内容正文:
2025-2026学年第二学期高二年级学业质量监测
物理
注意事项:
1.本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、座位号涂写在答题卡上。本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.作答时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,考生只需将答题卡交回,试题请自行保留。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,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,每小题6分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。)
1. 如图所示,弹簧振子在水平方向上两点间做简谐运动,点为小球静止时球心所在的位置,关于振子小球的运动,下列说法正确的是( )
A. 从点向点运动,动能逐渐增大 B. 从点向点运动,加速度越来越小
C. 从点向点运动,位移越来越小 D. 从点向点运动,弹性势能逐渐增大
2. 下列说法中正确的是( )
A. 一列声波由空气传播到水中,频率变大
B. 正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时,我们听到的波频率与该波源的频率相比变小
C. 对于同一障碍物,波长越长的光越容易发生明显衍射现象
D. 光导纤维是利用光的全反射原理,其内芯材料是光疏介质,外套材料是光密介质
3. 如图甲,春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞文化在我国源远流长。其简化模型如下:材质不同的重水袖A和轻水袖B连接在一起,放在光滑水平玻璃上。某时刻在重水袖A左端抖动产生如图乙所示波形,下列说法正确的是( )
A. 振幅越大,则波速越小
B. 波在A、B中传播的周期一定相等
C. 波在A、B中传播的速度一定相等
D. 重水袖上的某点在一个周期内向右平移一个波长的距离
4. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中,实验装置如图,细线的上端固定在铁架台上,下端系一个小钢球,做成一个单摆。用该装置测量当地重力加速度,有关本实验下列说法正确的是( )
A. 摆线应选择弹性好的弹性绳
B. 摆球的振幅减小,单摆的周期也减小
C. 为了减小测量误差,应该从最高点开始计时
D. 把次全振动时间误当成次全振动时间,会使测得的重力加速度值偏大
5. 一列简谐横波沿轴传播,时刻的波形如图甲所示。介质中质点的平衡位置,振动图像如图乙所示。质点的平衡位置。下列说法中正确的是( )
A. 该波的传播速度为
B. 质点在一个周期内的路程为
C. 内,质点的动能一直在减小
D. 时,质点一定位于波峰位置
6. 光刻机是半导体芯片制造的核心设备,被称为“半导体工业皇冠上的明珠”。其镜头玻璃表面通常镀一层增透膜以减少光的反射损失,提高成像精度。已知某光刻机使用的极紫外线光在真空中的波长,增透膜的折射率,增透膜的厚度至少为( )
A. 2.5nm B. 3.5nm C. 5nm D. 7nm
7. 如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图,该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形,S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜,光束与AB边的夹角为,折射光线与AC边平行,忽略二次反射的光线,光在真空中的速度为c。则下列说法正确的是( )
A. 透明介质材料的折射率为 B. 光束能从BC边射出棱镜
C. 光束第一次从棱镜射出时相对入射光的偏角为 D. 光在棱镜中传播的时间为
8. 物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法中正确的是( )
A. 如图甲所示,光纤通信是一种现代通信手段,它是利用光的全反射原理来传递信息的
B. 如图乙所示,阳光下观察竖直放置的肥皂膜,看到彩色条纹是光的衍射产生的
C. 如图丙所示,立体电影利用了光的偏振现象
D. 如图丁所示,在多雾或多雨的城市中,采用红色图作为各种交通警示,原因是红光容易产生干涉
9. 一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光,光路如图所示。比较内芯中的a、b两束光。下列说法正确的是( )
A. a光的频率大 B. b光的波长小
C. a光发生全反射的临界角大 D. a光在内芯中的传播速度小
10. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播,两波源分别位于和处,两列波的波速均为,波源的振幅均为。如图为0时刻两列波的图像,此刻平衡位置在和的两质点刚开始振动,质点的平衡位置处于处。下列说法正确的是( )
A. 两列波的频率均为
B. 质点刚开始振动时的方向沿轴的负方向
C. 经过质点运动的路程为
D. 该波通过的障碍物时,不会发生衍射现象
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(本题共2小题,共14分。)
11. 在“测玻璃的折射率”实验中
(1)如图所示,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,在A、B、C、D四点分别插上P1、P2 、 P3和P4四枚大头针,下列说法中正确的是( )
A. 若P1、P2的距离较大时,通过玻璃砖会看不到P1、P2的像
B. 为减少测量误差,P1、P2的连线与法线NN/的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些
D. 若 P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时有可能在bb'面发生全反射,所以在a'一侧就看不到P1、P2的像
(2)该实验小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN'的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,测得所需数据分别为AC=1.68cm 和 BD=1.12cm,则该玻璃砖的折射率数值为___
(3)在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中,某同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系如图所示,其它操作均正确,且以aa'、bb'为界面画光路图,则该同学测得的折射率与真实值相比____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
12. 如图甲所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验时,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,打开单色光源,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。已知双缝间距d=0.4mm,双缝到毛玻璃屏的距离l=0.8m。
(1)实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹记为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图乙所示,则此时的示数为________mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示,则此时的示数为________mm;
(2)该单色光的波长为________m;
(3)改用频率较高的单色光,干涉条纹间距将________(选填“变大”“不变”或“变小”)
三、解答题(本题共3小题,共40分。)
13. 某次地震产生的简谐横波沿地面传播。假设该波沿x轴正向传播,监测站记录该波t=0时刻的波形图如甲图所示,乙图为甲图中某质点的振动图像,求:
(1)t=0时刻质点a的振动方向(无需说明理由);
(2)该波的频率f及传播速度v;
(3)质点a的位移y与时间t的关系式。
14. 一个小型应急交流发电机,内部为N=50匝面积S=0.04m2的正方形线圈,线圈电阻,线圈在磁感应强度为B=0.1T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为的电灯供电,线路中其它电阻不计,若发电机的转动角速度为ω=100rad/s时,电灯正常发光。求:
(1)写出从图中位置开始计时,交流发电机发出的电动势的表达式;
(2)写出电动势的有效值;
(3)电灯正常发光的功率;
(4)从图示位置开始,线圈转过90°的过程中,通过电灯的电量。
15. 如图所示是一个折射率为n的透明介质做成的四棱柱的横截面图,其中∠A=∠C=90°,∠B=60°。现有一条光线从AB面上图示位置垂直入射到棱镜内,若光线恰好在BC边发生全反射后,从CD边射出。已知光速为c,求:
(1)该透明介质的折射率n;
(2)光在介质中的传播速度v;
(3)光线射出棱镜时折射角的正弦值。
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2025-2026学年第二学期高二年级学业质量监测
物理
注意事项:
1.本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、座位号涂写在答题卡上。本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.作答时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,考生只需将答题卡交回,试题请自行保留。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,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,每小题6分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。)
1. 如图所示,弹簧振子在水平方向上两点间做简谐运动,点为小球静止时球心所在的位置,关于振子小球的运动,下列说法正确的是( )
A. 从点向点运动,动能逐渐增大 B. 从点向点运动,加速度越来越小
C. 从点向点运动,位移越来越小 D. 从点向点运动,弹性势能逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球从O点向B点运动过程中,做减速运动,速度逐渐减小,动能逐渐减小,故A错误;
B.小球从A点向O点运动过程中,位移逐渐减小,根据可知,回复力逐渐减小,根据可知,加速度逐渐减小,故B正确;
C.小球从O点向A点运动过程中,位移逐渐增大,故C错误;
D.小球从B点向A点运动过程中,弹簧的形变量先减小后增大,则弹性势能先减小后增大,故D错误。
故选B。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 一列声波由空气传播到水中,频率变大
B. 正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时,我们听到的波频率与该波源的频率相比变小
C. 对于同一障碍物,波长越长的光越容易发生明显衍射现象
D. 光导纤维是利用光的全反射原理,其内芯材料是光疏介质,外套材料是光密介质
【答案】C
【解析】
【详解】A.波的频率由波源决定,声波从空气传入水中时波源不变,因此频率不变,故A错误;
B.根据多普勒效应,当波源向观察者靠近时,观察者接收到的波的频率大于波源本身的频率,故B错误;
C.发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相近或小于波长,同一障碍物尺寸固定,波长越长越容易满足衍射条件,因此越容易发生明显衍射现象,故C正确;
D.光导纤维利用光的全反射原理,全反射的前提是光从光密介质射向光疏介质,因此内芯为光密介质,外套为光疏介质,故D错误。
故选C。
3. 如图甲,春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞文化在我国源远流长。其简化模型如下:材质不同的重水袖A和轻水袖B连接在一起,放在光滑水平玻璃上。某时刻在重水袖A左端抖动产生如图乙所示波形,下列说法正确的是( )
A. 振幅越大,则波速越小
B. 波在A、B中传播的周期一定相等
C. 波在A、B中传播的速度一定相等
D. 重水袖上的某点在一个周期内向右平移一个波长的距离
【答案】B
【解析】
【详解】A.机械波的波速仅由介质决定,与振幅无关,则介质一定时,振幅变大,但波速不变,故A错误;
BC.波的频率仅由波源决定,机械波从一种介质中进入另一种介质时,其频率不变,周期不变,波速改变,故B正确,C错误;
D.重水袖上某点一个周期内通过的路程为4倍振幅,而这一个周期内机械波传播的距离为一个波长,但质点不会随波迁移,故D错误。
故选B。
4. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中,实验装置如图,细线的上端固定在铁架台上,下端系一个小钢球,做成一个单摆。用该装置测量当地重力加速度,有关本实验下列说法正确的是( )
A. 摆线应选择弹性好的弹性绳
B. 摆球的振幅减小,单摆的周期也减小
C. 为了减小测量误差,应该从最高点开始计时
D. 把次全振动时间误当成次全振动时间,会使测得的重力加速度值偏大
【答案】D
【解析】
【详解】A.摆线应选择没有弹性的轻绳,如果选择弹性好的弹性绳,摆球运动过程中,摆长就会变化,故A错误;
B.由单摆的周期公式得,可知摆球的振幅减小,单摆的周期不变,故B错误;
C.由于最低点摆球的速度最大,为了减小测量误差,所以应该从最低点开始计时,故C错误;
D.把次全振动时间误当成次全振动时间,这样会使测量的周期减小,由单摆的周期公式变形得,所以会使测得的重力加速度值偏大,故D正确。
故选D。
5. 一列简谐横波沿轴传播,时刻的波形如图甲所示。介质中质点的平衡位置,振动图像如图乙所示。质点的平衡位置。下列说法中正确的是( )
A. 该波的传播速度为
B. 质点在一个周期内的路程为
C. 内,质点的动能一直在减小
D. 时,质点一定位于波峰位置
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图甲和图乙,可得波长,周期,则波速,故A正确。
B.根据图像,可得振幅,则质点在一个周期内的路程为4个振幅,即为8cm,故B错误。
C.根据图乙,0~1s内质点从波峰运动到平衡位置,这一过程速度不断增大,动能一直增大,故C错误。
D.根据图甲,时位于平衡位置,但不确定向上或向下振动(由于波速方向不确定)。所以时可能位于波谷,故D错误。
故选A。
6. 光刻机是半导体芯片制造的核心设备,被称为“半导体工业皇冠上的明珠”。其镜头玻璃表面通常镀一层增透膜以减少光的反射损失,提高成像精度。已知某光刻机使用的极紫外线光在真空中的波长,增透膜的折射率,增透膜的厚度至少为( )
A. 2.5nm B. 3.5nm C. 5nm D. 7nm
【答案】A
【解析】
【详解】根据
可得光在增透膜中的波长为
为实现增透,光在增透膜上、下表面反射的两束光应发生干涉相消,根据干涉相消条件,则光程差(),最小厚度对应,代入得
故选A。
7. 如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图,该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形,S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜,光束与AB边的夹角为,折射光线与AC边平行,忽略二次反射的光线,光在真空中的速度为c。则下列说法正确的是( )
