内容正文:
2025—2026学年高二年级物理下学期期末检测试卷
满分:100分考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分。
1. 某智能家居系统中,用于检测门窗是否关闭的传感器,其核心元件通常利用以下哪种物理效应来感知外界变化?( )
A. 霍尔效应 B. 光电效应 C. 压电效应 D. 热释电效应
2. 某发电厂采用高压输电,输电电压为U,输电线上损失的电功率为。若将输电电压提高到2U,其他条件不变,则输电线上损失的电功率变为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示为一只理想变压器,原、副线圈匝数比是,原线圈接入电压为220V的正弦交流电,一个理想二极管与一个最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联后接在副线圈上,滑片P在变阻器的最下端,则下列说法正确的是( )
A. 1分钟内电阻R上产生的热量为1452J
B. 电压表的示数为22V
C. 二极管两端的最大电压为22V
D. 滑片P向上移动时,电流表A的示数减小
4. 某同学用单摆测定重力加速度,实验时发现测得的重力加速度偏大,其原因可能是( )
A. 摆球质量过大
B. 摆线长度测量值偏小
C. 摆角偏大
D. 计时开始时,秒表按下滞后
5. 一列沿x轴传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图(a)所示,质点P的振动图像如图(b)所示,则下列说法错误的是( )
A. 该简谐横波的波长为8m
B. 介质质点的振动周期是6s
C. 该简谐横波的波速为1m/s
D. 该简谐横波沿x轴负方向传播
6. 某同学用双缝干涉测量光的波长,实验中发现干涉条纹间距过小,难以测量。下列操作中能使条纹间距变大的是( )
A. 增大双缝到光屏的距离
B. 增大双缝间距
C. 换用频率更高的单色光
D. 减小光源到双缝的距离
7. 在光电效应实验中,用频率为ν的单色光照射某金属表面,逸出的光电子的最大初动能为Ek。若改用频率为2ν的单色光照射该金属(其他条件不变),则逸出的光电子的最大初动能变为( )(其中h为普朗克常量)
A. Ek+hν B. 2Ek C. D. 2Ek+hν
8. 如图甲所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动,从某时刻开始计时,产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示,若外接电阻,线圈电阻,电压表为理想交流电表,则下列说法错误的是( )
A. 线圈的转速为50r/s
B. 0.01s时线圈平面与磁场方向垂直
C. 通过电阻R的电流有效值为1A
D. 电压表的示数为200V
9. 某LC振荡电路中,电容器两极板间的电场能随时间变化的图像如图所示。下列说法错误的有( )
A. 该电路可以有效地把电磁波发射出去
B. 0~a过程中,线圈的磁场能逐渐变小
C. b、d两时刻电路中电流最大
D. a、c两时刻电路中电流最大
10. 两根足够长的光滑平行金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨电阻不计,间距为L。导轨上端接有阻值为R的电阻,整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r的金属棒ab从导轨上端由静止释放,沿导轨下滑。下列说法正确的有( )
A. 金属棒下滑过程中,通过金属棒的电流方向从a到b
B. 金属棒最终匀速运动的速度大小为
C. 金属棒加速过程中,克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
D. 金属棒匀速运动后,重力做功的功率等于整个电路的电功率
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学利用如图所示的实验装置探究感应电流的产生条件。将条形磁铁插入或拔出线圈时,灵敏电流计的指针发生偏转。
(1)当条形磁铁N极插入线圈时,线圈中感应电流的方向(俯视)为____(填“顺时针”或“逆时针”)。
(2)若将条形磁铁从线圈中拔出时,发现指针偏转方向与插入时相反,这说明什么?
(3)若要增大感应电流,可以采取哪些措施?请写出两种。
12. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中,将油酸酒精溶液滴在水面上,形成单分子油膜。
(1)实验中,为什么需要将油酸稀释成油酸酒精溶液?简要说明理由。
(2)若油酸酒精溶液的浓度为0.1%,且每毫升溶液中含有80滴,滴入一滴溶液后,油膜的面积约为120cm2,请估算油酸分子的直径(保留一位有效数字)。
(3)实验中,若痱子粉撒得太厚,对实验结果会有什么影响?请说明原因。
13. 某小型水电站的输出功率为20kW,输出电压为400V。现准备向远处输电,要求输电线上损失的电功率不超过输出功率的5%,用户端得到的电压为220V,已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器。
(1)若输电线的总电阻为8Ω,求升压变压器原、副线圈的匝数比。
(2)若用户端降压变压器的原、副线圈匝数比为10∶1,求降压变压器原线圈两端的电压。
14. 如图所示,在竖直平面内有一半径为R的光滑圆弧轨道AB,与水平地面相切于B点.现将AB锁定,让质量为m的小滑块P(视为质点)从A点由静止释放沿轨道AB滑下,最终停在地面上的C点,C、B两点间的距离为2R.已知轨道AB的质量为2m,P与B点右侧地面间的动摩擦因数恒定,B点左侧地面光滑,重力加速度大小为g,空气阻力不计.
