精品解析：北京市清华大学附属中学朝阳学校2025-2026学年高二下学期5月质量检测物理试题

2025-2026学年第二学期5月质量检测 高二年级物理试卷 考试时间90分钟 试卷满分100分 一、单选题（本题共10个小题，每题3分，共30分） 1. 关于布朗运动，下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动 C. 液体温度越低，布朗运动越剧烈 D. 固体颗粒越大，布朗运动越剧烈 2. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ） A. 变化的电场和磁场由近及远向周围传播形成了电磁波 B. 电磁波和机械波一样必须靠介质传播 C. 电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大 D. 电磁波不可能产生干涉和衍射现象 3. 利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是 A. 甲对应单缝，乙对应双缝 B. 甲对应双缝，乙对应单缝 C. 都是单缝，甲对应的缝宽较大 D. 都是双缝，甲对应的双缝间距较大 4. 如图所示的平面内，光束经圆心射入半圆形玻璃砖，进入玻璃砖后分成、两束单色光。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃对光的折射率小于对光的折射率 B. 在真空中光的波长小于光的波长 C. 在真空中光的频率小于光的频率 D. 在玻璃砖中光的传播速度大于光的传播速度 5. 下图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为2cm。已知t=0时，质点1开始向上运动；t=0.4s时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　） A. 这列波的波长为8cm B. 这列波传播的速度为0.25m/s C. t=0.8s时，质点1到达下方最大位移处 D. t=1.2s时，质点13开始向上运动 6. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（ ） A. 图甲中，水中的气泡看上去特别明亮是因为光的折射 B. 图乙中，减小单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹变宽 C. 图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D. 图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 7. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接交流电源和理想交流电压表、理想交流电流表，副线圈通过导线（导线的总电阻等效为）与热水器、抽油烟机连接。已知原线圈两端的电压表示数保持不变，副线圈两端的电压按如图乙所示规律变化。下列说法正确的是（　　） A. 热水器两端电压的瞬时值表达式为 B. 电压表示数为440V C. 若闭合开关S，热水器两端的电压将增大 D. 若闭合开关S，变压器的输入功率将减小 8. 如图所示，两根长度均为l的轻质细线，一端分别悬挂在天花板上的和点，另一端分别系有质量均为m的小球A和B。现让小球A在竖直面内做小角度（最大摆角）的简谐运动；小球B在水平面内做匀速圆周运动，且B做圆周运动时，其悬线与竖直方向的夹角也为。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球A从通过最低点时的速度大小为 B. 小球A的运动周期小于小球B的运动周期 C. 小球A在最低点时的向心加速度的大小等于小球B的向心加速度的大小 D. 小球B运动一周，其悬线拉力的冲量为 9. 物理学原理在现代科技中有许多重要应用，例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是(　　) A. 天线发出的两种无线电波必须一样强 B. 导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 C. 两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D. 两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 10. 如图所示为某小组设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。为定值电阻，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数U反映待测物体的质量m；用单位质量变化下，电压表示数变化量的绝对值描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦和电源内阻，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（ ） A. 电压表示数与待测物体质量成非线性关系 B. 弹簧的劲度系数越小，电子秤的量程越大 C. 仅更换阻值更大的定值电阻，电子秤灵敏度会降低 D. 物体的质量越大，电源的输出功率就越大 二、多项选择题（本题共4小题，共12分） 11. 分子间的作用力随分子间距离的变化如图所示。若将甲分子固定在坐标原点，乙分子置于轴处，由静止释放。仅考虑两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 从到，分子间的作用力先减小后增大 B. 从到，分子间的作用力先做正功后做负功 C. 从到，分子系统的分子势能一直减小 D. 从到，乙分子的动能先减小后增大 12. 小饶同学在实验室利用可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。可拆变压器零部件如图（a）所示，组装后如图（b）所示。某一次实验中小饶同学选择的原线圈匝数为800匝，副线圈匝数为100匝，原线圈输入12V的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A. 本次实验时原线圈中导线更粗 B. 本次实验时副线圈中导线更粗 C. 该同学正确操作后，交流电压表测得副线圈的电压一定为1.5V D. 为保证实验安全，该同学应选低压交流电源接入原线圈 13. 防震演练活动是学校非常重视的安全教育工作，已知地震波既有横波、也有纵波，若我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在t与t+0.5s两个时刻，x轴上-3~3km区间内的波形图如图中实线与虚线所示。关于该地震波，以下判断正确的是（ ） A. 波速可能为v=28km/s B. 质点振动的周期可能为T=1.0s C. t时刻位于x=1km的质点沿y轴正方向振动 D. 从t时刻开始计时，x=2.5km处的质点比x=2km处的质点先回到平衡位置 14. 分析推理、类比归纳是重要的科学研究方法。如图甲所示，矩形线圈abcd绕轴匀速转动产生的交流电i-t图像如图乙所示，电流最大值为，周期为T。如图丙所示，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与小球相连，静置于光滑水平面上，现将小球向右缓慢移动一段距离A（不超过弹簧的弹性限度），小球被无初速释放后，其运动的v-t 图像如图丁所示，速度最大值为，周期为T。已知图乙和图丁分别为余弦和正弦函数图线，下列说法正确的是（　　） A. 时间内，通过线圈横截面积的电量 B. 时间内，通过线圈横截面积的电量 C. 类比图乙和图丁，小球运动过程中的速度最大值 D. 类比图乙和图丁，小球运动过程中的速度最大值 三、实验题（本题共2小题，共18分） 15. 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所示，“测玻璃的折射率”的实验中，将白纸平铺在木板上并用图钉固定，之后将玻璃砖平放在白纸上，在适当位置竖直地插上A、B、C、D四个大头针。图中a和a'为玻璃砖的两个界面，AB延长线与直线a的交点为O，CD延长线与直线a'的交点为O'，NN'表示法线。 ①在插大头针C时，应使其______（选填选项前的字母）。 A．只挡住A的像 B．只挡住B的像 C．同时挡住A、B的像 ②该玻璃砖的折射率可表示为n=______（用θ₁和θ₂表示）。 （2）“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图2所示 ①图中A、B、C处放置的光学元件依次为______。 A．滤光片双缝单缝    B．滤光片单缝双缝 C．单缝滤光片双缝    D．双缝滤光片单缝 ②某同学调试好后能观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置调整后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，且条纹数目有所增加。以下调整可以实现这个效果的是______。 A．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 B．仅减小双缝间的距离 C．仅换用更长的遮光筒 D．仅增大滤光片与单缝之间的距离 16. 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用游标为10分度（测量值可准确到）的卡尺测量小球的直径，某次测量的示数如图所示，读出小球直径d的值为____。 ②若改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长l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F，由计算机记录拉力F随时间t的变化，图像如图丙所示。测得摆长为l，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d，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l，之后将小球拉离平衡位置，当摆线与竖直方向成θ角（θ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θ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θ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k，则计算得到重力加速度_______。 四、解答题（共4小题，共40分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。 17. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈面积、匝数（图中只画出1匝）、总电阻，线圈可绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴OO′以角速度匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不计。求： （1）线圈中感应电动势的最大值Em； （2）线圈中电流的有效值I； （3）电阻R上的发热功率P。 18. 某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制在5kW（即用户得到的功率为95kW）。根据实际需求，某同学设计了如图所示的输电线路示意图。升压变压器、降压变压器均视为理想变压器，请你帮他计算： （1）输电线上通过的电流； （2）升压变压器输出的电压； （3）降压变压器的匝数比。 19. 简谐运动是最简单、最基本的振动，复杂的振动往往可以看作多个简谐运动的叠加。 （1）如图1所示，固定在竖直圆盘上的小球A随着圆盘以角速度沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动。用竖直向下的平行光照射小球A，在圆盘下方的屏上可以观察到小球A在x方向上的“影子”的运动，开始计时的时候小球A在圆盘最上端。请根据简谐运动的运动学特征（即做简谐运动的物体的位移x与运动时间t满足正弦函数规律），证明：小球A的“影子”以圆盘圆心在屏上的投影点O为平衡位置做简谐运动。 （2）科幻小说《地心游记》中假想着凿通一条贯穿地心的极窄且光滑的隧道，人可以通过该隧道直通地球彼岸。为简化研究，质量为M、半径为R的地球视为质量分布均匀的球体，已知质量均匀分布的球壳内的质点所受万有引力的合力为零，万有引力常量为G。不计空气阻力。 （a）如图2所示，以地心O为原点，沿隧道方向建立x轴，请根据简谐运动的动力学特征（回复力F与偏离平衡位置的位移x成正比，即）证明：质量为m的质点从静止开始落入隧道后在隧道内做简谐运动； （b）若通过地球的南北两极之间能够打通一个真空隧道，把一个质量为m的小球从北极的隧道口（地面处）由静止释放后，小球能够在隧道内运动。求小球从隧道口运动到地心的速度。 20. 简谐运动是最基本的机械振动。质量为m的物体做简谐运动时，其所受回复力F与偏离平衡位置的位移x成正比，即；物体偏离平衡位置的位移x随时间t的变化关系满足：，其中A为振幅，φ为初相位，圆频率 （1）如图1，光滑水平面上有一质量为m、劲度系数为k的弹簧振子。以弹簧原长时的右端点为原点O，水平向右为正方向建立坐标轴Ox。在弹性限度内，将振子沿Ox方向缓慢拉至某处由静止释放。 ①由所学知识和题中信息，求弹簧振子的周期T； ②在图2中画出弹簧弹力大小F随伸长量x变化的关系图线，并求出弹簧伸长量为A时所具有的弹性势能。 （2）如图3，竖直平面内有无限大、均匀带电的正、负离子层，两离子层厚度均为d，单位体积内电荷量均为ρ。以正离子层左边缘的点O为原点，水平向右建立坐标轴Ox。已知正离子层中各点电场强度均沿x轴正方向，其大小E随x的变化如图4所示，其中为常量：而在与的空间内E恒为零。某粒子源S位于的位置，向四周辐射速率均为v的电子，若电子初速度方向与x轴正方向夹角为θ，电子恰好到达离子层分界面，但不会射入负离子层。已知电子质量为m，所带电荷量为e，忽略电子所受重力及电子间相互作用力，假设电子不与离子发生碰撞。 ①类比v-t图像求位移的方法，应用所学知识，求解cosθ的表达式； ②电子在离子层中沿x方向上的受力类似简谐运动的回复力，请类比简谐运动的周期算法，求沿θ角入射的电子从发出到离开离子层所用的总时间。（结果可含θ，不必代入①中的表达式） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第二学期5月质量检测 高二年级物理试卷 考试时间90分钟 试卷满分100分 一、单选题（本题共10个小题，每题3分，共30分） 1. 关于布朗运动，下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动 C. 液体温度越低，布朗运动越剧烈 D. 固体颗粒越大，布朗运动越剧烈 【答案】B 【解析】 【详解】A．布朗运动是悬浮微粒的运动，而非液体分子的运动，故A错误； B．布朗运动指悬浮在液体中的微粒的无规则运动，故B正确； C．液体温度越高，分子热运动越剧烈，布朗运动越明显，故C错误； D．悬浮微粒越大，受分子撞击的合力越趋于平衡，布朗运动越不明显，故D错误。 故选B。 2. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ） A. 变化的电场和磁场由近及远向周围传播形成了电磁波 B. 电磁波和机械波一样必须靠介质传播 C. 电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大 D. 电磁波不可能产生干涉和衍射现象 【答案】A 【解析】 【详解】A. 变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波并向周围传播，故A正确； B. 电磁波可在真空中传播，无需介质；机械波必须依赖介质传播，故B错误； C. 在真空中，所有电磁波的传播速度均为光速 ，与频率无关，故C错误； D. 电磁波具有波动性，能发生干涉和衍射现象，故D错误。 故选A。 3. 利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是 A. 甲对应单缝，乙对应双缝 B. 甲对应双缝，乙对应单缝 C. 都是单缝，甲对应的缝宽较大 D. 都是双缝，甲对应的双缝间距较大 【答案】A 【解析】 【详解】根据单缝衍射图样和双缝干涉图样特点判断． 单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，结合图甲，乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，故A正确，BCD错误． 4. 如图所示的平面内，光束经圆心射入半圆形玻璃砖，进入玻璃砖后分成、两束单色光。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃对光的折射率小于对光的折射率 B. 在真空中光的波长小于光的波长 C. 在真空中光的频率小于光的频率 D. 在玻璃砖中光的传播速度大于光的传播速度 【答案】B 【解析】 【详解】根据折射定律结合图象可知玻璃对光的折射率大于对光的折射率，即 则光的频率大于光的频率，根据，可知在真空中光的波长小于光的波长，根据可知在玻璃砖中光的传播速度小于光的传播速度，故B正确，ACD错误。 故选B。 5. 下图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为2cm。已知t=0时，质点1开始向上运动；t=0.4s时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　） A. 这列波的波长为8cm B. 这列波传播的速度为0.25m/s C. t=0.8s时，质点1到达下方最大位移处 D. t=1.2s时，质点13开始向上运动 【答案】D 【解析】 【详解】AB．质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，这列波在传播时间为时，向右传播了个波长，则周期为 相邻编号的质点间距离为2cm，则传播距离为 这列波的波长为 这列波传播的速度为，故AB错误； C．时，则有 质点1回到平衡位置，故C错误； D．时，波的传播距离为 与质点1相距的质点编号是 则振动刚好传播到质点13，质点13开始向上运动，故D正确。 故选D。 6. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（ ） A. 图甲中，水中的气泡看上去特别明亮是因为光的折射 B. 图乙中，减小单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹变宽 C. 图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D. 图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 【答案】B 【解析】 【详解】A．水中的气泡特别明亮是因为光在气泡表面发生全反射，故A错误； B．单缝衍射中，单缝宽度越窄衍射现象越明显，减小单缝宽度，中央亮条纹变宽，故B正确； C．3D眼镜利用光的偏振现象，形成立体影像，故C错误； D．薄膜干涉中，同一条亮纹（或暗纹）对应的空气膜厚度相同，P处条纹向左侧弯曲，说明P处空气膜厚度与右侧相同，故P为凹处，Q处条纹向右侧弯曲，说明Q处空气膜厚度与左侧相同，故Q为凸处，故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接交流电源和理想交流电压表、理想交流电流表，副线圈通过导线（导线的总电阻等效为）与热水器、抽油烟机连接。已知原线圈两端的电压表示数保持不变，副线圈两端的电压按如图乙所示规律变化。下列说法正确的是（　　） A. 热水器两端电压的瞬时值表达式为 B. 电压表示数为440V C. 若闭合开关S，热水器两端的电压将增大 D. 若闭合开关S，变压器的输入功率将减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．图乙为副线圈上电压变化规律，而热水器上的电压要小于副线圈上电压，故A错误； B．由交流电规律可知，副线圈上电压的有效值为220V，由变压器变压关系 可知，原线圈电压有效值为440V，电压表示数为440V，故B正确； CD．闭合开关，通过原副线圈的电流都增大，由于原副线圈电压不变，则输入功率增大，根据部分电路欧姆定律可知，R两端的电压增大，所以热水器两端电压减小，故CD错误。 故选B。 8. 如图所示，两根长度均为l的轻质细线，一端分别悬挂在天花板上的和点，另一端分别系有质量均为m的小球A和B。现让小球A在竖直面内做小角度（最大摆角）的简谐运动；小球B在水平面内做匀速圆周运动，且B做圆周运动时，其悬线与竖直方向的夹角也为。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球A从通过最低点时的速度大小为 B. 小球A的运动周期小于小球B的运动周期 C. 小球A在最低点时的向心加速度的大小等于小球B的向心加速度的大小 D. 小球B运动一周，其悬线拉力的冲量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球A从释放到通过最低点，根据机械能守恒定律有 解得， 故A错误； B．小球A做单摆运动，其周期为 小球B做圆锥摆运动，合力提供向心力，则有 解得 因，故，故B错误； C．小球A在最低点时的向心加速度 小球B做圆锥摆运动，合力提供向心力，则有 解得 可知，故C错误； D．小球B运动一周，动量变化量为0，根据动量定理，可知合力的冲量为0，所以悬线拉力的冲量与重力冲量大小相等、方向相反，即拉力的冲量为，故D正确。 故选D。 9. 物理学原理在现代科技中有许多重要应用，例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是(　　) A. 天线发出的两种无线电波必须一样强 B. 导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 C. 两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D. 两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 【答案】C 【解析】 【详解】由于两无线电波波源对称分布在跑道两侧，两种波长的无线电波各自发生干涉，在跑道处光程差为零，干涉均加强，两种无线电波各自在空间的强弱分布稳定，但不重合，当接收到的和的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。 A．干涉要求两波源的频率相同，而强度没有要求，故A错误； B．由于无线电波以光速传播，根据知，波长不同，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，故B错误； CD．空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。所以两种电波的波峰与波峰叠加最强分布是固定的，而且λ1≠λ2，所以无线电波各自在空间的强弱分布不重合，不过中垂线都是加强点，故C正确，D错误。 故选C。 10. 如图所示为某小组设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。为定值电阻，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数U反映待测物体的质量m；用单位质量变化下，电压表示数变化量的绝对值描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦和电源内阻，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（ ） A. 电压表示数与待测物体质量成非线性关系 B. 弹簧的劲度系数越小，电子秤的量程越大 C. 仅更换阻值更大的定值电阻，电子秤灵敏度会降低 D. 物体的质量越大，电源的输出功率就越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，滑动变阻器与R0串联，滑动变阻器的电阻全部连入电路；电压表测量滑片上半部分电阻两端的电压；当滑动变阻器滑片P向下移动时，电路中的电阻不变，由闭合电路欧姆定律得可知电路中的电流不变； 电压表的示数为 又， 联立可得 即电压表示数与待测物体质量成线性关系，故A错误； B．由可知弹簧的劲度系数越大，m的最大值越大，电子秤的量程越大，故B错误； C．由可知电子秤的灵敏度为 可知仅更换阻值更大的定值电阻R0，电子秤灵敏度会下降，C正确； D．物体的质量越大，电源的输出电流不变，则输出的功率不变，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共4小题，共12分） 11. 分子间的作用力随分子间距离的变化如图所示。若将甲分子固定在坐标原点，乙分子置于轴处，由静止释放。仅考虑两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 从到，分子间的作用力先减小后增大 B. 从到，分子间的作用力先做正功后做负功 C. 从到，分子系统的分子势能一直减小 D. 从到，乙分子的动能先减小后增大 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．从到，分子间的作用力先增大后减小，分子力为引力，分子力做正功，分子系统的分子势能一直减小，故A错误，C正确； BD．从到，分子力为引力，从到，分子力为斥力，故从到，分子间的作用力先做正功后做负功，乙分子的动能先增大后减小，故B正确，D错误。 故选BC。 12. 小饶同学在实验室利用可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。可拆变压器零部件如图（a）所示，组装后如图（b）所示。某一次实验中小饶同学选择的原线圈匝数为800匝，副线圈匝数为100匝，原线圈输入12V的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A. 本次实验时原线圈中导线更粗 B. 本次实验时副线圈中导线更粗 C. 该同学正确操作后，交流电压表测得副线圈的电压一定为1.5V D. 为保证实验安全，该同学应选低压交流电源接入原线圈 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据变压器电流与匝数关系可知 可知副线圈电流更大。电流越大，导线需要越粗以减少发热，因此副线圈导线更粗，故A错误，B正确； C．根据理想变压器电压与匝数关系可知 但实际变压器存在漏磁、线圈电阻等损耗，导致副线圈电压略小于1.5V，故C错误； D．实验中为保证安全，原线圈必须接入低压交流电源，避免高压带来的触电风险，故D正确。 故选BD。 13. 防震演练活动是学校非常重视的安全教育工作，已知地震波既有横波、也有纵波，若我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在t与t+0.5s两个时刻，x轴上-3~3km区间内的波形图如图中实线与虚线所示。关于该地震波，以下判断正确的是（ ） A. 波速可能为v=28km/s B. 质点振动的周期可能为T=1.0s C. t时刻位于x=1km的质点沿y轴正方向振动 D. 从t时刻开始计时，x=2.5km处的质点比x=2km处的质点先回到平衡位置 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．由题图可知，波形图由实线变成虚线经历的时间 可得周期为 由题图可知，该波的波长为λ=4km，则波速为 当n=0时，质点振动的周期T=1.0s 当n=3时，波速为v=28km/s 故AB正确； C．波沿x轴正方向传播，则t时刻位于x=1km的质点沿y轴负方向振动，故C错误； D．从t时刻开始，位于x=2.5km处的质点先运动到最大位移处再向平衡位置运动，而t时刻位于x=2km处的质点直接从最大位移处向平衡位置运动，则从t时刻开始计时，x=2km处的质点比x=2.5km处的质点先回到平衡位置，故D错误。 故选AB。 14. 分析推理、类比归纳是重要的科学研究方法。如图甲所示，矩形线圈abcd绕轴匀速转动产生的交流电i-t图像如图乙所示，电流最大值为，周期为T。如图丙所示，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与小球相连，静置于光滑水平面上，现将小球向右缓慢移动一段距离A（不超过弹簧的弹性限度），小球被无初速释放后，其运动的v-t 图像如图丁所示，速度最大值为，周期为T。已知图乙和图丁分别为余弦和正弦函数图线，下列说法正确的是（　　） A. 时间内，通过线圈横截面积的电量 B. 时间内，通过线圈横截面积的电量 C. 类比图乙和图丁，小球运动过程中的速度最大值 D. 类比图乙和图丁，小球运动过程中的速度最大值 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．时间内，通过线圈横截面积的电量为 而最大电流为 联立可得 故A正确，B错误； CD．类比图乙和图丁，图像的面积为电量，而图像的面积为位移，在时间内的位移为振幅，有 可得小球运动过程中的速度最大值为 故C错误，D正确。 故选AD。 三、实验题（本题共2小题，共18分） 15. 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所示，“测玻璃的折射率”的实验中，将白纸平铺在木板上并用图钉固定，之后将玻璃砖平放在白纸上，在适当位置竖直地插上A、B、C、D四个大头针。图中a和a'为玻璃砖的两个界面，AB延长线与直线a的交点为O，CD延长线与直线a'的交点为O'，NN'表示法线。 ①在插大头针C时，应使其______（选填选项前的字母）。 A．只挡住A的像 B．只挡住B的像 C．同时挡住A、B的像 ②该玻璃砖的折射率可表示为n=______（用θ₁和θ₂表示）。 （2）“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图2所示 ①图中A、B、C处放置的光学元件依次为______。 A．滤光片双缝单缝    B．滤光片单缝双缝 C．单缝滤光片双缝    D．双缝滤光片单缝 ②某同学调试好后能观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置调整后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，且条纹数目有所增加。以下调整可以实现这个效果的是______。 A．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 B．仅减小双缝间的距离 C．仅换用更长的遮光筒 D．仅增大滤光片与单缝之间的距离 【答案】（1） ①. C ②. （2） ①. B ②. A 【解析】 【分析】 【小问1详解】 [1]在插大头针C时，应使其同时挡住A、B的像。 故选C。 [2]由折射定律可得，该玻璃砖的折射率可表示为 【小问2详解】 [1]图中A、B、C处放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选B。 [2]A．要使得条纹数目增加，则需要减小条纹间距，根据可知，红光波长大于绿光，则仅将红色滤光片换成绿色滤光片，条纹间距减小，故A正确； B．仅减小双缝间的距离，条纹间距变大，故B错误； C．仅换用更长的遮光筒，则条纹间距变大，故C错误； D．仅增大滤光片与单缝之间的距离，条纹间距不变，故D错误。 故选A。 【点睛】 16. 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用游标为10分度（测量值可准确到）的卡尺测量小球的直径，某次测量的示数如图所示，读出小球直径d的值为____。 ②若改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长l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F，由计算机记录拉力F随时间t的变化，图像如图丙所示。测得摆长为l，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d，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l，之后将小球拉离平衡位置，当摆线与竖直方向成θ角（θ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θ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θ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k，则计算得到重力加速度_______。 【答案】（1） ①. ②. C （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]由图可知，小球的直径为 [2]根据单摆周期公式 解得 图像不经过原点的原因是直接将摆线的长度作为摆长。 故选C。 【小问2详解】 单摆每隔半个周期到达最低点时，拉力F会达到最大，故由图可知，单摆的周期为 根据单摆的周期 联立解得 【小问3详解】 [1]小球从最高点摆至最低点的过程，小球机械能守恒，故根据机械能守恒定律则有 小球经过光电门的瞬时速度为 联立解得 为了能最方便准确地利用图像处理数据，应绘制图像。 [2]由上分析可知 解得 四、解答题（共4小题，共40分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。 17. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈面积、匝数（图中只画出1匝）、总电阻，线圈可绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴OO′以角速度匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不计。求： （1）线圈中感应电动势的最大值Em； （2）线圈中电流的有效值I； （3）电阻R上的发热功率P。 【答案】（1）120V （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线圈中感应电动势的最大值 解得 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律可知线圈中电流的最大值 则线圈中电流的有效值 联立，解得 【小问3详解】 电阻R上的发热功率 解得 18. 某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制在5kW（即用户得到的功率为95kW）。根据实际需求，某同学设计了如图所示的输电线路示意图。升压变压器、降压变压器均视为理想变压器，请你帮他计算： （1）输电线上通过的电流； （2）升压变压器输出的电压； （3）降压变压器的匝数比。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据电功率公式 可得输电线上通过的电流 （2）升压变压器输出的电压 （3）降压变压器输入的电压 根据 降压变压器的匝数比 19. 简谐运动是最简单、最基本的振动，复杂的振动往往可以看作多个简谐运动的叠加。 （1）如图1所示，固定在竖直圆盘上的小球A随着圆盘以角速度沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动。用竖直向下的平行光照射小球A，在圆盘下方的屏上可以观察到小球A在x方向上的“影子”的运动，开始计时的时候小球A在圆盘最上端。请根据简谐运动的运动学特征（即做简谐运动的物体的位移x与运动时间t满足正弦函数规律），证明：小球A的“影子”以圆盘圆心在屏上的投影点O为平衡位置做简谐运动。 （2）科幻小说《地心游记》中假想着凿通一条贯穿地心的极窄且光滑的隧道，人可以通过该隧道直通地球彼岸。为简化研究，质量为M、半径为R的地球视为质量分布均匀的球体，已知质量均匀分布的球壳内的质点所受万有引力的合力为零，万有引力常量为G。不计空气阻力。 （a）如图2所示，以地心O为原点，沿隧道方向建立x轴，请根据简谐运动的动力学特征（回复力F与偏离平衡位置的位移x成正比，即）证明：质量为m的质点从静止开始落入隧道后在隧道内做简谐运动； （b）若通过地球的南北两极之间能够打通一个真空隧道，把一个质量为m的小球从北极的隧道口（地面处）由静止释放后，小球能够在隧道内运动。求小球从隧道口运动到地心的速度。 【答案】（1）见解析 （2）（a）见解析 （b） 【解析】 【小问1详解】 设经过时间t小球与O点连线转过的角度为φ，小球A的“影子”的位移为 又因为 解得 所以，小球A的“影子”以圆盘圆心在屏上的投影点O为平衡位置做简谐运动； 【小问2详解】 （a）设质点偏离地心的位移为x，根据万有引力定律得 又因为 解得 质点所受的万有引力与它偏离平衡位置的位移的大小成正比，方向与位移方向相反，所以质点从静止开始落入隧道后在隧道内做简谐运动； （b）由上可得 小球从隧道口运动到地心时根据简谐运动的机械能守恒，有 解得 20. 简谐运动是最基本的机械振动。质量为m的物体做简谐运动时，其所受回复力F与偏离平衡位置的位移x成正比，即；物体偏离平衡位置的位移x随时间t的变化关系满足：，其中A为振幅，φ为初相位，圆频率 （1）如图1，光滑水平面上有一质量为m、劲度系数为k的弹簧振子。以弹簧原长时的右端点为原点O，水平向右为正方向建立坐标轴Ox。在弹性限度内，将振子沿Ox方向缓慢拉至某处由静止释放。 ①由所学知识和题中信息，求弹簧振子的周期T； ②在图2中画出弹簧弹力大小F随伸长量x变化的关系图线，并求出弹簧伸长量为A时所具有的弹性势能。 （2）如图3，竖直平面内有无限大、均匀带电的正、负离子层，两离子层厚度均为d，单位体积内电荷量均为ρ。以正离子层左边缘的点O为原点，水平向右建立坐标轴Ox。已知正离子层中各点电场强度均沿x轴正方向，其大小E随x的变化如图4所示，其中为常量：而在与的空间内E恒为零。某粒子源S位于的位置，向四周辐射速率均为v的电子，若电子初速度方向与x轴正方向夹角为θ，电子恰好到达离子层分界面，但不会射入负离子层。已知电子质量为m，所带电荷量为e，忽略电子所受重力及电子间相互作用力，假设电子不与离子发生碰撞。 ①类比v-t图像求位移的方法，应用所学知识，求解cosθ的表达式； ②电子在离子层中沿x方向上的受力类似简谐运动的回复力，请类比简谐运动的周期算法，求沿θ角入射的电子从发出到离开离子层所用的总时间。（结果可含θ，不必代入①中的表达式） 【答案】（1）① ② （2）① ② 【解析】 【小问1详解】 ①根据周期的计算公式可知 ②根据胡克定律F=kx可知图像如图 根据图像与坐标轴围成的面积可知弹簧从原长状态伸长A时，弹簧弹力做功为 由弹力做功与弹性势能的关系可知 【小问2详解】 ①电子进入正电荷离子层受力 沿x轴方向做简谐运动，初速度vx=vcosθ 垂直于x轴方向做匀速直线运动，速度为vy=vsinθ 入射角为θ的电子刚好不射入负电荷离子层，由功能关系可知 解得 ②电子在电场运动的周期为 则沿θ角入射的电子从发出到离开离子层所用的总时间为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $