精品解析：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 【答案】C 【解析】 【详解】A．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，选项A错误； B．衍射是光特有的现象，任何光都能发生衍射现象，选项B错误； C．雨后公路积水表面漂浮的油膜是彩色的，是油膜的干涉，即这是光的干涉现象，选项C正确； 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，这是光的衍射现象，选项D错误。 故选C。 2. 如图所示为某质点沿x轴做简谐运动的图像，根据图像可知该质点（　　） A. 在任意1s内通过的路程相同 B. 在第2s末和第4s末的速度相同 C. 在1s~3s内所受回复力沿x轴正方向 D. 在2s~3s内位移方向与瞬时速度方向相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知周期为 ，在任意1s内，即任意的 内，如果初始位置处于平衡位置或最大位移处，则质点通过的路程等于一个振幅，初始位置在其它位置时，则质点通过的路程不等于一个振幅，故A错误； B．由题图可知在第2s末和第4s末的速度大小相等，方向相反，故B错误； C．由题图可知在1s~2s内，质点所受回复力先沿x轴负方向，在2s~3s内，质点所受回复力先沿x轴正方向，故C错误； D．由题图可知在2s~3s内位移方向与瞬时速度方向相同，均沿x轴负方向，故D正确。 故选D。 3. 在如图所示的平面内，光束a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b光的折射率较大 B. 在介质中，b光的传播速度较大 C. 发生全反射时，b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b光产生光电子的最大初动能较大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据光路图知，c光的偏折程度大于b光，则c光的折射率大于b光，故A错误； B．c光的折射率大，根据知，c光在介质中传播的速度较小，b光的传播速度较大，B正确； C．根据知，c光的折射率大，则c光全反射的临界角较小，故C错误； D．光电子的最大初动能 c光的折射率大，则c光的频率大，c光产生光电子的最大初动能较大，故D错误。 故选B。 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 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据双缝干涉条纹间距公式 ，在 和 相同的情况下，条纹间距 与波长 成正比。由图可知，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，所以a光的波长大于b光的波长，即，故A正确； B．由波速公式 可知，波长越长频率越低，因为，所以a光的频率小于b光的频率，即，故B错误； C．光的频率越高，介质对光的折射率越大，因为，所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，即。根据全反射临界角公式可知，折射率越小，临界角越大，所以a光发生全反射的临界角比b光大，故C错误； D．根据光在介质中的传播速度公式可知，折射率越小，光在介质中的传播速度越大，因为，所以a光在玻璃砖中的传播速度比b光大，故D错误。 故选A。 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 【答案】A 【解析】 【详解】A．从a到b，气体的压强不变，体积变大，根据可知气体温度升高，选项A正确； B．从a到b，体积增大，外界对气体做负功，内能增加，根据热力学第一定律 可知，气体吸热，选项B错误； C．从b到c，气体体积不变，压强减小，根据可知温度降低，可知气体内能减小，选项C错误； D．从b到c，气体体积不变，不对外界做功，选项D错误。 故选A。 6. 如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流，其电动势e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R两端电压为10V D. 电阻R在10s内产生的热量为90J 【答案】D 【解析】 【详解】A．时，电动势为零，线圈平面处于中性面处，故A错误； B．线圈转动一周的时间为一个周期，由图可知一个周期内电流的方向改变两次，故B错误； C．交流电电动势的有效值 根据串联电路分压原理可知电阻R两端电压 故C错误； D．电阻R在10s内产生的热量 故D正确。 故选D。 7. 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 【答案】C 【解析】 【详解】AC．理想气体做等温变化，由玻意尔定律 可知气体膨胀，气体压强减小，A错误，C正确； B．由于气体温度不变，故一定质量的理想气体内能不变，B错误； D．气体膨胀，气体对外界做功，即 ，而气体的温度不变，即内能不变，根据热力学第一定律 可知包装袋中气体从外界吸收热量，D错误。 故选C。 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N的振动情况如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 该横波沿x轴负方向传播 B. 该时刻质点L向y轴正方向运动 C. 经半个周期质点L将沿x轴负方向移动半个波长 D. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据乙图可知该时刻质点N向上振动，结合“上下坡法”可知，波沿x轴负方向传播，故A正确； B．横波沿x轴负方向传播，根据“上坡下、下坡上”知识可知，质点L该时刻向y轴负方向运动，故B错误； C．经半个周期简谐横波沿x轴负方向移动半个波长，质点L不会随波迁移，故C错误； D．该时刻质点K与M的速度均为0，加速度大小相同、方向相反，故D错误； 故选A。 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R0表示输电线的电阻，变阻器R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. V2示数变大 B. V1示数变小 C. A1示数变大 D. A2示数变小 【答案】C 【解析】 【详解】B．因为变压器输入的交流电压可视为不变，故V1示数不变，B错误； D．由于变压器的原、副线圈电压由电源和匝数比决定，因为变压器输入的交流电压可视为不变，故变压器的输出电压不变，当用户的用电器增加时，副线圈的电阻减小，故副线圈电流增大，电流表A2示数变大，D错误； C．变压器原、副线圈电流与匝数成反比，因为副线圈电流增大，所以原线圈电流增大，故电流表A1示数变大，C正确； A．因为副线圈电流增大，定值电阻R0分压变大，故电压表V2示数减小，A错误。 故选C。 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i随时间t变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ） A. t1时刻，电容器中向下的电场最强 B. t2时刻，电容器极板不带电 C. 在t1~t2时间内，电容器正在充电 D. 在t2~t3时间内，振荡电路中磁场能正在向电场能转化 【答案】C 【解析】 【详解】A．t1时刻电路中电流最大，电容器放电结束，则电容器中的场强为零，故A错误； B．时刻电路中电流为零，电容器极板带电量最大，选项B错误； C．在时间内，电流从最大减到零，可知电容器正在充电，选项C正确； D．在时间内，电流从零增加到最大，可知电容器放电，振荡电路中电场能正在向磁场能转化，选项D错误。 故选C。 11. 一列简谐横波在均匀介质中沿x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. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，时，在处的质点处于 则此时该质点位于平衡位置，下一时刻，该质点向上运动，故AB错误； CD．根据题意，横波沿 轴负方向传播，根据同侧法判断可知，C错误，D正确。 故选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0.2kg，振动的周期为4s B. 0~2s内，小球始终处于超重状态 C. 0~2s内，小球受弹力的冲量大小为 D. 0~2s内，弹力对小球做的功等于小球动能的变化量 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在最低点时弹簧拉力最大，传感器读数最大为2N，到达最高点时传感器示数最小值为零，则此时弹簧在原长，小球的加速度为向下的g，结合对称性可知最低点时的加速度为向上的g，根据则F-mg=ma 可知F=2mg=2N 即小球的质量m=0.1kg 由图像可知，振动的周期为4s，选项A错误； B．0~2s内，小球从最低点到最高点，加速度先向上后向下，则先超重后失重，选项B错误； C．0~2s内，小球从最低点到最高点，动量变化为零，由动量定理 可得小球受弹力的冲量大小为 选项C正确； D．0~2s内，小球动能变化为零，弹力对小球做的功与重力做功的代数和等于小球动能的变化量，选项D错误。 故选C。 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。R1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，c应接在 b 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 【答案】B 【解析】 【详解】A．使温度过高时，热敏电阻阻值降低，电流增大，则电磁铁磁性增强，衔铁接a，若此时报警器响铃， c应接在a处，故A错误； BCD．若使报警的温度提高些，则相当于减小了热敏电阻的阻值，为了仍等于刚好接通时的电流，应减小左边电源电动势调小一些，或将图1中弹簧更换为劲度系数更大的弹簧，或增大滑动变阻器接入电路中电阻，此时滑动变阻器应将P向左移动，故CD错误，B正确； 故选B。 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L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒MN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MN两端的电压为U，所受安培力的大小为，通过的电流为I，速度大小为v，加速度的大小为a。关于导体棒MN开始运动后的情况，下列图像中合理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】D．对MN受力分析可知 联立可知 故D正确； C．电流为 故电流与速度呈正比例关系，图像应为过原点的直线，故C错误； B．MN所受安培力为 由以上分析可知MN做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速，故安培力应随时间逐渐变大，且变大的越来越慢，最后趋于定值，故B错误； A．MN两端的电压为 故MN两端的电压应随时间逐渐变大，且变大的越来越慢，最后趋于定值，故A错误。 故选D。 15. 惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T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”可以认为调节的实验环境：如图1所示，在水平地面上固定一倾角θ可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为α。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g。下列选项正确的是（ ） A. 多次改变图1中α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n次全振动的时间为 C. 多次改变斜面的倾角θ，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 【答案】C 【解析】 【详解】A．等效重力加速度 所以若要获得不同的等效重力加速度，可以多次改变图1中角的大小，故A错误； B．由图2可知，单摆一次全振动的时间，单摆n次全振动的时，故B错误； C．根据单摆的周期公式可知若单摆做简谐运动的周期T与等效重力加速度的二次方根成反比，即 因为 则有 所以若多次改变斜面的倾角θ，满足 则可验证结论成立，故C正确； D．摆球自然悬垂时，通过力传感器测得摆线的拉力为，根据平衡条件有 在图2的测量过程中，摆球在A位置有 摆球在B位置有 摆球从A位置运动到B位置过程有 解得 故D错误。 故选C。 16. 已知X射线是一种波长较短的电磁波，波长范围约为0.01~10nm，对应能量范围约为102eV～105eV。当X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X射线衍射探测晶体的微观结构。如图所示，当X射线射向NaCl晶体（为单晶体）时，入射X射线1、2与NaCl晶体的作用效果类似于被一簇平行面（晶面）反射，反射线1＇、2＇在足够远处叠加。已知晶面间距为d，X射线波长为λ，入射X射线与晶面的夹角为θ。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X射线的传播速度比可见光的传播速度大 C. 若用X射线照射氢原子，不能使氢原子电离 D. 若反射线1＇、2＇叠加后相互加强，则可以推知 【答案】D 【解析】 【详解】A．NaCl晶体具有各向异性的特点，A错误； B．可见光与X射线都是电磁波，在真空中的速度都相同3.0×108m/s，B错误； C．