(1)求P刚滑到圆弧轨道的底端B点时所受轨道的支持力大小N以及P与B点右侧地面间的动摩擦因数μ;
(2)若将AB解锁,让P从A点正上方某处Q由静止释放,P从A点竖直向下落入轨道,最后恰好停在C点,求:
①当P刚滑到地面时,轨道AB的位移大小x1;
②Q与A点的高度差h以及P离开轨道AB后到达C点所用的时间t.
15. 某同学用双缝干涉实验测量红光波长,已知双缝间距d=0.20mm,双缝到光屏的距离L=0.75m。该同学用测量头测出第1条亮条纹到第4条亮条纹的中心距离为5.62mm。
(1)求红光的波长λ;
(2)若用频率为7.5×1014Hz的紫光替代红光,其他条件不变,则相邻亮条纹的间距为多少?(已知光速c=3.0×108m/s)
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2025—2026学年高二年级物理下学期期末检测试卷
满分:100分考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分。
1. 某智能家居系统中,用于检测门窗是否关闭的传感器,其核心元件通常利用以下哪种物理效应来感知外界变化?( )
A. 霍尔效应 B. 光电效应 C. 压电效应 D. 热释电效应
【答案】A
【解析】
【详解】A.霍尔效应指通电导体在磁场中会产生垂直于电流、磁场方向的电势差,霍尔传感器可感知磁场强弱变化;门窗检测时通常在活动门窗上安装磁体,关闭时磁体靠近霍尔传感器,磁场变化被感知即可判断门窗状态,故A正确;
B.光电效应是入射光照射金属表面产生光电子的现象,多用于光信号检测、光电转换类传感器(如光控开关),不适用于门窗开闭检测,故B错误;
C.压电效应是压电材料受压力/形变时产生电信号的效应,多用于压力、振动检测,与门窗开闭检测无关,故C错误;
D.热释电效应是热释电材料受温度、红外辐射变化产生电信号的效应,多用于人体红外检测、温度检测,不适用于门窗开闭检测,故D错误。
故选A。
2. 某发电厂采用高压输电,输电电压为U,输电线上损失的电功率为。若将输电电压提高到2U,其他条件不变,则输电线上损失的电功率变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设发电厂输送的电功率为,输电线总电阻为,其他条件不变表示和均不变。输电电流为
输电线上损失的电功率为
当输电电压提高到2U时,输电电流为
此时输电线上损失的电功率为
故选A。
3. 如图所示为一只理想变压器,原、副线圈匝数比是,原线圈接入电压为220V的正弦交流电,一个理想二极管与一个最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联后接在副线圈上,滑片P在变阻器的最下端,则下列说法正确的是( )
A. 1分钟内电阻R上产生的热量为1452J
B. 电压表的示数为22V
C. 二极管两端的最大电压为22V
D. 滑片P向上移动时,电流表A的示数减小
【答案】A
【解析】
【详解】B.理想变压器原、副线圈匝数比为,根据理想变压器的电压关系有
解得副线圈两端正弦交流电的有效值为
其峰值为
理想二极管具有单向导电性,仅半个周期导通,另半个周期截止。因此滑动变阻器只在半个周期有电流、产生热量。根据有效值的定义(热效应定义),设滑动变阻器两端电压有效值为,在一个周期有
解得
电压表测量滑动变阻器两端电压的有效值,故B错误;
A.滑片位于最下端时,接入电路的电阻为,根据焦耳定律有
代入数据解得,故A正确;
C.二极管截止时承受反向电压,其最大值等于副线圈电压的峰值,即,故C错误;
D.滑片向上移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,根据可知副线圈中的电流增大,理想变压器原线圈中的电流也增大,因此电流表的示数增大,故D错误。
故选A。
4. 某同学用单摆测定重力加速度,实验时发现测得的重力加速度偏大,其原因可能是( )
A. 摆球质量过大
B. 摆线长度测量值偏小
C. 摆角偏大
D. 计时开始时,秒表按下滞后
【答案】D
【解析】
【详解】A.单摆在摆角较小时,周期与摆长、重力加速度的关系为
由此可得重力加速度的测量值为
在忽略空气阻力的情况下,单摆周期与摆球质量无关,摆球质量过大不会使重力加速度的测量值偏大,故A错误;
