精品解析：北京市第八中学2025-2026学年度高二第二学期期中练习物理试题

2025-2026学年度第二学期期中练习题 年级：高二 科目：物理 考试时间90分钟 满分100分 一、单项选择题（共10个小题，每小题中只有一个选项符合题意。每小题3分，共30分） 1. 下列关于电磁波的说法错误的是（　　） A. 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B. 紫外线可以用来灭菌消毒，无线电波广泛应用于通信和广播 C. 红外线和紫外线都属于电磁波，红外线的频率比紫外线的频率大 D. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故A正确，不符合题意； B．紫外线能量较高，可破坏微生物结构实现灭菌消毒，无线电波波长长、衍射能力强，广泛应用于通信和广播场景，故B正确，不符合题意； C．红外线和紫外线均属于电磁波，电磁波谱中红外线的波长大于紫外线，由可知，红外线的频率小于紫外线的频率，故C错误，符合题意； D．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波的存在，赫兹后续通过实验首次证实了电磁波的存在，故D正确，不符合题意。 故选C。 2. 在人类历史的进程中，物理学的发展促进了科学技术的不断进步，推动了人类文明的发展。下列物理学中的观点，正确的是（　　） A. 物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会增大 B. 在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移 C. 光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大 D. 当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率高 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体做受迫振动时当驱动力的频率等于物体的固有频率时物体的振幅最大，若再增大驱动力的频率，则振幅会减小，选项A错误； B．振动加强区域质点是在平衡位置附近振动，有时位移为零，故加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移，选项B正确； C．光导纤维利用光的全反射制成，因此内芯折射率比外套大，选项C错误； D．当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低，选项D错误。 故选B。 3. 下列四幅图中有关光的相关知识说法正确的是（ ） A. 图甲中，位于水中气泡看上去特别明亮是由于光的折射 B. 图乙中，增加单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹宽度也增加 C. 图丙中，若两板间的薄片向左移动少许，则干涉条纹的间距增大 D. 图丁中，通过3D眼镜看电脑显示屏，两镜片一明一暗是因为两侧镜片为透振方向不同的偏振片 【答案】D 【解析】 【详解】A．位于水中的气泡看上去特别明亮，是因为光从水中射向气泡中的空气中时，属于光从光密介质射向了光疏介质，在界面处发生了全反射，故A错误； B．光在通过单缝时会发生衍射现象，而发生明显衍射现象的条件是：缝的宽度或孔径的尺寸、障碍物的大小跟光的波长接近或比光的波长更小，因此，图乙中，若增加单缝的宽度，则衍射现象越不明显，屏上的中央亮条纹将变窄变暗，故B错误； C．图丙中，若两板间的薄片向左移动少许，则空气薄膜的厚度增加，而膜的厚度是两列反射光波路程差的2倍，而两列反射光波的路程差等于发生稳定干涉的光波半波长的偶数倍或奇数倍，因此可知满足半波长偶数倍或奇数倍的数量增加，明暗条纹变密集，则干涉条纹的间距变窄，故C错误； D．3D眼镜的2个镜片是两个透振方向互相垂直的偏振片，通过3D眼镜看电脑显示屏，两镜片一明一暗是因为两侧镜片为透振方向不同的偏振片，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统。当圆盘静止时，让小球上下做简谐运动，其振动图像如图乙所示（以竖直向上为正方向），下列说法正确的是（　　） A. 由图像可知，小球在0~1s内振动过程中所受回复力一直减小 B. 由图像可知，小球在1s~2s振动过程中速度一直在减小 C. 若圆盘以15r/min匀速转动，小球振动稳定时的振幅最大 D. 若圆盘以20r/min匀速转动，振动稳定时，小球的振动周期为4s 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，0~1s内，小球位移不断增大，所以小球的回复力一直增大，故A错误； B．由图乙可知，小球在1s~2s内位移减小，速度增大，故B错误； C．由图乙可知，小球的固有周期为4s，所以固有频率为 若圆盘以15r/min匀速转动，振动稳定时，小球的振动频率为 即小球受迫振动的频率等于固有频率，小球振动稳定时的振幅最大，故C正确； D．若圆盘以20r/min匀速转动，振动稳定时，小球的振动周期等于驱动力的周期，即，故D错误。 故选C。 5. 如图所示为LC振荡电路某时刻的情况，以下说法中正确的是（　　） A. 电容器正在放电 B. 