已知X射线对应能量范围约为102eV～105eV，使基态氢原子电离的最小能量是13.6eV，所以，若用X射线照射氢原子，能使氢原子电离，C错误； D．反射线1＇、2＇叠加后相互加强 根据题意得 解得 D正确。 故选D。 二、填空题（本大题共2小题，共18分） 17. 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__________。 【答案】（1）C （2） ①. 升高 ②. （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。 【解析】 【小问1详解】 由 解得 因实际变压器存在漏磁、涡流等，故实际输出电压可能是2.0V 故选C。 【小问2详解】 [1] 太快压缩气体,外界对气体做功，同时气体来不及向外放出热量，气体内能增加，温度升高 [2]由理想气体状态方程 得 等温变化中是线性关系，故为了更直观的寻找规律可采用 图像 【小问3详解】 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. 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______。 【答案】（1） ①. 18.5mm ②. ③. C （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 ①[1]摆球直径 [2]根据题意知，单摆的周期 单摆的周期公式 联立解得重力加速度 ②[3]AB．由可知 测周期时多数了一个周期或少数了一个周期，会影响g的准确性，但图像依然过原点，故AB错误； C．测摆长时直接将摆线的长度作为摆长l，而实际摆长为（d为小球直径），则 可知图像斜率不变，对g的测量没影响，但图像不过坐标原点，故C正确； D．测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长l，则实际摆长为，则 可知图像斜率不变，对g的测量没影响，但图像不过坐标原点，且与纵坐标的交点应该为负值，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 根据摆球运动规律及图形知，单摆的周期 根据单摆的周期公式 联立解得 【小问3详解】 ①[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有 小球经过光电门的瞬时速度为 整理可得 为了能最方便准确地利用图像处理数据，应绘制图像。 ②[2]由上述分析可知斜率 解得 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ABCD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 过程中电阻R上产生的热量Q； （3）求线圈从中性面位置转过 的过程中，通过电阻R的电荷量q。 【答案】（1）；（2）24300J；（3）0.01C 【解析】 【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R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R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A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B在竖直平面内以为圆心，在电动机的带动下，沿顺时针方向做半径为 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B，适当调整B的转速，可以观察到，小球B在 方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为 ，小球A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A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A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。 【答案】（1）见解析 （2）见解析 【解析】 【小问1详解】 以小球A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 由题中实验可知，小球B在 方向上的“影子”的速度时刻与小球A的相等，A经过 点的速度 与B经过最低点的速度相等，即小球B做匀速圆周运动的线速度也为 。小球A振动的周期与小球B做圆周运动的周期相等。 根据圆周运动周期公式，小球B的运动周期 联立两式得小球B的运动周期 所以小球A的振动周期也为 【小问2详解】 设小球B做圆周运动的角速度为 。设小球A从 向右运动、小球B从最高点向右运动开始计时，经过时间 ，小球B与的连线与竖直方向成 角，小球B在 方向上的位移 根据 联立以上各式得 由题中实验可知B在 方向上的“影子”和A在任何瞬间都重合即小球A的位移规律也为 其中R、k、m为常量，所以，小球A的运动是简谐运动。 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v-t图像如图2所示（规定向右为正方向）。已知mA=0.1kg，mB=0.2kg，弹簧质量不计。 a、 在图2中画出B物块的v-t图像； b、 求初始时弹簧的弹性势能Ep。 （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EP随距离r变化的规律如图4所示，在r=r0点附近EP随r变化的规律可近似写作，式中和k均为常量。假设原子A固定不动，原子B振动的范围为，其中a远小于r0，请画出原子B在上述区间振动过程中受力随距离r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。 【答案】（1）a，；（2） ； 【解析】 【详解】（1）a、 如图所示 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图所示 由题意可知，原子B处于r1=r0处时，系统的动能为最大值，设为Ek1，系统的势能为最小值，为 原子B处于r2=r0-a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 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x轴做简谐运动的图像，根据图像可知该质点（　　） A. 在任意1s内通过的路程相同 B. 在第2s末和第4s末的速度相同 C. 在1s~3s内所受回复力沿x轴正方向 D. 在2s~3s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a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b光的折射率较大 B. 在介质中，b光的传播速度较大 C. 发生全反射时，b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b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abcd在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流，其电动势e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R两端电压为10V D. 电阻R在10s内产生的热量为90J 7. 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N的振动情况如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 该横波沿x轴负方向传播 B. 该时刻质点L向y轴正方向运动 C. 经半个周期质点L将沿x轴负方向移动半个波长 D. 该时刻质点K与M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R0表示输电线的电阻，变阻器R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. V2示数变大 B. V1示数变小 C. A1示数变大 D. A2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i随时间t变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ） A. t1时刻，电容器中向下的电场最强 B. t2时刻，电容器极板不带电 C. 在t1~t2时间内，电容器正在充电 D. 在t2~t3时间内，振荡电路中磁场能正在向电场能转化 11. 一列简谐横波在均匀介质中沿x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0.2kg，振动的周期为4s B. 0~2s内，小球始终处于超重状态 C. 0~2s内，小球受弹力的冲量大小为 D. 0~2s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。R1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，c应接在 b 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L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒MN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MN两端的电压为U，所受安培力的大小为，通过的电流为I，速度大小为v，加速度的大小为a。关于导体棒MN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T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”可以认为调节的实验环境：如图1所示，在水平地面上固定一倾角θ可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为α。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g。下列选项正确的是（ ） A. 多次改变图1中α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n次全振动的时间为 C. 多次改变斜面的倾角θ，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X射线是一种波长较短的电磁波，波长范围约为0.01~10nm，对应能量范围约为102eV～105eV。当X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X射线衍射探测晶体的微观结构。如图所示，当X射线射向NaCl晶体（为单晶体）时，入射X射线1、2与NaCl晶体的作用效果类似于被一簇平行面（晶面）反射，反射线1＇、2＇在足够远处叠加。已知晶面间距为d，X射线波长为λ，入射X射线与晶面的夹角为θ。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X射线的传播速度比可见光的传播速度大 C. 若用X射线照射氢原子，不能使氢原子电离 D. 若反射线1＇、2＇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. 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. 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ABCD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 过程中电阻R上产生的热量Q； （3）求线圈从中性面位置转过 的过程中，通过电阻R的电荷量q。 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A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B在竖直平面内以为圆心，在电动机的带动下，沿顺时针方向做半径为 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B，适当调整B的转速，可以观察到，小球B在 方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为 ，小球A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A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A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v-t图像如图2所示（规定向右为正方向）。已知mA=0.1kg，mB=0.2kg，弹簧质量不计。 a、 在图2中画出B物块的v-t图像； b、 求初始时弹簧的弹性势能Ep。 （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EP随距离r变化的规律如图4所示，在r=r0点附近EP随r变化的规律可近似写作，式中和k均为常量。假设原子A固定不动，原子B振动的范围为，其中a远小于r0，请画出原子B在上述区间振动过程中受力随距离r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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $