天津市2025-2026学年高二下学期物理期末模拟试卷

**基本信息** 以5G通信、质谱仪等科技情境为载体，融合机械振动、电磁感应等核心知识，通过实验设计与综合问题考查科学思维与探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|5题|电磁波性质、光的折射、单摆振动、电磁感应、变压器|5G通信情境考查电磁波波长（物理观念）| |多选题|3题|光现象、机械波传播、抛体运动规律|机械波结合振动方程分析传播方向（科学推理）| |实验题|2题|液体折射率测量、动量守恒验证|圆盘测折射率实验设计（科学探究）| |解答题|3题|机械能与动量综合、电磁感应计算、质谱仪分析|质谱仪问题整合电场与磁场（模型建构）|

2025-2026天津市高二下学期物理期末模拟 一、单选题 1．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）相比4G频率更高，具有更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。在真空中与4G相比，5G使用的电磁波（    ） A．波长更短 B．衍射更明显 C．传播速度更大 D．属于纵波 2．如图所示，a、b两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜，经三棱镜折射后沿同一方向射出，下列关于a光和b光的说法正确的是（　　） A．在该三棱镜中，a光的折射率大于b光的折射率 B．若在某种情况下发生全反射a光的临界角一定大于b光的临界角 C．在同样的双缝干涉条件下，用b光得到的干涉条纹的相邻明条纹间距较大 D．在该三棱镜中，b光的传播速度较大 3．如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（　　） A．若仅将摆球质量变大，单摆周期变大 B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为 C．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大 D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小 4．如图甲所示，在虚线所示的区域有垂直纸面的磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的n匝金属线框处在磁场中。线框与电阻R相连，若金属框的电阻也为R，不计其他电阻。以垂直纸面向里的磁场方向为正方向，下列说法正确的是（   ） A．2~4s内线框的磁通量不变 B．0~1s内a、b间的电势差为 C．第4s末的感应电动势为0 D．1.5s时线框cd边受到的安培力方向竖直向上 5．如图所示，理想变压器的原线圈接在输出电压有效值一定的正弦式交变电源上，图中的各个电表均为理想电表，L1和L2是两只规格相同的白炽灯，若断开开关S，则下列说法中正确的是（    ） A．电压表V1和V2的示数之比不变 B．电流表A1和A2的示数之比不变 C．灯泡L1的亮度变暗 D．理想变压器的输入功率变大 二、多选题 6．下列说法正确的是 A．立体电影利用了光的衍射 B．要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松 C．霍尔元件是把电信号转化为磁信号的元器件 D．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质 7．一列简谐横波沿x轴传播，在t=0.5s时刻的波形如图所示，质点P的平衡位置为x=0.5m处，质点Q的平衡位置为x=2m处，质点Q的振动方程为，则下列说法正确的是（　　） A．波的周期为2s B．波的传播速度大小为4m/s C．波沿x轴正向传播 D．质点P比质点Q振动滞后 8．小朋友用玩具枪把弹丸以速度与水平方向成角斜向上射出。已知重力加速度大小为g，不考虑空气阻力。对弹丸运动过程，下列说法正确的是（　　） A．从射出到最高点，重力冲量的大小为 B．在到达最高点时的速度大小为 C．运动的最高点与射出点的高度差为 D．任意两时刻之间，动量改变量的方向竖直向下 三、实验题 9．某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示，在一个圆盘上，过圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，然后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．则 (1)图中P3、P4两位置中对应的折射率较大的是____； (2)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为_____． 10．在“验证动量守恒定律”的实验中，先将入射小球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平面上的记录纸上留下印迹P，多次重复操作，再把被碰小球放在斜槽轨道水平端的最右端处静止，让入射小球从斜槽轨道上原来的固定点由静止开始滚下，入射小球与水平端被碰小球相碰，碰后两小球分别落在记录纸上的M、N位置，重复操作多次。 (1)在安装实验器材时，斜槽的末端切线应________。 (2)同一组实验中，入射小球必须从________由静止释放。 (3)入射小球的质量为，被碰小球的质量为，用图中所给字母写出实验需要验证的表达式______。 四、解答题 11．如图所示，半径为的四分之一圆轨道竖直固定放置，与水平桌面在点平滑连接。质量为的物块甲从点由静止释放，运动到桌面上点时与质量为的静置物块乙发生正碰，物块甲反弹后上升至最高点时到水平面的高度为。点至点光滑，点右侧物块乙与水平桌面的动摩擦因数，物块甲和物块乙碰撞时间极短，物块甲、物块乙均视为质点，取，不计空气阻力。求： (1)物块甲运动至圆轨道点时所受支持力的大小； (2)物块甲与物块乙碰撞后瞬间物块乙速度的大小； (3)物块乙在水平桌面上滑行的距离。 12．如图所示，，，匝数为100匝的矩形线圈。线圈电阻。外电路电阻，磁感应强度。线圈绕垂直于磁感线的轴以转速匀速转动。从图示位置开始计时，求： (1)线圈感应电动势的瞬时值表达式； (2)1min内电阻上消耗的电能； (3)线圈由图示位置转过30°的过程中，通过的电量。 13．有一种“双聚焦分析器”质谱仪，工作原理如图所示，电场分析器中有指向圆心O的辐射状电场，磁场分析器中有垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出）。离子源发出的初速度均为零的氕核和氘核经加速电压U加速后，均沿圆弧MN运动（圆弧MN为电场分析器的中心线），再垂直进入四分之一圆形磁场区域，后从磁场下边界射出。已知氕核在磁场区域运动t时间后恰好垂直于磁场下边界从Q点射出，MO＝R，，氕核的电荷量为e，忽略离子间的相互作用。求： （1）电场分析器中心线上电场强度的大小； （2）氘核在磁场区域的运动半径； （3）氘核的质量。 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 $ 2025-2026天津市高二下学期物理期末模拟 一、单选题 1．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）相比4G频率更高，具有更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。在真空中与4G相比，5G使用的电磁波（    ） A．波长更短 B．衍射更明显 C．传播速度更大 D．属于纵波 【答案】A 【详解】ABC．第5代移动通信技术（简称5G）相比4G频率更高，在真空中4G、5G使用的电磁波传播速度相等，均为光速；根据可知，5G使用的电磁波波长更短，则衍射更不明显，故A正确，BC错误； D．电磁波属于横波，故D错误。 故选A。 2．如图所示，a、b两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜，经三棱镜折射后沿同一方向射出，下列关于a光和b光的说法正确的是（　　） A．在该三棱镜中，a光的折射率大于b光的折射率 B．若在某种情况下发生全反射a光的临界角一定大于b光的临界角 C．在同样的双缝干涉条件下，用b光得到的干涉条纹的相邻明条纹间距较大 D．在该三棱镜中，b光的传播速度较大 【答案】B 【详解】AC．由题图可知，a光偏折程度较小，故a光的折射率较小，频率较低，由可知a光波长较长，根据可知，在同样的双缝干涉条件下，用a光得到的干涉条纹的相邻明条纹间距较大，故AC错误； B．由临界角公式 可知，a光的临界角较大，故B正确； D．在该三棱镜中，根据，b光的折射率大，其传播速度较小，故D错误。 故选B。 3．如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（　　） A．若仅将摆球质量变大，单摆周期变大 B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为 C．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大 D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小 【答案】B 【详解】A．根据单摆周期公式 可知仅将摆球质量变大，单摆周期不变，故A错误； B．由图乙可知单摆的位移x随时间t变化的关系式为 故B正确； C．由图乙可知，从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球从最高点摆动最低点，摆球的重力势能逐渐减小，故C错误； D．由图乙可知，从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球的位移大小逐渐增大，摆球所受回复力逐渐增大，故D错误。 故选B。 4．如图甲所示，在虚线所示的区域有垂直纸面的磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的n匝金属线框处在磁场中。线框与电阻R相连，若金属框的电阻也为R，不计其他电阻。以垂直纸面向里的磁场方向为正方向，下列说法正确的是（   ） A．2~4s内线框的磁通量不变 B．0~1s内a、b间的电势差为 C．第4s末的感应电动势为0 D．1.5s时线框cd边受到的安培力方向竖直向上 【答案】B 【详解】A．因2~4s内磁感应强度向里减小，可知线框的磁通量向里减小，A错误； B．0~1s内 感应电流 a、b间的电势差为，B正确； C．第4s末B为零，但是不为零，则感应电动势不为0，C错误； D．1.5s时穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流产生，则线框cd边不受安培力，D错误。 故选B。 5．如图所示，理想变压器的原线圈接在输出电压有效值一定的正弦式交变电源上，图中的各个电表均为理想电表，L1和L2是两只规格相同的白炽灯，若断开开关S，则下列说法中正确的是（    ） A．电压表V1和V2的示数之比不变 B．电流表A1和A2的示数之比不变 C．灯泡L1的亮度变暗 D．理想变压器的输入功率变大 【答案】B 【详解】A．断开开关S，变压器副线圈两端的电压不变，总电阻增大，副线圈电流减小，则电压表V2的示数增大，而V1示数不变，故电压表V1和V2的示数之比变小，故A错误； B．A2的电流与开关S是否闭合无关，故电流表A1和A2的示数之比 其值不变，故B正确； C．由A项可知，V2的示数增大，灯泡L1的亮度变亮，故C错误； D．副线圈电流减小，则原线圈电流减小，而V1示数不变，由 可知理想变压器的输入功率变小，故D错误。 故选B。 二、多选题 6．下列说法正确的是 A．立体电影利用了光的衍射 B．要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松 C．霍尔元件是把电信号转化为磁信号的元器件 D．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质 【答案】BD 【详解】A．立体电影利用了光的偏振原理，故A错误； B．土壤里有很多毛细管，地下的水分可以沿着它们上升到地面。如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管，故B正确； C．霍尔元件是把磁信号转化为电信号的元器件，故C错误； D．紫外线的频率较大，具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，故D正确。 故选BD。 7．一列简谐横波沿x轴传播，在t=0.5s时刻的波形如图所示，质点P的平衡位置为x=0.5m处，质点Q的平衡位置为x=2m处，质点Q的振动方程为，则下列说法正确的是（　　） A．波的周期为2s B．波的传播速度大小为4m/s C．波沿x轴正向传播 D．质点P比质点Q振动滞后 【答案】BD 【详解】AB．由质点Q的振动方程可知波动周期 则波的传播速度 故A错误，B正确； CD．由质点振动方程可知，t=0.5s时刻，质点Q在平衡位置正沿y轴负向运动，由t=0.5s时刻的波形结合振动与波动的关系可知，波沿x轴负方向传播，因此质点P比质点Q振动滞后 故C错误，D正确。 故选BD。 8．小朋友用玩具枪把弹丸以速度与水平方向成角斜向上射出。已知重力加速度大小为g，不考虑空气阻力。对弹丸运动过程，下列说法正确的是（　　） A．从射出到最高点，重力冲量的大小为 B．在到达最高点时的速度大小为 C．运动的最高点与射出点的高度差为 D．任意两时刻之间，动量改变量的方向竖直向下 【答案】BD 【详解】A．弹丸在空中的运动是一个斜抛运动，水平方向做匀速直线运动 竖直方向做竖直上抛运动 根据动量定理可得，弹丸从初始位置到最高点重力的冲量 即从射出到最高点，重力冲量的大小为，A错误； B．由于弹丸在最高点时竖直方向的速度为零，弹丸只有水平方向上的速度，即弹丸的速度为 B正确； C．弹丸运动到最高点时，竖直方向速度为零，根据竖直方向做竖直上抛运动规律可得 解得 C错误； D．根据动量定理，弹丸动量改变量的方向与合外力的方向相同，故动量改变的方向与重力方向相同，竖直向下，D正确。 故选BD。 三、实验题 9．某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示，在一个圆盘上，过圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，然后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．则 (1)图中P3、P4两位置中对应的折射率较大的是____； (2)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为_____． 【答案】 P4 【详解】（1）根据折射率，入射角r相等时，折射角i越大，折射率越大，可判断P4所对应的折射率值较大． （2）由题可知，AO方向作为入射光线方向，∠AOF等于入射角，i=30°．由题，使P3正好挡住Pl、P2，说明P3在折射光线上，则OP3表示折射光线，折射角r等于60°，由折射定律得：   = 故本题答案是：(1). P4    (2). 10．在“验证动量守恒定律”的实验中，先将入射小球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平面上的记录纸上留下印迹P，多次重复操作，再把被碰小球放在斜槽轨道水平端的最右端处静止，让入射小球从斜槽轨道上原来的固定点由静止开始滚下，入射小球与水平端被碰小球相碰，碰后两小球分别落在记录纸上的M、N位置，重复操作多次。 (1)在安装实验器材时，斜槽的末端切线应________。 (2)同一组实验中，入射小球必须从________由静止释放。 (3)入射小球的质量为，被碰小球的质量为，用图中所给字母写出实验需要验证的表达式______。 【答案】(1)水平 (2)同一位置 (3) 【详解】（1）为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，在安装实验器材时，斜槽的末端切线应水平。 （2）为了保证每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同，同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放。 （3）设入射小球碰撞前瞬间的速度为，碰撞后瞬间的速度为，被碰小球碰撞后瞬间的速度为，根据动量守恒可得 由于两小球在空中下落高度相同，在空中运动时间相等，则有 ，， 联立可得实验需要验证的表达式为 四、解答题 11．如图所示，半径为的四分之一圆轨道竖直固定放置，与水平桌面在点平滑连接。质量为的物块甲从点由静止释放，运动到桌面上点时与质量为的静置物块乙发生正碰，物块甲反弹后上升至最高点时到水平面的高度为。点至点光滑，点右侧物块乙与水平桌面的动摩擦因数，物块甲和物块乙碰撞时间极短，物块甲、物块乙均视为质点，取，不计空气阻力。求： (1)物块甲运动至圆轨道点时所受支持力的大小； (2)物块甲与物块乙碰撞后瞬间物块乙速度的大小； (3)物块乙在水平桌面上滑行的距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设物块甲运动至圆轨道点时的速度大小为，由机械能守恒定律，有 由牛顿第二定律，有 代入数据，联立解得 （2）物块甲与物块乙在点碰撞，在水平方向由动量守恒，有 物块甲反弹运动到最高点，由机械能守恒定律 代入数据，联立解得 （3）物块乙水平方向受滑动摩擦力作用，从点匀减速运动至静止，由动能定理，有 代入数据，联立解得 12．如图所示，，，匝数为100匝的矩形线圈。线圈电阻。外电路电阻，磁感应强度。线圈绕垂直于磁感线的轴以转速匀速转动。从图示位置开始计时，求： (1)线圈感应电动势的瞬时值表达式； (2)1min内电阻上消耗的电能； (3)线圈由图示位置转过30°的过程中，通过的电量。 【答案】(1) (2)27000J (3)0.1C 【详解】（1）线圈从磁通量最小位置开始转动，因此感应电动势的瞬时值表达式为 代入题中数据，可得 （2）电路中电流有效值 则1min内电阻R上消耗的电能 （3）因为 线圈由图示位置转过30°的过程中，磁通量变化量为 联立解得通过R的电量 13．有一种“双聚焦分析器”质谱仪，工作原理如图所示，电场分析器中有指向圆心O的辐射状电场，磁场分析器中有垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出）。离子源发出的初速度均为零的氕核和氘核经加速电压U加速后，均沿圆弧MN运动（圆弧MN为电场分析器的中心线），再垂直进入四分之一圆形磁场区域，后从磁场下边界射出。已知氕核在磁场区域运动t时间后恰好垂直于磁场下边界从Q点射出，MO＝R，，氕核的电荷量为e，忽略离子间的相互作用。求： （1）电场分析器中心线上电场强度的大小； （2）氘核在磁场区域的运动半径； （3）氘核的质量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）设氕核的质量为m，氘核的质量为M，氕核经加速电压U加速后，则有 氕核在辐射状电场中做圆周运动，电场力提供向心力，可得 解得 （2）在磁场中，设匀强磁场的磁感应强度为B，对氕核分析，由洛伦兹力提供向心力，可得 解得 对氘核分析，由洛伦兹力提供向心力，可得 解得 即氘核做圆周运动的半径 （3）设氕核与氘核在磁场中做圆周运动的周期分别为和，则有 对氘核   联立得 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 $