A. 透明介质材料的折射率为 B. 光束能从BC边射出棱镜
C. 光束第一次从棱镜射出时相对入射光的偏角为 D. 光在棱镜中传播的时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意作出光路图,如图所示
入射光线与夹角为,因此入射角
折射光线与平行,,因此折射光线与夹角为,折射角
由折射定律
故A错误;
B.该介质的全反射临界角满足
得
等腰三角形中
折射光线平行,因此在面的入射角
发生全反射,不能从射出,故B错误;
C.折射光线在全反射后,到达边,入射到的入射角为,可以从射出。 由折射定律,出射角满足
得
入射光第一次偏折
出射时第二次偏折
总偏折角为
故C正确;
D.由几何关系可得,折射光总路程
光在介质中速度
传播时间
故D错误。
故选C。
8. 物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法中正确的是( )
A. 如图甲所示,光纤通信是一种现代通信手段,它是利用光的全反射原理来传递信息的
B. 如图乙所示,阳光下观察竖直放置的肥皂膜,看到彩色条纹是光的衍射产生的
C. 如图丙所示,立体电影利用了光的偏振现象
D. 如图丁所示,在多雾或多雨的城市中,采用红色图作为各种交通警示,原因是红光容易产生干涉
【答案】AC
【解析】
【详解】A.光纤通信是利用光在纤芯与包层界面发生全反射来传输信息的,A正确;
B.阳光下观察竖直放置的肥皂膜,看到彩色条纹是光的干涉产生的,B错误;
C.立体电影利用偏振光原理,使左右眼接收不同图像,产生立体感,C正确;
D.采用红色图作为各种交通警示,原因是红光波长较长,容易发生明显的衍射,穿透雾或雨的能力较强,与干涉无关,D错误。
故选AC。
9. 一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光,光路如图所示。比较内芯中的a、b两束光。下列说法正确的是( )
A. a光的频率大 B. b光的波长小
C. a光发生全反射的临界角大 D. a光在内芯中的传播速度小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.一束复色光从空气射入光导纤维后,b光的偏折程度大,说明光导纤维对b光的折射率更大,原因是其频率更高,波长更短,故A错误,B正确;
C.由,光导纤维对a光的折射率更小,故a光发生全反射的临界角更大,故C正确;
D.由,a光在内芯中的传播速度更大,故D错误。
故选BC。
10. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播,两波源分别位于和处,两列波的波速均为,波源的振幅均为。如图为0时刻两列波的图像,此刻平衡位置在和的两质点刚开始振动,质点的平衡位置处于处。下列说法正确的是( )
A. 两列波的频率均为
B. 质点刚开始振动时的方向沿轴的负方向
C. 经过质点运动的路程为
D. 该波通过的障碍物时,不会发生衍射现象
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由波形图可得,两列波的波长 ,已知波速
根据,可得频率 ,A错误;
B.根据波的传播规律,左波沿正方向传播,点起振方向沿轴负方向;右波沿负方向传播,点起振方向也沿轴负方向,即两列波起振方向相同
点平衡位置在,距、的距离均为,两列波同时到达,因此刚开始振动的方向沿轴负方向,B正确;
C.总时间,波传到的时间 ,振动的时间
两列波叠加,点的总振幅 ,一个周期内质点运动路程为,因此总路程 , C正确;
D.该波波长,障碍物尺寸,不仅能发生衍射,还会发生明显衍射(一切波都能发生衍射),D错误。
故选 BC。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(本题共2小题,共14分。)
11. 在“测玻璃的折射率”实验中
(1)如图所示,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,在A、B、C、D四点分别插上P1、P2 、 P3和P4四枚大头针,下列说法中正确的是( )
A. 若P1、P2的距离较大时,通过玻璃砖会看不到P1、P2的像
B. 为减少测量误差,P1、P2的连线与法线NN/的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些
D. 若 P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时有可能在bb'面发生全反射,所以在a'一侧就看不到P1、P2的像
(2)该实验小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN'的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,测得所需数据分别为AC=1.68cm 和 BD=1.12cm,则该玻璃砖的折射率数值为___
(3)在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中,某同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系如图所示,其它操作均正确,且以aa'、bb'为界面画光路图,则该同学测得的折射率与真实值相比____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)C (2)1.5
(3)偏小
【解析】
【小问1详解】
A.若P1、P2的距离较大时,只要操作无误,通过玻璃砖也会看到P1、P2的像,A错误;
B.为减少测量误差,P1、P2的连线与法线NN'的夹角大小要适当,不能过大过小,B错误;
C.为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些,这样可更准确的确定光线的方向,C正确;
D.因光线在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角,则光线不可能在下表面发生全反射,即若 P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时也不可能在bb'面发生全反射,D错误。
故选C。
【小问2详解】
折射率
【小问3详解】
某同学测定折射率时,作出的折射光线如下图中虚线所示
实线表示实际光线,可见折射角增大,则由折射定律可知,折射率将偏小。
12. 如图甲所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验时,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,打开单色光源,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。已知双缝间距d=0.4mm,双缝到毛玻璃屏的距离l=0.8m。
(1)实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹记为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图乙所示,则此时的示数为________mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示,则此时的示数为________mm;
(2)该单色光的波长为________m;
(3)改用频率较高的单色光,干涉条纹间距将________(选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】(1) ①. 11.1 ②. 15.6
(2)
(3)变小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]10分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知示数为
由图丙可知示数为
【小问2详解】
相邻亮条纹间距为
根据,可得该单色光的波长为
【小问3详解】
改用频率较高的单色光,根据可知,波长变小;根据可知,干涉条纹间距将变小。
三、解答题(本题共3小题,共40分。)
13. 某次地震产生的简谐横波沿地面传播。假设该波沿x轴正向传播,监测站记录该波t=0时刻的波形图如甲图所示,乙图为甲图中某质点的振动图像,求:
(1)t=0时刻质点a的振动方向(无需说明理由);
(2)该波的频率f及传播速度v;
(3)质点a的位移y与时间t的关系式。
【答案】(1)沿y轴正方向(向上)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
该波沿x轴正向传播,根据波源平移法可知,时刻质点a的振动方向沿y轴正方向(向上)。
【小问2详解】
由图乙可知周期为,则该波的频率为
由图甲可知波长为,则波速为
【小问3详解】
由图可知振幅为,角频率为
时,质点a在平衡位置,且沿y轴正方向振动,则质点a的位移y与时间t的关系式为
14. 一个小型应急交流发电机,内部为N=50匝面积S=0.04m2的正方形线圈,线圈电阻,线圈在磁感应强度为B=0.1T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为的电灯供电,线路中其它电阻不计,若发电机的转动角速度为ω=100rad/s时,电灯正常发光。求:
(1)写出从图中位置开始计时,交流发电机发出的电动势的表达式;
(2)写出电动势的有效值;
(3)电灯正常发光的功率;
(4)从图示位置开始,线圈转过90°的过程中,通过电灯的电量。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)0.02C
【解析】
【小问1详解】
从图中位置开始计时,此时磁通量为零,感应电动势最大,电动势的最大值为
可得交流发电机发出的电动势的表达式
【小问2详解】
电动势的有效值为
【小问3详解】
电灯正常发光的功率
【小问4详解】
从图示位置开始,线圈转过90°的过程中,通过电灯的电量
15. 如图所示是一个折射率为n的透明介质做成的四棱柱的横截面图,其中∠A=∠C=90°,∠B=60°。现有一条光线从AB面上图示位置垂直入射到棱镜内,若光线恰好在BC边发生全反射后,从CD边射出。已知光速为c,求:
(1)该透明介质的折射率n;
(2)光在介质中的传播速度v;
(3)光线射出棱镜时折射角的正弦值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
光在棱镜中的光路图如图所示
由几何知识得,,根据全反射临界角公式
解得
【小问2详解】
根据光速与折射率的关系
解得
【小问3详解】
根据折射定律
解得
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