电容器中的电场能正在增加 C. 电感线圈中的电流正在减小 D. 电容器两极板间电压正在增大 【答案】A 【解析】 【详解】由图中螺线管中的磁感线方向可以判定出此时LC电路正在逆时针放电，电感线圈中的电流正在增大，电容器的电场能正在减少，电容器两极板间电压减小。 故选A。 6. 一列简谐横波t=0时刻的波形如图（a）所示，位于x=2m处的质点A的振动图像如图（b）所示。则（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的波速为1m/s C. t=0时刻质点A的振幅为0 D. t=1s时，质点A沿x轴平移到x=3m处 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，t=0时刻质点A沿y轴正方向运动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图可知，该波的波长为4m，周期为4s，则，故B正确； C．由图可知，t=0时刻，质点A的位移为0，但振幅为10cm，故C错误； D．质点不随波迁移，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，一束复色光以45°的入射角照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射后从玻璃砖上表面折射出两条平行光线a、b，下列说法正确的是（　　） A. a光的折射率比b光的大 B. a光在玻璃砖中的速度比b光的大 C. 适当调整复色光的入射角，a光可能无法从玻璃表面射出 D. a、b两束单色光分别通过同一双缝干涉装置，a光产生的干涉条纹间距较大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，a光偏折程度比b光大，故a光折射率比b光的大，故A正确； B．由于a光折射率比b光的大，根据可知，a光在玻璃砖中的速度比b光的小，故B错误； C．光线从空气射向玻璃时，是从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，光线经底面反射后射向玻璃上表面时，根据光路可逆性，入射角等于进入玻璃时的折射角，必然小于临界角，所以 a光一定能从玻璃表面射出，故C错误；  D．由于a光折射率比b光的大，则a光波长比b光的小，根据可知，两束单色光分别通过同一双缝干涉装置时，a光产生的干涉条纹间距较小，故D错误。 故选A。 8. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传播到处的P点开始计时，经质元P第一次到达波谷，下面说法中正确的是（　　） A. 这列波的传播速度大小为2m/s B. 当时质元a速度沿y轴负方向 C. 处的质元Q在时处于波峰位置 D. 从计时开始，经过四分之一周期，质点b通过的路程等于10cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据波形平移法可知，此时质元P由平衡位置向上振动，经质元P第一次到达波谷，则有 解得周期为 由图可知波长为，则波速为 故A错误； B．根据波形平移法可知，时质元a向上振动，则当 质元a从平衡位置下方向上振动，速度沿y轴正方向，故B错误； C．波从P传到Q所用时间为 则在时，处的质元Q振动了 可知质元Q在时处于波峰位置，故C正确； D．由于从计时开始，质元b不是处于平衡位置或者最大位移处，所以经过四分之一周期，质元b通过的路程不等于10cm，故D错误。 故选C。 9. 如图甲所示，分别用a、b两种可见光照射光电管的K极，得到光电流与光电管两极之间的电压关系如图乙所示，图丙为氢原子的能级图。依据波尔原子模型理论，若取无穷远处为零电势点，氢原子的电势能可表示为（静电力常量，元电荷，两电荷之间的距离），则（　　） A. 滑动变阻器滑片向右移动时光电流不为零且保持不变 B. 处于第2能级时，氢原子电子绕核运动的动能为 C. 当电压U的值介于和之间，此时只有a光照射时才发生光电效应 D. 氢原子吸收能量，电子速率增大为绕核速率的倍时，可成为自由电子 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑动变阻器滑片向右移动时，光电管反向电压增大，光电流不为零且减小，故A错误； B．根据库仑力提供向心力有 则动能为 则处于第2能级时，有 eV 解得 eV 故B错误； C．能否发生光电效应与遏止电压大小无关，则当电压U的值介于和之间，此时b光照射时一定能发生光电效应且会有光电流，而a光照射时无光电流产生，但是仍能发生光电效应，故C错误； D．根据库仑力提供向心力有 解得 电离时电势能为0，根据能量守恒定律有 解得 故D正确； 故选D。 10. 声呐是海军舰艇、潜艇的“水下眼睛”，某一种声呐的工作原理是通过发射声波并接收目标反射的回波，根据声波传播的时间、方向和强度，计算目标的距离、方位和性质。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。当光经过非均匀介质时，由于折射，光线将发生弯曲，如图1所示。由于温度、压强等因素的影响，某处海洋中的声速与深度的关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 由图1可知，光在区域1中的传播速度大于在区域2中的传播速度 B. 由图1可知，调整光的入射方向，光由区域4射向区域3时可能发生全反射 C. 由图2可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域I传播的过程中波长变短 D. 由图2可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域Ⅲ传播的过程中可能发生全反射 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图1可知，光由区域1射入区域2中入射角小于折射角，则区域1介质的折射率大于区域2介质的折射率，所以光在区域1中的传播速度小于在区域2中的传播速度，故A错误； B．同理，区域4介质的折射率小于区域3介质的折射率，即区域4为光疏介质，区域3为光密介质，所以光由区域4射向区域3时不可能发生全反射，故B错误； C．根据可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域I传播的过程中，频率不变，波速变大，则波长变长，故C错误； D．声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域Ⅲ传播的过程中，传播速度变大，则折射率减小，即光由光密介质射向光疏介质，可能发生全反射，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（共4个小题，每小题至少有两个选项符合题意。每小题4分，共16分，少选得2分，错选或多选不得分） 11. 关于量子理论，以下说法正确的是（　　） A. 为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的 B. 光的干涉现象说明光是概率波，而德布罗意波不是概率波 C. 康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后部分射线的波长变长 D. 氢原子从的激发态向基态跃迁时，只能放出2种不同频率的光子 【答案】AC 【解析】 【详解】A．普朗克为了解释黑体辐射的实验规律，提出了电磁辐射的能量是量子化的，打破了经典物理中能量连续的观念，故A正确； B．光的干涉现象说明光具有波动性，而根据量子理论，无论是光波还是德布罗意波，都属于概率波（波函数模的平方表示粒子出现的概率密度），故B错误； C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后部分射线的波长变长，故C正确； D．若是大量氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，可最多辐射出种光子；若是一个氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，可最多辐射出种光子，题目未说明氢原子数量，故可能是3种，可能是2种，故D错误。 故选AC。 12. 如图所示是α粒子散射实验装置的示意图。从α粒子源发射的α粒子射向金箔，金箔非常薄，可认为金箔是单原子薄膜，每个α粒子只可能与其中一个金原子作用。利用观测装置观测发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，极少数α粒子偏转的角度甚至大于90°。已知α粒子的质量是氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍，金原子质量是氢原子质量的197倍。下列说法正确的是（　　） A. α粒子发生大角度偏转是金箔中的电子对α粒子的作用引起的 B. 实验结果说明原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内 C. α粒子发生大角度偏转是金箔中带正电的物质对α粒子的作用引起的 D. 卢瑟福假设原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小的区域，这个假设与实验结果相符 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电子对粒子速度的大小和方向的影响可以忽略，故A错误； B．若原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内，粒子穿过原子时受到的各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡，对粒子运动的影响不会很大，不会出现大角度偏转的实验结果，故B错误； CD．原子核带正电，体积很小，但几乎占有原子的全部质量，电子在核外运动，当粒子进入原子区域后，大部分离原子核很远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎不变，只有极少数粒子在穿过时离原子核很近，因此受到很强的库仑斥力，发生大角度散射，故CD正确。 故选CD。 13. 在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示实验与科学认知描述正确的是（ ） A. 康普顿通过甲图实验证实了光子具有粒子性 B. 卢瑟福通过乙图实验让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒 C. 汤姆孙通过丙图实验使人们首次精确测得了电子的电荷量 D. 赫兹通过丁图实验证实了关于光的电磁波理论 【答案】AD 【解析】 【详解】A．康普顿通过甲图实验证实了光子具有粒子性，故A正确； B．图乙为α粒子散射实验，根据散射结果卢瑟福提出了原子的核式结构，故B错误； C．汤姆孙利用图丙装置发现了电子，测出电子的电荷量的是密立根，故C错误； D．赫兹通过丁图实验证实了关于光的电磁波理论，故D正确。 故选AD。 14. 如图所示，将一轻质弹簧左端固定在墙上，右端连接质量为m的小球静置于光滑水平面上。以弹簧原长时小球的位置为坐标原点O，水平向右为正方向建立坐标轴，给小球一向右的初速度，小球沿x轴做往复运动，作出小球运动过程中动量p随位置坐标x变化的图像。小球的运动状态可用图像上各点的坐标表示，其中A状态的坐标为，B状态的坐标为，C、D状态的横坐标均为。已知弹簧的弹性势能（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。小球做简谐运动的周期为T，则（　　） A. 小球在B点时，加速度大小为 B. 小球在C、D两状态时的动量大小相等，均为 C. 小球从O到B的过程中，弹簧弹力对小球做功的功率始终减小 D. 小球从C状态经B状态到D状态的时间为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．小球在B点时，弹簧形变量为b，小球受到的弹力即为其合力，根据牛顿第二定律可知，故A正确； B．对称性可知，小球在C、D两状态时的动量大小相等，从B到O过程，对小球，根据机械能守恒有 从B到C过程，根据机械能守恒有 因为， 联立解得，故B正确； C．题意可知O点弹力F为0，B点速度为0，中间位置F和v均不为0，根据弹力功率可知，功率先增大后减小，故C错误； D．题意可知C的横坐标为振幅的一半，根据简谐运动规律，可知从O到C过程用时，B在振幅处，因此从O到B过程用时，因此小球从C状态经B状态到D状态的时间为，故D正确。 故选ABD。 三、实验题（共2个小题，共16分） 15. 某实验小组用图甲所示的器材做“用单摆测量重力加速度”的实验： （1）图乙为细线的两种悬挂方式，正确的是______（选填“1”或“2”）。 （2）下列说法正确的是______。 A. 摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些 B. 选择质量大、体积小的小球，有利于减小实验误差 C. 摆长一定的情况下，摆角应大一些，以便于观察 D. 在摆球某次通过最低点时，开始计时，用停表测量单摆完成一次全振动所用的时间 （3）用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图丙所示，则______mm。 （4）某同学测出不同摆长对应的周期，作出图线，如图丁所示，利用图线上任意两点、的坐标、，可求得______；若该同学测摆长时漏加了摆球的半径，其他测量、计算均无误，则用上述方法算得的值和真实值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）2 （2）AB （3）14.50 （4） ①. ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 悬挂摆线应该用夹子夹住，不应该将摆线绕在杆上，这样当摆球摆动时摆长会变化，故正确的是2； 【小问2详解】 A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些，选项A正确； B．选择质量大、体积小的小球，可减小阻力影响，有利于减小实验误差，选项B正确； C．摆角不应超过5°，否则就不是单摆，选项C错误； D．在摆球某次通过最低点时开始计，用停表测量单摆完成至少30次全振动所用的时间，然后求解周期的平均值，选项D错误。 故选AB。 【小问3详解】 用游标卡尺测量摆球的直径14mm+0.05mm×10=14.50mm 【小问4详解】 [1]根据 可得 由图像可知 解得 [1]若该同学测摆长时漏加了摆球的半径，则表达式变为 可得 图像的斜率不变，则重力加速度不变。 16. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。 (1)下列说法中正确的是______。 A．干涉条纹与双缝垂直 B．单色光干涉条纹的中间条纹间距较两侧更宽 C．双缝间距离越大条纹间距离也越大 D．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹 (2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图甲所示，该读数为______mm。 (3)若实验中色光的波长为660nm，双缝与屏幕的距离为1.00m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为16.500mm。则双缝之间的距离为______mm。（结果保留三位有效数字） (4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值______实际值。（填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】 ①. D ②. 0.700mm ③. 0.200mm ④. 大于 【解析】 【详解】(1)[1]A．干涉条纹与双缝平行，故A错误； B．单色光干涉条纹是间距相等的明暗相间的，故B错误； C．根据干涉条纹的间距公式可知，双缝间距大，条纹间距变小，故C错误； D．遮住一条缝后则能得到单缝衍射条纹，则屏上仍有明暗相间的条纹，故D正确。 故选D (2)[2]测量头是螺旋测微器，其精确度为0.01mm，由图甲可知，x1=0.5mm+20.0×0.01mm=0.700mm (3)[3]相邻两条亮纹间的距离 由公式得 (4)[4]作图如图 三角形中斜边最长，故如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，干涉条纹的间距的测量值偏大。 四、论述计算题（共4个小题，共38分。解答时写出必要的文字说明和原始公式，只写出最后答案不得分） 17. 诗词“洞庭波涌连天雪”，描述的正是机械波传播的场景。一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在时的波形如图中虚线所示。 （1）求这列波传播速度的大小； （2）若该列波的周期T>1s，则从t1=0时刻开始计时，求质点M在0~6s内运动的路程。 【答案】（1） （2）75cm 【解析】 【小问1详解】 由图像可知，该波的波长为 因为该波正在沿x轴正方向传播，考虑波传播的周期性，该波在内沿x轴正方向传播的距离为 所以这列波传播速度的大小为 【小问2详解】 根据周期与波速和波长的关系可知该波的周期为 由周期可知只有时满足条件，解得 所以质点M在0~6s内运动的时间为 已知质点在一个周期内运动的路程为4个振幅，由图像可知该波的振幅为 则质点M在0~6s内运动的路程为 18. 如图甲所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小物块。以小物块的平衡位置为坐标原点O，以竖直向下为正方向建立坐标轴Ox。现将小物块向上托起，使弹簧恢复到原长时将小物块由静止释放，小物块在竖直方向做往复运动，且弹簧始终在弹性限度内。 （1）画出小物块的受力分析图，求出小物块的平衡位置O与原长的距离； （2）以小物块经过平衡位置向下运动过程为例，通过推导说明小物块的运动是否为简谐运动； （3）在图乙中画出由最高点运动到最低点过程中，小物块的加速度a随x变化的图象（要求标出关键位置坐标），并利用此图象求出小物块向下运动过程中的最大速度。 【答案】（1），；（2）是简谐运动，推导过程见解析；（3） ， 【解析】 【详解】（1）设小物块位于平衡位置时弹簧的伸长量为，则有 可得 小物块从原长位置到最低点，受力如图所示 （2）小物块运动到平衡位置下方处，此时弹簧弹力大小为 小物块所受合力为 即小物块所受合力与其偏离平衡位置的位移大小成正比，方向相反，说明小物块的运动是简谐运动； （3）由最高点运动到最低点过程中，小物块做简谐运动，则 小物块的加速度随变化的图象如图所示 当时小物块的速度最大，设合外力做功为，根据图中图线（或）与横轴所围面积得 根据 可得小物块向下运动过程中的最大速度为 19. 光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压，也称为辐射压强。1899年，俄国物理学家列别捷夫用实验测得了光压，证实了光压的存在。根据光的粒子性，在理解光压的问题上，可以简化为如下模型：一束光照射到物体表面，可以看作大量光子以速度c连续不断地撞向物体表面（光子有些被吸收，而有些被反射回来），因而就对物体表面产生持续、均匀的压力。 （1）假想一个质量为m的小球，沿光滑水平面以速度v撞向一个竖直墙壁，若反弹回来的速度大小仍然是v，求这个小球动量的改变量； （2）爱因斯坦总结了普朗克的能量子理论，得出每一个光子的能量，在爱因斯坦的相对论中，质量为m的物体具有的能量为结合你所学过的动量和能量守恒的知识，证明：光子的动量（其中，c为光速，h为普朗克恒量，ν为光子的频率，λ为光子的波长）。 （3）由于光压的存在，科学家们设想在太空中利用太阳帆船进行星际旅行——利用太空中阻力很小的特点，制作一个面积足够大的帆接收太阳光，利用光压推动太阳帆船前进，进行星际旅行。假设在太空中某位置，太阳光在单位时间内、垂直通过单位面积的能量为E0，太阳光波长的均值为λ，光速为c，太空帆的面积为A，太空船的总质量为M，光子照射到太阳帆上的反射率为百分之百，求太阳光的光压作用在太空船上产生的最大加速度是多少？ 【答案】（1）2mv，方向与小球初速度方向相反 （2）见解析 （3） 【解析】 【小问1详解】 取小球撞向竖直墙壁的速度方向为正方向，则 即动量改变量的大小为2mv，方向与小球初速度方向相反； 【小问2详解】 光子的速度为 每一个光子的能量， 联立解得 【小问3详解】 太空帆平面与太阳光的照射方向垂直时，光压最大，此时太空船产生的加速度最大，t时间内垂直照射到太空帆上的光的总能量为 一个光子的能量为 t时间内垂直照射到太空帆上的光子个数为 一个光子的动量为 取光子飞向太空帆的速度方向为正方向，对t时间内垂直照射到太空帆上的N个光子，根据动量定理可得 对太空船，有 联立解得 20. 类比是研究问题的常用方法，通过类比简谐运动可以研究电磁振荡。 （1）情境1：图甲是简谐运动中弹簧振子的模型。已知振子的质量m，弹簧劲度系数为k。