精品解析：北京市第五十五中学2025-2026学年度第二学期高二期中调研物理试卷

北京市第五十五中学2025-2026学年度第二学期期中调研试卷 高二物理等级考 本试卷共10页，共100分，调研时长90分钟 第一部分（选择题 共42分） 一、单选题（本部分共14题，每题3分，共42分） 1. 如图所示，a是由红、紫两种单色光组成的一束复色光，射向半圆形玻璃砖，折射后分成了光束b和光束c，下列判断正确的是（　　） A. b是红光，c是紫光 B. b的频率大于c的频率 C. b和c在玻璃中的传播速度相等 D. 在真空中b的波长等于c的波长 2. 两束单色光从水下面射向点，光线经折射后合成一束光。则下列说法正确的是（　　） A. 用同一双缝干涉实验装置分别以光做实验，光的干涉条纹间距小于光的干涉条纹间距 B. 光在水中的传播速度比光慢 C. 光在真空中的传播速度比光快 D. 若光与光以相同入射角从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是光 3. 一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T．t=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个 质点．图乙是波上某一质点的振动图像．下列说法中正确的是　(　　) A. t=0时质点a的速度比质点b的大 B. t=0时质点a的加速度比质点b的小 C. 图乙可以表示质点a的振动 D. 图乙可以表示质点b的振动 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t1=0和t2=0.2s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期。下列说法正确的是（　　） A. 波速一定为0.4m/s B. 振幅一定为0.04m C. 波长可能为0.08m D. 周期可能为0.8s 5. 如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个单摆，其中B、D的摆长相等，当单摆B振动起来后，其余各摆也振动起来，达到稳定后，下列说法正确的是( ) A. 单摆E的摆长最长，故周期最大 B. 每个单摆按各自的固有频率振动 C. 各单摆振动周期均与单摆B的周期相等，其中单摆D的振幅最大 D. 每个单摆按各自的固有频率振动，其中单摆D的振幅最大 6. 气流流动的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束声波在b处相遇时可削弱噪声，则（　　） A. 该消声器在b处可削弱噪声，是因为上下两束波到达b处的波速不同 B. 该消声器在b处可削弱噪声，是因为上下两束波在b处振幅不同 C. 该消声器在b处削弱噪声时，上下两束波从a到b的路程差可能为 D. 该消声器在b处削弱噪声时，上下两束波从a到b的路程差可能为 7. 某同学用如图所示的可拆变压器完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，可拆变压器上各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。将原线圈的“0””和“1”接线柱与学生电源连接，将副线圈的“0”和“8”接线柱与电压表连接，测得副线圈的输出电压为15V。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈接的是学生电源的直流电压挡 B. 原线圈的输入电压可能是2V C. 原、副线圈之间靠铁芯导电来传输能量 D. 若将电源改接原线圈的“0”和“4”接线柱，则副线圈的输出电压将大于15V 8. 如图所示是变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动（的示数不变）。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化情况说法正确的是（　　） A. 电流表的示数不变 B. 电流表的示数变小 C. 电压表的示数变大 D. 电压表的示数变小 9. 在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（　　） A. 人有触电感觉是在开关闭合瞬间 B. 人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流 C. 断开开关时流过人的电流方向从B→A D. 断开开关时线圈中的电流突然增大 10. 如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m的小钢球。以弹簧原长时钢球所在的位置为坐标原点O，竖直向下为正方向建立坐标轴Ox。将钢球从O点处由静止释放，钢球在O、P间做往复运动。弹簧劲度系数为k，且弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 在P点处，小球的加速度最小 B. 在P点处，小球所受弹力的大小为m C. 小钢球从O运动到P的过程，系统的重力势能和弹性势能之和先减小后增大 D. O、P两点间的距离为 11. 如图所示，宽为L的足够长U形光滑导轨放置在绝缘水平面上，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，将一质量为m、有效电阻为R、长度略大于L的导体棒垂直于导轨放置。某时刻给导体棒一沿导轨向右、大小为v0的水平速度，不计导轨电阻，棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，则下列说法正确的是（　　） A. 导体棒中感应电流方向为由a到b B. 导体棒的加速度始终不变 C. 导体棒中的最大发热量为 D. 通过导体棒的电荷量最大值为 12. 空间中存在竖直方向的匀强磁场，取竖直向下为正方向，磁场中有一单匝矩形金属线框。情况一：将线框固定在水平面内，穿过线框的磁通量随时间的变化情况如图甲所示。情况二：线框绕过其中心的轴OO'以某一角速度转动，穿过线框的磁通量随时间的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图甲情况中t=1s时刻线框中无电流 B. 图甲情况下0~2s内线框内电流方向改变一次 C. 情况一与情况二中线框产生的感应电流最大值之比为 D. 情况一与情况二在2s内线框产生的热功率之比为 13. 如图甲表示某压敏电阻的阻值随压力变化的情况，将它平放在电梯地板上并接入图乙所示的电路中，在其受压面上放一物体，即可通过电路中数字电流表的示数来探查电梯的运动情况。电梯静止时数字电流表示数为。下列说法正确的是（　　） A. 若示数不变，说明电梯正在匀速运动 B. 若示数在均匀增大，说明电梯在做匀变速运动 C. 若示数，说明电梯一定在加速向上运动 D. 若示数，说明电梯一定处于失重状态 14. 音爆是当飞行体速度超过音速时，其产生的声波压缩堆积在一个锥形区域、形成强烈的冲击波所致。如图甲所示，飞行体飞行至位置时，扰动空气产生的声波向空间各个方向传播，波的前端围成球面，又称球面波。假定飞行体沿直线匀速飞行，同样，飞行体依次飞行至、…位置时，也均能引发球面波，如图乙所示。如果飞行体的飞行速度超过介质中的声速（空气中约340m/s）时，随着飞行体的前进，这些持续产生的球面波将无法传播到飞行体前方区域，被限制在其后方一个特定的圆锥形区域内，飞行体为圆锥顶点，飞行体航线为圆锥轴线，这个圆锥形区域被称为马赫锥。马赫锥的半顶角称为马赫角，记作，其大小由飞行体速度与声速的比值决定，，图乙中分别表示其引发的声波和飞行体在同一时间内传播的距离。声波的能量主要集中在马赫锥面附近，马赫锥随着飞行体前移，当锥面扫过观测者时就会听到音爆。根据上述信息结合所学的相关知识，推断下列说法正确的是（　　） A. 飞行体在太空中超音速飞行时，也会产生音爆 B. 飞行体超音速匀速飞行的速度越大，其引发的声波传播速度也越大 C. 飞行体低于音速水平飞行时，也会产生马赫锥 D. 飞行体在4km上空以2倍音速水平飞行，其正下方地面观测者经过约10s后可听到音爆 第二部分（本部分共6题 共58分） 二、实验题（共18分） 15. （1）某同学在“测量玻璃的折射率”实验中做了如下操作：在木板上面铺一张白纸，把玻璃砖放在白纸上，描出玻璃砖的两个边和。在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针A、B，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针C和D。在插C和D时，应使（ ） A.C只挡住A的像 B. D只挡住C C. 同时挡住A、B的像 （2）过AB的连线与的交点为O，请在答题纸图甲中补充上述操作的光路图，并在界面标出入射角和折射角________。此玻璃的折射率n=________。（用和表示） （3）如图乙所示，A同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽了。若其他操作正确，则折射率的测量值________准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”） 16. 某实验小组的同学们利用单摆来测量某地的重力加速度，按如图甲安装好实验仪器。 （1）该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是（　　） A. 尽量选择质量大、体积小的摆球 B. 测量摆球通过最低点100次的时间，则单摆周期为 C. 用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小。 D. 实验中，先测量摆长，再测量周期，代入单摆周期公式计算g。如果球摆动过程中，悬线出现松动，的测量值偏小。 （2）实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图乙所示，其读数为__________mm；小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长和对应的单摆周期的数据，作出图像如图丙所示，可测得重力加速度g=__________m/s2（，结果保留三位有效数字）； （3）在实验中，有三位同学作出的图线分别如图丁中的、、所示，其中和平行，和都过原点，图线对应的值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线和，下列分析正确的是（　　） A. 图线对应的值小于图线对应的值 B. 图线对应的值大于图线对应的值 C. 出现图线的原因可能是误将49次全振动记为50次 D. 出现图线的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 （4）另一小组同学用下图实验装置测量重力加速度，力传感器可以测量细线的拉力大小随时间变化的规律，测得单摆的摆长为。让小球在竖直面内做小角度摆动，根据力传感器记录细线拉力随时间变化的图像，求得当地的重力加速度g=__________（用、、表示）； 三、计算论述题（请写出必要的文字说明及解题过程，共40分） 17. 一列简谐横波沿轴传播，已知时刻的波形如图甲所示，图中点此刻正经过平衡位置沿轴正方向运动，在时，点第一次达到波峰位置。 （1）判断该波的传播方向，并求出波的传播速度； （2）求质点在0.3s内通过的路程和时的位移； （3）在给定区域内画出时的波形。 18. 55中学学习小组模拟风力发电机发电的简易模型如图所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴以角速度匀速转动。其中矩形线圈匝数为匝，面积为，线圈总电阻，小灯泡电阻，电流表为理想表。求： （1）从图所示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式； （2）该发电机的输出功率P； （3）线圈从图示位置转过90°过程中，流过灯泡的电荷量。 19. 类比是研究问题的常用方法。 （1）情境1：如图1所示光滑水平面上弹簧振子，钢球质量为、弹簧劲度系数为，建立如图1中所示的坐标轴。时，将钢球拉至处由静止释放，小钢球只在弹力作用下往复运动，此过程中弹性势能与钢球动能相互转化。 求时刻小钢球的加速度； 情境2：如图2所示为振荡电路，回路中电感线圈的自感系数为，电容器的电容为。 如图2所示，时闭合开关，此时电容器两极板带电量分别为、。忽略电磁辐射与回路电阻的热损耗，此后电路自由振荡。 求时刻电容器两极板间的电势差； （2）在情境1中小球做简谐振动过程中位置随时间周期性变化，根据速度和加速度的定义和，可得加速度。设任意时刻钢球的位置坐标为时，由牛顿第二定律，将加速度代入化简可得，结合小球初始位置为，可得情景1钢球随时间变化的函数表达式：。 情境2中电容器左极板上的电荷随时间t周期性变化，根据电流的定义，自感线圈的自感电动势大小，可得自感电动势大小。振荡电路中，任意时刻满足。 类比情境1，请写出情境2中电容器左极板电荷随时间t变化的函数表达式，并求出振荡电路的振荡频率。 20. 秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效“摆球”的质量为m，人蹲在踏板上时摆长为，人站立时摆长为。不计空气阻力，重力加速度大小为g。 （1）如果摆长为，“摆球”通过最低点时的速度为v，求此时“摆球”受到拉力T的大小。 （2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。 a.人蹲在踏板上从最大摆角开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，通过计算证明。 b.实际上人在最低点快速站起后“摆球”摆动速度的大小会增大。随着摆动越来越高，达到某个最大摆角后，如果再次经过最低点时，通过一次站起并保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动，求在最低点“摆球”增加的动能应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第五十五中学2025-2026学年度第二学期期中调研试卷 高二物理等级考 本试卷共10页，共100分，调研时长90分钟 第一部分（选择题 共42分） 一、单选题（本部分共14题，每题3分，共42分） 1. 如图所示，a是由红、紫两种单色光组成的一束复色光，射向半圆形玻璃砖，折射后分成了光束b和光束c，下列判断正确的是（　　） A. b是红光，c是紫光 B. b的频率大于c的频率 C. b和c在玻璃中的传播速度相等 D. 在真空中b的波长等于c的波长 【答案】B 【解析】 【详解】AB.由图可得：b光的折射角较小，故折射率较大，那么，b光的频率较大，故b光是紫光；那么，c光是红光，故A错误B正确； C.根据 可知，b光的折射角较小，故折射率较大，b的传播速度小，故C错误； D.根据 可知，b光的频率较大，波长小，故D错误。 故选B。 2. 两束单色光从水下面射向点，光线经折射后合成一束光。则下列说法正确的是（　　） A. 用同一双缝干涉实验装置分别以光做实验，光的干涉条纹间距小于光的干涉条纹间距 B. 光在水中的传播速度比光慢 C. 光在真空中的传播速度比光快 D. 若光与光以相同入射角从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是光 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据光的折射定律可知，、的折射角相等，而光的入射角小于光的入射角，故光的折射率大于光的折射率，因此光的波长大于光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式可知，光的干涉条纹间距大于光的干涉条纹间距，故A错误； B．根据折射率的速度表达式可得，由于光的折射率小于光，所以光在水中的传播速度比光快，故B错误； C．不同光在真空中的传播速度均相等，故C错误； D．根据题意，由临界角公式可知，由于光的折射率小于光，则在水中光的临界角大于光的临界角，若光与光以相同入射角从水中射向空气时，则光先发生全反射，故首先消失的是光，故D正确。 故选D。 3. 一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T．t=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个 质点．图乙是波上某一质点的振动图像．下列说法中正确的是　(　　) A. t=0时质点a的速度比质点b的大 B. t=0时质点a的加速度比质点b的小 C. 图乙可以表示质点a的振动 D. 图乙可以表示质点b的振动 【答案】D 【解析】 【详解】因为在t=0时，a点处于波峰的位置，它的瞬时速度为0，受到的合力最大，加速度最大，而b点处于平衡位置，它的瞬时速度最大，受到的合力为0，加速度为0，故AB错误；在图乙中，质点向下振动，根据甲的波的传播方向可知，b点的振动方向是向下的，故图乙表示质点b的振动情况，故C错误，D正确． 故选D。 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t1=0和t2=0.2s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期。下列说法正确的是（　　） A. 波速一定为0.4m/s B. 振幅一定为0.04m C. 波长可能为0.08m D. 周期可能为0.8s 【答案】A 【解析】 【详解】B．观察波形图可知，振幅A=2cm，故B错误； D．因为t1=0和t2=0.2s时的波形分别如图中实线和虚线所示，二者至少相差半个周期，故 0.2s=0.5T+nT（n=0、1、2……） 而T＞0.2s，故周期T=0.4s，故D错误； C．由图可知，波长为16cm，即0.16m，故C错误； A．根据波长、周期和波速的关系可知，波速 故A正确。 故选A。 5. 如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个单摆，其中B、D的摆长相等，当单摆B振动起来后，其余各摆也振动起来，达到稳定后，下列说法正确的是( ) A. 单摆E的摆长最长，故周期最大 B. 每个单摆按各自的固有频率振动 C. 各单摆振动周期均与单摆B的周期相等，其中单摆D的振幅最大 D. 每个单摆按各自的固有频率振动，其中单摆D的振幅最大 【答案】C 【解析】 【详解】B摆振动起来后，使得A、C、D、E做受迫振动，振动的频率都等于B振动的频率．所以各摆振动的周期都相等，D摆的摆长与B摆相等则固有周期相等，即固有频率相等。可见，受迫振动的频率和D摆振动的频率相等，发生共振，振幅最大 故选C。 6. 气流流动的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束声波在b处相遇时可削弱噪声，则（　　） A. 该消声器在b处可削弱噪声，是因为上下两束波到达b处的波速不同 B. 该消声器在b处可削弱噪声，是因为上下两束波在b处振幅不同 C. 该消声器在b处削弱噪声时，上下两束波从a到b的路程差可能为 D. 该消声器在b处削弱噪声时，上下两束波从a到b的路程差可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在同一介质中，波速相等，故A错误； B．声波在处分成上下两列波，即成为两列相干声波，两列波的频率振幅相等，故B错误； CD．声波在a处时分成上下两列波，两列波的频率相同，经过不同的波程在b处相遇，若波程差满足半波长的奇数倍，即 即可在b处削弱噪声，故D正确，C错误。 故选D。 7. 某同学用如图所示的可拆变压器完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，可拆变压器上各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。将原线圈的“0””和“1”接线柱与学生电源连接，将副线圈的“0”和“8”接线柱与电压表连接，测得副线圈的输出电压为15V。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈接的是学生电源的直流电压挡 B. 原线圈的输入电压可能是2V C. 原、副线圈之间靠铁芯导电来传输能量 D. 若将电源改接原线圈的“0”和“4”接线柱，则副线圈的输出电压将大于15V 【答案】B 【解析】 【详解】A．原线圈接的是学生电源的交流电压挡，故A错误； B．将原线圈的“0””和“1”接线柱与学生电源连接，则 副线圈的“0”和“8”接线柱与电压表连接，则 若考虑到有漏磁现象，则有 其中 可得 则原线圈的输入电压可能是2V，故B正确； C．变压器的工作原理是电磁感应现象，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是铁芯导电，传输能量，故C错误； D．若将电源改接原线圈的“0”和“4”接线柱，则 即原线圈匝数变多，则由 可知，副线圈的输出电压将小于15V，故D错误。 故选B。 8. 如图所示是变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动（的示数不变）。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化情况说法正确的是（　　） A. 电流表的示数不变 B. 电流表的示数变小 C. 电压表的示数变大 D. 电压表的示数变小 【答案】D 【解析】 【详解】C．当用户的用电器增加时，负载减小，原线圈两端的电压不变，由理想变压器两端电压之比等于匝数之比，可知副线圈两端的电压也不变，即电压表、示数不变，故C错误； ABD．在副线圈回路中，根据 可知副线圈中的电流增大，即电流表示数增大；根据 可知原线圈的电流增大，即电流表示数增大；根据 可知定值电阻两端的电压增大，根据 可知滑动变阻器两端的电压减小，即示数减小，故AB错误，D正确。 故选D。 9. 在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（　　） A. 人有触电感觉是在开关闭合瞬间 B. 人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流 C. 断开开关时流过人的电流方向从B→A D. 断开开关时线圈中的电流突然增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为1.5V的干电池，所以电流很小，同学没有触电感觉，故A错误； B．当断开时，多匝线圈电流产生自感现象，从而产生较大的自感电动势，此时人与线圈组成一个闭合的回路，流过人体的电流与流过线圈的电流相等，故B错误； C．当断开时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左，即从B向A，故C正确； D．断开电键时，由于线圈的电流减小而产生自感电动势，而阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m的小钢球。以弹簧原长时钢球所在的位置为坐标原点O，竖直向下为正方向建立坐标轴Ox。将钢球从O点处由静止释放，钢球在O、P间做往复运动。弹簧劲度系数为k，且弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 在P点处，小球的加速度最小 B. 在P点处，小球所受弹力的大小为m C. 小钢球从O运动到P的过程，系统的重力势能和弹性势能之和先减小后增大 D. O、P两点间的距离为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在点由静止释放，此时弹力为零，合力为，加速度为，方向向下；小球做简谐运动，根据对称性，在最低点处，回复力大小与点相等，即合力大小为，方向向上，加速度大小为，方向向上，此时加速度最大，故A错误； B．在点，根据牛顿第二定律有 且，解得 ，故B错误； C．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，即动能、重力势能和弹性势能之和保持不变。小钢球从运动到的过程中，速度先增大后减小，动能先增大后减小，所以系统的重力势能和弹性势能之和先减小后增大，故C正确； D．从到的过程中，根据动能定理有 解得、两点间的距离，故D错误。 故选C。 11. 如图所示，宽为L的足够长U形光滑导轨放置在绝缘水平面上，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，将一质量为m、有效电阻为R、长度略大于L的导体棒垂直于导轨放置。某时刻给导体棒一沿导轨向右、大小为v0的水平速度，不计导轨电阻，棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，则下列说法正确的是（　　） A. 导体棒中感应电流方向为由a到b B. 导体棒的加速度始终不变 C. 导体棒中的最大发热量为 D. 通过导体棒的电荷量最大值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由右手定则可知导体棒中感应电流方向为由b到a，故A错误； B．由牛顿第二定律可得 与导体棒的运动方向相反，速度减小，加速度减小，所以导体棒做加速度减小的减速运动，直至速度减为零，故B错误； C．由能量守恒可知 故C正确； D．全程由动量定理可得 解得 故D错误。 故选C。 12. 空间中存在竖直方向的匀强磁场，取竖直向下为正方向，磁场中有一单匝矩形金属线框。情况一：将线框固定在水平面内，穿过线框的磁通量随时间的变化情况如图甲所示。情况二：线框绕过其中心的轴OO'以某一角速度转动，穿过线框的磁通量随时间的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图甲情况中t=1s时刻线框中无电流 B. 图甲情况下0~2s内线框内电流方向改变一次 C. 情况一与情况二中线框产生的感应电流最大值之比为 D. 情况一与情况二在2s内线框产生的热功率之比为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．图甲情况中0~2s内磁通量变化率不为零且保持不变，感应电流不为零且大小和方向均不变，故AB错误； C．情况一与情况二中线框产生的感应电动势最大值分别为， 感应电流最大值之比为，故C正确； D．情况一与情况二在2s内线框产生的热功率之比为，故D错误。 故选C。 13. 如图甲表示某压敏电阻的阻值随压力变化的情况，将它平放在电梯地板上并接入图乙所示的电路中，在其受压面上放一物体，即可通过电路中数字电流表的示数来探查电梯的运动情况。电梯静止时数字电流表示数为。下列说法正确的是（　　） A. 若示数不变，说明电梯正在匀速运动 B. 若示数在均匀增大，说明电梯在做匀变速运动 C. 若示数，说明电梯一定在加速向上运动 D. 若示数，说明电梯一定处于失重状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知压敏电阻的阻值与受到的压力有关，若示数不变，说明压敏电阻的阻值保持不变，压敏电阻受到的压力不变，则物体m受到的支持力不变，物体m受到的合外力恒定不变，故电梯可能做匀变速直线运动，也可能做匀速运动，故A错误； B．若示数在均匀增大，说明压敏电阻的阻值在减小，则压敏电阻受到的压力在逐渐增大，可知物体m受到的支持力逐渐增大，物体m受到的合外力发生变化，所以电梯不是在做匀变速运动，故B错误； C．电梯静止时示数为，此时压敏电阻受到的压力等于物体m的重力；若示数，说明压敏电阻阻值比静止时小，压敏电阻受到的压力大于物体m的重力，则物体m受到的支持力大于物体m的重力，物体m的合外力向上，加速度方向向上，电梯可能向上加速运动，或者向下减速运动，故C错误； D．若示数，说明压敏电阻阻值比静止时大，压敏电阻受到的压力小于物体m的重力，则物体m受到的支持力小于物体m的重力，物体m的合外力向下，加速度方向向下，此时电梯一定处于失重状态，故D正确。 故选D。 14. 音爆是当飞行体速度超过音速时，其产生的声波压缩堆积在一个锥形区域、形成强烈的冲击波所致。如图甲所示，飞行体飞行至位置时，扰动空气产生的声波向空间各个方向传播，波的前端围成球面，又称球面波。假定飞行体沿直线匀速飞行，同样，飞行体依次飞行至、…位置时，也均能引发球面波，如图乙所示。如果飞行体的飞行速度超过介质中的声速（空气中约340m/s）时，随着飞行体的前进，这些持续产生的球面波将无法传播到飞行体前方区域，被限制在其后方一个特定的圆锥形区域内，飞行体为圆锥顶点，飞行体航线为圆锥轴线，这个圆锥形区域被称为马赫锥。马赫锥的半顶角称为马赫角，记作，其大小由飞行体速度与声速的比值决定，，图乙中分别表示其引发的声波和飞行体在同一时间内传播的距离。声波的能量主要集中在马赫锥面附近，马赫锥随着飞行体前移，当锥面扫过观测者时就会听到音爆。根据上述信息结合所学的相关知识，推断下列说法正确的是（　　） A. 飞行体在太空中超音速飞行时，也会产生音爆 B. 飞行体超音速匀速飞行的速度越大，其引发的声波传播速度也越大 C. 飞行体低于音速水平飞行时，也会产生马赫锥 D. 飞行体在4km上空以2倍音速水平飞行，其正下方地面观测者经过约10s后可听到音爆 【答案】D 【解析】 【详解】A．太空中是真空环境，没有传播声音的介质，声波无法传播，因此飞行体在太空中超音速飞行时不会产生音爆，故A错误； B．声波在介质中的传播速度由介质本身的性质（如温度、密度等）决定，与声源（飞行体）的运动速度无关，故B错误； C．根据题意，只有当飞行体的速度超过介质中的声速时，才会形成马赫锥。若飞行体低于音速飞行，声波会传播到飞行体前方，不会形成马赫锥，故C错误； D．飞行体以2倍音速飞行，即，根据马赫角公式 可得马赫角 当飞行体飞至观测者正上方时，马赫锥面尚未扫过观测者。设飞行体飞过正上方后经过时间，马赫锥面扫过地面观测者。此时飞行体、观测者正上方点、观测者构成直角三角形，其中飞行体飞行的水平距离为 高度为 由几何关系可知 解得，故D正确。 故选D。 第二部分（本部分共6题 共58分） 二、实验题（共18分） 15. （1）某同学在“测量玻璃的折射率”实验中做了如下操作：在木板上面铺一张白纸，把玻璃砖放在白纸上，描出玻璃砖的两个边和。在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针A、B，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针C和D。在插C和D时，应使（ ） A.C只挡住A的像 B. D只挡住C C. 同时挡住A、B的像 （2）过AB的连线与的交点为O，请在答题纸图甲中补充上述操作的光路图，并在界面标出入射角和折射角________。此玻璃的折射率n=________。（用和表示） （3）如图乙所示，A同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽了。若其他操作正确，则折射率的测量值________准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】（1）C （2） ①. ②. （3）小于 【解析】 【小问1详解】 在插C和D时，核心操作是确定出射光线，必须保证C挡住A、B的像，D挡住C及A、B的像，即同时挡住A、B的像。 故选C。 【小问2详解】 [1]连接AB并延长交界面a于O点，连接CD并反向延长交界面a' 于O' 点，连接OO' 即为玻璃砖内的折射光线。过O点作法线，入射光线AO与法线的夹角为入射角，折射光线OO' 与法线的夹角为折射角。 [2]根据折射定律 【小问3详解】 若玻璃砖界面间距画得过宽，即画出的下界面bb' 在实际下界面的下方。入射点O和入射角测量准确。出射光线方向由C、D确定，方向不变。作图时，将CD反向延长交画出的下界面bb' 于O'。由于bb' 偏下，导致O' 点相对于实际出射点向右偏移更多，使得连接OO' 得到的折射光线比实际折射光线更偏离法线，即测量的折射角偏大。由可知，分母变大，折射率测量值小于准确值。 16. 某实验小组的同学们利用单摆来测量某地的重力加速度，按如图甲安装好实验仪器。 （1）该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是（　　） A. 尽量选择质量大、体积小的摆球 B. 测量摆球通过最低点100次的时间，则单摆周期为 C. 用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小。 D. 实验中，先测量摆长，再测量周期，代入单摆周期公式计算g。如果球摆动过程中，悬线出现松动，的测量值偏小。 （2）实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图乙所示，其读数为__________mm；小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长和对应的单摆周期的数据，作出图像如图丙所示，可测得重力加速度g=__________m/s2（，结果保留三位有效数字）； （3）在实验中，有三位同学作出的图线分别如图丁中的、、所示，其中和平行，和都过原点，图线对应的值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线和，下列分析正确的是（　　） A. 图线对应的值小于图线对应的值 B. 图线对应的值大于图线对应的值 C. 出现图线的原因可能是误将49次全振动记为50次 D. 出现图线的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 （4）另一小组同学用下图实验装置测量重力加速度，力传感器可以测量细线的拉力大小随时间变化的规律，测得单摆的摆长为。让小球在竖直面内做小角度摆动，根据力传感器记录细线拉力随时间变化的图像，求得当地的重力加速度g=__________（用、、表示）； 【答案】（1）AD （2） ①. 22.6 ②. 9.87 （3）BC （4） 【解析】 【小问1详解】 A．为了减小空气阻力的影响，摆球应选择质量大、体积小的，故A正确； B．单摆一个周期通过最低点2次，测量摆球通过最低点100次的时间，则完成了50次全振动，周期，故B错误； C．摆长应为悬线长加摆球半径，若加直径，则测量值偏大，由可知的测量值偏大，故C错误； D．若摆动中悬线松动，实际摆长变大，周期变大，而计算时仍用原摆长，由可知的测量值偏小，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 [1]游标卡尺主尺读数为，游标尺为10分度，第6条刻度线与主尺对齐，读数为。 [2]由单摆周期公式 得 可知图像斜率 由图丙可知斜率 则 【小问3详解】 A．图线与平行，斜率相同，由可知对应的值相等，故A错误； B．图线的斜率小于的斜率，即，由可知，故B正确； C．若误将49次全振动记为50次，则周期测量值偏小，偏小，对应图线，故C正确； D．若误将悬点到小球下端的距离记为摆长，则， 图像应有负截距，而图线有正截距，故D错误。 故选BC。 【小问4详解】 单摆运动过程中，拉力在最高点最小，在最低点最大。从一个最高点到下一个最高点经历半个周期，拉力从最小变到最大再变回最小。因此拉力变化的周期是单摆周期的一半。由图可知拉力变化的周期为，则单摆周期。 由 得 三、计算论述题（请写出必要的文字说明及解题过程，共40分） 17. 一列简谐横波沿轴传播，已知时刻的波形如图甲所示，图中点此刻正经过平衡位置沿轴正方向运动，在时，点第一次达到波峰位置。 （1）判断该波的传播方向，并求出波的传播速度； （2）求质点在0.3s内通过的路程和时的位移； （3）在给定区域内画出时的波形。 【答案】（1）x轴负方向， （2）15cm， （3） 【解析】 【小问1详解】 由图甲可知，时刻点位于平衡位置且沿轴正方向运动，根据波形平移法，可知波沿轴负方向传播。点从平衡位置向上运动第一次到达波峰需经过，即 解得 由图甲知波长 则波速 【小问2详解】 根据分析 质点从平衡位置起振，经过到达波谷位置，路程 位移为。 【小问3详解】 波沿轴负方向传播，内波传播的距离 在甲图基础上，向左平移5m即可。 18. 55中学学习小组模拟风力发电机发电的简易模型如图所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴以角速度匀速转动。其中矩形线圈匝数为匝，面积为，线圈总电阻，小灯泡电阻，电流表为理想表。求： （1）从图所示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式； （2）该发电机的输出功率P； （3）线圈从图示位置转过90°过程中，流过灯泡的电荷量。 【答案】（1） （2）0.32W （3） 【解析】 【小问1详解】 电动势最大值为 图示位置为中性面，则从图所示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式为 【小问2详解】 电动势有效值为 根据闭合电路欧姆定律有 可得交流电流表的示数为 发电机的输出功率 【小问3详解】 线圈从图示位置转过90°的过程中，磁通量的变化量大小为 感应电动势的平均值，， 联立解得 19. 类比是研究问题的常用方法。 （1）情境1：如图1所示光滑水平面上弹簧振子，钢球质量为、弹簧劲度系数为，建立如图1中所示的坐标轴。时，将钢球拉至处由静止释放，小钢球只在弹力作用下往复运动，此过程中弹性势能与钢球动能相互转化。 求时刻小钢球的加速度； 情境2：如图2所示为振荡电路，回路中电感线圈的自感系数为，电容器的电容为。 如图2所示，时闭合开关，此时电容器两极板带电量分别为、。忽略电磁辐射与回路电阻的热损耗，此后电路自由振荡。 求时刻电容器两极板间的电势差； （2）在情境1中小球做简谐振动过程中位置随时间周期性变化，根据速度和加速度的定义和，可得加速度。设任意时刻钢球的位置坐标为时，由牛顿第二定律，将加速度代入化简可得，结合小球初始位置为，可得情景1钢球随时间变化的函数表达式：。 情境2中电容器左极板上的电荷随时间t周期性变化，根据电流的定义，自感线圈的自感电动势大小，可得自感电动势大小。振荡电路中，任意时刻满足。 类比情境1，请写出情境2中电容器左极板电荷随时间t变化的函数表达式，并求出振荡电路的振荡频率。 【答案】（1），；（2）， 【解析】 【详解】（1）弹簧弹力提供小球加速度，根据牛顿第二定律可得 解得 时闭合开关，此时电容器两极板带电量分别为、，根据电容器的电容定义式 解得时刻电容器两极板间的电势差为 （2）类比弹簧振子钢球位置随时间变化的函数表达式 可得电容器左极板电荷随时间t变化的函数表达式 振荡周期为 振荡频率为 20. 秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效“摆球”的质量为m，人蹲在踏板上时摆长为，人站立时摆长为。不计空气阻力，重力加速度大小为g。 （1）如果摆长为，“摆球”通过最低点时的速度为v，求此时“摆球”受到拉力T的大小。 （2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。 a.人蹲在踏板上从最大摆角开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，通过计算证明。 b.实际上人在最低点快速站起后“摆球”摆动速度的大小会增大。随着摆动越来越高，达到某个最大摆角后，如果再次经过最低点时，通过一次站起并保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动，求在最低点“摆球”增加的动能应满足的条件。 【答案】（1）；（2）a.见解析；b. 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据牛顿运动定律 解得 （2）a.设人在最低点站起前后“摆球”的摆动速度大小分别为v1、v2，根据功能关系得 已知v1 = v2，得 因为，得 所以 b.设“摆球”由最大摆角摆至最低点时动能为，根据功能关系得 “摆球”在竖直平面内做完整的圆周运动，通过最高点最小速度为,根据牛顿运动定律得 “摆球”在竖直平面内做完整的圆周运动，根据功能关系得 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $