精品解析：广东广州市第二中学2025-2026学年高二第二学期期中考试物理试题

广州市第二中学2025学年第二学期期中考试 高二物理 本试卷共7页，15小题，满分为100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用2B铅笔在“准考证号”处填涂准考证号。用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的学校、姓名、班级和考场号填写在答题卡上。 2．答选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的，答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，只需将答题卡交回。 一、单选题（共7题，每题4分，共28分。每题所给的四个选项中，只有一个正确答案，选错或多选均不得分）。 1. 一个单摆在广州的地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系图像）如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 受迫振动的频率与固有频率无关 B. 只要驱动力够大，也可以发生共振现象 C. 若单摆的摆长增大，则图像的峰值向右移 D. 若将单摆从广州移到北京，则图像的峰值向左移 2. 一频率为5Hz的振源O做简谐运动时形成的水波如图所示。已知该波的波速为，到振源O的距离为0.7m和1.0m处分别有一片可看成质点的小树叶P和Q，则下列说法正确的是（　　） A. 两片树叶的起振方向相反 B. 两片树叶的速度一直相同 C. 树叶Q比树叶P晚半个周期起振 D. 树叶Q在波谷时，树叶P恰好在波峰 3. 某科创小组制作了一个风力发电机，对电阻恒为的小灯泡供电，装置原理图如图甲。图乙中曲线a、b是该发电装置在不同的恒定风速下，流过灯泡的电流i随时间t变化的关系，则下列说法正确的是（　　） A. 曲线a、b对应的线圈角速度之比为 B. 曲线b的峰值 C. 时刻，线圈均处于中性面 D. 时刻，曲线b对应的回路电流表示数为0 4. 如图所示，粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的烧杯中。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷在水中做简谐运动。设竖直向下为正方向，木筷从最高点向下运动的过程中，木筷的加速度a、动能随位移x变化，运动的速度v、合外力F随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 控制无人机的无线电信号产生于LC振荡电路。图甲所示为LC振荡电路，M是电容器的上极板，规定图甲LC振荡电路中逆时针方向的电流为正，从某时刻起其电流随时间变化的规律如图乙所示，则下列关于该LC电路在b~c段的说法正确的是（　　） A. M板带正电 B. M板的带电量在变小 C. 线圈L的自感电动势在变大 D. 线圈L中的磁场能在变小 6. 某河水下装有红、绿两色彩灯，A、B为水下同一深度处两个相距较远的彩灯（均可看作点光源），夜晚站在桥上看平静的水面，灯A在水面形成的亮斑的半径较大，则下列说法正确的是（　　） A. 灯A是绿色光源 B. 在水中灯A发出的光的传播速度大于灯B发出的光的传播速度 C. 灯B发出的光更容易发生衍射现象 D. 灯A、B发出的光用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距 7. 华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理学奖，被誉为“光纤通讯之父”。光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维。某段光导纤维由内芯和外套组成，长为，其侧截面如图所示，一单色光以入射角自空气从轴心射入光导纤维，在内芯和外套界面多次全反射后从光导纤维另一端射出，已知内芯材料对此光的折射率为n，空气中的光速为。下列说法正确的是（　　） A. 外套材料的折射率大于内芯材料的折射率 B. 入射角越大，光在内芯的传播速度越大 C. 入射角越大，光越容易在内芯和外套界面发生全反射 D. 若，，则光在该段光导纤维中的传播时间为 二、多选题（共3题，每题6分，共18分。每题所给的四个选项中，有多个正确答案，全部选对得6分，错选得0分，选对但不全得3分）。 8. 关于下面四幅图中现象的描述，说法正确的是（　　） A. 图甲中，A、B两人听到的警笛声不同，说明波源发出的波的频率与传播速度有关 B. 图乙中，检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、Q为凸处 C. 