B.摆线长度测量值偏小,会使摆长的测量值偏小,由可知,测得的重力加速度偏小,故B错误;
C.摆角偏大时,单摆的实际周期比小角度条件下的理论周期大,由可知,测得的重力加速度偏小,故C错误;
D.计时开始时秒表按下滞后,会使测得的总时间偏小,从而使周期的测量值偏小,由可知,测得的重力加速度偏大,故D正确。
故选D。
5. 一列沿x轴传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图(a)所示,质点P的振动图像如图(b)所示,则下列说法错误的是( )
A. 该简谐横波的波长为8m
B. 介质质点的振动周期是6s
C. 该简谐横波的波速为1m/s
D. 该简谐横波沿x轴负方向传播
【答案】C
【解析】
【详解】A.由波形图可知,相邻两个波峰的位置分别为和,因此波长为
解得,故A正确;
B.由质点的振动图像可知,质点从时经过平衡位置向上运动,到时再次经过平衡位置向上运动,运动状态完全相同,因此振动周期为,故B正确;
C.简谐横波的波速为
代入数据解得,故C错误;
D.由振动图像可知,时质点正向上运动;由波形图可知,质点右侧相邻质点位于平衡位置上方,若波形向左平移,右侧较高位置的波形将到达点,使质点向上运动,因此该波沿轴负方向传播,故D正确。
本题选说法错误的,故选C。
6. 某同学用双缝干涉测量光的波长,实验中发现干涉条纹间距过小,难以测量。下列操作中能使条纹间距变大的是( )
A. 增大双缝到光屏的距离
B. 增大双缝间距
C. 换用频率更高的单色光
D. 减小光源到双缝的距离
【答案】A
【解析】
【详解】A.双缝干涉相邻条纹间距满足公式
其中为条纹间距,为双缝到光屏的距离,为双缝间距,为入射光的波长。增大双缝到光屏的距离,其余量不变时,随增大而变大,故A正确;
B.增大双缝间距,其余量不变时,随增大而变小,故B错误;
C.换用频率更高的单色光,根据光速关系
其中为真空中光速,大小恒定,频率越高则波长越小,代入公式得变小,故C错误;
D.条纹间距与光源到双缝的距离无关,调整该距离不会改变,故D错误。
故选A。
7. 在光电效应实验中,用频率为ν的单色光照射某金属表面,逸出的光电子的最大初动能为Ek。若改用频率为2ν的单色光照射该金属(其他条件不变),则逸出的光电子的最大初动能变为( )(其中h为普朗克常量)
A. Ek+hν B. 2Ek C. D. 2Ek+hν
【答案】A
【解析】
【详解】设金属的逸出功为,光电子新的最大初动能为,根据爱因斯坦光电效应方程,初始状态有
频率变为后有
两式相减解得
因此
故选A。
8. 如图甲所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动,从某时刻开始计时,产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示,若外接电阻,线圈电阻,电压表为理想交流电表,则下列说法错误的是( )
A. 线圈的转速为50r/s
B. 0.01s时线圈平面与磁场方向垂直
C. 通过电阻R的电流有效值为1A
D. 电压表的示数为200V
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由图乙可知交变电流的周期
线圈每转一周产生一个周期的交变电流,故线圈转速,故A错误;
B.时感应电动势达到峰值,此时线圈平面与磁场方向平行,故B错误;
C.感应电动势峰值为
其有效值为
由闭合电路欧姆定律得通过电阻的电流有效值,故C正确;
D.电压表测电阻两端的电压,其示数,故D错误。
本题选错误的,故选ABD。
9. 某LC振荡电路中,电容器两极板间的电场能随时间变化的图像如图所示。下列说法错误的有( )
A. 该电路可以有效地把电磁波发射出去
B. 0~a过程中,线圈的磁场能逐渐变小
C. b、d两时刻电路中电流最大
D. a、c两时刻电路中电流最大
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.有效地发射电磁波应该需要开放电路,故A错误;
B.过程,电容器的电荷量减少,电场能减小,则磁场能增大,故B错误;
CD.图像切线斜率的绝对值可以表示电路中电流的大小。b、d两时刻切线的斜率为0,电容器的电荷量最大,电场能最大,磁场能为零,电路中的电流为零;a、c两时刻切线斜率的绝对值最大,电路中电量变化最快,故电流最大。故C错误,D正确。
本题是选错误的,故选ABC。
10. 两根足够长的光滑平行金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨电阻不计,间距为L。导轨上端接有阻值为R的电阻,整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r的金属棒ab从导轨上端由静止释放,沿导轨下滑。下列说法正确的有( )
A. 金属棒下滑过程中,通过金属棒的电流方向从a到b
B. 金属棒最终匀速运动的速度大小为
C. 金属棒加速过程中,克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
D. 金属棒匀速运动后,重力做功的功率等于整个电路的电功率
【答案】BD
【解析】
【详解】A.金属棒下滑过程中,根据右手定则可知,通过金属棒的电流从b指向a,故A错误;
B.金属棒匀速运动时,其合力为0,根据平衡条件有
解得金属棒最终匀速运动的速度大小,故B正确;
C.金属棒加速过程中,根据功能关系可知,克服安培力做的功等于电阻R、r上产生的总焦耳热,故C错误;
D.金属棒匀速运动后,根据能量守恒可知,重力做功的功率等于整个电路的电功率,故D正确。
故选BD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学利用如图所示的实验装置探究感应电流的产生条件。将条形磁铁插入或拔出线圈时,灵敏电流计的指针发生偏转。
(1)当条形磁铁N极插入线圈时,线圈中感应电流的方向(俯视)为____(填“顺时针”或“逆时针”)。
(2)若将条形磁铁从线圈中拔出时,发现指针偏转方向与插入时相反,这说明什么?
(3)若要增大感应电流,可以采取哪些措施?请写出两种。
【答案】(1)逆时针 (2)说明感应电流的方向与磁通量的变化有关(或感应电流的方向随磁通量增减而反向)
(3)①加快磁铁插入或拔出的速度;②增加线圈匝数;③换用更强的磁铁(任意写出两种,其他合理的也可)
【解析】
【小问1详解】
条形磁铁的极向下插入线圈时,穿过线圈的向下的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流产生的磁场应向上,以阻碍原磁通量的增加,因此线圈上端相当于极。根据安培定则可知,从上方俯视,线圈中感应电流的方向为逆时针。
【小问2详解】
磁铁插入线圈时,穿过线圈的磁通量增大;磁铁从线圈中拔出时,穿过线圈的磁通量减小,两种情况下磁通量分别增大和减小,感应电流方向随磁通量增减而反向。这说明感应电流的方向与磁通量的变化有关。
【小问3详解】
根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律分别有,
联立得
①加快磁铁插入或拔出线圈的速度,可减小磁通量变化所用时间,从而增大感应电流;②增加线圈匝数,可增大感应电动势,从而增大感应电流;③换用磁性更强的磁铁,可增大感应电动势,从而增大感应电流。
12. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中,将油酸酒精溶液滴在水面上,形成单分子油膜。
(1)实验中,为什么需要将油酸稀释成油酸酒精溶液?简要说明理由。
(2)若油酸酒精溶液的浓度为0.1%,且每毫升溶液中含有80滴,滴入一滴溶液后,油膜的面积约为120cm2,请估算油酸分子的直径(保留一位有效数字)。
(3)实验中,若痱子粉撒得太厚,对实验结果会有什么影响?请说明原因。
【答案】(1)将油酸酒精溶液稀释,可以使一滴溶液中油酸的体积很小,便于油酸在水面上形成面积适宜的单分子油膜。
(2)
(3)油膜不能充分展开,测得的油膜面积偏小,计算出的分子直径偏大。
【解析】
【小问1详解】
[1] 酒精可使油酸被稀释,一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积较小;溶液滴到水面后,酒精溶于水并挥发,油酸易形成面积适宜的单分子油膜,便于测量油膜面积。
【小问2详解】
[2] 一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为
油膜面积为
把油酸分子看成球形且油膜为单分子层,油膜厚度等于分子直径,有
【小问3详解】
[3] 痱子粉撒得太厚会阻碍油膜展开,使油膜不能充分展开,测得的油膜面积偏小。在油酸体积不变时,由,可知,计算出的分子直径偏大。
13. 某小型水电站的输出功率为20kW,输出电压为400V。现准备向远处输电,要求输电线上损失的电功率不超过输出功率的5%,用户端得到的电压为220V,已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器。
(1)若输电线的总电阻为8Ω,求升压变压器原、副线圈的匝数比。
(2)若用户端降压变压器的原、副线圈匝数比为10∶1,求降压变压器原线圈两端的电压。
【答案】(1)1∶4.47
(2)2200V
【解析】
【小问1详解】
发电机输出功率
则输电线上损失的功率
由
解得
升压变压器副线圈电压
原线圈电压U1400V,故匝数比n1∶n2U1∶U2400∶1789≈1∶4.47
【小问2详解】
降压变压器副线圈电压U4220V,匝数比n3∶n410∶1,则原线圈电压U310×U42200V
14. 如图所示,在竖直平面内有一半径为R的光滑圆弧轨道AB,与水平地面相切于B点.现将AB锁定,让质量为m的小滑块P(视为质点)从A点由静止释放沿轨道AB滑下,最终停在地面上的C点,C、B两点间的距离为2R.已知轨道AB的质量为2m,P与B点右侧地面间的动摩擦因数恒定,B点左侧地面光滑,重力加速度大小为g,空气阻力不计.
(1)求P刚滑到圆弧轨道的底端B点时所受轨道的支持力大小N以及P与B点右侧地面间的动摩擦因数μ;
(2)若将AB解锁,让P从A点正上方某处Q由静止释放,P从A点竖直向下落入轨道,最后恰好停在C点,求:
①当P刚滑到地面时,轨道AB的位移大小x1;
②Q与A点的高度差h以及P离开轨道AB后到达C点所用的时间t.
【答案】(1)P刚滑到圆弧轨道的底端B点时所受轨道的支持力大小N为3mg,P与B点右侧地面间的动摩擦因数μ为0.5;(2)若将AB解锁,让P从A点正上方某处Q由静止释放,P从A点竖直向下落入轨道,最后恰好停在C点,①当P刚滑到地面时,轨道AB的位移大小x1为;②Q与A点的高度差h为,P离开轨道AB后到达C点所用的时间t为.
【解析】
【详解】(1)滑块从A到B过程机械能守恒,应用机械能守恒定律得:mgR=,
在B点,由牛顿第二定律得:N-mg=m,
解得:vB=,N=3mg,
滑块在BC上滑行过程,由动能定理得:-μmg•2R=0-,
代入数据解得:μ=0.5;
(2)①滑块与轨道组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
mv1-2mv2=0
m-2m=0,
解得:x1=;
②滑块P离开轨道AB时的速度大小为vB,P与轨道AB组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:mvB-2mv=0,
由机械能守恒定律得:mg(R+h)=,
解得:h=;
P向右运动运动的时间:t1=,
P减速运动的时间为t2,对滑片,由动量定理得:-μmgt2=0-mvB,
运动时间:t=t1+t2,
解得:t=;
15. 某同学用双缝干涉实验测量红光波长,已知双缝间距d=0.20mm,双缝到光屏的距离L=0.75m。该同学用测量头测出第1条亮条纹到第4条亮条纹的中心距离为5.62mm。
(1)求红光的波长λ;
(2)若用频率为7.5×1014Hz的紫光替代红光,其他条件不变,则相邻亮条纹的间距为多少?(已知光速c=3.0×108m/s)
【答案】(1)
(2)1.5mm
【解析】
【小问1详解】
已知双缝间距,双缝到光屏的距离,第1条亮条纹到第4条亮条纹的中心距离
设相邻亮条纹的间距为,第1条亮条纹到第4条亮条纹之间包含个条纹间距,因此有
双缝干涉中相邻亮条纹的间距为
联立解得红光波长为
代入数据解得
【小问2详解】
紫光频率,光速,根据波速、波长和频率的关系有
解得紫光波长为
相邻亮条纹间距为
代入,推导得
代入数据解得
即相邻亮条纹的间距为1.5mm。
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