（　　） A. 图甲中是光的全反射现象 B. 图乙中是光的薄膜干涉现象 C. 图丙中是光的衍射现象 D. 图丁中是应用光的偏振现象 7. 热敏电阻器分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC），在自动控制领域起着越来越重要的作用。为了研究热敏电阻的特性，某实验小组将一只热敏电阻接入如图甲所示的电路中。已知变压器原，副线圈匝数比为，R为正温度系数热敏电阻（温度越高时电阻值越大），和是两个完全相同的灯泡。用示波器接在电压表两端可以观察到如图乙所示波形的交变电压。若变压器和电表都是理想仪器，下列说法正确的是（　　） A. 原线圈输入的交流电压u的频率为 B. 原线圈输入电压有效值为 C. 当用红外灯管照射R时，电流表的示数变小 D. 若的灯丝烧断后，电压表的示数会变小 8. 一列简谐横波，某时刻的波形如下图甲所示，从该时刻开始计时，波上B质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负向传播 B. A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同 C. 经过0.3s，B质点通过的位移大小为30m D. 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为2.5Hz 第Ⅱ卷（共52分） 三、实验题（每空2分，共10分） 9. 在利用插针法测定玻璃砖的折射率实验中甲同学画界面时，不小心将界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大了一些，如图甲所示，乙同学画界面时，不小心将界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度小了一些，如图乙所示，则甲同学测出的折射率________乙同学测出的折射率（填“大于”或“小于”或“相等”） 10. 某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以__________（选填选项前的字母）。 A. 将单缝向双缝靠近 B. 将红色滤光片换成绿色滤光片 C. 使用间距更小的双缝 （2）若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的__________。 A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 （3）某次测量时，选用的双缝的间距为mm，测得屏与双缝间的距离为，叉丝中心线对准第1条亮纹中心时读数为21.75mm，旋转测量头旋钮，叉丝中心线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则读数为__________mm。所测单色光的波长为______________（结果保留2位有效数字） 四、解答题：（解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤，数字运算必须明确写出数字和单位） 11. 如图所示，质量的篮球从离地高度处由静止释放，与地面发生第一次碰撞后反弹，达到最高点时离地高度，篮球与地面发生作用的时间。篮球反弹至最高点后，运动员通过竖直向下拍击篮球对其做功，使篮球与地面发生第二次碰撞，碰后恰能反弹至离地高度处。若篮球两次与地面碰撞损失的机械能相同，重力加速度，不计空气阻力。求： （1）篮球第一次与地面碰撞的过程中，损失的机械能； （2）篮球第一次与地面碰撞的过程中，受到地面的平均作用力的大小F； （3）运动员拍击篮球的过程，对篮球做的功W。 12. 图（甲）所示为某种可测速的跑步机，其测速原理如图（乙）所示｡该机底面固定着两根间距、长度的平行金属导轨｡两金属导轨间充满磁感应强度为0.5T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两金属导轨通过导线与的定值电阻及理想电流表相连｡跑步机的橡胶带上镀有平行细金属条，橡胶带运动时，磁场中始终只有一根金属条与两金属导轨接通，已知每根金属条的电阻为，橡胶带以2m/s匀速运动，求： （1）金属条产生的电动势； （2）电流表的示数； （3）每根金属条穿过磁场的过程中，所受安培力对其做的功。 13. 将一金属或半导体薄片垂直置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场方向会产生一个电势差，这一现象称为霍尔效应，此电势差称为霍尔电压。某长方体薄片霍尔元件，长为a、宽为b、厚为c，在霍尔元件中有沿x轴方向的电流强度为I，若霍尔元件中导电的载流子是自由电子，带电量为e，薄片处在沿方向磁感应强度为B的匀强磁场中，则在沿z轴方向产生霍尔电压， （1）请判断该霍尔元件图中前、后两个侧面，哪端的电势高，并简要叙述理由； （2）该霍尔元件在具体应用中，有，式中的称为霍尔元件灵敏度，一般要求越大越好，推导的表达式并解释为什么霍尔元件一般都做得很薄； （3）由于金属中载流子密度很大，霍尔效应不明显，因此霍尔元件常用半导体而不是金属。一种半导体材料中同时存在电子与空穴两种载流子（空穴可视为能移动的带正电的粒子），每个载流子所带电量的绝对值均为e，单位体积内电子和空穴的数目之比为ρ，在霍尔电压稳定后，电子和空穴沿z方向定向移动的速率分别为和，求电子和空穴沿z轴方向定向移动的速率和之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $