上海市松江二中2025-2026学年高二第一学期期末考试物理试题

松江二中2025学年第一学期期末考试 高二物理 考试说明： 1.本卷满分为100分，答题时间为60分钟； 2．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项；未特别标注的为单选； 3．在简答或计算题中，须给出必要的文字说明、图示、公式等。 一、简谐运动（28分） 简谐运动是自然界最简单的振动。弹簧振子和单摆是最典型的简谐振动装置。 1．（6分）某弹簧振子的振动图像如图所示，x/cm t/ss 1 －1 2 4 O （1）该振子的振幅为______m，周期为 s。 （2）t＝2s时，摆球的运动方向为_____（A：正方向B：负方向） 2．（4分）单摆在摆角小于5°的范围内的摆动可视为简谐振动。 （1）单摆经过平衡位置时______。 A．合力为零 B．回复力为零 C．重力势能为零 （2）若已知某单摆摆动过程中拉力大小的变化周期为T，则该单摆的振动周期为 。 3.（4分）某同学利用单摆周期公式测重力加速度，在实验中测得多组摆长l和周期T的数 据，得到如图所示的图像。T 2 l O (1)由图像可知，该同学测量的摆长实际为：（ ） A.悬点到摆球中心的距离 B.悬点到摆球上端的距离 l0 C.悬点到摆球下端的距离 (2)该同学利用图像求得的重力加速度大小与真实的重力加速度大小相比（ ） A．偏大 B．偏小 C．不变 4.（6分）一竖直悬挂的弹簧振子，O 为平衡位置，将一根质量不计的细绳左端与振子相连，右端固定，且细绳处于水平伸直状态，如图所示。现给弹簧振子一个竖直向上的初速度，使弹簧振子在竖直方向做简谐振动。 （1）此时将在绳上产生一列 （A：横波B：纵波） （2）若弹簧振子的振动周期为T，则在绳上产生的机械波的周期为 （3）若增大弹簧振子的初速度，则绳上产生的机械波的波长将（ ） A. 不变 B.减小 C.增大 5．（8分）如图所示为两个摆长均为l的单摆甲和乙，甲摆球的质量为m，初始位置偏离竖直方向的角度θ<5°，乙摆球的质量为3m，处于平衡位置，现由静止释放甲摆球，到最低点后跟乙摆球发生弹性正碰。通过计算分析：l θ 甲 乙 （1）甲摆球碰完乙摆球后的瞬间，甲球的运动方向向哪里？（3分） （2）甲乙两摆球碰撞后的最大摆角θ甲、θ乙什么关系？（3分） （3）经过多长时间甲乙两球将再次发生碰撞？（2分） 二、洛伦兹力（23分） 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，它有着很广泛的应用。 1、 如图，两根通有大小相等、方向向上的电流的长直导线竖直插在光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线的中点，a、b为M、N连线上关于O点对称的两点。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度（k是常数、I是导线中的电流、r为点到导线的距离）。 （1） （4分）a点的磁场方向为 （A：垂直于MN向里；B：垂直于MN向外），沿直线从a点到b点磁感应强度大小变化情况为 （2） （3分）一带正电的小球以初速度从a点出发沿M、N连线运动到b点，运动中小球一直未离开桌面。小球从a点运动到b点的过程中，下列说法正确的是（　　） A． 小球做匀速直线运动 B． 小球所受洛伦兹力方向始终竖直向上 C．小球对桌面的压力先增大后减小 2、（6分）如图所示，两匀强磁场的方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度大小分别为、，今有一质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。则电子的运动轨迹为 （A：顺时针；B：逆时针），两侧磁场的磁感应强度大小之比B1:B2= ；电子从射入磁场到回到P点用时为 （答案用表示）。 3、（6分）上海光源的核心之一是加速电子的回旋加速器，如图所示，两个D形金属盒分别和某高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面向下，两D形盒间加速电场的电压大小恒为U，电子源置于盒的圆心附近。已知电子的初速度不计，质量为m，电荷量大小为e，盒子半径为R。不计电子在电场中加速的时间。 （1）所加交流电源的频率为( ) A．     B．     C．     D． （2）电子加速后获得的最大速度vm = 。 （3）某同学在分析电子在D形盒中的运动轨迹时，画出了如图所示的轨迹图，则粒子加速前后的两个半圆轨迹间距Δd会如何变化？ （A：不变；B：增大；C：减小） 4、（多选，4分）利用霍尔效应传感器可获知自行车的运动速率。图甲，自行车前轮的辐条上安装一块磁铁，轮子每转一圈，磁铁就通过传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场，电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电压。下列说法正确的是（　　） A．相邻两个脉冲电压的时间间隔越短，表明自行车的车速越大 B．霍尔电压的大小跟车速的大小有关 C．霍尔电压大小跟通过霍尔元件的电流大小有关 D. 霍尔电压大小跟磁块的磁性强弱有关。 三、 风力发电（21分） 风力发电作为能源转型的核心力量，是清洁电力供应的重要方式。 1、 (多选，4分)风力发电的原理可简化为叶片带动线圈在匀强磁场中匀速转动产生交流电。如图，线圈abcd在水平的匀强磁场中顺时针转动，某时刻线圈平面恰与磁场方向平行，则（ ） A．该时刻线圈磁通量为零 B．该时刻线圈中感应电动势为零 C．该时刻ab边受磁场力方向竖直向下 D．风力发电利用了电流的磁效应 2、（4分）若该风力发电机的线圈有N匝，面积为S，两磁体之间的磁场为磁感应强度为B的匀强磁场，当线圈在风力作用下以角速度ω匀速转动时，线圈中产生的最大感应电动势为 ，线圈从图示位置开始转过90°的过程中产生的平均感应电动势为 。u O Um − Um T t 3、（3分）如图所示，虚线是风力发电机带动甲线框转动产生的正弦交流电图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期 T 和最大值 Um 相同，则实线所对应的交流电的有效值 U 满足（ ） A．U = Um B．U < Um C．U > Um 4、（3分）如图所示，若风力发电机带动发电的甲线框匝数为100匝，电阻不计，所处的磁场可视为匀强磁场，甲线框以50 r/s的转速在磁场中匀速旋转，其产生的交流电通过一匝数比为 n1：n2 = 10：1 的理想变压器给电阻R供电，若电压表的示数为10 V，则，穿过甲线框平面的最大磁通量为____ Wb。 5、（3分）风力发电机叶片转动时可形成与风向垂直的圆面，风吹到圆面上速度立刻变成零。已知风速为v时，叶片受到的风力大小为F，则风速为2v时，叶片受到的风力大小为________。 6、（4分）风力发电的输电原理如图所示（变压器均为理想变压器）。若输电线的总电阻为 28 Ω，降压变压器的匝数比 n3：n4 = 130：1，副线圈的输出电压 U4 = 220 V、输出功率为 1 430 kW，那么降压变压器输入电流I3 = ______A，发电机的输入功率为 P = ______kW。 r U1 I1 I2 I4 U4 发电机 用户 n3 > n4 U3 U2 n1 < n2 I3 r 四、电磁感应与电磁波（28分） 电磁感应的发现极大推动了人类文明的进步，人类社会进入了电气化时代。 1、（4分）如图为最早的发电机装置，由____（A：法拉第B：奥斯特）发明；当圆盘向同一方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流是_____（A．交流电；B．直流电）。A B ω 黄铜电刷 黄铜电刷 2、（3分）线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后断开S，t’ 时刻再重新闭合S，则闭合电键后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是（     ） S 1 2 L 电流传感器 3、（5分）如图将自感线圈与电容器相连，就成了振荡电路。 （1）（3分）若电流传感器在某段时间内记录的电流随时间变化图像如图所示。由图线可知（ ）t i O t1 t2 t3 t4 A．在 t2 时刻振荡电路中的磁场能最大 B．在 t3 时刻振荡电路中的电场能最大 C．t1 ~ t2 时间内电容器极板上的电荷量不断减小 D．t3 ~ t4 时间内自感线圈的自感作用使回路中电流继续保持原方向 （2）（2分）若某时刻振荡电路中电流方向如图所示，线圈中的磁场方向向下且在减弱，则此时电容器在 （A.放电；B:充电） 4、（4分）小敏学习了电磁学知识以后，在家里制作了一个简单的电磁灶。如图所示，让线圈接上一个电源，在线圈上端放一盛有冷水的玻璃杯，闭合开关一段时间，发现没有加热效果．请指出小敏这个实验装置中的两个主要错误，并说明原因：错误 1：___________，理由：_________________________________；E 铁 芯 错误 2：___________，理由：_________________________________。 5、（12分）某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量 m = 0.2 kg，金属框宽为 0.1 m、长为 0.2 m，电阻 R = 2 Ω，磁场宽度D = 0.4 m，磁感应强度B= 1.2 T，不计摩擦。 （1）（4分）若 v0 = 5 m/s，则 ab 边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为________A；小车的加速度大小为________m/s2。v O t （2）（8分）若 cd 边刚离开磁场边界 MN 时，小车速度恰好为零: ①（3分）定性画出小车运动的速度 v 随时间 t 变化的关系图像； ②（2分）小车进入磁场过程与离开磁场过程安培力的冲量之比为多少？ ③（3分）求出小车进入磁场和离开磁场过程产生的热量之比。 第 4页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理期末考试参考答案 1、 简谐运动（28分） 1、（6分）(1) （4分）0.01, 4 (2) （2分）B 2、（4分）（1）（2分）B （2）（2分） 2T 3、（4分）（1）（2分）C （2）（2分）C 4、（6分）（1）（2分）A （2）（2分）T （3）（2分）A 5、（8分）（1）（3分）水平向左 （2）（3分）相等 （3）（2分） 2、 洛伦兹力（23分） 1、 （7分）（1）（4分）A 先减小后增大 （2）（3分）A 2、（6分） A 2:1 3、（6分）（1）B （2） （3）C 4、（4分）ACD（选A得2分，单选C得2分，单选D得2分，选AC得2分，选AD得2分，选CD得2分，选ACD得4分） 三、 风力发电（21分） 1、（4分）AC（选A得2分，单选C得2分，选AC得4分） 2、（4分）NBSω 2NBSω/π 3、（3分）B 4、（3分） 5、（3分）4F 6、（4分）50 1500 四、电磁感应与电磁波（28分） 1、（4分）A B 2、（3分）B 3、（5分）（1）（3分）D （2）（2分） B 4、（4分）错误 1：使用了直流电源 理由：直流电产生的磁场不变，不能产生电磁感应，得不到涡流。 错误 2：盛水使用了玻璃杯。 理由：玻璃是绝缘体，不能产生涡流。 5、 （12分） （1）（4分）0.3，0.18 （2）（8分）①（3分）图像为： ②（2分）1：1 ③（3分）3：1 学科网（北京）股份有限公司 $