图丙中，M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏L上的光亮度不变 D. 图丁中，光学镜头增透膜利用光的干涉原理，增透膜的最小厚度为入射光在膜中波长的四分之一 9. 平衡位置分别位于和的两波源P、Q，均沿平行于y轴方向做简谐运动，振幅分别为2cm和3cm，形成的两列横波分别沿x轴正向和负向传播，速度大小均为，时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在和的两质点刚开始振动。质点M的平衡位置在处。下列说法正确的是（　　） A. 质点M为振动加强点 B. 质点M在0~3s内通过的路程为60cm C. 时质点M的速度沿y轴负方向 D. 2s后，的范围有3个加强点 10. 某科技小组将自行车的两个轮子均改装为右图所示的结构，车轮金属圈与轮轴之间均匀地连接4根长均为的金属条，分别记为Oa、Ob、Oc、Od，每根金属条中间都串接一个阻值的小灯泡，金属条与金属圈构成闭合回路。车架上固定磁铁，可形成以轮轴为圆心，以L为半径的四分之一扇形匀强磁场区域，磁感应强度，方向垂直纸面向外。某次车轮顺时针转动，角速度恒为。不计其他电阻，圆周率为。时，Oa竖直且恰进入磁场区域。下列说法正确的是（　　） A. 车轮转动的过程中，流经Oa的电流方向会发生变化 B. 时刻，Oa两端的电势差 C. 时刻，Oa受到的安培力 D. 10s内，自行车两个轮子上所有灯泡的耗能 三、实验题（共2题，共15分）。 11. 某实验小组用如图甲所示的可拆式变压器，探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系。 （1）实验小组选用匝数匝和匝进行实验，对应的电压测量数据如表所示，由表中数据可知，原线圈为________匝（选填“200”或“400”）。根据表中的数据，可以获得实验结论，在误差允许的范围内，原线圈与副线圈的电压之比等于匝数之比； 实验次数 1 2 3 4 0.92 1.47 1.98 2.46 2.00 3.00 4.00 5.00 （2）如图乙所示，原线圈接学生电源的输出端，副线圈接小灯泡。实验中发现，在所有连接都完好的情况下，电路接通后，灯泡始终不亮，但却在电路接通或断开的瞬间，灯泡会闪亮一下，原因是________； （3）若将此变压器视为理想变压器，接入图丙电路，用于探究热敏电阻的电阻值与温度的关系。已知为定值电阻，电表为理想电表，输入电压有效值恒定。实验发现，当热敏电阻的温度升高时，电压表V的示数减小，说明热敏电阻的电阻值随着温度的升高而________（选填“降低”或“升高”）。 12. “测量玻璃的折射率”实验装置如图甲所示，在直线AO上插了两枚大头针和，在侧观察并调整视线。 （1）另外两枚大头针和可能插在直线________上（选填“1”、“2”、“3”或“4”）； （2）如果有几块宽度（图中ab的长度）不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量； （3）若该同学画出直线后，放玻璃砖时稍微向上了一些，但玻璃砖长边仍然和平行，导致直线画到如图乙所示的位置，则所测得的折射率与真实值相比将________（选填“偏大’、“偏小”或“不变”）。 13. “用双缝干涉实验测量光的波长”实验装置如图1所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、滤光片、单缝A、双缝B、遮光筒、光屏、测量头。 （1）实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节________，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到________； （2）某次实验过程中分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，则手轮的读数为________mm。实验测得第1条到第6条明条纹之间的距离为a，双缝到屏的距离为l，双缝间的距离为d，则光的波长为________（用符号a、d和1表示）。 四、解答题（共3小题，共39分。要有计算过程及适当的文字说明，只有结果不给分）。 14. 如图，OM为长度为R的线光源，可沿水平方向发射单色光。OM处于一以O为球心、以R为半径、放置在水平面上的均质透明半球体，M为半球体最高点。A为OM中点，从A点射出的光线从半球面射出后恰经过水平面上的P点，。真空中光速为c，半球体外视为真空，不考虑多次反射，求： （1）半球体的折射率； （2）光束从A到P的时间； （3）半球面上有光射出的位置距水平面的高度范围。 15. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播。实线a为时刻的波形图，此时处的质点恰好向上起振。虚线b为时的波形图。求： （1）该波的传播方向与波速大小； （2）处的质点在0~2s内的路程； （3）若周期大于1s且小于8s，以为计时起点，画出处的质点的振动图像（要有适当的分析过程，图像至少画一个周期，图像中要标出必要信息）。 16. 如图1所示，建立三维直角坐标系表示方向，z轴正方向为竖直向上。单匝正方形线圈a的边长为，线圈平面与xOz面平行，线圈内存在沿y轴方向的磁场。线圈与足够长的固定竖直金属导轨bc、de连接，导轨平面与xOz面平行，导轨间距为。导轨间存在磁感应强度大小为B、方向沿y轴正方向的匀强磁场。该磁场区域内有一水平放置的台秤，其上放置与台秤绝缘的、质量为m、长度为的金属棒op，op两端与导轨始终接触良好。如图2，内，的大小随时间t线性减小，斜率绝对值为k（k未知），之后磁场一直为0。发现内，台秤示数恒为2m，时刻撤去台秤，金属棒静止释放，当下落高度为h时恰达到最大速度。已知线圈和金属棒的阻值均为R，不计其他电阻、摩擦及空气阻力，金属棒与竖直金属导轨上下边界间隔足够远，重力加速度为g。求： （1）内磁场的方向和斜率绝对值k； （2）金属棒下落h过程所需时间t； （3）若图2中之后磁场从0开始增大，方向沿y轴正方向，斜率恒为（为正数且）。已知时刻撤去台秤后金属杆静止释放，当位移为H时已经匀速，求位移H内安培力对金属棒做功W与的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广州市第二中学2025学年第二学期期中考试 高二物理 本试卷共7页，15小题，满分为100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用2B铅笔在“准考证号”处填涂准考证号。用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的学校、姓名、班级和考场号填写在答题卡上。 2．答选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的，答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，只需将答题卡交回。 一、单选题（共7题，每题4分，共28分。每题所给的四个选项中，只有一个正确答案，选错或多选均不得分）。 1. 一个单摆在广州的地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系图像）如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 受迫振动的频率与固有频率无关 B. 只要驱动力够大，也可以发生共振现象 C. 若单摆的摆长增大，则图像的峰值向右移 D. 若将单摆从广州移到北京，则图像的峰值向左移 【答案】A 【解析】 【详解】A．受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，故A正确； B．当驱动力的频率等于固有频率时，发生共振现象，是否发生共振现象与驱动力大小无关，故B错误； C．若单摆的摆长增大，根据 可知，单摆的周期增大，频率减小，则图像的峰值向左移，故C错误； D．若将单摆从广州移到北京，纬度增大，重力加速度增大，则单摆的周期减小，频率增大，则图像的峰值向右移，故D错误。 故选A。 2. 一频率为5Hz的振源O做简谐运动时形成的水波如图所示。已知该波的波速为，到振源O的距离为0.7m和1.0m处分别有一片可看成质点的小树叶P和Q，则下列说法正确的是（　　） A. 两片树叶的起振方向相反 B. 两片树叶的速度一直相同 C. 树叶Q比树叶P晚半个周期起振 D. 树叶Q在波谷时，树叶P恰好在波峰 【答案】D 【解析】 【详解】已知频率，波速 可得， P到O距离，Q到O距离 两者距离差 相位差，即振动反相 A．所有质点的起振方向都和振源O的起振方向相同，两片树叶起振方向相同，A错误； B．两片树叶振动反相（相位差为的奇数倍），速度大小始终相等、方向始终相反，速度不同，B错误； C．波从O向外传播，Q比P晚起振的时间，不是半个周期，C错误； D．两片树叶振动反相，位移总是大小相等、方向相反，因此Q在波谷时，P恰好在波峰，D正确。 故选 D。 3. 某科创小组制作了一个风力发电机，对电阻恒为的小灯泡供电，装置原理图如图甲。图乙中曲线a、b是该发电装置在不同的恒定风速下，流过灯泡的电流i随时间t变化的关系，则下列说法正确的是（　　） A. 曲线a、b对应的线圈角速度之比为 B. 曲线b的峰值 C. 时刻，线圈均处于中性面 D. 时刻，曲线b对应的回路电流表示数为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，曲线a、b对应的周期之比为2:3，根据可知，线圈角速度之比为3:2，A错误； B．对曲线a有 对曲线b有 则曲线b的峰值，B错误； C．时刻，线圈中感应电流为零，磁通量最大，则均处于中性面，C正确； D．时刻，曲线b对应的电流的瞬时值为零，但是电流表的示数为电流的有效值，则电流表示数不为0，D错误。 故选C。 4. 如图所示，粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的烧杯中。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷在水中做简谐运动。设竖直向下为正方向，木筷从最高点向下运动的过程中，木筷的加速度a、动能随位移x变化，运动的速度v、合外力F随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．木筷做简谐运动，满足简谐运动规律，合外力  加速度  其中为相对于平衡位置的位移，竖直向下为正方向，故加速度  与位移  成过原点的负斜率线性关系，（最高点在平衡位置上方，位移为负）时，时，与A图像一致，故A正确； B．动能  根据简谐运动机械能守恒， 与是二次函数关系（抛物线），不是线性关系，且木筷从最高点（，）运动到最低点（，），动能先增大后减小，不是一直增大，故 B错误； C．简谐运动的加速度是不断变化的，故速度不会随时间线性变化，故C错误； D．合外力  因位移随时间从处开始运动，故得其 因此 故F随时间也按正弦规律变化，故 D错误； 故选A。 5. 控制无人机的无线电信号产生于LC振荡电路。图甲所示为LC振荡电路，M是电容器的上极板，规定图甲LC振荡电路中逆时针方向的电流为正，从某时刻起其电流随时间变化的规律如图乙所示，则下列关于该LC电路在b~c段的说法正确的是（　　） A. M板带正电 B. M板的带电量在变小 C. 线圈L的自感电动势在变大 D. 线圈L中的磁场能在变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，在阶段，电流为正且减小，这是给电容器充电的过程。逆时针电流意味着正电荷从板经线圈流向下极板，因此时刻充电完毕，下极板带正电，板带负电；在阶段，电流为负（顺时针方向）且增大，这是电容器放电的过程，电流从下极板经线圈流向板，板依然带负电（电荷量在减少），故A错误； B．在阶段，电流的绝对值在增大，说明电路处于放电过程，电场能转化为磁场能，电容器极板上的带电量在变小，故B正确； C．线圈的自感电动势，其大小与图像切线斜率的绝对值成正比。在段，图像切线斜率的绝对值逐渐减小，所以自感电动势在变小，故C错误； D．在段，电流的绝对值在增大，线圈中的磁场能在变大，故D错误。 故选B。 6. 某河水下装有红、绿两色彩灯，A、B为水下同一深度处两个相距较远的彩灯（均可看作点光源），夜晚站在桥上看平静的水面，灯A在水面形成的亮斑的半径较大，则下列说法正确的是（　　） A. 灯A是绿色光源 B. 在水中灯A发出的光的传播速度大于灯B发出的光的传播速度 C. 灯B发出的光更容易发生衍射现象 D. 灯A、B发出的光用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距 【答案】B 【解析】 【详解】A．灯A在水面形成的亮斑的半径较大，可知灯A发出的光的临界角较大，根据 可知折射率较小，频率较小，则灯A是红色光源，故A错误； B．根据 可知，在水中灯A发出的红光的传播速度大于灯B发出的绿光的传播速度， 故B正确； C．灯A发出的红光波长较长，更容易发生衍射现象，故C错误； D．灯A、B发出的光用同一装置做双缝干涉实验，根据 可知，波长越长，屏幕上相邻亮条纹间距越大，即，D错误。 故选B。 7. 华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理学奖，被誉为“光纤通讯之父”。光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维。某段光导纤维由内芯和外套组成，长为，其侧截面如图所示，一单色光以入射角自空气从轴心射入光导纤维，在内芯和外套界面多次全反射后从光导纤维另一端射出，已知内芯材料对此光的折射率为n，空气中的光速为。下列说法正确的是（　　） A. 外套材料的折射率大于内芯材料的折射率 B. 入射角越大，光在内芯的传播速度越大 C. 入射角越大，光越容易在内芯和外套界面发生全反射 D. 若，，则光在该段光导纤维中的传播时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．光导纤维利用全反射原理传输光信号，发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，所以内芯的折射率应大于外套的折射率，故A错误； B．光在介质中的传播速度，其中为内芯的折射率，是定值，与入射角无关，故B错误； C．设光进入内芯后的折射角为，光射到内芯和外套界面的入射角为，根据几何关系有 根据折射定律，当入射角增大时，折射角增大，导致界面入射角减小；发生全反射的条件是 （ 为临界角），减小使得光线更不容易满足全反射条件，故C错误； D．当，时，根据折射定律 解得 即 光在内芯中的传播速度 光在内芯中传播的路程 传播时间 代入数据得，故D正确。 故选D。 二、多选题（共3题，每题6分，共18分。每题所给的四个选项中，有多个正确答案，全部选对得6分，错选得0分，选对但不全得3分）。 8. 关于下面四幅图中现象的描述，说法正确的是（　　） A. 图甲中，A、B两人听到的警笛声不同，说明波源发出的波的频率与传播速度有关 B. 图乙中，检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、Q为凸处 C. 图丙中，M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏L上的光亮度不变 D. 图丁中，光学镜头增透膜利用光的干涉原理，增透膜的最小厚度为入射光在膜中波长的四分之一 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图甲是多普勒效应，波源本身的频率由波源自身决定，和传播速度无关，A、B听到的声音频率不同，是观察者接收的频率发生变化，波源频率不变，故A错误； B．劈尖干涉检验平整度时，同一级干涉条纹对应相同的空气膜厚度 劈尖左端（薄端）空气层厚度更小，越向右厚度越大；P处条纹向左（薄端/劈尖方向）弯曲，说明P处空气层厚度比平整时同位置更大，对应工件P是凹处 Q处条纹向右（厚端）弯曲，说明Q处空气层厚度比平整时同位置更小，对应工件Q是凸处，故B正确； C．自然光经过偏振片M后变为线偏振光，M固定，转动N时，出射光强随透振方向夹角变化：当N和M透振方向垂直时，没有光透过N，光屏亮度会从亮逐渐变暗，因此亮度会变化，故C错误； D．光学镜头增透膜利用了光的薄膜干涉原理，目的是让反射光干涉相消，增加透射光强度 增透膜折射率介于空气和玻璃之间，两个反射面的反射都存在半波损失，半波损失相互抵消，反射光的光程差为，要满足干涉相消的最小厚度满足 可得，其中是入射光在增透膜中的波长，故D正确。 故选 BD。 9. 平衡位置分别位于和的两波源P、Q，均沿平行于y轴方向做简谐运动，振幅分别为2cm和3cm，形成的两列横波分别沿x轴正向和负向传播，速度大小均为，时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在和的两质点刚开始振动。质点M的平衡位置在处。下列说法正确的是（　　） A. 质点M为振动加强点 B. 质点M在0~3s内通过的路程为60cm C. 时质点M的速度沿y轴负方向 D. 2s后，的范围有3个加强点 【答案】AC 【解析】 【详解】由图和题干可知，两列波波长，波速，根据 可得周期，两波频率相同，会发生干涉；两波起振方向相同（均沿轴负方向），波源同相位。 A．坐标，两波源 、 到的路程差 即路程差为波长的整数倍，且波源同相位，因此是振动加强点，A正确； B．时，两列波的波前分别在和，到M点的距离均为，波传到的时间 故内，振动时间 加强点振幅 总路程，故B错误； C． 时，振动时间，起振方向沿轴负方向，经过一个全振动后回到平衡位置，速度方向仍沿轴负方向，故C正确； D．对任意，路程差 加强条件 （为整数）：  可得 对应 ，共个加强点，D错误。 故选 AC。 10. 某科技小组将自行车的两个轮子均改装为右图所示的结构，车轮金属圈与轮轴之间均匀地连接4根长均为的金属条，分别记为Oa、Ob、Oc、Od，每根金属条中间都串接一个阻值的小灯泡，金属条与金属圈构成闭合回路。车架上固定磁铁，可形成以轮轴为圆心，以L为半径的四分之一扇形匀强磁场区域，磁感应强度，方向垂直纸面向外。某次车轮顺时针转动，角速度恒为。不计其他电阻，圆周率为。时，Oa竖直且恰进入磁场区域。下列说法正确的是（　　） A. 车轮转动的过程中，流经Oa的电流方向会发生变化 B. 时刻，Oa两端的电势差 C. 时刻，Oa受到的安培力 D. 10s内，自行车两个轮子上所有灯泡的耗能 【答案】ACD 【解析】 【详解】转动切割电动势  代入数据得  电路结构：处在磁场中的金属条（带灯泡）相当于电源，内阻，另外3根金属条的灯泡并联作为外电路，外电阻，总电阻 总电流 A．当 Oa 在磁场中时（作为电源）：由右手定则，感应电流在电源内部从 a 流向 O，电流方向：a→O 当其他金属条（如 Ob）在磁场中时（Oa 作为外电路负载）：电流从电源正极 O 流出，经 Oa 流向金属圈 a 端，再回到电源负极，电流方向：O→a 因此，Oa 在 “电源” 和 “负载” 两种角色间切换时，电流方向会周期性变化，故A 正确； B．时刻，是电源，是路端电压 根据欧姆定律，故B错误； C．时刻，Oa位于磁场中，安培力，故C正确； D．四根金属条间隔，磁场恰好是扇形，因此任意时刻总有一根金属条在磁场中，持续产生电流。 单个轮子的总功率 两个轮子内总耗能，故D 正确。 故选ACD 。 三、实验题（共2题，共15分）。 11. 某实验小组用如图甲所示的可拆式变压器，探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系。 （1）实验小组选用匝数匝和匝进行实验，对应的电压测量数据如表所示，由表中数据可知，原线圈为________匝（选填“200”或“400”）。根据表中的数据，可以获得实验结论，在误差允许的范围内，原线圈与副线圈的电压之比等于匝数之比； 实验次数 1 2 3 4 0.92 1.47 1.98 2.46 2.00 3.00 4.00 5.00 （2）如图乙所示，原线圈接学生电源的输出端，副线圈接小灯泡。实验中发现，在所有连接都完好的情况下，电路接通后，灯泡始终不亮，但却在电路接通或断开的瞬间，灯泡会闪亮一下，原因是________； （3）若将此变压器视为理想变压器，接入图丙电路，用于探究热敏电阻的电阻值与温度的关系。已知为定值电阻，电表为理想电表，输入电压有效值恒定。实验发现，当热敏电阻的温度升高时，电压表V的示数减小，说明热敏电阻的电阻值随着温度的升高而________（选填“降低”或“升高”）。 【答案】（1）200 （2）原线圈接入的是直流电  （3）降低 【解析】 【小问1详解】 根据变压器电压与匝数的关系，由表格数据可知​ 已知两个匝数为200匝和400匝，匝数比满足，因此原线圈为200匝。 【小问2详解】 原线圈接入的是直流电，稳定时穿过副线圈的磁通量不变，副线圈无感应电动势，因此灯泡不亮；仅通断瞬间磁通量变化，产生感应电动势，灯泡会闪亮 【小问3详解】 设原线圈输入总电压为恒定，电压表测原线圈两端电压 若温度升高时减小，说明原线圈电流（因为​，不变，减小则​增大） 根据理想变压器电流关系，增大说明副线圈电流增大，副线圈总电阻等于热敏电阻​，，因此可得​减小，即热敏电阻的阻值随温度升高而降低。 【点睛】 12. “测量玻璃的折射率”实验装置如图甲所示，在直线AO上插了两枚大头针和，在侧观察并调整视线。 （1）另外两枚大头针和可能插在直线________上（选填“1”、“2”、“3”或“4”）； （2）如果有几块宽度（图中ab的长度）不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量； （3）若该同学画出直线后，放玻璃砖时稍微向上了一些，但玻璃砖长边仍然和平行，导致直线画到如图乙所示的位置，则所测得的折射率与真实值相比将________（选填“偏大’、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）2 （2）大 （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 光通过平行玻璃砖时，出射光线与入射光线平行，且会发生侧移，相对于入射光线的延长线向法线一侧偏移，因此P3、P4应插在直线2上。 【小问2详解】 玻璃砖宽度越大，确定出射光线时产生的误差越小，测量更准确，因此选用宽度大的玻璃砖减小误差。 【小问3详解】 画出直线后，放玻璃砖时稍微向上了一些，光路图如图所示 玻璃中的黑线为实际光线，蓝虚线为作图得到的光线，得到的折射角比真实折射角偏小，由​，入射角i测量正确，因此测得的折射率偏大。 【点睛】 13. “用双缝干涉实验测量光的波长”实验装置如图1所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、滤光片、单缝A、双缝B、遮光筒、光屏、测量头。 （1）实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节________，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到________； （2）某次实验过程中分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，则手轮的读数为________mm。实验测得第1条到第6条明条纹之间的距离为a，双缝到屏的距离为l，双缝间的距离为d，则光的波长为________（用符号a、d和1表示）。 【答案】（1） ①. 光源 ②. 清晰的干涉条纹 （2） ①. 5.828##5.827##5.829 ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]实验调节步骤：安装完光源、遮光筒、光屏后，需要调节光源，使光束沿遮光筒轴线照亮光屏 装上单缝、双缝后，调节单缝使单缝与双缝平行，最终就能观察到清晰的干涉条纹。 【小问2详解】 [1]螺旋测微器固定刻度读数为，可动刻度读数为 总读数为 [2]第1条到第6条明条纹之间共个相邻亮纹间距，因此相邻亮纹间距 结合双缝干涉公式 整理得波长 【点睛】 四、解答题（共3小题，共39分。要有计算过程及适当的文字说明，只有结果不给分）。 14. 如图，OM为长度为R的线光源，可沿水平方向发射单色光。OM处于一以O为球心、以R为半径、放置在水平面上的均质透明半球体，M为半球体最高点。A为OM中点，从A点射出的光线从半球面射出后恰经过水平面上的P点，。真空中光速为c，半球体外视为真空，不考虑多次反射，求： （1）半球体的折射率； （2）光束从A到P的时间； （3）半球面上有光射出的位置距水平面的高度范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设从A点射出的光线经半球面的B点进入空气中，光路图如图所示 ​，，由几何关系可得入射角 ，由几何关系可得折射角 根据折射定律 可得  【小问2详解】 光在介质内速度 AB段长度 AB段运动时间 ​ BP段在真空中，长度 BP段运动时间 ​ 总时间 【小问3详解】 全反射临界角满足 对任意出射点，设其距水平面高度为（即出射点y坐标），由几何关系得入射角满足 不发生全反射（能射出）的条件为，即 解得​​ 【点睛】 15. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播。实线a为时刻的波形图，此时处的质点恰好向上起振。虚线b为时的波形图。求： （1）该波的传播方向与波速大小； （2）处的质点在0~2s内的路程； （3）若周期大于1s且小于8s，以为计时起点，画出处的质点的振动图像（要有适当的分析过程，图像至少画一个周期，图像中要标出必要信息）。 【答案】（1）波沿轴正方向传播， （2） （3）分析过程见解析 【解析】 【小问1详解】 根据带动法时处质点向上起振，说明波沿轴正方向传播。 由波形图得波长，从到，波向右传播的距离为  因此波速  【小问2详解】  周期为 ，振幅，时处质点在波峰（最大位移处）， 质点经过个完整周期的路程为，再经过​从波峰运动到平衡位置，额外路程为 因此总路程  【小问3详解】 因周期 ，若周期大于1s且小于8s 可得，，波速 波从x=5 m（t=0时的起振点）传到x=10 m处的时间 即x=10 m处的质点在t=2 s时开始振动，起振方向向上。 振动图像特征：振幅 A=3 cm，周期 T=1.6 s 振动图像如图所示 16. 如图1所示，建立三维直角坐标系表示方向，z轴正方向为竖直向上。单匝正方形线圈a的边长为，线圈平面与xOz面平行，线圈内存在沿y轴方向的磁场。线圈与足够长的固定竖直金属导轨bc、de连接，导轨平面与xOz面平行，导轨间距为。导轨间存在磁感应强度大小为B、方向沿y轴正方向的匀强磁场。该磁场区域内有一水平放置的台秤，其上放置与台秤绝缘的、质量为m、长度为的金属棒op，op两端与导轨始终接触良好。如图2，内，的大小随时间t线性减小，斜率绝对值为k（k未知），之后磁场一直为0。发现内，台秤示数恒为2m，时刻撤去台秤，金属棒静止释放，当下落高度为h时恰达到最大速度。已知线圈和金属棒的阻值均为R，不计其他电阻、摩擦及空气阻力，金属棒与竖直金属导轨上下边界间隔足够远，重力加速度为g。求： （1）内磁场的方向和斜率绝对值k； （2）金属棒下落h过程所需时间t； （3）若图2中之后磁场从0开始增大，方向沿y轴正方向，斜率恒为（为正数且）。已知时刻撤去台秤后金属杆静止释放，当位移为H时已经匀速，求位移H内安培力对金属棒做功W与的关系。 【答案】（1）磁场沿轴正方向， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 台秤示数为，说明台秤对金属棒的支持力，金属棒重力为，因此安培力向下，大小 。 由法拉第电磁感应定律，感生电动势  ​ 回路总电阻为，感应电流  ​​ 安培力向下、磁场沿正方向，根据左手定则可知，金属棒中电流沿负方向； 根据楞次定律，磁通量减小，感应电流磁场与原磁场同向，因此原磁场沿轴正方向。 安培力大小 解得 【小问2详解】 后，金属棒下落，速度为时，动生电动势，电流 金属棒受到的安培力，方向向上。 达到最大速度时，重力与安培力平衡 可得 对下落过程应用动量定理  ​ 其中 整理得 ​ 【小问3详解】 ​后变化率 ，感生电动势​，动生电动势 二者方向相同，总电动势 根据欧姆定律，回路电流  金属棒所受安培力  匀速时 解得匀速速度 对下落过程由动能定理 ​整理得  第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $