北京工业大学附属中学2025-2026学年高二下学期期中考试物理试题

2025-2026学年第二学期期中考试 高二年级物理学科试卷 （考试时间90分钟，总分100分） 一、选择题（本大题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的） 1．关于光现象，下列说法正确的是（ ） A．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象 B．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象 C．雨后公路积水表面漂浮的油膜是彩色的，这是光的干涉现象 D．透过平行于日光灯管的单道窄缝观察正常发光的日光灯时，能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象 2．如图所示为某质点沿轴做简谐运动的图像，根据图像可知该质点（ ） A．在任意内通过的路程相同 B．在第末和第末的速度相同 C．在内所受回复力沿轴正方向 D．在内位移方向与瞬时速度方向相同 3．在如图所示的平面内，光束从介质斜射向空气，出射光为b、c两束单色光。关于b、c两束单色光，下列说法正确的是（ ） A．介质对光的折射率较大 B．在介质中，光的传播速度较大 C．发生全反射时，光的临界角较小 D．若两束光都能使某种金属发生光电效应，则光产生光电子的最大初动能较大 4．单色光a、b分别经过同一装置形成的干涉图样如图所示。下列说法正确的是（ ） A．单色光的波长比单色光的波长大 B．单色光的频率比单色光的频率高 C．单色光发生全反射的临界角比单色光发生全反射的临界角小 D．在同一块玻璃砖中传播时，单色光比单色光的传播速度小 5．如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，先经历等压变化到状态，再经历等容变化到状态。下列判断正确的是（ ） A．从到，气体温度升高 B．从到，气体向外界放热 C．从到，气体内能不变 D．从到，气体对外界做功 6．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流，其电动势随时间变化的图像如图乙所示，线圈电阻，电阻。则（ ） A．时，线圈与中性面垂直 B．线圈转动一周，电流的方向改变一次 C．电阻两端电压为10 V D．电阻在内产生的热量为 7．（2025·北京朝阳·二模）去高原旅游时，密封的食品包装袋比在平原上膨胀许多。假设环境温度不变，袋内气体视为理想气体。下列说法正确的是（ ） A．高原地区的大气压较高 B．包装袋中气体内能减小 C．包装袋中气体压强减小 D．包装袋中气体放出热量 8．一列简谐横波某时刻波形如图1所示。由该时刻开始计时，质点的振动情况如图2所示。下列说法正确的是（ ） A．该横波沿轴负方向传播 B．该时刻质点向轴正方向运动 C．经半个周期质点将沿轴负方向移动半个波长 D．该时刻质点与的速度、加速度都相同 9．如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻表示输电线的电阻，变阻器表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（ ） A．示数变大 B．示数变小 C．示数变大 D．示数变小 10．LC振荡电路是一种简单且常见电路，在测量、自动控制、无线电通信及遥控等许多领域有着广泛的应用。如图甲所示，规定回路中顺时针方向的电流为正，电流随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ） A．时刻，电容器中向下的电场最强 B．时刻，电容器极板不带电 C．在时间内，电容器正在充电 D．在时间内，振荡电路中磁场能正在向电场能转化 11．一列简谐横波在均均介质中沿轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（ ） A． B． C． D． 12．如图1所示，小球悬挂在轻弹簧的下端，弹簧上端连接传感器。小球上下振动时，传感器记录弹力随时间变化的规律如图2所示。已知重力加速度。下列说法正确的是（ ） A．小球的质量为0.2 kg，振动的周期为 B．0~2 s内，小球始终处于超重状态 C．0~2 s内，小球受弹力的冲量大小为2 N·s D．0~2 s内，弹力对小球做的功等于小球动能的变化量 13．图1是某高温自动报警器的电路示意图，左边电源电动势大小可调，弹簧处于原长。为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图2所示，下列说法正确的是（ ） A．为了使温度过高时报警器响铃，应接在处 B．若使启动报警器的温度提高些，可将图1中左边电源电动势调小一些 C．若使启动报警器的温度提高些，可将滑动变阻器滑片P向右移动 D．若使启动报警器的温度提高些，可将图1中弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 14．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd水平放置，间距为，一端连接阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、电阻为的导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。时导体棒在水平向右的恒力作用下开始运动。设导体棒两端的电压为，所受安培力的大小为，通过的电流为，速度大小为，加速度的大小为。关于导体棒开始运动后的情况，下列图像中合理的是（ ） A． B． C． D． 15．惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境：如图1所示，在水平地面上固定一倾角可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至点，静止释放后，摆球在之间做简谐运动，摆角为。在某次实验中，摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力为；摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中、、均已知。当地的重力加速度为。下列选项正确的是（ ） A．多次改变图1中角的大小，即可获得不同的等效重力加速度 B．在图2的测量过程中，单摆次全振动的时间为 C．多次改变斜面的倾角，只要得出就可以验证该结论成立 D．在图2的测量过程中，满足关系 16．已知射线是一种波长较短的电磁波，波长范围约为，对应能量范围约为。当射线照射在晶体上会发生明显的衍射现象（衍射可看作较多个波之间产生了光程差而形成叠加效应的结果）。衍射图样中斑点的强度和位置包含着有关晶体的信息，人们可以利用射线衍射探测晶体的微观结构。如图所示，当射线射向晶体（为单晶体）时，入射射线1、2与晶体的作用效果类似于被一簇平行面（晶面）反射，反射线、在足够远处叠加。已知晶面间距为，射线波长为，入射射线与晶面的夹角为。下列说法正确的是（ ） A．NaCl晶体具有各向同性的特点 B．在真空中射线的传播速度比可见光的传播速度大 C．若用射线照射氢原子，不能使氢原子电离 D．若反射线、叠加后相互加强，则可以推知 二、填空题（本大题共2小题，共18分） 17．（8分） 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）如图1为实验室中的学生实验用变压器，当左侧线圈“0”、“16”间接入9V电压时，右侧线圈“0”、“4”接线柱间输出电压可能是_____。 A． B． C． （2）如图2所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置，气体的压强可从仪表上读出，一段空气柱被橡胶套和柱塞封闭在针筒内，从刻度尺上可读出空气柱的长度。实验过程中若气体压缩太快会使气体温度_____（填“升高”、“不变”或“降低”）；用图像处理数据时，为了更直观的寻找规律可采用_____图像（填“”或“”）。 （3）在“测量玻璃的折射率”的实验中，若使用的玻璃砖两个界面不平行，如图3所示，在一侧透过玻璃砖观察，仍能看到大头针和的像。是否可以借助上述实验测出玻璃的折射率?请说明理由。 ____________________________________________。 18．（10分）同学们用多种方法测重力加速度值。 （1）用如图甲所示的单摆做“用单摆测重力加速度”的实验。 ①用游标卡尺测量摆球直径如图所示，摆球直径_____。若测出摆线长及单摆完成次全振动所用的时间，则重力加速度的大小，_____（用、n、t、d表示）。 ②若改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系如图乙所示，所得结果与当地重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是_____（选填正确选项前的字母）。 A．测周期时多数了一个周期 B．测周期时少数了一个周期 C．测摆长时直接将摆线的长度作为摆长 D．测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长 （2）将单摆挂在力传感器的下端，通过力传感器测定摆动过程中摆线受到的拉力，由计算机记录拉力随时间的变化，图像如图丙所示。测得摆长为，则重力加速度的表达式为_____。 （3）如图丁所示，将光电门安装在小球平衡位置的正下方，在小球上安装轻质挡光片，挡光宽度为，在铁架台后方固定量角器，利用此装置测重力加速度值。首先测得摆长为，之后将小球拉离平衡位置，当摆线与竖直方向成角（值可由量角器读出）时将小球由静止释放，传感器测得小球第一次摆下挡光的时间。多次改变摆角测得对应的，可得到多组数据，同时计算机可根据需要算出关于的任意三角函数值。 ①为了能最方便准确地利用图像处理数据，应绘制_____图像（写出图像的纵坐标—横坐标）； ②根据第①问中绘制的图像，求得图像斜率的大小为，则计算得到重力加速度______。 三、解答题（本大题共3个小题，共34分。解答应写出必要的文字说明，证明过程或演算步骤） 19．如图所示，某小型交流发电机内的矩形金属线圈的面积，匝数，线圈的总电阻，线圈所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小。线圈通过滑环和电刷与阻值的定值电阻连接。现使线圈绕轴匀速转动，角速度为。 （1）从中性面开始计时，写出线圈中电流瞬时值的表达式； （2）求线圈转动1 min过程中电阻上产生的热量； （3）求线圈从中性面位置转过的过程中，通过电阻的电荷量。 20．合成与分解是物理常用的一种研究问题的方法，如研究复杂的运动就可以将其分解成两个简单的运动来研究。请应用所学物理知识与方法，思考并解决以下问题。 如图2所示，把一个有孔的小球装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在沿水平轴的光滑杆上，能够在杆上自由滑动。把小球沿轴拉开一段距离，小球将做振幅为的振动，为振动的平衡位置。另一小球在竖直平面内以为圆心，在电动机的带动下，沿顺时针方向做半为径的匀速圆周运动。与在同一竖直线上。用竖直向下的平行光照射小球，适当调整的转速，可以观察到，小球在方向上的“影子”和小球在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为，小球的质量为，弹簧的弹性势能表达式为，其中是弹簧的劲度系数，是弹簧的形变量。 （1）请结合以上实验证明：小球振动的周期。 （2）简谐运动的一种定义是：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（图像）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。请根据这个定义并结合以上实验证明：小球在弹簧作用下的振动是简谐运动，并写出用已知量表示的位移与时间关系的表达式。 21．在研究物理学问题时，为了更好地揭示和理解物理现象背后的规律，我们需要对研究对象进行一定的概括和抽象，抓住主要矛盾、忽略次要因素，建构物理模型。谐振子模型是物理学中在研究振动问题时所涉及的一个重要模型。 （1）如图1所示，在光滑水平面上两个物块A与B由弹簧连接（弹簧与A、B不分开）构成一个谐振子。初始时弹簧被压缩，同时释放A、B，此后A的图像如图2所示（规定向右为正方向）。已知，，弹簧质量不计。 a．在图2中画出B物块的图像； b．求初始时弹簧的弹性势能。 （2）双原子分子中两原子在其平衡位置 附近振动时，这一系统可近似看作谐振子，其运动规律与（1）的情境相似。已知，两原子之间的势能随距离变化的规律如图4所示，在点附近随变化的规律可近似写作，式中和均为常量。假设原子固定不动，原子振动的范围为，其中远小于，请画出原子在上述区间振动过程中受力随距离变化的图线，并求出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第二学期期中考试 高二年级 物理学科试卷答案 （考试时间90分钟，总分100分） 一、选择题（本大题共14小题，每小题3分，共42分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的） 1．C 2．D 3．B 4．A 5．A 6．D 7．C 8．A 9．C 10．C 11．D 12．C 13．B 14．D 15．C 16．D 二、填空题（本大题共2小题，共18分） 17．（1）C （2）升高 （3）可以。在一侧能看到大头针和的像，就可以确定出射光线，再确定玻璃砖的界面和法线，就可以测出折射角和入射角，根据计算折射率。 18．（1）①18.5mm ②C （2） （3）① ② 三、解答题（本大题共3个小题，共34分。解答应写出必要的文字说明，证明过程或演算步骤） 19．【详解】（1）感应电动势最大值 从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值的表达式 （2）电流有效值 线圈转动过程中电阻上产生的热量 （3）线圈从中性面位置转过的过程中，通过电阻的电荷量 20．（1）（6分）以小球为研究对象，设它经过平衡位置时的速度为，当它从运动到最大位移处，根据机械能守恒有，由此得①。 由题中实验可知，小球在方向上的“影子”的速度时刻与小球的相等，经过点的速度与经过最低点的速度相等，即小球做匀速圆周运动的线速度也为。小球振动的周期与小球做圆周运动的周期相等。 根据圆周运动周期公式，小球的运动周期② 联立①②两式得小球的运动周期 所以小球的振动周期也为 （2）（6分）设小球做圆周运动的角速度为。 设小球从向右运动、小球从最高点向右运动开始计时，经过时间，小球与的连线与竖直方向成角， 小球在方向上的位移 根据，联立以上各式得 由题中实验可知在方向上的“影子”和在任何瞬间都重合即小球的位移规律也为，其中R、k、m为常量，所以，小球的运动是简谐运动。 21．（1）a．如答图2所示 b．由图像可知，当时弹簧恢复到原长 根据动量守恒定律 可得，此时 根据机械能守恒定律 （2）原子B振动过程中受力随距离变化的图线如答图3所示 由题意可知，原子处于处时， 系统的动能为最大值，设为 系统的势能为最小值，为 原子B处于处时，系统的动能为0 系统的势能为最大值，为 根据能量守恒定律可得 解得 学科网（北京）股份有限公司 $