不计空气和摩擦阻力，其位移x、速度等物理量呈现出周期性变化。其动能和势能相互转化，但总能量保持不变，弹簧振子做简谐运动周期为。在图乙中画出小球所受弹力F随位移大小x的变化图像，并利用图像求位移为x时，弹簧振子的弹性势能。 （2）情境2：图丙是产生电磁振荡的原理图。先把开关置于电源一侧，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。此后电容器极板上的电荷量q、线圈中的电流等物理量呈现出周期性变化。线圈中储存的磁场能和电容器储存的电场能相互转化，总能量保持不变。已知电容器的电容为C，线圈的自感系数为L，磁场能的表达式为。 a．类比情境1，利用电容器极板上的电压u随电荷量q的图像，求电容器极板上的电荷量为q时，电容器储存的电场能。 b．结合能量守恒，类比弹簧振子中的各物理量，写出LC振荡电路的周期公式并简要写出类比过程。 【答案】（1），；（2）a．；b． 【解析】 【详解】（1）小球所受弹力F随位移x的函数关系为 取向右为正方向，小球所受弹力F随位移x的变化图像如图所示 图线与坐标轴包围的面积表示弹力做的功，小球运动至距平衡位置位移为x过程中弹簧对振子做功为 设小球的位移为x时，弹性势能为，根据功能关系有 解得 （2）a．类比情境1，电容器极板上的电压u与电荷量q的图像为 图线与坐标轴包围的面积表示电荷量为q时电容器储存的电场能，则 b．类比简谐运动的能量变化规律 可得电容电量q随时间t变化的方程为 可知 类比公式 则LC谐振电路周期公式 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第二学期期中练习题 年级：高二 科目：物理 考试时间90分钟 满分100分 一、单项选择题（共10个小题，每小题中只有一个选项符合题意。每小题3分，共30分） 1. 下列关于电磁波的说法错误的是（　　） A. 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B. 紫外线可以用来灭菌消毒，无线电波广泛应用于通信和广播 C. 红外线和紫外线都属于电磁波，红外线的频率比紫外线的频率大 D. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 2. 在人类历史的进程中，物理学的发展促进了科学技术的不断进步，推动了人类文明的发展。下列物理学中的观点，正确的是（　　） A. 物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会增大 B. 在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移 C. 光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大 D. 当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率高 3. 下列四幅图中有关光的相关知识说法正确的是（ ） A. 图甲中，位于水中气泡看上去特别明亮是由于光的折射 B. 图乙中，增加单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹宽度也增加 C. 图丙中，若两板间的薄片向左移动少许，则干涉条纹的间距增大 D. 图丁中，通过3D眼镜看电脑显示屏，两镜片一明一暗是因为两侧镜片为透振方向不同的偏振片 4. 如图甲所示竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统。当圆盘静止时，让小球上下做简谐运动，其振动图像如图乙所示（以竖直向上为正方向），下列说法正确的是（　　） A. 由图像可知，小球在0~1s内振动过程中所受回复力一直减小 B. 由图像可知，小球在1s~2s振动过程中速度一直在减小 C. 若圆盘以15r/min匀速转动，小球振动稳定时的振幅最大 D. 若圆盘以20r/min匀速转动，振动稳定时，小球的振动周期为4s 5. 如图所示为LC振荡电路某时刻的情况，以下说法中正确的是（　　） A. 电容器正在放电 B. 电容器中的电场能正在增加 C. 电感线圈中的电流正在减小 D. 电容器两极板间电压正在增大 6. 一列简谐横波t=0时刻的波形如图（a）所示，位于x=2m处的质点A的振动图像如图（b）所示。则（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的波速为1m/s C. t=0时刻质点A的振幅为0 D. t=1s时，质点A沿x轴平移到x=3m处 7. 如图所示，一束复色光以45°的入射角照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射后从玻璃砖上表面折射出两条平行光线a、b，下列说法正确的是（　　） A. a光的折射率比b光的大 B. a光在玻璃砖中的速度比b光的大 C. 适当调整复色光的入射角，a光可能无法从玻璃表面射出 D. a、b两束单色光分别通过同一双缝干涉装置，a光产生的干涉条纹间距较大 8. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传播到处的P点开始计时，经质元P第一次到达波谷，下面说法中正确的是（　　） A. 这列波的传播速度大小为2m/s B. 当时质元a速度沿y轴负方向 C. 处的质元Q在时处于波峰位置 D. 从计时开始，经过四分之一周期，质点b通过的路程等于10cm 9. 如图甲所示，分别用a、b两种可见光照射光电管的K极，得到光电流与光电管两极之间的电压关系如图乙所示，图丙为氢原子的能级图。依据波尔原子模型理论，若取无穷远处为零电势点，氢原子的电势能可表示为（静电力常量，元电荷，两电荷之间的距离），则（　　） A. 滑动变阻器滑片向右移动时光电流不为零且保持不变 B. 处于第2能级时，氢原子电子绕核运动的动能为 C. 当电压U的值介于和之间，此时只有a光照射时才发生光电效应 D. 氢原子吸收能量，电子速率增大为绕核速率的倍时，可成为自由电子 10. 声呐是海军舰艇、潜艇的“水下眼睛”，某一种声呐的工作原理是通过发射声波并接收目标反射的回波，根据声波传播的时间、方向和强度，计算目标的距离、方位和性质。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。当光经过非均匀介质时，由于折射，光线将发生弯曲，如图1所示。由于温度、压强等因素的影响，某处海洋中的声速与深度的关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 由图1可知，光在区域1中的传播速度大于在区域2中的传播速度 B. 由图1可知，调整光的入射方向，光由区域4射向区域3时可能发生全反射 C. 由图2可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域I传播的过程中波长变短 D. 由图2可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域Ⅲ传播的过程中可能发生全反射 二、多项选择题（共4个小题，每小题至少有两个选项符合题意。每小题4分，共16分，少选得2分，错选或多选不得分） 11. 关于量子理论，以下说法正确的是（　　） A. 为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的 B. 光的干涉现象说明光是概率波，而德布罗意波不是概率波 C. 康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后部分射线的波长变长 D. 氢原子从的激发态向基态跃迁时，只能放出2种不同频率的光子 12. 如图所示是α粒子散射实验装置的示意图。从α粒子源发射的α粒子射向金箔，金箔非常薄，可认为金箔是单原子薄膜，每个α粒子只可能与其中一个金原子作用。利用观测装置观测发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，极少数α粒子偏转的角度甚至大于90°。已知α粒子的质量是氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍，金原子质量是氢原子质量的197倍。下列说法正确的是（　　） A. α粒子发生大角度偏转是金箔中的电子对α粒子的作用引起的 B. 实验结果说明原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内 C. α粒子发生大角度偏转是金箔中带正电的物质对α粒子的作用引起的 D. 卢瑟福假设原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小的区域，这个假设与实验结果相符 13. 在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示实验与科学认知描述正确的是（ ） A. 康普顿通过甲图实验证实了光子具有粒子性 B. 卢瑟福通过乙图实验让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒 C. 汤姆孙通过丙图实验使人们首次精确测得了电子的电荷量 D. 赫兹通过丁图实验证实了关于光的电磁波理论 14. 如图所示，将一轻质弹簧左端固定在墙上，右端连接质量为m的小球静置于光滑水平面上。以弹簧原长时小球的位置为坐标原点O，水平向右为正方向建立坐标轴，给小球一向右的初速度，小球沿x轴做往复运动，作出小球运动过程中动量p随位置坐标x变化的图像。小球的运动状态可用图像上各点的坐标表示，其中A状态的坐标为，B状态的坐标为，C、D状态的横坐标均为。已知弹簧的弹性势能（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。小球做简谐运动的周期为T，则（　　） A. 小球在B点时，加速度大小为 B. 小球在C、D两状态时的动量大小相等，均为 C. 小球从O到B的过程中，弹簧弹力对小球做功的功率始终减小 D. 小球从C状态经B状态到D状态的时间为 三、实验题（共2个小题，共16分） 15. 某实验小组用图甲所示的器材做“用单摆测量重力加速度”的实验： （1）图乙为细线的两种悬挂方式，正确的是______（选填“1”或“2”）。 （2）下列说法正确的是______。 A. 摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些 B. 选择质量大、体积小的小球，有利于减小实验误差 C. 摆长一定的情况下，摆角应大一些，以便于观察 D. 在摆球某次通过最低点时，开始计时，用停表测量单摆完成一次全振动所用的时间 （3）用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图丙所示，则______mm。 （4）某同学测出不同摆长对应的周期，作出图线，如图丁所示，利用图线上任意两点、的坐标、，可求得______；若该同学测摆长时漏加了摆球的半径，其他测量、计算均无误，则用上述方法算得的值和真实值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 16. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。 (1)下列说法中正确的是______。 A．干涉条纹与双缝垂直 B．单色光干涉条纹的中间条纹间距较两侧更宽 C．双缝间距离越大条纹间距离也越大 D．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹 (2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图甲所示，该读数为______mm。 (3)若实验中色光的波长为660nm，双缝与屏幕的距离为1.00m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为16.500mm。则双缝之间的距离为______mm。（结果保留三位有效数字） (4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值______实际值。（填“大于”“小于”或“等于”） 四、论述计算题（共4个小题，共38分。解答时写出必要的文字说明和原始公式，只写出最后答案不得分） 17. 诗词“洞庭波涌连天雪”，描述的正是机械波传播的场景。一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在时的波形如图中虚线所示。 （1）求这列波传播速度的大小； （2）若该列波的周期T>1s，则从t1=0时刻开始计时，求质点M在0~6s内运动的路程。 18. 如图甲所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小物块。以小物块的平衡位置为坐标原点O，以竖直向下为正方向建立坐标轴Ox。现将小物块向上托起，使弹簧恢复到原长时将小物块由静止释放，小物块在竖直方向做往复运动，且弹簧始终在弹性限度内。 （1）画出小物块的受力分析图，求出小物块的平衡位置O与原长的距离； （2）以小物块经过平衡位置向下运动过程为例，通过推导说明小物块的运动是否为简谐运动； （3）在图乙中画出由最高点运动到最低点过程中，小物块的加速度a随x变化的图象（要求标出关键位置坐标），并利用此图象求出小物块向下运动过程中的最大速度。 19. 光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压，也称为辐射压强。1899年，俄国物理学家列别捷夫用实验测得了光压，证实了光压的存在。根据光的粒子性，在理解光压的问题上，可以简化为如下模型：一束光照射到物体表面，可以看作大量光子以速度c连续不断地撞向物体表面（光子有些被吸收，而有些被反射回来），因而就对物体表面产生持续、均匀的压力。 （1）假想一个质量为m的小球，沿光滑水平面以速度v撞向一个竖直墙壁，若反弹回来的速度大小仍然是v，求这个小球动量的改变量； （2）爱因斯坦总结了普朗克的能量子理论，得出每一个光子的能量，在爱因斯坦的相对论中，质量为m的物体具有的能量为结合你所学过的动量和能量守恒的知识，证明：光子的动量（其中，c为光速，h为普朗克恒量，ν为光子的频率，λ为光子的波长）。 （3）由于光压的存在，科学家们设想在太空中利用太阳帆船进行星际旅行——利用太空中阻力很小的特点，制作一个面积足够大的帆接收太阳光，利用光压推动太阳帆船前进，进行星际旅行。假设在太空中某位置，太阳光在单位时间内、垂直通过单位面积的能量为E0，太阳光波长的均值为λ，光速为c，太空帆的面积为A，太空船的总质量为M，光子照射到太阳帆上的反射率为百分之百，求太阳光的光压作用在太空船上产生的最大加速度是多少？ 20. 类比是研究问题的常用方法，通过类比简谐运动可以研究电磁振荡。 （1）情境1：图甲是简谐运动中弹簧振子的模型。已知振子的质量m，弹簧劲度系数为k。不计空气和摩擦阻力，其位移x、速度等物理量呈现出周期性变化。其动能和势能相互转化，但总能量保持不变，弹簧振子做简谐运动周期为。在图乙中画出小球所受弹力F随位移大小x的变化图像，并利用图像求位移为x时，弹簧振子的弹性势能。 （2）情境2：图丙是产生电磁振荡的原理图。先把开关置于电源一侧，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。此后电容器极板上的电荷量q、线圈中的电流等物理量呈现出周期性变化。线圈中储存的磁场能和电容器储存的电场能相互转化，总能量保持不变。已知电容器的电容为C，线圈的自感系数为L，磁场能的表达式为。 a．类比情境1，利用电容器极板上的电压u随电荷量q的图像，求电容器极板上的电荷量为q时，电容器储存的电场能。 b．结合能量守恒，类比弹簧振子中的各物理量，写出LC振荡电路的周期公式并简要写出类比过程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $